FET SENSOR WITH A SPECIALLY CONFIGURED GATE ELECTRODE FOR THE HIGHLY SENSITIVE DETECTION OF ANALYTES

Einen Sensor umfassend ein Substrat, ein Source-Kontaktgebiet, ein Drain-Kontaktgebiet und ein Gateoxid eines Transistors, wobei zwischen dem Gateoxid und einer Detektionselektrode, welche aus einem elektrisch isolierenden Material besteht eine Gateelektrode angeordnet ist. Hierdurch liegt eine Reih...

Ausführliche Beschreibung

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Hauptverfasser: LUETH, HANS, OFFENHAEUSER, ANDREAS, GORYLL, MICHAEL, ODENTHAL, MARGARETE, MOERS, JUERGEN
Format: Patent
Sprache:eng ; fre ; ger
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creator LUETH, HANS
OFFENHAEUSER, ANDREAS
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description Einen Sensor umfassend ein Substrat, ein Source-Kontaktgebiet, ein Drain-Kontaktgebiet und ein Gateoxid eines Transistors, wobei zwischen dem Gateoxid und einer Detektionselektrode, welche aus einem elektrisch isolierenden Material besteht eine Gateelektrode angeordnet ist. Hierdurch liegt eine Reihenschaltung zweier Kondensatoren vor. Die Kontaktfläche Asens der Gateelektrode an die Detektionselektrode ist grösser als die Kontaktfläche Agate der Gateelektrode an das Gateoxid. Dadurch ist gewährleistet, dass der Rezeptor sich auf technisch einfache Weise auf der Oberfläche der Detektionselektrode immobilisieren lässt. Über die kleine Kontaktfläche Agate der Gateelektrode an den Transistor ist gleichzeitig eine hohe Nachweisempfindlichkeit für den Analyten gegeben. Das Verfahren zum Nachweis wenigstens eines Analyten sieht vor, dass wenigstens ein Analyt zur Bildung einer Änderung der elektrischen Ladung an der Oberfläche der Detektionselektrode in Kontakt mit einem an der Detektionselektrode immobilisierten Rezeptor gebracht wird. Der Analyt wird über die Erfassung der Stromänderung am Transistor nachgewiesen. Disclosed is a sensor comprising a substrate, a source contact region, a drain contact region, and the gate oxide of a transistor. A gate electrode is disposed between the gate oxide and a detection electrode made of a nonconducting material. The contact area Asens between the gate electrode and the detection electrode is larger than the contact area Agate between the gate electrode and the gate oxide, whereby the receptor can be immobilized on the surface of the detection electrode in a technically simple manner while the small contact area Agate between the gate electrode and the transistor provides for high sensitivity for detecting the analyte. According to the inventive method for detecting at least one analyte, at least one analyte is brought into contact with a receptor immobilized at the detection electrode so as to modify the electrical charge at the surface of the detection electrode. The analyte is detected by detecting the modified voltage in the transistor. L'invention concerne un détecteur comprenant un substrat, une région contact de source, une région contact de drain et un oxyde de grille d'un transistor, une électrode de commande étant disposée entre l'oxyde de grille et une électrode de détection constituée par un matériau électriquement isolant. La surface de contact Asens entre l'électrode de commande et l'électrode de détection
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Hierdurch liegt eine Reihenschaltung zweier Kondensatoren vor. Die Kontaktfläche Asens der Gateelektrode an die Detektionselektrode ist grösser als die Kontaktfläche Agate der Gateelektrode an das Gateoxid. Dadurch ist gewährleistet, dass der Rezeptor sich auf technisch einfache Weise auf der Oberfläche der Detektionselektrode immobilisieren lässt. Über die kleine Kontaktfläche Agate der Gateelektrode an den Transistor ist gleichzeitig eine hohe Nachweisempfindlichkeit für den Analyten gegeben. Das Verfahren zum Nachweis wenigstens eines Analyten sieht vor, dass wenigstens ein Analyt zur Bildung einer Änderung der elektrischen Ladung an der Oberfläche der Detektionselektrode in Kontakt mit einem an der Detektionselektrode immobilisierten Rezeptor gebracht wird. Der Analyt wird über die Erfassung der Stromänderung am Transistor nachgewiesen. Disclosed is a sensor comprising a substrate, a source contact region, a drain contact region, and the gate oxide of a transistor. A gate electrode is disposed between the gate oxide and a detection electrode made of a nonconducting material. The contact area Asens between the gate electrode and the detection electrode is larger than the contact area Agate between the gate electrode and the gate oxide, whereby the receptor can be immobilized on the surface of the detection electrode in a technically simple manner while the small contact area Agate between the gate electrode and the transistor provides for high sensitivity for detecting the analyte. According to the inventive method for detecting at least one analyte, at least one analyte is brought into contact with a receptor immobilized at the detection electrode so as to modify the electrical charge at the surface of the detection electrode. The analyte is detected by detecting the modified voltage in the transistor. L'invention concerne un détecteur comprenant un substrat, une région contact de source, une région contact de drain et un oxyde de grille d'un transistor, une électrode de commande étant disposée entre l'oxyde de grille et une électrode de détection constituée par un matériau électriquement isolant. La surface de contact Asens entre l'électrode de commande et l'électrode de détection est plus grande que la surface de contact Agrille entre l'électrode de commande et l'oxyde de grille. On a ainsi la garantie que le récepteur peut être immobilisé d'une façon techniquement simple sur la surface de l'électrode de détection, cependant qu'on obtient en même temps une haute sensibilité de détection pour les analytes, du fait de la faible surface de contact Agrille entre l'électrode de grille et le transistor. Le procédé de détection d'au moins un analyte conforme à l'invention est caractérisé en ce qu'en vue de modifier la charge électrique à la surface de l'électrode de détection, au moins un analyte est amené en contact avec un récepteur immobilisé à l'électrode de détection. L'analyte est détecté par détection de la variation de tension au transistor.</description><edition>7</edition><language>eng ; fre ; ger</language><subject>BASIC ELECTRIC ELEMENTS ; BEER ; BIOCHEMISTRY ; CHEMISTRY ; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR ; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL ORENZYMOLOGICAL PROCESSES ; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR ; ELECTRICITY ; ENZYMOLOGY ; INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIRCHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES ; MEASURING ; MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEICACIDS OR MICROORGANISMS ; METALLURGY ; MICROBIOLOGY ; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING ; PHYSICS ; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS ; SEMICONDUCTOR DEVICES ; SPIRITS ; TESTING ; VINEGAR ; WINE</subject><creationdate>2003</creationdate><oa>free_for_read</oa><woscitedreferencessubscribed>false</woscitedreferencessubscribed></display><links><openurl>$$Topenurl_article</openurl><openurlfulltext>$$Topenurlfull_article</openurlfulltext><thumbnail>$$Tsyndetics_thumb_exl</thumbnail><linktohtml>$$Uhttps://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?FT=D&amp;date=20030710&amp;DB=EPODOC&amp;CC=WO&amp;NR=03056322A1$$EHTML$$P50$$Gepo$$Hfree_for_read</linktohtml><link.rule.ids>230,308,776,881,25542,76289</link.rule.ids><linktorsrc>$$Uhttps://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?FT=D&amp;date=20030710&amp;DB=EPODOC&amp;CC=WO&amp;NR=03056322A1$$EView_record_in_European_Patent_Office$$FView_record_in_$$GEuropean_Patent_Office$$Hfree_for_read</linktorsrc></links><search><creatorcontrib>LUETH, HANS</creatorcontrib><creatorcontrib>OFFENHAEUSER, ANDREAS</creatorcontrib><creatorcontrib>GORYLL, MICHAEL</creatorcontrib><creatorcontrib>ODENTHAL, MARGARETE</creatorcontrib><creatorcontrib>MOERS, JUERGEN</creatorcontrib><title>FET SENSOR WITH A SPECIALLY CONFIGURED GATE ELECTRODE FOR THE HIGHLY SENSITIVE DETECTION OF ANALYTES</title><description>Einen Sensor umfassend ein Substrat, ein Source-Kontaktgebiet, ein Drain-Kontaktgebiet und ein Gateoxid eines Transistors, wobei zwischen dem Gateoxid und einer Detektionselektrode, welche aus einem elektrisch isolierenden Material besteht eine Gateelektrode angeordnet ist. Hierdurch liegt eine Reihenschaltung zweier Kondensatoren vor. Die Kontaktfläche Asens der Gateelektrode an die Detektionselektrode ist grösser als die Kontaktfläche Agate der Gateelektrode an das Gateoxid. Dadurch ist gewährleistet, dass der Rezeptor sich auf technisch einfache Weise auf der Oberfläche der Detektionselektrode immobilisieren lässt. Über die kleine Kontaktfläche Agate der Gateelektrode an den Transistor ist gleichzeitig eine hohe Nachweisempfindlichkeit für den Analyten gegeben. Das Verfahren zum Nachweis wenigstens eines Analyten sieht vor, dass wenigstens ein Analyt zur Bildung einer Änderung der elektrischen Ladung an der Oberfläche der Detektionselektrode in Kontakt mit einem an der Detektionselektrode immobilisierten Rezeptor gebracht wird. Der Analyt wird über die Erfassung der Stromänderung am Transistor nachgewiesen. Disclosed is a sensor comprising a substrate, a source contact region, a drain contact region, and the gate oxide of a transistor. A gate electrode is disposed between the gate oxide and a detection electrode made of a nonconducting material. The contact area Asens between the gate electrode and the detection electrode is larger than the contact area Agate between the gate electrode and the gate oxide, whereby the receptor can be immobilized on the surface of the detection electrode in a technically simple manner while the small contact area Agate between the gate electrode and the transistor provides for high sensitivity for detecting the analyte. According to the inventive method for detecting at least one analyte, at least one analyte is brought into contact with a receptor immobilized at the detection electrode so as to modify the electrical charge at the surface of the detection electrode. The analyte is detected by detecting the modified voltage in the transistor. L'invention concerne un détecteur comprenant un substrat, une région contact de source, une région contact de drain et un oxyde de grille d'un transistor, une électrode de commande étant disposée entre l'oxyde de grille et une électrode de détection constituée par un matériau électriquement isolant. La surface de contact Asens entre l'électrode de commande et l'électrode de détection est plus grande que la surface de contact Agrille entre l'électrode de commande et l'oxyde de grille. On a ainsi la garantie que le récepteur peut être immobilisé d'une façon techniquement simple sur la surface de l'électrode de détection, cependant qu'on obtient en même temps une haute sensibilité de détection pour les analytes, du fait de la faible surface de contact Agrille entre l'électrode de grille et le transistor. Le procédé de détection d'au moins un analyte conforme à l'invention est caractérisé en ce qu'en vue de modifier la charge électrique à la surface de l'électrode de détection, au moins un analyte est amené en contact avec un récepteur immobilisé à l'électrode de détection. L'analyte est détecté par détection de la variation de tension au transistor.</description><subject>BASIC ELECTRIC ELEMENTS</subject><subject>BEER</subject><subject>BIOCHEMISTRY</subject><subject>CHEMISTRY</subject><subject>COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR</subject><subject>CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL ORENZYMOLOGICAL PROCESSES</subject><subject>ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR</subject><subject>ELECTRICITY</subject><subject>ENZYMOLOGY</subject><subject>INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIRCHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES</subject><subject>MEASURING</subject><subject>MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEICACIDS OR MICROORGANISMS</subject><subject>METALLURGY</subject><subject>MICROBIOLOGY</subject><subject>MUTATION OR GENETIC ENGINEERING</subject><subject>PHYSICS</subject><subject>PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS</subject><subject>SEMICONDUCTOR DEVICES</subject><subject>SPIRITS</subject><subject>TESTING</subject><subject>VINEGAR</subject><subject>WINE</subject><fulltext>true</fulltext><rsrctype>patent</rsrctype><creationdate>2003</creationdate><recordtype>patent</recordtype><sourceid>EVB</sourceid><recordid>eNqNzUEKwjAQheFsXIh6h_EAQm3RfUgmzUBIJBktXZWicSVaqPfHCB7A1dt8vH8pbgYZEvoUInTEFiSkEyqSzvWggjfUniNqaCUjoEPFMWgEUzhbBEutLfB7QEwXBI1cDAUPwYD00vWMaS0W9_Ex581vV2Jbssru8vQa8jyN1_zM76ELVVMdjk1dy33zj_kAOGI0dw</recordid><startdate>20030710</startdate><enddate>20030710</enddate><creator>LUETH, HANS</creator><creator>OFFENHAEUSER, ANDREAS</creator><creator>GORYLL, MICHAEL</creator><creator>ODENTHAL, MARGARETE</creator><creator>MOERS, JUERGEN</creator><scope>EVB</scope></search><sort><creationdate>20030710</creationdate><title>FET SENSOR WITH A SPECIALLY CONFIGURED GATE ELECTRODE FOR THE HIGHLY SENSITIVE DETECTION OF ANALYTES</title><author>LUETH, HANS ; OFFENHAEUSER, ANDREAS ; GORYLL, MICHAEL ; ODENTHAL, MARGARETE ; MOERS, JUERGEN</author></sort><facets><frbrtype>5</frbrtype><frbrgroupid>cdi_FETCH-epo_espacenet_WO03056322A13</frbrgroupid><rsrctype>patents</rsrctype><prefilter>patents</prefilter><language>eng ; fre ; ger</language><creationdate>2003</creationdate><topic>BASIC ELECTRIC ELEMENTS</topic><topic>BEER</topic><topic>BIOCHEMISTRY</topic><topic>CHEMISTRY</topic><topic>COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR</topic><topic>CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL ORENZYMOLOGICAL PROCESSES</topic><topic>ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR</topic><topic>ELECTRICITY</topic><topic>ENZYMOLOGY</topic><topic>INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIRCHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES</topic><topic>MEASURING</topic><topic>MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEICACIDS OR MICROORGANISMS</topic><topic>METALLURGY</topic><topic>MICROBIOLOGY</topic><topic>MUTATION OR GENETIC ENGINEERING</topic><topic>PHYSICS</topic><topic>PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS</topic><topic>SEMICONDUCTOR DEVICES</topic><topic>SPIRITS</topic><topic>TESTING</topic><topic>VINEGAR</topic><topic>WINE</topic><toplevel>online_resources</toplevel><creatorcontrib>LUETH, HANS</creatorcontrib><creatorcontrib>OFFENHAEUSER, ANDREAS</creatorcontrib><creatorcontrib>GORYLL, MICHAEL</creatorcontrib><creatorcontrib>ODENTHAL, MARGARETE</creatorcontrib><creatorcontrib>MOERS, JUERGEN</creatorcontrib><collection>esp@cenet</collection></facets><delivery><delcategory>Remote Search Resource</delcategory><fulltext>fulltext_linktorsrc</fulltext></delivery><addata><au>LUETH, HANS</au><au>OFFENHAEUSER, ANDREAS</au><au>GORYLL, MICHAEL</au><au>ODENTHAL, MARGARETE</au><au>MOERS, JUERGEN</au><format>patent</format><genre>patent</genre><ristype>GEN</ristype><title>FET SENSOR WITH A SPECIALLY CONFIGURED GATE ELECTRODE FOR THE HIGHLY SENSITIVE DETECTION OF ANALYTES</title><date>2003-07-10</date><risdate>2003</risdate><abstract>Einen Sensor umfassend ein Substrat, ein Source-Kontaktgebiet, ein Drain-Kontaktgebiet und ein Gateoxid eines Transistors, wobei zwischen dem Gateoxid und einer Detektionselektrode, welche aus einem elektrisch isolierenden Material besteht eine Gateelektrode angeordnet ist. Hierdurch liegt eine Reihenschaltung zweier Kondensatoren vor. Die Kontaktfläche Asens der Gateelektrode an die Detektionselektrode ist grösser als die Kontaktfläche Agate der Gateelektrode an das Gateoxid. Dadurch ist gewährleistet, dass der Rezeptor sich auf technisch einfache Weise auf der Oberfläche der Detektionselektrode immobilisieren lässt. Über die kleine Kontaktfläche Agate der Gateelektrode an den Transistor ist gleichzeitig eine hohe Nachweisempfindlichkeit für den Analyten gegeben. Das Verfahren zum Nachweis wenigstens eines Analyten sieht vor, dass wenigstens ein Analyt zur Bildung einer Änderung der elektrischen Ladung an der Oberfläche der Detektionselektrode in Kontakt mit einem an der Detektionselektrode immobilisierten Rezeptor gebracht wird. Der Analyt wird über die Erfassung der Stromänderung am Transistor nachgewiesen. Disclosed is a sensor comprising a substrate, a source contact region, a drain contact region, and the gate oxide of a transistor. A gate electrode is disposed between the gate oxide and a detection electrode made of a nonconducting material. The contact area Asens between the gate electrode and the detection electrode is larger than the contact area Agate between the gate electrode and the gate oxide, whereby the receptor can be immobilized on the surface of the detection electrode in a technically simple manner while the small contact area Agate between the gate electrode and the transistor provides for high sensitivity for detecting the analyte. According to the inventive method for detecting at least one analyte, at least one analyte is brought into contact with a receptor immobilized at the detection electrode so as to modify the electrical charge at the surface of the detection electrode. The analyte is detected by detecting the modified voltage in the transistor. 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