[发明专利]光学感测芯片

说明书

技术领域

本发明是有关于一种感测芯片，且特别是有关于一种光学感测芯片。

背景技术

现在市面上现行的生物感测器，主要可以分为依赖化学反应(或是呈色反应)机制或依赖免疫荧光标定机制所产生的光学感测芯片。

在一般化学反应机制的感测器，总是需要一个具电化学活性的分子或是使用会变色的分子作为报告分子(reporter)，但是添加的报告分子在反应后难以去除，会污染原来检体系统。此外，也会因为每次反应而消耗掉一定比例的活性反应表面，因此难以进行多次而且持续性的检测。

免疫荧光标定机制中除了免疫反应的限制外尚需要加入荧光分子，透过荧光分子进行免疫反应之后，尚需要进行重复的芯片清洗动作。虽然灵敏度相当好，但是因为免疫反应所需的时间较长，无法整合在即时监测的系统内来使用。此外，荧光分子往往俱有较高的生物毒性，必须去除量测后的荧光分子也导致限制增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance,SPR)效应的光学感测芯片，不但可以即时量测到感测器表面非常细微的变化情况而具高灵敏度，还可达到定量分析、定性分析等多重功能。此外，本发明的感测芯片还可整合流道传输或信号转换处理系统等，处理辨认不同种的小分子环境或生物样品。

为达上述目的，本发明提供一种光学感测芯片，其至少包括基底、绝缘氧化物层、隔离层以及立体纳米结构阵列。该绝缘氧化物层覆盖于该基板上，而该隔离层覆盖于该基板与该绝缘氧化物层之上。该隔离层具有至少一开口，以暴露出位于该绝缘氧化物层上的该立体纳米结构阵列。该立体纳米结构阵列包括排列成行列的多个立体纳米结构，而任一立体纳米结构至少包括一立体聚合物结构与共形覆盖于该立体聚合物结构上的一金属层。

在本发明的实施例中，该基底是一硅基底。该绝缘氧化物层的材质包括金属氧化物或氧化硅。该隔离层材质包括透明的高分子聚合物。

在本发明的实施例中，该立体聚合物结构为具约300纳米直径的聚苯乙烯球。该金属层为厚度约20～60纳米的金、银或铜膜。

在本发明的实施例中，该基底还包括一底金属层，位于该绝缘氧化物层的下方，其位置对应于该立体纳米结构阵列的位置。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1A-1D是一种光学感测芯片结构制造流程的示意图。

图2A是一种光学感测芯片结构的立体示意图。

图2B是本发明感测芯片感测机制的示意模拟图。

图3是已完成表面金属溅镀的该些立体纳米结构表面型态的扫描式电子显微镜图。

图4是依据本发明一实施例的混合样本的拉曼光谱图。

图5是依据本发明另一实施例的三聚氰胺样本的拉曼光谱图。

图6是依据本发明又一实施例的三聚氰胺样本的拉曼光谱图。

主要元件符号说明

20：光学感测芯片结构

100：基底

110：绝缘层

120：底金属层

130：绝缘性氧化物层

200：立体纳米结构

210：立体聚合物球体

220：金属层

300：隔离层

302：开口

A：电极图案

具体实施方式

本发明是关于一种光学检测芯片，可广泛应用在各种小分子的感测。此处所谓小分子，大概指分子量在100kDa以下的分子，包括化学分子、药品、氨基酸、肽、带电小分子。针对生物样本，此感测芯片量测机制也无需使用一般抗体-抗原的免疫标定反应。