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pチャンネル電界効果トランジスタ及びそれを用いたセンサ コモンズ

国内特許コード P04P001384
整理番号 A111P83
掲載日 2004年12月7日
出願番号 特願2003-082986
公開番号 特開2004-294087
登録番号 特許第3657591号
出願日 平成15年3月25日(2003.3.25)
公開日 平成16年10月21日(2004.10.21)
登録日 平成17年3月18日(2005.3.18)
発明者
  • 川原田 洋
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 pチャンネル電界効果トランジスタ及びそれを用いたセンサ コモンズ
発明の概要 【課題】酵素をFETチャンネル表面(ダイヤモンド表面)に直接固定することにより、酵素の感応性を向上させることができるpチャンネル電界効果トランジスタ及びそれを用いたセンサを提供する。
【解決手段】水素終端、酸素終端、アミノ終端が混在したダイヤモンド表面22上にグルタルアルデヒドOHC(CHCHO30を作用させて処理すると、水素終端、酸素終端、アミノ終端が混在したダイヤモンド表面22上にグルタルアルデヒド30が固定される。そこへ、ウレアーゼ29を作用させると、グルタルアルデヒド30にウレアーゼ29のアミノ基31が結合する。つまり、水素終端、酸素終端、アミノ終端が混在したダイヤモンド表面22にウレアーゼ29を固定できる。10-6Mから10-2Mまで尿素濃度を増加すると、閾値電圧は正方向に約0.1Vシフトし、30mV/decadeの尿素濃度感応性を示した。
【選択図】 図8
従来技術、競合技術の概要


本願発明者は、既に、液体電解質をゲートとして使用し、ダイヤモンドの水素終端表面をチャンネルとした電界効果トランジスタを提案している(下記特許文献1及び2参照)。



ところで、ウレアーゼ(酵素)の触媒作用により、尿素が加水分解し、アンモニアを発生し、pHが上昇することは知られている。シリコン系イオン感応性FET(ISFET)では、ウレアーゼ(酵素)を保護膜兼感応膜であるシリコン窒化物上に固定し、pHの変化を検出する。この場合、ウレアーゼ(酵素)の固定密度及び固定強度が検出精度を左右する。また、ウレアーゼ(酵素)とISFETを分離する方法があるが、この場合には、検出感度が低下するという問題があった。



【特許文献1】
特許第3313696号公報(第2-4頁 図1)
【特許文献2】
特許第3390756号公報(第2-4頁 図1)

産業上の利用分野


本発明は、pチャンネル電界効果トランジスタ及びそれを用いたセンサに係り、特に、化学センサ及びバイオセンサに関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
液体電解質をゲートとして使用し、水素終端、酸素終端及びアミノ終端が混合されたダイヤモンド表面をチャンネルとしたpチャンネル電界効果トランジスタ。

【請求項2】
請求項1記載のpチャンネル電界効果トランジスタを用いて、前記液体電解質のpHの上昇に対し、前記アミノ終端と酸素終端の混合表面で閾値電圧が正方向にシフトすることにより、pH感応性を有することを特徴とするセンサ。

【請求項3】
請求項2記載のセンサにおいて、前記pHの上昇が、2から12であることを特徴とするセンサ。

【請求項4】
請求項2又は3記載のセンサにおいて、前記表面のアミノ終端にウレアーゼをグルタルアルデヒド(2価のアルデヒド)を介して固定し、尿素濃度の上昇によって、閾値電圧が正方向にシフトすることにより、尿素の感応性を示すようにしたことを特徴とするセンサ。

【請求項5】
請求項4記載のセンサにおいて、前記尿素濃度の上昇が、10-6Mから10-2Mであることを特徴とするセンサ。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2003082986thum.jpg
出願権利状態 登録
参考情報 (研究プロジェクト等) CREST 電子・光子等の機能制御 領域
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