利用电浆镀膜接枝对於石英晶体感测器固定量之探讨.PDFVIP

利用電漿鍍膜接枝對於石英晶體感測器固定量之探討 1† 1 1‡ 2 周鴻哲 李昭法 顏聰榮 陳克紹 1 大同大學生物工程系 2 大同大學材料系 摘要 本研究為利用電漿鍍膜接枝技術來處理壓電石英晶體元件所建構生物感測器。本實驗中所建構一快檢平台 是根據將具專一性之生物探針固定於壓電石英晶體表面的處理流程。根據此方式所完成之流程可固定含胺基端 點生物探針，故本實驗室探討一連串特殊之電漿接枝法與化學修飾法之最適條件，並將含有胺基的核酸與抗體 探針鍵結上去，完成晶片的前處理步驟。首先，我們利用電漿沉積有機矽氨膜 HMDSZ與表面接枝聚合 AAm單體 的方式讓晶片表面充滿胺基。第二部 分再利用化學修飾法加入 polyethylenimine 溶液、glutaraldehyde 溶液 以增加探針固定量。再選取對腸炎弧菌具有專一性的核酸探針作為偵測樣本之探針。結果顯示本實驗室所設計 之電漿接枝法比一般的硫醇基法固定量高出約 2.1 倍，比無處理電漿接枝之對照組高出 3 倍。顯示本實驗室所 設計之電漿接枝法具有較高之固定量。 關鍵詞：電漿鍍膜接枝、石英晶體感測器、生物探針 1.前言 針利用表面改質方法，將探針固定於 QCM表面，再將 此 QCM與樣本進行專一性反應，藉由頻率變化即可得 在許多生物感測系統中，其中為一值得重視之跨 知本實驗所設計之固定探針是否成功。 世紀研究領域稱為Quartz crystal microbalance (石 英晶體微天秤)簡稱 QCM ，開發於 1959年，起先發展 2. 材料與方法 為溫溼度,氣體分子等化學感測器，近十年開始發展 2.1 材料與藥品 為生物感測器，用於生物醫學、食品檢測等方面。 1. 液態9.5MHz半徑為2.6mm之金電極QCM ＡＴ－ｃｕｔ QCM 之偵測原理在於其壓電性，當外加一電壓會 2. ａｃｒｙｌａｍｉｄｅ（ＡＡｍ） 使壓電晶體(石英)產生特定的共振頻率，而因其表面 3. hexamethyldisilane(HMDSZ) 之重量或壓力受環境影響而改變時，共振頻率隨之改 4. ｐｏｌｙ－ｅｔｈｙｌｅｉｍｉｄｅ（ＰＥＩ） 變，並有定量公式。 5. ｇｌｕｔａｒａｌｄｅｈｙｄｅ（ＧＡ） 石英晶體微天平(QCM)是一種高靈敏度、選擇性 6. DNA-PROBE 及穩定性之感測元件，近年來也成為一種廣泛研發應 用生物感測器(1)。QCM之偵測原理在於其壓電性，當 2.2 QCM表面前處理 外加一電壓會使壓電晶體(石英)產生特定的共振頻 由於生物晶片表面並無其他官能基以供固定生物 率，而因其表面之重量或壓力受環境影響而改變時， 探針故必須先在 QCM表面上進行處理，本實驗使用氣 共振頻率隨之改變，並有定量公式可以應用(2)。QCM 態與液態系統針對常見的表面修飾法進行測試，並與 的振盪頻率會隨著表面質量因生化反應產生的變化 本實驗所設計之電漿接枝法做一比較。 而改變，例如抗原、抗體專一結合的免疫反應、以及 序列互補的核酸雜交反應等，訊號可即時偵測，故時 2.3．電漿接枝法 效性優於一般傳統的生化檢測。 1.電漿沉積有機矽氨膜 由於生物晶片表面並無其他官能基以供固定生 反 應 功 率 30W ， 使 用 單 體 為 100 mtorr 物探針，故表面修飾亙顯重要。而在電漿沉積有機矽