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Pioneiro nesta nova linha de sensores, Piet Bergveld descreveu em 1970 que transistores de efeito de campo (FETs) poderiam ser configurados como sensores ou biossensores, no quais seu princípio de detecção é baseado no efeito de campo gerado por espécies eletricamente carregadas na superfície do transistor 15 . A este novo tipo de sensor, Bergveld atribuiu o nome de transistor de efeito de campo sensível a íons, ou ISFET. Estes, foram então categorizados como sensores potenciométricos, uma vez que o potencial na superfície do transistor sensível a íons é medido em relação a um eletrodo de referência convencional como Ag/AgCl. Desta forma, a resposta analítica do sensor deve seguir a equação de Nernst, a qual é mostrada abaixo: E = const. + RT nF lnai (Eq.1) Esta, indica que a diferença de potencial registrada entre dois eletrodos é devido a formação de uma dupla camada elétrica devido aos íons presentes em sua superfície, e a soma da queda de potencial dentro desta em cada uma das junções dos respectivos eletrodos. Assim, o sinal de interesse deve ser proveniente de apenas uma contribuição local e isolada de outras espécies que possam contribuir para a soma da diferença de potencial. O problema, entretanto, é que os potenciais somente podem ser medidos se eles fizerem parte da entrada do circuito, o qual deve possuir um amplificador para detectar tal diferença. Desta maneira, registrando a partir da dupla camada não o potencial correspondente, mas a densidade de cargas na superfície do sensor, épossível detectar de forma separada as atividades daqueles íons presentes na interface solução/superfície do eletrodo. Assim, a proposta de Bergveld para o desenvolvimento e aplicação de sensores baseados em tran- 10
sistores de efeito de campo, abriu a possibilidade de medir a atividade local de íons, de forma que esta não fosse afetada pela queda de potencial, resultante da contribuição de íons interferentes dentro da dupla camada. Adicionalmente, devido ao seu tamanho re- duzido, normalmente da ordem de poucos micrometros, os transistores de efeito de campo poderiam ser configurados simultaneamente como sensores e amplificadores na ponta de um microeletrodo. 1.1.2 ISFETs e MOSFETs Os ISFETs construídos por Bergveld seguiram a mesma metodologia usanda para a fabricação de transistores de efeito de campo de metal-óxido-semicondutor (MOSFETs). De fato, o próprio ISFET é na verdade um MOSFET, onde a única diferença éaausência de um eletrodo na porta do ISFET. Na Figura 1.2 é mostrada uma representação esquemática de um MOSFET e um ISFET. Figura 1.2: Representação de um MOSFET(a) e um ISFET(b) Como pode ser observado, ambos transistores são formados sobre um substrato de 11
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5. TRABALHOS FUTUROS • Como etapa
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Referências Bibliográficas [1] B.
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[92] A. Poghossian, M. H. Abouzar,
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