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随着信息技术、生物技术、微加工技术、新材料技术在生命科学以及生物、医学领域的广泛应用，传统的检测技术正逐渐被高灵敏度检测技术所替代，高灵敏度检测技术的研究也逐渐成为传感器领域研究的主要方向之一。
高灵敏度生物传感器是将高灵敏度检测技术应用于生物分子识别与测量中的一类传感器。目前国际上对此类研究已经成为热点，而我国起步较晚，现在还落后于其他发达国家。本论文基于此背景开展，是具有一定的科学意义和现实意义的。
本课题分别从检测方法提高灵敏度和检测电路提高灵敏度两个角度出发，对高灵敏度电容式生物传感器和高灵敏度微悬臂梁式传感器进行研究。论文的主要内容包括以下两部分：
第一，从提高检测电路灵敏度的角度出发，对高灵敏度的电容式生物传感器进行研究。利用高灵敏度的电容检测芯片实现了一种超高灵敏度的数字式电容测量系统，该测量系统的精度达到4fF。并把生物分子夹心法和叉指结构电极应用于生物分子检测中，提高了生物电容传感器的检测精度，开拓了电容传感器新的测试方法。
第二，从检测原理和方法的角度出发，研究了基于微悬臂梁的高灵敏度传感器。微悬臂梁传感器已经应用于生物检测中，但微悬臂梁传感器的测量灵敏度受品质因子的影响。因此，为提高灵敏度提出一种基于FPGA数字电路实现品质因子控制技术的方法。通过该方法实现品质因子的提高，从而进一步提高微悬臂梁生物传感器的灵敏度。