ВЫСОКОСЕЛЕКТИВНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ С ПОКРЫТЫМИ ЭЛЕКТРОДАМИ И НАНОЗАЗОРОМ ДЛЯ ДЕТЕКТИРОВАНИЯ РЕДОКС-МОЛЕКУЛ

1. Система обнаружения аналита, содержащая один или несколько электродов преобразователя, имеющих поверхность для обнаружения аналита, при этом указанная поверхность содержит покрытие, предназначенное для препятствования прямому контакту аналита с указанной поверхностью одного или нескольких электродов преобразователя.
2. Система обнаружения аналита по п. 1, в которой покрытие содержит диэлектрическую пленку.
2
5
2
2
2
3
2
3
2
2
4
3
3
3
4
3. Система обнаружения аналита по п. 2, в которой диэлектрическая пленка содержит материал, выбранный из группы, состоящей из TaO, TiO, SiO, YO, AlO, HfO, ZrO, ZrSiO, BaTiO, BaZrO и SiN.
4. Система обнаружения аналита по п. 2, в которой диэлектрическая пленка имеет толщину приблизительно в диапазоне 0-7 нанометров.
5. Система обнаружения аналита по п. 2, в которой диэлектрическая пленка имеет низкий энергетический барьер, допускающий туннелирование или перескок электронов через энергетический барьер, с тем, чтобы поддерживать схожую скорость переноса электронов по отношению к скорости переноса электронов для непокрытого электрода.
6. Система обнаружения аналита по п. 1, в которой покрытие содержит тонкий проводящий материал, который является каталитически и электрохимически неактивным в пределах диапазона напряжений, применяемых для обнаружения молекулы-мишени.
7. Система обнаружения аналита по п. 6, в которой тонкий проводящий материал представляет собой рутений (Ru).
8. Система обнаружения аналита по п. 1, в которой покрытие содержит органическую пленку.
9. Система обнаружения аналита по п. 8, в которой органическая пленка содержит четко определенный или самоорганизованный монослой или множество очень тонких слоев гидрофильных и биологически совместимых органических соединений, выбранных из группы, состоящей из полиэтиленгликолей, анилинов, фосфонатов, тиолов и пептидов.
10. Система обнаружения аналита по п. 8, в которой органическая пленка содержит тетра-DTT-фосфат или тетра-DTT-ферроценфосфат.
11. Система обнаружения аналита по п. 8, в которой органическая пленка имеет низкий энергетическим барьер, допускающий туннелирование или перескок электронов через энергетический барьер, с тем чтобы поддерживать схожую скорость переноса электронов по отношению к скорости переноса электронов для непокрытого электрода.
12. Система обнаружения аналита по п. 1, в которой один или несколько электродов преобразователя содержат материал, выбранный из группы, состоящей из платины, алмаза, золота, оксида олова-индия (ITO) и оксида иридия.
13. Система обнаружения аналита по п. 1, в которой покрытие ослабляет или предотвращает каталитическую реакцию одного или нескольких электродов преобразователя с добавками к раствору и снижает влияние адсорбированных частиц, не влияя существенным образом на перенос электронов на электродах окисления и восстановления.
14. Система обнаружения аналита по п. 1, в которой указанные один или несколько электродов преобразователя включены в двухэлектродный с нанозазором химический и биохимический сенсор на основе обнаружения редокс-активной молекулы, используя окислительно-восстановительную реакцию.
15. Система обнаружения аналита по п. 1, которая содержит только один электрод преобразователя, включенный в единственный электрод, на основе химической реакции.
16. Способ изготовления двухэлектродного с нанозазором химического и биохимического преобразователя, включающий:
формирование нижнего электрода над подложкой;
формирование первого покрытия на нижнем электроде;
формирование жертвенного слоя на первом покрытии;
формирование второго покрытия на жертвенном слое;
формирование верхнего электрода на втором покрытии; и
после формирования второго покрытия и верхнего электрода удаление жертвенного слоя без удаления первого и второго покрытий.
17. Способ по п. 16, в котором формирование первого и второго покрытий включает в себя формирование диэлектрической пленки.
2
5
2
2
2
3
2
3
2
2
4
3
3
3
4
18. Способ по п. 17, в котором формирование диэлектрической пленки включает в себя формирование материала, выбранного из группы, состоящей из TaO, TiO, SiO, YO, AlO, HfO, ZrO, ZrSiO, BaTiO, BaZrO и SiN.
19. Способ по п. 16, в котором формирование первого и второго покрытий включает в себя формирование тонкого проводящего материала, который является каталитически и электрохимически неактивным в пределах диапазона напряжений, применяемых для обнаружения молекулы-мишени.
20. Способ по п. 19, в котором формирование тонкого проводящего материала включает в себя формирование слоя рутения (Ru).
21. Способ изготовления системы обнаружения аналита, включающий:
формирование одного или нескольких голых электродов преобразователя, имеющих поверхность, предназначенную для обнаружения аналита; и
формирование на поверхности одного или нескольких голых электродов преобразователя органической пленки для препятствования прямому контакту аналита с поверхностью указанных одного или нескольких электродов преобразователя.
22. Способ обнаружения аналита по п. 21, в котором формирование органической пленки включает в себя формирование четко определенного или самоорганизованного монослоя или множества очень тонких слоев гидрофильных и биологически совместимых органических соединений, выбранных из группы, состоящей из полиэтиленгликолей, анилинов, фосфонатов, тиолов и пептидов.
23. Способ по п. 21, в котором формирование органической пленки включает в себя формирование пленки из тетра-DTT-фосфата или тетра-DTT-ферроценфосфата.