عرض مصدر ترانزستور الأثر الحقلي المستشعر الحيوي

[[ملف:BioFET.jpg|تصغير| في BioFET نموذجي، تفصل طبقة عازلة كهربيًا وكيميائيًا (على سبيل المثال [[ثنائي أكسيد السيليكون]]) محلول التحليل عن جهاز أشباه الموصلات. تُستخدم طبقة البوليمر، الأكثر شيوعًا APTES، لربط السطح كيميائيًا بمستقبل خاص بالتحليل (مثل بيوتين أو جسم مضاد). عند ربط المادة التحليلية، تحدث تغيرات في الجهد [[علم الكهرباء الساكنة|الكهروستاتيكي]] على سطح طبقة عازل الإلكتروليت، مما يؤدي بدوره إلى تأثير البوابة الكهروستاتيكية لجهاز أشباه الموصلات، وتغير قابل للقياس في التيار بين المصدر وإلكترودات التصريف.<ref name="SchöningPoghossian2002" />]]'''ترانزستور الأثر الحقلي المستشعر الحيوي،<ref name="GoldsmithLocascio2019">{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير1 = Goldsmith
| الأخير10 = Pan
| pmid = 30670783
| doi = 10.1038/s41598-019-38700-w
| issn = 2045-2322
| سنة = 2019
| صفحات = 434
| العدد = 1
| المجلد = 9
| صحيفة = Scientific Reports
| عنوان = Digital Biosensing by Foundry-Fabricated Graphene Sensors
| الأول12 = Francie
| الأخير12 = Barron
| الأول11 = Jolie
| الأخير11 = Nokes
| الأول10 = Deng
| الأول9 = Savannah
| الأول1 = Brett R.
| الأخير5 = Walker
| الأخير2 = Locascio
| الأول2 = Lauren
| الأخير3 = Gao
| الأول3 = Yingning
| الأخير4 = Lerner
| الأول4 = Mitchell
| الأول5 = Amy
| الأخير9 = Afsahi
| الأخير6 = Lerner
| الأول6 = Jeremy
| الأخير7 = Kyaw
| الأول7 = Jayla
| الأخير8 = Shue
| الأول8 = Angela
| pmc = 6342992
}}
</ref> هو''' جهاز استشعار حيوي ذو تأثير ميداني قائم على [[ترانزستور الأثر الحقلي|الترانزستور ذات التأثير الميداني]]،<ref name="MaddalenaKuiper2010">{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير1 = Maddalena
| الأول7 = Bert
| doi = 10.1063/1.3518681
| issn = 0021-8979
| صفحات = 124501
| سنة = 2010
| العدد = 12
| المجلد = 108
| صحيفة = Journal of Applied Physics
| عنوان = Organic field-effect transistor-based biosensors functionalized with protein receptors
| الأول8 = Paul W. M.
| الأخير8 = Blom
| الأخير7 = De Boer
| الأول1 = Francesco
| الأول6 = Dago M.
| الأخير6 = de Leeuw
| الأول5 = Jan C.
| الأخير5 = Hummelen
| الأول4 = Frank
| الأخير4 = Brouwer
| الأول3 = Bert
| الأخير3 = Poolman
| الأول2 = Marjon J.
| الأخير2 = Kuiper
| مسار = https://pure.rug.nl/ws/files/6756727/2010JApplPhysMaddalena.pdf
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20210819175127/https://pure.rug.nl/ws/files/6756727/2010JApplPhysMaddalena.pdf | تاريخ أرشيف = 19 أغسطس 2021 }}</ref> والمعروف أيضًا باسم ترانزستور تأثير المجال الحيوي (Bio-FET أو BioFET)،<ref name="MaddalenaKuiper2010" /> أو مستشعر التأثير الميداني (FEB)،<ref name="Bergveld">{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير1 = Bergveld
| الأول1 = Piet
| مؤلف1-وصلة = Piet Bergveld
| عنوان = The impact of MOSFET-based sensors
| صحيفة = Sensors and Actuators
| تاريخ = October 1985
| المجلد = 8
| العدد = 2
| صفحات = 109–127
| doi = 10.1016/0250-6874(85)87009-8
| مسار = https://core.ac.uk/download/pdf/11473091.pdf
| issn = 0250-6874
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20210426192332/https://core.ac.uk/download/pdf/11473091.pdf | تاريخ أرشيف = 26 أبريل 2021 }}</ref> أو المستشعر الحيوي MOSFET، هو حقل -ترانزستور ذو تأثير (يعتمد على بنية MOSFET)<ref name="Bergveld" /> والذي يتم تحديده من خلال التغيرات في الجهد السطحي الناجم عن ارتباط الجزيئات. عندما ترتبط الجزيئات المشحونة، مثل الجزيئات الحيوية، ببوابة FET، والتي عادةً ما تكون مادة عازلة للكهرباء، يمكنها تغيير توزيع شحنة مادة [[شبه موصل|أشباه الموصلات]] الأساسية مما يؤدي إلى تغيير في توصيل قناة FET.<ref name="BrandBrandes1991">{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير1 = Brand
| عنوان = Monitoring and control of biotechnological production processes by Bio-FET-FIA-sensors
| مسار = https://archive.org/details/sim_applied-microbiology-and-biotechnology_1991-11_36_2/page/167
| الأخير11 = Ferretti
| الأول11 = R.
| الأخير12 = Prasad
| الأول12 = S.
| الأخير13 = Wilhelm
| الأول13 = D.
| صحيفة = Applied Microbiology and Biotechnology
| الأخير10 = Wu
| المجلد = 36
| العدد = 2
| سنة = 1991
| صفحات = 167–172
| issn = 0175-7598
| doi = 10.1007/BF00164414
| الأول10 = X.
| الأول9 = S.
| الأول1 = U.
| الأخير5 = Reinhardt
| الأخير2 = Brandes
| الأول2 = L.
| الأخير3 = Koch
| الأول3 = V.
| الأخير4 = Kullik
| الأول4 = T.
| الأول5 = B.
| الأخير9 = Wang
| الأخير6 = Rüther
| الأول6 = F.
| الأخير7 = Scheper
| الأول7 = T.
| الأخير8 = Schügerl
| الأول8 = K.
| pmid = 1368106
}}</ref><ref>
{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير1 = Lin
| الأخير8 = Shieh
| سنة = 2007
| doi = 10.1021/nl0719170
| صفحات = 3656–3661
| العدد = 12
| المجلد = 7
| لغة = en
| صحيفة = Nano Letters
| عنوان = Control and Detection of Organosilane Polarization on Nanowire Field-Effect Transistors
| الأول9 = Y. W.
| الأخير9 = Su
| الأول8 = D. B.
| الأول7 = Y. N.
| الأول1 = M. C.
| الأخير7 = Wu
| الأول6 = Y. P.
| الأخير6 = Wu
| الأول5 = C. S.
| الأخير5 = Wu
| الأول4 = H. Y.
| الأخير4 = Lin
| الأول3 = L. C.
| الأخير3 = Tsai
| الأول2 = C. J.
| الأخير2 = Chu
| citeseerx = 10.1.1.575.5601
}}</ref> يتكون Bio-FET من جزأين رئيسيين: أحدهما هو عنصر التعرف البيولوجي والآخر هو ترانزستور التأثير الميداني.<ref name="MaddalenaKuiper2010" /><ref name="LeeDak2014">{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير1 = Lee
| الأول7 = Sunkook
| pmc = 4268637
| pmid = 25516382
| doi = 10.1038/srep07352
| issn = 2045-2322
| صفحة = 7352
| سنة = 2014
| العدد = 1
| المجلد = 4
| صحيفة = Scientific Reports
| عنوان = Two-dimensional Layered MoS2 Biosensors Enable Highly Sensitive Detection of Biomolecules
| الأخير7 = Kim
| الأول1 = Joonhyung
| الأول6 = Muhammad A.
| الأخير6 = Alam
| الأول5 = Woong
| الأخير5 = Choi
| الأول4 = Heekyeong
| الأخير4 = Park
| الأول3 = Yeonsung
| الأخير3 = Lee
| الأول2 = Piyush
| الأخير2 = Dak
| doi-access = free
}}</ref> يعتمد هيكل BioFET إلى حد كبير على ترانزستور تأثير المجال الحساس للأيونات (ISFET)، وهو نوع من ترانزستور تأثير المجال من أكسيد المعادن وأشباه الموصلات (MOSFET) حيث يتم استبدال البوابة المعدنية بغشاء حساس [[أيون|للأيونات]] ومحلول [[كهرل|إلكتروليت]] وقطب مرجعي.<ref name="SchöningPoghossian2002">{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير1 = Schöning
| الأول1 = Michael J.
| الأخير2 = Poghossian
| الأول2 = Arshak
| عنوان = Recent advances in biologically sensitive field-effect transistors (BioFETs)
| صحيفة = The Analyst
| المجلد = 127
| العدد = 9
| سنة = 2002
| صفحات = 1137–1151
| issn = 0003-2654
| doi = 10.1039/B204444G
| pmid = 12375833
| مسار = http://juser.fz-juelich.de/record/16078/files/12968.pdf
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20211010020931/https://juser.fz-juelich.de/record/16078/files/12968.pdf | تاريخ أرشيف = 10 أكتوبر 2021 }}</ref>

== آلية العمل ==
تقوم Bio-FETs بربط جهاز [[ترانزستور|الترانزستور]] بطبقة حساسة بيولوجيًا يمكنها تحديد الجزيئات الحيوية مثل [[حمض نووي|الأحماض النووية]] و[[بروتين|البروتينات]]. يتكون نظام Bio-FET من [[ترانزستور]] تأثير [[ترانزستور الأثر الحقلي|مجال أشباه الموصلات]] الذي يعمل [[محول إشارة]] مفصولة بطبقة عازلة (على سبيل المثال [[ثنائي أكسيد السيليكون|SiO2]]) من عنصر التعرف البيولوجي (على سبيل المثال، المستقبلات أو جزيئات المسبار) التي تكون انتقائية للجزيء المستهدف المسمى الحليلة.<ref name="bulyha">Alena Bulyha, Clemens Heitzinger and Norbert J Mauser: Bio-Sensors: Modelling and Simulation of Biologically Sensitive Field-Effect-Transistors, ERCIM News, 04,2011.</ref> بمجرد أن يرتبط التحليل بعنصر التعرف، يتغير توزيع الشحنة على السطح مع التغيير المقابل في جهد السطح الكهروستاتيكي لأشباه الموصلات. هذا التغيير في الجهد السطحي لأشباه الموصلات يعمل مثل جهد البوابة في [[موسفت|MOSFET]] التقليدي، أي تغيير كمية التيار الذي يمكن أن يتدفق بين المصدر وإلكترودات التصريف. يمكن قياس هذا التغيير في التيار (أو مقاومة وموصلية كهربائية)،<ref name="matsumoto">{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير1 = Matsumoto
| الأول1 = A
| الأخير2 = Miyahara
| الأول2 = Y
| عنوان = Current and emerging challenges of field effect transistor based bio-sensing
| صحيفة = [[Nanoscale (journal)|Nanoscale]]
| تاريخ = 21 November 2013
| المجلد = 5
| العدد = 22
| صفحات = 10702–10718
| doi = 10.1039/c3nr02703a
| pmid = 24064964
}}</ref> وبالتالي يمكن الكشف عن ارتباط التحليل. تعتمد العلاقة الدقيقة بين تركيز التيار والتحليل على منطقة تشغيل الترانزستور.<ref name="Lowe Sun Zeimpekis Skylaris 2017 pp. 4173–4200">{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير1 = Lowe
| صحيفة = The Analyst
| صفحات = 4173–4200
| pmid = 29072718
| doi = 10.1039/c7an00455a
| issn = 0003-2654
| سنة = 2017
| العدد = 22
| المجلد = 142
| عنوان = Field-effect sensors – from pH sensing to biosensing: sensitivity enhancement using streptavidin–biotin as a model system
| الأول1 = Benjamin M.
| الأول5 = Nicolas G.
| الأخير5 = Green
| الأول4 = Chris-Kriton
| الأخير4 = Skylaris
| الأول3 = Ioannis
| الأخير3 = Zeimpekis
| الأول2 = Kai
| الأخير2 = Sun
| doi-access = free
}}</ref>

== مراجع ==
{{مراجع|2}}
{{روابط شقيقة|commons=Biotransistors}}
{{شريط بوابات|علم الأحياء|تقانة|إلكترونيات}}

[[تصنيف:أنواع الترانزستورات]]
[[تصنيف:مستشعرات حيوية]]