分子印迹型薄膜体声波谐振毒品检测传感器

作     者：陈剑鸣 吕启蒙 吴光敏 楚合群 John D Mai CHEN Jian-ming;L(U) Qi-meng;WU Guang-min;CHU He-qun;John D Mai

作者机构：昆明理工大学MEMS实验室云南昆明650500 香港城市大学机械与生物医学工程学系 

出 版 物：《光学精密工程》 (Optics and Precision Engineering)

年 卷 期：2013年第21卷第9期

页      面：2272-2278页

核心收录：

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：昆明理工大学MEMS学科建设基金资助项目(No.14078024) 

主　　题：微机电系统 薄膜体声波谐振器 分子印迹技术 微流体技术 毒品检测传感器 

摘      要：针对毒品探测的需求,对高灵敏度、高选择性及可工作于液相环境中的传感器进行了研究,利用分子印迹技术(MIT),结合薄膜体声波谐振器(FBAR)和微流体(micro fluidics)技术构造了新型传感器。首先,阐述了用分子印迹技术制作FBAR吸附层材料的原理,利用分子印迹技术制备了对特定毒品分子具有专一吸附性的印迹材料,将其作为吸附层涂覆在基于微机电系统(MEMS)及微流体技术的FBAR上。根据压电方程和运动学方程推导出了FBAR压电振子的等效电路及电学端口输入阻抗公式,构建了以AlN为压电材料的微流体结构FBAR毒品检测传感器模型。对该结构的FBAR传感器进行了理论研究和公式推导,并在理论模型的基础上进行了仿真实验,得到了单位面积质量响度达0.8 pg/Hz·cm2的FBAR传感器。得到的实验结果远高于石英晶体微天平这一传统的质量敏感型传感器,可实现对溶液中毒品分子的快速检测。