管包括基板、底栅极、底部介电层、半导体沟道层、源极、漏极、顶部介电层，底栅极设置于基板上，底部介电层设置于基板上且覆盖底栅极，半导体沟道层设置于底部介电层上，源极和漏极设置于半导体沟道层上，顶部介电层设置于半导体沟道层上且覆盖源极和漏极。
[0028]在具体实施过程中，所述基板为玻璃基板。
[0029]在具体实施过程中，所述双栅极薄膜晶体管的工作区位于在亚阈值区或关态区，以提高对生物大分子所带电荷感应的灵敏度。
[0030]在具体实施过程中，所述顶部介电层采用低介电常数材料，也可加增加顶部介电层的厚度，以减小顶部电容，提高顶部感应电极对薄膜晶体管的控制力，顶部介电层采用聚酰亚胺树脂材料，该薄膜晶体管可以是非晶硅、多晶硅、氧化物或者有机半导体。
[0031]在具体实施过程中，如图4所示，为了实现多通道和多分子的测量，在一个多通道电泳样品槽上设计多个双栅极薄膜晶体管阵列进行并行测量，各个通道和阵列彼此互不干扰。
[0032]本实用新型生物大分子荷质比的测量装置的测量方法，包括以下步骤:
[0033]S1:将电泳液注入电泳样品槽中，生物大分子位于电泳样品槽的一端；
[0034]S2:在电泳样品槽中沿槽方向施加电场，生物大分子在电场中发生极化，带负电的部分沿电场的反方向移动；
[0035]S3:通过放大器和信号处理单元读取各双栅极薄膜晶体管的电流输出，根据电流输出判断各双栅极薄膜晶体管上方的电泳液中是否有生物大分子，如果有，则该双栅极薄膜晶体管到生物大分子运动的起始点即为预设时间内生物大分子移动的距离；
[0036]双栅极薄膜晶体管上方的电泳液中有生物大分子时，带电的生物大分子电泳层与参考电极构成双栅极薄膜晶体管的顶部栅极，从而影响到底部双栅极薄膜晶体管的电流输出，因此根据电流输出即可判断各双栅极薄膜晶体管上方的电泳液中是否有生物大分子。
[0037]S4:根据预设时间和预设时间内生物大分子移动的距离计算生物大分子移动的速度，生物大分子沿着电场方向的移动速度将取决于其荷质比以及外加电场大小和电泳液的PH值，因此进一步计算出该生物大分子的荷质比，不同的生物大分子具有不同的荷质比，根据荷质比即可判断该生物大分子的类型。
[0038]本实用新型提供一种生物大分子荷质比的测量装置，所述装置包括电泳样品槽、双栅极薄膜晶体管阵列，对电泳样品槽施加电场，生物大分子在电场中发生极化，带负电的部分沿电场的反方向移动，带电的生物大分子电泳层与参考电极构成双栅极薄膜晶体管的顶部栅极，从而影响到底部双栅极薄膜晶体管的电流输出，因此根据电流输出即可判断各双栅极薄膜晶体管上方的电泳液中是否有生物大分子，从而根据生物大分子移动的速度得出该生物大分子的荷质比。该装置结构简单、成本低、效率高，可以取代价格昂贵、体积庞大且系统复杂的分子质谱仪的部分功能，实现低成本的便携式生物大分子检测。
[0039]相同或相似的标号对应相同或相似的部件；
[0040]附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
[0041]显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。
【主权项】
1.一种生物大分子荷质比的测量装置，其特征在于，所述装置包括电泳样品槽、双栅极薄膜晶体管阵列，所述电泳样品槽中沿槽方向设有电场，电泳样品槽顶部设有参考电极，所述双栅极薄膜晶体管阵列包括呈一字排列的多个双栅极薄膜晶体管，双栅极薄膜晶体管阵列设置于电泳样品槽的底部，每个双栅极薄膜晶体管均依次电连接有放大器和信号处理单J L ο2.根据权利要求1所述的生物大分子荷质比的测量装置，其特征在于，所述双栅极薄膜晶体管包括基板、底栅极、底部介电层、半导体沟道层、源极、漏极、顶部介电层，底栅极设置于基板上，底部介电层设置于基板上且覆盖底栅极，半导体沟道层设置于底部介电层上，源极和漏极设置于半导体沟道层上，顶部介电层设置于半导体沟道层上且覆盖源极和漏极。3.根据权利要求2所述的生物大分子荷质比的测量装置，其特征在于，所述基板为玻璃基板。4.根据权利要求2所述的生物大分子荷质比的测量装置，其特征在于，所述双栅极薄膜晶体管的工作区位于在亚阈值区或关态区。5.根据权利要求2所述的生物大分子荷质比的测量装置，其特征在于，所述顶部介电层为厚介电层结构或采用低介电常数材料。
【专利摘要】本实用新型提供一种生物大分子荷质比的测量装置，所述装置包括电泳样品槽、双栅极薄膜晶体管阵列，对电泳样品槽施加电场，生物大分子在电场中发生极化，带负电的部分沿电场的反方向移动，带电的生物大分子电泳层与参考电极构成双栅极薄膜晶体管的顶部栅极，从而影响到底部双栅极薄膜晶体管的电流输出，因此根据电流输出即可判断各双栅极薄膜晶体管上方的电泳液中是否有生物大分子，从而根据生物大分子移动的速度得出该生物大分子的荷质比。该装置结构简单、成本低、效率高，可以取代价格昂贵、体积庞大且系统复杂的分子质谱仪的部分功能，实现低成本的便携式生物大分子检测。
【IPC分类】G01N27/453
【公开号】CN205175960
【申请号】CN201520863324
【发明人】王凯, 李孔宁
【申请人】广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院, 中山大学
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年11月2日