之江实验室潘宇祥获国家专利权
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龙图腾网获悉之江实验室申请的专利一种多参数集成的仿生气味感受芯片及其制备方法和应用获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115792102B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-08发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211347544.6,技术领域涉及:G01N33/00;该发明授权一种多参数集成的仿生气味感受芯片及其制备方法和应用是由潘宇祥;王镝;许锋;程晨设计研发完成,并于2022-10-31向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种多参数集成的仿生气味感受芯片及其制备方法和应用在说明书摘要公布了:本发明公开了一种多参数集成的仿生气味感受芯片及其制备方法和应用,该传感芯片最大的特点是结合MEMS技术和仿生传感技术将几十种人类嗅觉受体蛋白和场效应晶体管集成在同一芯片上,具有高通量、小尺寸、高集成度和低能耗的特点。当气体分子与芯片上的嗅觉受体蛋白结合后,引起蛋白质构相变化,改变场效应晶体管的栅极电流,将电流信号归一化处理,构建不同气体分子的响应图谱形成气味数据库,利用嗅觉受体蛋白的交叉敏感性,结合模式识别算法可实现对大量不同气味的高维度检测和准确识别。本发明提供的气味感受芯片在空气质量监测、食品安全和危害品检测等领域具有广泛的应用前景。
本发明授权一种多参数集成的仿生气味感受芯片及其制备方法和应用在权利要求书中公布了:1.一种多参数集成的仿生气味感受芯片,其特征在于,该芯片包括:若干个相互独立的石墨烯FET传感器,每一个石墨烯FET传感器上包括氧化硅基底、源电极、漏电极、石墨烯栅电极、源极引线、漏极引线、栅极引线、嗅觉受体蛋白和焊盘;其中源电极、漏电极和石墨烯栅电极附着在氧化硅基底上;石墨烯栅电极位于源电极、漏电极中间,三个电极分别通过对应的源极引线、漏极引线和栅极引线与焊盘相连;嗅觉受体蛋白固定在石墨烯栅电极表面,所述嗅觉受体蛋白为人类嗅觉受体蛋白,分别修饰在FET传感器相互独立的石墨烯栅电极上,所述嗅觉受体蛋白型号为OR1A1、OR1A2、OR1A3、OR1D2、OR1G1、OR2B11、OR2C1、OR2J2、OR2J3、OR2M4、OR2W1、OR3A1、OR5B17、OR10A6、OR10G7、OR52D1;嗅觉受体蛋白作为传感器的石墨烯FET敏感材料,与气体分子结合后发生构象改变,引起FET传感器漏电流的变化,不同蛋白的响应特性各不相同,具有交叉特异性识别能力,由于每个FET器件都有不同的电流响应,芯片对不同气体具有各异的响应热图,结合模式识别算法实现不同种类气体的检测;具体为: 气味响应热图构建:测试数百种已知气味,提取不同种类气味处理后每个FET敏感单元的信号特征[I,n],其中I为峰值电流信号值,n为FET敏感单元的编号,包含了石墨烯FET传感器的空间位置信息,将峰值电流信号转换构建成可视化响应热图,形成气味响应图谱数据库; 气味识别:当未知气体反应后,提取每个FET敏感单元的信号特征[I,n],将信号特征转换为一维数组,通过计算该数组与气味响应数据库的欧式距离,对比欧式距离并选择最接近值,实现气味识别。
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