Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
9
Добавлен:
19.06.2020
Размер:
500.59 Кб
Скачать

Principles of Electronic Nanobiosensors

Unit 3: Sensitivity

Lecture 3.2: Potentiometric Sensors:

Charge Screening for a Planar Sensor

By Muhammad A. Alam

Professor of Electrical and Computer Engineering Purdue University

alam@purdue.edu

1

Outline

Background: From a MOSFET to a biosensor

Biocharges, salt and screening

Debye theory response of a planar sensor

Response of planar sensors at high salt concentration: Gouy-Chapman theory

Conclusions

Appendix: Derivation of Gouy-Chapman theory

 

Alam, Principles of Nanobiosensors, 2013

2

 

 

 

 

Sensitivity of a MOSFET-based

potentiometric sensor

analyte

ID,before

S

ID,after ID,before

I

D ρ0

ID,before

 

 

 

ID

analyte

ID,after

Alam, Principles of Nanobiosensors, 2013

3

DNA binding and Salt screening

Salt

DNA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

Alam, Principles of Nanobiosensors, 2013

Salt and screeningInt rpreting Leiber’s Results

Salt is ionized in water.

Cl Na

Na Na Cl

Cl

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ID

U = −

q2

×

1

 

~ kBTL

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Bjerrum length

 

 

 

 

 

4πε0r

κw

 

 

 

Q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

~

I0 Nave

+qψ kBTL

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n+ ~ I0 Naveqψ kBTL

5

Соседние файлы в папке Мікро- та наносенсори