应力型微悬臂梁生化传感器响应机理研究进展.pdf

《应力型微悬臂梁生化传感器响应机理研究进展.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2014年第33卷第6期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)5应力型微悬臂梁生化传感器响应机理研究进展杨天天(1．江南大学，江苏无锡214122；2．中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术联合国家重点实验室，上海200050)摘要：针对静态微悬臂梁表面特异性结合产生表面应力信号的响应机制问题，介绍了微悬臂梁生化传感器的工作原理，阐述了应力响应机制的简化模型，从纵向界面上和横向分子间2个方面对特异性吸附引起的悬臂梁表面应力的变化进行了剖析，讨论了界面能变化、位阻

2、作用、静电力、氢键作用等与表面应力大小及方向之间的关系，总结了应力型微悬臂梁生化传感器的响应机理的研究。关键词：微悬臂梁；生化传感器；表面应力；响应机制中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1000-9787(2014)06-0005-04Researchprogressonresponsemechanismofstresstypemicro．cantileverbio／chemicalsensorYANGTian．tian，(1．JiangnanUniversity，Wuxi214122，China；2．St

3、ateKeyLaboratoryofTransducerTechnology，ShanghaiInstituteofMicrosystemandInformationTechnology，ChineseAcademyofSciences，Shanghai200050，China)Abstract：Aimingatresponsemechanismofspecificityofstaticmicro—cantileversurface，induceSurface-stresssignal，introduceworking

4、principlesofbio／chemicalmicro—cantileversensors，describesimplifiedmodelofstressresponsemechanism．Analyzechangeofsurface-stressofcantilevercausedbyspecificadsorptionofverticalinterfaceandlateralmoleculeinteractions，discussrelationshipbetweeninterracialenergychang

5、e，stericeffect，electrostaticforce，andhydrogenbondingandsizeanddirectionofsurfacestress，summarizeresponsemechanismofstresstypemicro—cantileverbio／chemicalsensor．Keywords：micro—cantilever；bio／chemicalsensor；surfacestress；responsemechanism0引言时，利用微机电悬臂梁采用不同的敏感层来实现不同

6、生化微纳机电悬臂梁生化传感器是自2O世纪9O年代后期物质的特异性检测只是研究者针对解决个性问题的应用结逐渐兴起的新型痕量检测技术，它通过微纳悬臂梁将吸附果，对于生化敏感作用在悬臂梁微结构上的信息转换机制或结合产生的质量、温度、热、磁和力等变量转换为nm级并无定论。近年来，随着微悬臂梁生化传感器的大力发展，的机械响应，这种响应通常具有超高灵敏度，尤其适合现场相应的基础工作机理研究受到日益重视。痕量快速检测的需求。同时，该类传感器还具有价格低廉、1应力型微悬臂梁生化传感器的工作原理可实现微型化和批量生产、响应时间短、易阵列

7、化和系统集应力型微悬臂梁生化传感器是通过在悬臂梁的一个表成等优点，在生化传感技术领域显示了独特的优势，例如：面固定一层具有特异性识别能力的敏感材料，被测化学气已见报道的应用，对于生物分子如DNA，RNA，蛋白体或生物分子经扩散被生化敏感层吸附或结合后，导致悬质l3的检测，以及在化学检测方面对于挥发性有机化合臂梁表面应力发生变化，造成悬臂梁的弯曲，再通过电(或物【4、爆炸物和水银蒸气的检测等。光)学信号记录下来。此类微悬臂梁传感器由于具有结构在这样的背景下，研究和开发基于微纳机电悬臂梁的简单、制作容易、灵敏度高、可在线检

8、测、容易在溶液中使用生化传感器是一项既充满挑战又十分迫切的任务。与此同等优点，在生化检测领域获得了广泛的应用。收稿日期：2014-04-02基金项目：江苏省自然科学基金重点资助项目(BK2011003)；江南大学自主科研项目(JUSRPl1228)6传感器与微系统第33卷对于应力型微悬臂梁生化传感器来说，目标分子在悬面应力变化的主