表面聲波感測器結合奈米粒子在生化感測之應用

Biochemical Sensing Using Nanoparticle-based Surface Acoustic Wave Sensors

邱繼舜(Chi-Shun Chiu)

指導教授 ： 果尚志

國立清華大學/工學院/奈米工程與微系統研究所/博士(2008年)

摘要

奈米金粒子及DNA-奈米金粒子共軛物分別被固定基板表面形成奈米金粒子自組裝單層膜及功能性奈米金粒子自組裝單層膜。使用有機矽烷作為偶聯劑分別固定奈米金粒子及DNA-奈米金粒子共軛物在鈮酸鋰及二氧化矽鍍層的鉭酸鋰表面的方法已被開發在雷利及波導剪切水平表面聲波感測器的應用上。
在本研究中，藉由使用高解析度掃描式電子顯微鏡及表面聲波感測器對金奈米粒子的吸附動力學進行比較的量測，使得表面聲波感測器的頻率響應與吸附奈米金粒子的表面密度產生定量的關聯。藉由此方法，奈米金粒子被使用作為奈米砝碼在很大的線性動態範圍內量測質量負載的效應。雷利及波導剪切水平表面聲波感測器分別被使用於氣相與液相監測表面質量的變化。在氣相量測環境中工作頻率113.3 MHz的雷利表面聲波感測器的質量靈敏度(約20 Hz?cm2/ng)比傳統的石英晶體微天平高出100倍以上。此外，亦使用工作頻率121.3 MHz的波導剪切水平表面聲波感測器於奈米金粒子及DNA-奈米金粒子共軛物的吸附動力學的液相原位即時量測。其靈敏度的改善(約6 Hz?cm2/ng)及成功的偵測DNA-奈米金粒子共軛物為基於奈米粒子的表面聲波感測器在生物感測的應用上做準備。
藉由奈米金粒子固定探針生物分子作為表面聲波感測器的感測膜的方式為生物分析及醫學診斷上提供一個簡單且可再現的方法。實際的應用包括決定結合到直徑10奈米的奈米金粒子上的寡核苷酸數目及DNA偵測。在氣相環境中應用工作頻率135 MHz的氮化鋁薄膜表面聲波感測器在DNA的雜合偵測上，氮化鋁薄膜表面聲波感測器結合直徑10奈米及20奈米的奈米金粒子作為探針寡核苷酸的固定、DNA雜合的標記及訊號的放大。

關鍵字

表面聲波感測器 ； 奈米金粒子

參考文獻

Chapter 1

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