实现低浓度生物物质的检测在医疗诊断、健康监测、食品安全以及国防等领域有着非常重要的意义。很多疾病在早期的时候,病毒、肿瘤标志物等浓度很低,疾病的症状也不明显,用传统技术手段很难查出。疾病发展到中期或者晚期阶段后往往错过了最佳治疗时机,因此在早期甚至超早期阶段检测出病毒、肿瘤标志物等对疾病的诊断和治疗尤其重要。为了实现超低浓度的检测,我们开发了一种基于栅形硅纳米线阵列的新型生物传感器。该器件在工作过程中,待测溶液的流动方向垂直于硅纳米线阵列,它的运动通道被限制在纳米线的间隙之中,减小了生物物质与纳米线表面的空间距离,从而降低生物传感器的检测下限,实现对超低浓度生物样品的检测。通过合理控制金纳米颗粒的尺寸及其在硅片表面附着的疏密度,我们利用基于VLS生长机制的CVD法在硅片沟槽之间横向制备了直径和疏密度可控的p型硅纳米线阵列。并利用该纳米线阵列制作了栅形生物传感器,对前列腺特异抗原进行了检测,其检测下限达到了3.6 f M。器件具有快速响应和回复的能力,在0.36 p M的浓度下,其快速响应和回复时间分别为15.5 s和10.7 s。在3.6 f M至36 p M浓度区间的测试结果表明,器件具有非常好的响应区分度、线性度及稳定性。由于这种栅形生物传感器中集成有大量的纳米线,可以提高器件的响应电流,在1 V的偏压下,电流可达μA量级,使得测试更为简单方便;同时,也可以有效地抑制电导性能的涨落,提高信噪比,从而提高生物传感器整体的稳定性和可靠性。