科创中国

随着生物、医疗、药物以及环境等领域水平的不断提高，对各种生化传感器的需求也在不断提高。不仅要求传感器能够完成准确的快速检测，而且希望传感器具有低功耗、便携等特点，能够随时随地的完成检测功能。ISFET（Insulator Semiconductor Field Effect Transistor）是一种类似于MOSFET结构的转换器，可通过MOS工艺来制作完成。基于ISFET转换器及不同的敏感膜可研制成低功耗的生化传感器，用于测量多种生物化学量（如 pH，氧气，臭氧，二氧化碳，葡萄糖，ConA蛋白等）。之后将传感器与测量电路、通讯电路集成，可构成低功耗的手持智能设备，与手机直接通讯，也可与低功耗传感网络结合进行组网检测。

基于 ISFET 传感器的智能系统包括 ISFET 转换器、敏感膜、ISFET 测量电路、通讯电路等内容。基于 ISFET 传感器的智能系统，具有尺寸小、速度快、功耗低、集成度高（可与后端电路集成在一起，也可多个传感器集成在一起来测量多个参数）等优势。整个系统的低功耗包括两个方面，一是 ISFET 传感器的功耗较低。例如，一般的商用气体传感器在进行气体检测时，需要加热，而利用 ISFET 制成的气体传感器，可在室温下完成检测，具有低功耗的特点。二是 ISFET 测量电路和通讯电路功耗较低，适合作为手机等移动设备的附件。使用 ISFET 传感电路结合低功耗蓝牙（BLE）电路，配合移动设备端对应的 APP，可完成智能硬件的功能。传感数据可在手机上直接进行显示与处理。除此之外，也适合与低功耗传感网络相结合，进行大规模铺设，结合太阳能和充电电池完成较大区域（尤其是偏远地区）的野外传感测量任务，无需经常更换电源。

基于 ISFET 的低功耗智能传感系统作为手持式设备，可与手机进行协作，完成智能硬件的功能；或作为传感网络的节点，与 Internet 的远端服务器协作，完成远程数据采集功能。未来可用于医疗康复、环境检测、食品安全、生物传感等多个领域。具有功耗低、设备价格低廉、检测成本低、尺寸小、便携、智能化等优势。

南开大学是国内学科门类齐全的综合性、研究型大学之一，在长期办学过程中，形成了文理并重、基础宽厚、突出应用与创新的办学特色。学校有专业学院27个，学科门类覆盖文、史、哲、经、管、法、理、工、农、医、教、艺等。有国家“双一流”建设学科6个，一级学科国家重点学科6个（覆盖35个二级学科），二级学科国家重点学科9个，一级学科天津市重点学科32个。在第四轮全国学科评估中，14个学科进入前10%，其中5个学科进入前5%；在全球学科评价体系中，前1%学科15个，化学和材料科学进入前1‰。

目前，所研制的基于 ISFET 的低功耗智能传感系统的性能和工艺处于国际领先水平，已发表多篇 SCI 文章，申请了相关专利。基础性的研发工作已经完成，处于向产业化转型的阶段。

技术合作，攻克企业技术难题。