膀胱癌是泌尿系统中最常见的恶性肿瘤,死亡率高且呈逐年上升趋势。由于膀胱癌病理类型复杂,症状非特异性,难以实现早期临床诊断,因此开发一种能够快速准确诊断早期膀胱癌的方法至关重要。作为储尿器官,膀胱的病变会对尿液成分产生直接的影响。尿液作为膀胱肿瘤细胞的代谢微环境,含有丰富的膀胱癌生物标志物,包括DNA、RNA、蛋白质和肿瘤细胞等,这对于实现膀胱癌的非侵入性早期诊断有重要意义。micro RNA由于在细胞的转移、发育、增殖、凋亡以及癌变过程中扮演着重要作用,因而可以作为早期诊断膀胱癌的理想标志物。当发生膀胱癌时,micro RNA会通过膀胱癌细胞的代谢排出到尿液中。因此,定量检测尿液中与膀胱癌相关的micro RNA含量变化是实现膀胱癌早期无创诊断的有效方法。然而,由于尿液中micro RNA标志物含量极低,因而极大阻碍了现有临床技术的应用。基于此,开发一种高灵敏性和特异性的方法来检测人尿液中微量micro RNA,对于实现膀胱癌的早期诊断和术后监测有重要意义。目前,纳米材料构建的生物传感器已经被广泛用于检测多种疾病生物标志物。作为纳米生物传感器,场效应晶体管具有电学性能优异,易于小型化和集成化等优点,同时场效应晶体管生物传感器还兼具电流放大特性,可以在局部环境微小的变化下产生显著的电学信号响应,因而在高灵敏检测疾病生物标志物方面展现出巨大的应用前景。在场效应晶体管生物传感器中,半导体沟道材料对器件的性能起着决定作用。目前,半导体沟道材料主要包括零维纳米颗粒、一维纳米线和二维纳米片等。其中,二维铟镓锌氧化物材料由于具有易于制备、电学性能优异、稳定性高等优点,有望成为构建场效应晶体管生物传感器的理想沟道材料。因此开发一种基于二维铟镓锌氧化物材料构建的高稳定性和选择性的生物传感器有望实现对膀胱癌生物标志物的高灵敏检测,实现膀胱癌的早期快速诊断。在本项工作中,我们制备了高性能的铟镓锌氧化物晶体管（IGZO FET）器件,研究了器件的基本电学性能。在此基础上通过ss DNA功能化构建了具有特异性识别能力的铟镓锌氧化物生物传感器（ss DNA-IGZO FET）,实现高灵敏检测膀胱癌标志物mi RNA-21,同时能够快速高效区分膀胱癌患者和健康供体的实际尿液样本。我们设计的ss DNA-IGZO FET生物传感器为实现膀胱癌的早期诊断提供了一个强大的工具,并在个人健康管理方面也显示出巨大的潜力。具体工作内容如下:（1）采用磁控溅射制备出表面均匀、光滑的铟镓锌氧化物薄膜,并进一步构建了有较大电流开关比和稳定性的铟镓锌氧化物晶体管阵列。同时研究了器件场效应迁移率与沉积时间之间的关系,并探究了在最大迁移率下的IGZO FET电学性能,这对于后期制备高选择性的生物传感器至关重要。（2）采用ss DNA功能化铟镓锌氧化物晶体管器件,构建出高选择性和特异性的生物传感器。该生物传感器具有较高的灵敏度和传感重现性,能够检测人尿液中微量的mi RNA-21,实现19.8 a M的超低检出限。此外该生物传感器还能快速高灵敏度的检测复杂尿液样本,实现膀胱癌患者和健康供体尿液样本的高效区分,为膀胱癌的早期诊断提供强有力的工具。