[發(fā)明專利]用以感測化學(xué)物質(zhì)的微型傳感器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710147392.4
• 申請日: 2007-09-07
• 公開（公告）號: CN101382479A
• 公開（公告）日: 2009-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃榮山;李世光;李世元;吳光鐘;顏毅廣
• 申請（專利權(quán)）人: 黃榮山
• 主分類號: G01N13/10
• 分類號: G01N13/10;G01N33/48
• 代理公司: 上海虹橋正瀚律師事務(wù)所
• 代理人: 李佳銘

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種微型傳感器(micro-sensor)，特別涉及一種用以感測一化學(xué)物質(zhì)(chemical?substance)的微型傳感器。

背景技術(shù)

在邁入高齡化人口分布與醫(yī)療資源分配不均的時代后，生物感測芯片在近年來引起各界的高度重視，無論是學(xué)術(shù)界或是產(chǎn)業(yè)界都投入大量的資金、人力積極開發(fā)與研究。

生物感測系統(tǒng)至今已發(fā)展出許多成熟的生物感測技術(shù)，并且借助轉(zhuǎn)換器的不同(transducer)可將生物感測系統(tǒng)分門別類。其中電子式及接觸式感測系統(tǒng)具有干擾生物反應(yīng)進(jìn)行與可能破壞生物芯片上活體的缺點，如描式電子探針顯微鏡(scanning?probe?microscopy)與電子穿隧顯微鏡(scanning?tunnelingmicroscopy)。然而，一般的檢測系統(tǒng)多面臨購置與維修成本高、系統(tǒng)體積龐大、靈敏度差、量測時間長以及消耗試樣量大的問題。

微懸臂梁生物傳感器具有免熒光標(biāo)記、靈敏度高、低成本制作及潛在可大量平行化檢測的優(yōu)點，并且正積極朝向微小化的方向發(fā)展。微懸臂梁生物傳感器可利用分子薄膜產(chǎn)生時所造成的表面應(yīng)力使其彎曲，亦可利用共振的方式量測表面質(zhì)量的改變。

微懸臂梁生物傳感器于近年來的研究發(fā)展可分為生物分子薄膜所形成的表面應(yīng)力、脫氧核醣核酸(DNA)的雜交反應(yīng)、蛋白質(zhì)抗原-抗體的交互作用以及藥物、金屬離子的探測。

在制作微懸臂梁生物傳感器時，必須先在微懸臂梁固定辨識元，再利用辨識元對于生物分子的辨識，量測分析物反應(yīng)。然而，在固定辨識元時常遭遇辨識元大量浪費的情形而增加芯片制作的成本。此外，對于疾病的檢測，辨識元的耗費常占芯片制作成本的最大比例。

因此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種用以感測一化學(xué)物質(zhì)的微型傳感器，以解決上述的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一目的在于提供一種用以感測一化學(xué)物質(zhì)的微型傳感器。

根據(jù)本發(fā)明的一較佳實施例，所述微型傳感器包含一基板(substrate)、一微懸臂梁(micro-cantilever)、一電極結(jié)構(gòu)(electrode?stucture)以及一測量組件(measuring?device)。

所述微懸臂梁形成于所述基板上并且具有用以捕捉所述化學(xué)物質(zhì)的一捕捉面。所述電極結(jié)構(gòu)用以提供一電場，所述電場設(shè)置成輔助所述捕捉面捕捉所述化學(xué)物質(zhì)。所述測量組件耦接至所述微懸臂梁，所述測量組件用以測量由被捕捉的所述化學(xué)物質(zhì)引發(fā)所述微懸臂梁的一機械性質(zhì)的一變化量，并且將所述變化量轉(zhuǎn)譯成與所述化學(xué)物質(zhì)相關(guān)的一信息。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的微型傳感器能夠借助所述電極結(jié)構(gòu)所提供的電場，達(dá)到增加辨識元在所述微懸臂梁的捕捉面上的固定效率與降低生物樣品浪費的效果。

附圖說明

為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的較佳實施例詳細(xì)說明：

圖1A是本發(fā)明一較佳實施例的用以感測一化學(xué)物質(zhì)的微型傳感器；

圖1B是本發(fā)明另一較佳實施例的微型傳感器；

圖2是測量組件的示意圖；

圖3A是本發(fā)明另一較佳實施例的微型傳感器；以及

圖3B是本發(fā)明另一較佳實施例的微型傳感器。

具體實施方式

請參閱圖1A。圖1A是本發(fā)明一較佳實施例的用以感測一化學(xué)物質(zhì)的微型傳感器1。

在實際應(yīng)用中，所述化學(xué)物質(zhì)是選自由一金屬、一高分子、一生物化學(xué)分子及一微生物化學(xué)結(jié)構(gòu)所組成的一群組中的其中一個。

如圖1A所示，所述微型傳感器1包含一基板10、一微懸臂梁12、一電極結(jié)構(gòu)14以及一測量組件(未顯示于圖1A中)。

在一較佳實施例中，所述基板10可以由硅所制成，所述微懸臂梁12可以由氮化硅(Si₃N₄)或二氧化硅(SiO₂)所制成，但不以此為限。此外，在一較佳實施例中，所述微懸臂梁12的外型可以呈現(xiàn)V字型。

所述微懸臂梁12形成于所述基板10上并且具有用以捕捉所述化學(xué)物質(zhì)的一捕捉面120。

在一較佳實施例中，若待感測的物質(zhì)為化學(xué)分子，所述捕捉面120可以被一化學(xué)感測膜覆蓋，作為表面修飾聯(lián)結(jié)化學(xué)分子與所述微型傳感器1的接口，或直接與待偵測化學(xué)分子反應(yīng)的表面。

在一較佳實施例中，若待感測的物質(zhì)為一生物分子或一微生物化學(xué)結(jié)構(gòu)，所述捕捉面120可以被一生物感測膜覆蓋，并且所述生物感測膜僅與具選擇性反應(yīng)的待偵測生物分子或微生物化學(xué)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生結(jié)合反應(yīng)。