本發(fā)明涉及一種感測(cè)方法及感測(cè)芯片，尤其涉及一種用于感測(cè)待測(cè)物中的有機(jī)分子的感測(cè)方法及感測(cè)芯片。
技術(shù)領(lǐng)域：
目前市場(chǎng)上有各種感測(cè)方法及裝置，常見(jiàn)的感測(cè)方法例如為酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法(enzyme-linkedimmunosorbentassay,ELISA)，常見(jiàn)的感測(cè)裝置例如為實(shí)驗(yàn)用孔盤(pán)或芯片。以酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法為例，它是一種被廣泛應(yīng)用的感測(cè)方法，已有多年的歷史，其至少包括待測(cè)樣品為抗原或抗體兩種方式，分別如下所述：當(dāng)待測(cè)樣品為抗原時(shí)，酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法包含以下操作步驟：將具有特異性的抗體固著(coating)在塑料孔盤(pán)上，固著時(shí)間約為12小時(shí)至18小時(shí)，固著完成后洗去多余抗體；加入待測(cè)物和固著的抗體進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間約為0.5小時(shí)至2小時(shí)，待測(cè)物中若含有和固著的抗體具有反應(yīng)性的抗原，則其會(huì)與塑料孔盤(pán)上固著的抗體進(jìn)行結(jié)合；洗去多余待測(cè)物，加入帶有酶且和該抗原具有反應(yīng)性的抗體與該抗原結(jié)合，結(jié)合時(shí)間約為0.5小時(shí)至1小時(shí)；洗去多余未結(jié)合的帶有酶的抗體，加入酶的底物使酶顯色，顯色時(shí)間約為0.5小時(shí)，使用光譜儀讀取顯色結(jié)果(即吸光值(OD值))，完成實(shí)驗(yàn)總共大約需要1天到2天。當(dāng)待測(cè)樣品為抗體時(shí)，酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法包括以下操作步驟：將已知的抗原固著在塑料孔盤(pán)上，固著時(shí)間約為12小時(shí)至18小時(shí)，完成后洗去多余的抗原；加入待測(cè)物和固著的抗體進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間約為0.5小時(shí)至2小時(shí)，檢測(cè)體中若含有和固著的抗體具有反應(yīng)性的一級(jí)抗體，則其會(huì)與塑料孔盤(pán)上固著的抗原進(jìn)行特異性結(jié)合；洗去 多余待測(cè)物，加入帶有酶的二級(jí)抗體，與待測(cè)的一級(jí)抗體結(jié)合，結(jié)合時(shí)間約為0.5小時(shí)至2小時(shí)；洗去多余未結(jié)合的二級(jí)抗體，加入酶的底物使酶顯色，顯色時(shí)間約為0.5小時(shí)，使用光譜儀讀取顯色結(jié)果(即吸光度(OD值))，完成實(shí)驗(yàn)總共大約需要1天到2天。酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法在靈敏度上有其限制。一般使用實(shí)驗(yàn)用孔盤(pán)來(lái)進(jìn)行酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法，但根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需求，也可以使用芯片或其他感測(cè)裝置來(lái)進(jìn)行。反之，實(shí)驗(yàn)用孔盤(pán)及芯片也可用于酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法之外的感測(cè)方法。目前市面上的實(shí)驗(yàn)用孔盤(pán)有各式各樣的結(jié)構(gòu)及材料，舉例來(lái)說(shuō)：以孔數(shù)來(lái)分有6孔、12孔、24孔、48孔、96孔、384孔及1536孔等；以底部構(gòu)造來(lái)分有平底、圓底、V型底及結(jié)合圓底及平底特征的易清洗底等；以材料來(lái)分有聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)等；以顏色來(lái)分有透明、黑色、白色、黑色透明底及白色透明底等；以用途來(lái)分有一般分析用、細(xì)胞培養(yǎng)及細(xì)胞分析用、免疫分析用及保存用等。一般免疫分析用的孔盤(pán)的材料大多為聚苯乙烯，其結(jié)構(gòu)大多為96孔孔盤(pán)。一般免疫分析用的孔盤(pán)其底部表面或未經(jīng)處理(un-treated)、或是使用照射技術(shù)使原本孔盤(pán)表面上的苯環(huán)產(chǎn)生羧基及羥基使其和欲固著于其上的分子結(jié)合能力增加。目前市面上的感測(cè)芯片根據(jù)制作工藝的不同可分為微陣列芯片(microarray)及實(shí)驗(yàn)室芯片(lab-on-a-chip)。根據(jù)探針的材料不同，微陣列芯片又可分為基因芯片及蛋白質(zhì)芯片。本領(lǐng)域技術(shù)人員的重要目的在于提升感測(cè)的靈敏度，改進(jìn)現(xiàn)有的感測(cè)方法及裝置或提供新的感測(cè)方法及裝置。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的第一方面提供了一種感測(cè)芯片，用于感測(cè)待測(cè)物中的第一有機(jī)分子，該芯片包含：基材，在該基材上具有多個(gè)相間隔的納米粒子以及在該多個(gè)相間隔的納米粒子間的多個(gè)局部基材表面；硅烷，固著于該多個(gè)局部基材表面；以及第二有機(jī)分子，固著于這些相間隔的納米粒子表面，其中該第二有機(jī)分子與該第一有機(jī)分子兩者間具有 特異性。本發(fā)明的第二方面提供了一種感測(cè)方法，用于感測(cè)待測(cè)物中的第一有機(jī)分子，該方法包含包括以下步驟：(1)提供感測(cè)芯片，該芯片包括基材、在該基材上多個(gè)相間隔的納米粒子以及在該多個(gè)相間隔的納米粒子間的多個(gè)局部基材表面；(2)使硅烷固著于該多個(gè)局部基材表面；以及(3)將第二有機(jī)分子固著至這些相間隔的納米粒子表面，其中該第二有機(jī)分子與該第一有機(jī)分子兩者間具有特異性。本發(fā)明的第三方面提供了一種感測(cè)芯片，用于感測(cè)待測(cè)物中的第一有機(jī)分子，所述感測(cè)芯片包括：基材，在該基材上具多個(gè)相間隔的納米粒子以及在該多個(gè)相間隔的納米粒子間的多個(gè)局部基材表面；第二有機(jī)分子，固著至該多個(gè)相間隔的納米粒子，其中該第二有機(jī)分子與該第一有機(jī)分子兩者間具有特異性；以及改性劑，固著于該所述多個(gè)局部基材表面，并誘使該第二有機(jī)分子遠(yuǎn)離該多個(gè)局部基材表面。本發(fā)明的第四方面提供了一種感測(cè)方法，用于感測(cè)待測(cè)物中的第一有機(jī)分子，該方法包含包括下列步驟：(1)提供感測(cè)芯片，該芯片包括基材、在該基材上多個(gè)相間隔的納米粒子以及在該多個(gè)相間隔的納米粒子間的多個(gè)局部基材表面；(2)使改性劑固著于該多個(gè)局部基材表面，該改性劑增強(qiáng)第二有機(jī)分子對(duì)所述相間隔的納米粒子表面的吸附性；以及(3)將該第二有機(jī)分子固著至這些相間隔的納米粒子表面，其中該第二有機(jī)分子與該第一有機(jī)分子兩者間具有特異性。附圖說(shuō)明圖1示出了本明第一實(shí)施例的感測(cè)芯片。圖2示出了本發(fā)明第二實(shí)施例的感測(cè)芯片。圖3(a)示出了本發(fā)明第一實(shí)施例的感測(cè)方法。圖3(b)示出了本發(fā)明第二實(shí)施例的感測(cè)方法。圖4(a)示出了本發(fā)明第一及第二實(shí)施例中的感測(cè)芯片。圖4(b)示出了本發(fā)明第一及第二實(shí)施例中的有孔元件。圖4(c)示出了本發(fā)明第一及第二實(shí)施例中的感測(cè)裝置。圖5(a)示出了本發(fā)明第一及第二實(shí)施例中的感測(cè)芯片。圖5(b)示出了本發(fā)明第一及第二實(shí)施例中的有孔元件。圖5(c)示出了本發(fā)明第一及第二實(shí)施例中的感測(cè)裝置。圖6(a)示出了本發(fā)明第一及第二實(shí)施例中的感測(cè)芯片。圖6(b)示出了本發(fā)明第一及第二實(shí)施例中的有孔元件。圖6(c)示出了本發(fā)明第一及第二實(shí)施例中的感測(cè)裝置。圖7示出了本發(fā)明第一及第二實(shí)施例中實(shí)施例的框架。圖8示出了本發(fā)明的感測(cè)裝置與Corning的COR-9018孔盤(pán)的比較。圖9及圖10示出了以本發(fā)明的感測(cè)裝置與Corning的COR-9018孔盤(pán)使用eBioscience的人類(lèi)/小鼠轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1ELISA試劑盒(human/mouseTGFbeta1ELISAkit,商品編號(hào)88-8350-88)，利用夾心ELISA法來(lái)定量人類(lèi)/小鼠TGFβ1。圖11示出了以本發(fā)明的感測(cè)裝置與Corning的COR-9018孔盤(pán)使用eBioscience的人類(lèi)/小鼠轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1ELISA試劑盒(human/mouseTGFbeta1ELISAkit,商品編號(hào)88-8350-88)，利用夾心ELISA法來(lái)定量人類(lèi)/小鼠TGFβ1。圖12示出了以本發(fā)明的感測(cè)裝置與Corning的COR-9018孔盤(pán)使用市售的C-反應(yīng)蛋白(CRP)ELISA試劑盒，利用夾心ELISA法來(lái)定量C-反應(yīng)蛋白。圖13(a)示出了以本發(fā)明的玻璃基板上有金納米粒子，且金納米粒子表面用氨基硅烷修飾的感測(cè)裝置進(jìn)行ELISA。圖13(b)示出了以本發(fā)明的玻璃基板上僅有金納米粒子的感測(cè)裝置進(jìn)行ELISA。圖13(c)示出了以本發(fā)明的玻璃基板表面直接用氨基硅烷修飾的感測(cè)裝置進(jìn)行ELISA。圖13(d)示出了以本發(fā)明的僅有玻璃基板的感測(cè)裝置進(jìn)行ELISA。圖14(a)示出了在低濃度條件下(濃度檢測(cè)極限測(cè)試)，以本發(fā)明的玻璃基板上有金納米粒子，且金納米粒子表面用氨基硅烷修飾的感測(cè)裝置進(jìn)行ELISA的濃度檢測(cè)極限測(cè)試。圖14(b)示出了在低濃度條件下(濃度檢測(cè)極限測(cè)試)，使用僅有玻璃基板的本發(fā)明的感測(cè)裝置進(jìn)行ELISA的濃度檢測(cè)極限測(cè)試。附圖標(biāo)記說(shuō)明11感測(cè)芯片111基材112納米粒子113局部基材表面114硅烷115第二有機(jī)分子116第一有機(jī)分子117改性劑118第三有機(jī)分子119酶120底物42、52、62有孔元件421、521、621通孔43、53、63感測(cè)裝置7框架具體實(shí)施方式通過(guò)以下優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明將清楚地呈現(xiàn)有關(guān)本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及功效。1.一種感測(cè)芯片，用于感測(cè)待測(cè)物中的第一有機(jī)分子，該芯片包含：基材，在該基材上具有多個(gè)相間隔的納米粒子以及在該多個(gè)相間隔的納米粒子間的多個(gè)局部基材表面；硅烷，固著于該多個(gè)局部基材表面；以及第二有機(jī)分子，固著于這些相間隔的納米粒子表面，其中該第二有機(jī)分子與該第一有機(jī)分子兩者間具有特異性。2.如實(shí)施例1所述的感測(cè)芯片，其中該感測(cè)芯片可拆卸地設(shè)置于具有通孔的有孔元件以在該有孔元件的一端關(guān)閉該通孔，以形成感測(cè)裝置。3.如實(shí)施例1至2所述的感測(cè)芯片，其中：該第二有機(jī)分子直接固著于這些相間隔的納米粒子的表面；以及該感測(cè)芯片為蛋白質(zhì)芯片或基因芯片。4.一種感測(cè)方法，用于感測(cè)待測(cè)物中的第一有機(jī)分子，該方法包含以下步驟：(1)提供感測(cè)芯片，該芯片包含基材、在該基材上多個(gè)相間隔的納米粒子以及在該多個(gè)相間隔的納米粒子間的多個(gè)局部基材表面；(2)使硅烷固著于該多個(gè)局部基材表面；以及(3)將第二有機(jī)分子固著至這些相間隔的納米粒子表面，其中該第二有機(jī)分子與該第有機(jī)分子兩者間具有特異性。5.如實(shí)施例4所述的感測(cè)方法，該方法還包括：將第二有機(jī)分子固著至這些相間隔的納米粒子表面后，進(jìn)行酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法。6.如實(shí)施例4至5所述的感測(cè)方法，其中：該第二有機(jī)分子直接固著至這些相間隔的納米粒子的表面；并且該第二有機(jī)分子為抗原或抗體。7.一種感測(cè)芯片，用于感測(cè)待測(cè)物中的第一有機(jī)分子，所述芯片包括：基材，在該基材上具有多個(gè)相間隔的納米粒子以及在該多個(gè)相間隔的納米粒子間的多個(gè)局部基材表面；第二有機(jī)分子，固著至該多個(gè)相間隔的納米粒子表面，其中該第二有機(jī)分子與該第一有機(jī)分子兩者間具有特異性；以及改性劑，固著于該多個(gè)局部基材表面，并誘使該第二有機(jī)分子遠(yuǎn)離該多個(gè)局部基材表面。8.如實(shí)施例7所述的感測(cè)芯片，其中該改性劑為硅烷。9.如實(shí)施例7至8所述的感測(cè)芯片，其中：該第二有機(jī)分子直接固著于這些相間隔的納米粒子的表面；以及該感測(cè)芯片為蛋白質(zhì)芯片或基因芯片。10.一種感測(cè)方法，用以感測(cè)待測(cè)物中的第一有機(jī)分子，該方法包含以下步驟：(1)提供感測(cè)芯片，該芯片包含基材、在該基材上多個(gè)相間隔的納米粒子以及在該多個(gè)相間隔的納米粒子間的多個(gè)局部基材表面；(2)使改性劑固著于該多個(gè)局部基材表面，該改性劑增強(qiáng)第二有機(jī)分子對(duì)這些相間隔的納米粒子表面的吸附性；以及(3)將該第二有機(jī)分子固著至這些相間隔的納米粒子表面，其中該第二有機(jī)分子與該 第一有機(jī)分子兩者間具有特異性。11.如實(shí)施例10所述的感測(cè)方法，該方法更包含：將該第二有機(jī)分子固著至這些相間隔的納米粒子表面后，進(jìn)行酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法。12.如實(shí)施例10至11所述的感測(cè)方法，其中：該第二有機(jī)分子直接固著于這些相間隔的納米粒子的表面；以及該第一有機(jī)分子為抗原或抗體。請(qǐng)參見(jiàn)圖1及圖3(a)，本發(fā)明的第一實(shí)施例提供了一種感測(cè)芯片11，用于感測(cè)待測(cè)物中的第一有機(jī)分子116。該感測(cè)芯片11包含基材111，在該基材111上具多個(gè)相間隔的納米粒子112以及在該多個(gè)相間隔的納米粒子112間的多個(gè)局部基材表面113；硅烷114，固著于該多個(gè)局部基材表面113；以及第二有機(jī)分子115，固著于這些相間隔的納米粒子112表面，其中該第二有機(jī)分子115與該第一有機(jī)分子116兩者間具有特異性。如圖4至圖6所示，本實(shí)施例的感測(cè)芯片11能夠可拆卸地設(shè)置于具有通孔421、521、621的有孔元件42、52、62，以在該有孔元件42、52、62的一端關(guān)閉該通孔421、521、621，以形成感測(cè)裝置43、53、63。如圖6所示的該感測(cè)裝置63可直接用于感測(cè)該待測(cè)物中的該第一有機(jī)分子116；如圖4及圖5所示的該感測(cè)裝置43、53可進(jìn)一步組裝于如圖7所示的框架7以進(jìn)行該待測(cè)物中的該第一有機(jī)分子116的感測(cè)。用該感測(cè)裝置43、53、63進(jìn)行的感測(cè)可使用任何可和實(shí)驗(yàn)用孔盤(pán)配合使用的儀器，例如光譜儀及自動(dòng)微孔盤(pán)洗盤(pán)機(jī)，其中該光譜儀可為酶標(biāo)儀(ELISAreader)。本實(shí)施例的感測(cè)芯片可為蛋白質(zhì)芯片或基因芯片，該蛋白質(zhì)芯片或該基因芯片可直接用于感測(cè)，無(wú)需結(jié)合其他元件。該第二有機(jī)分子115可直接固著于這些相間隔的納米粒子112的表面。該待測(cè)物可為血液、尿液、細(xì)胞培養(yǎng)液及其他體液，但不限于此。該第一有機(jī)分子116可為蛋白質(zhì)，該蛋白質(zhì)可為抗原或抗體。該基材可由透光材料制成。這些相間隔的納米粒子112由金屬制成，所述金屬選自由金(Au)、銀(Ag)、鈀(Pd)、鉑(Pt)、鉻(Cr)、鈷(Co)、鉬 (Mo)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鋁(Al)、鐵(Fe)、鎂(Mg)、錫(Sn)、鈦(Ti)，鉈(Ta)及銥(Ir)、上述金屬的合金及其組合所組成的組。該納米粒子的形狀選自由圓形、島形、長(zhǎng)條形、三角形、星形、環(huán)形、中空形及其組合所組成的組。該納米粒子的粒徑可為1nm至200nm。該局部基材表面113具有直徑，該直徑可為1nm至100nm。該硅烷114可為烷基硅烷、氨基硅烷或其他硅烷，氨基硅烷舉例來(lái)說(shuō)可以是3-氨基丙基三甲氧基硅烷(3-aminopropryltrimethoxysilane,APTMS)或3-氨基丙基三乙氧基硅烷(3-aminopropyltriethoxysilane,APTS)。該第二有機(jī)分子115可為蛋白質(zhì)，所述蛋白質(zhì)可為抗原或抗體。本實(shí)施例的感測(cè)芯片11或感測(cè)裝置43、53、63可加入適合的抗體、標(biāo)準(zhǔn)品、緩沖液、顯色劑、封閉液、底物液及終止液等以制成試劑盒。請(qǐng)參見(jiàn)1及圖3(a)，本發(fā)明第一實(shí)施例還提供了一種感測(cè)方法，用于感測(cè)待測(cè)物中的第一有機(jī)分子116。該感測(cè)方法包含以下步驟：提供感測(cè)芯片11，該感測(cè)芯片11包含基材111、在該基材111上多個(gè)相間隔的納米粒子112以及在該多個(gè)相間隔的納米粒子112間的多個(gè)局部基材表面113；使硅烷114固著于該多個(gè)局部基材表面113；以及將第二有機(jī)分子115固著至這些相間隔的納米粒子112表面，其中該第二有機(jī)分子115與該第一有機(jī)分子116兩者間具有特異性。本實(shí)施例的感測(cè)方法在將該第二有機(jī)分子115固著至這些相間隔的納米粒子112表面后，可進(jìn)行酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法，即，將待測(cè)物加入至該通孔421、521、621中；在該待測(cè)物中的該第一有機(jī)分子116與第二有機(jī)分子115特異性結(jié)合后，將具有酶119的第三有機(jī)分子118加入至該通孔421、521、621中；在該第三有機(jī)分子118與該第一有機(jī)分子116特異性結(jié)合后，將該酶119的底物120加入到該通孔421、521、621中以進(jìn)行顯色反應(yīng)；加入終止液終止該顯色反應(yīng)以獲得顯色反應(yīng)結(jié)果；以及讀取該顯色反應(yīng)結(jié)果的數(shù)值。如圖4至圖6所示，本實(shí)施例的感測(cè)方法可進(jìn)一步將該感測(cè)芯片11可拆卸地設(shè)置于具有通孔421、521、621的有孔元件42、52、62， 以在該有孔元件42、52、62的一端關(guān)閉該通孔421、521、621，以形成感測(cè)裝置43、53、63。如圖6所示的該感測(cè)裝置63可直接用于感測(cè)該待測(cè)物中的該第一有機(jī)分子116；如圖4及圖5所示的該感測(cè)裝置43、53可進(jìn)一步組裝于如圖7所示的框架7以進(jìn)行該待測(cè)物中的該第一有機(jī)分子116的感測(cè)。使用該感測(cè)裝置43、53、63進(jìn)行感測(cè)可使用任何可和實(shí)驗(yàn)用孔盤(pán)配合使用的儀器，例如光譜儀及自動(dòng)微孔盤(pán)洗盤(pán)機(jī)，其中該光譜儀可為酶標(biāo)儀。該第二有機(jī)分子115可直接固著于這些相間隔的納米粒子112的表面。該待測(cè)物可為血液、尿液、細(xì)胞培養(yǎng)液及其他體液，但不限于此。該第一有機(jī)分子116可以為蛋白質(zhì)，該蛋白質(zhì)可為抗原或抗體。該基材111可以透光材料制成。這些相間隔的納米粒子112由金屬制成，該金屬系選自由金(Au)、銀(Ag)、鈀(Pd)、鉑(Pt)、鉻(Cr)、鈷(Co)、鉬(Mo)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鋁(Al)、鐵(Fe)、鎂(Mg)、錫(Sn)、鈦(Ti)，鉈(Ta)及銥(Ir)、上述金屬的合金及其組合所組成的組。該納米粒子112的形狀選自由圓形、島形、長(zhǎng)條形、三角形、星形、環(huán)形、中空形及其組合所組成的組。該納米粒子112的粒徑可為1nm至200nm。該多個(gè)局部基材表面115具有直徑，該直徑可為1nm至100nm。該硅烷114可為烷基硅烷、氨基硅烷或其他硅烷，氨基硅烷舉例來(lái)說(shuō)可為3-氨基丙基三甲氧基硅烷或3-氨基丙基三乙氧基硅烷，但不限于此。第二有機(jī)分子115可為蛋白質(zhì)，所述蛋白質(zhì)可為抗原或抗體。請(qǐng)參見(jiàn)圖2及圖3(b)，本發(fā)明第二實(shí)施例提供了一種感測(cè)芯片11，用于感測(cè)待測(cè)物中的第一有機(jī)分子116。該感測(cè)芯片11包含基材111，在該基材111上具多個(gè)相間隔的納米粒子112以及在該多個(gè)相間隔的納米粒子112間的多個(gè)局部基材表面113；第二有機(jī)分子115，固著至該多個(gè)相間隔的納米粒子112表面，其中該第二有機(jī)分子115與該第一有機(jī)分子116兩者間具有特異性；以及改性劑117，固著于該多個(gè)局部基材表面113，并驅(qū)使該第二有機(jī)分子115離開(kāi)該多個(gè)局部基材表面113。如圖4至圖6所示，本實(shí)施例的感測(cè)芯片11能夠可拆卸地設(shè)置于具有通孔421、521、621的有孔元件42、52、62，以在該有孔元件 42、52、62的一端關(guān)閉該通孔421、521、621，以形成感測(cè)裝置43、53、63。如圖6所示的該感測(cè)裝置63可直接用于感測(cè)該待測(cè)物中的該第一有機(jī)分子116；如圖4及圖5所示的該感測(cè)裝置43、53可進(jìn)一步組裝于如圖7所示的框架7以進(jìn)行該待測(cè)物中的該第一有機(jī)分子116的感測(cè)。使用該感測(cè)裝置43、53、63進(jìn)行感測(cè)可使用任何可和實(shí)驗(yàn)用孔盤(pán)配合使用的儀器，例如光譜儀及自動(dòng)微孔盤(pán)洗盤(pán)機(jī)，其中該光譜儀可為酶標(biāo)儀。本實(shí)施例的感測(cè)芯片11可為蛋白質(zhì)芯片或基因芯片，該蛋白質(zhì)芯片或該基因芯片可直接用于感測(cè)，無(wú)需結(jié)合其他元件。該第二有機(jī)分子115可直接固著于這些相間隔的納米粒子112的表面。該待測(cè)物可為血液、尿液、細(xì)胞培養(yǎng)液及其他體液，但不限于此。該第一有機(jī)分子116可為蛋白質(zhì)，該蛋白質(zhì)可為抗原或抗體。該基材111可以透光材料制成。這些相間隔的納米粒子112由金屬所制成，該金屬選自由金(Au)、銀(Ag)、鈀(Pd)、鉑(Pt)、鉻(Cr)、鈷(Co)、鉬(Mo)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鋁(Al)、鐵(Fe)、鎂(Mg)、錫(Sn)、鈦(Ti)，鉈(Ta)及銥(Ir)、上述金屬的合金及其組合所組成的組。該納米粒子112的形狀選自由圓形、島形、長(zhǎng)條形、三角形、星形、環(huán)形、中空形及其組合所組成的組。該納米粒子112的粒徑可為1nm至200nm。該局部基材表面113具有直徑，該直徑可為1nm至100nm。該改性劑117可為硅烷、醇胺或烯胺。該硅烷可為烷基硅烷、氨基硅烷或其他硅烷，氨基硅烷舉例來(lái)說(shuō)可為3-氨基丙基三甲氧基硅烷或3-氨基丙基三乙氧基硅烷，但不限于此。第二有機(jī)分子115可為蛋白質(zhì)，該蛋白質(zhì)可為抗原或抗體。本實(shí)施例的感測(cè)芯片11或感測(cè)裝置43、53、63可加入適合的抗體、標(biāo)準(zhǔn)品、緩沖液、顯色劑、封閉液、底物液及終止液等，以制成試劑盒。請(qǐng)參見(jiàn)圖2及圖3(b)，本發(fā)明第二實(shí)施例還提供了一種感測(cè)方法，用于感測(cè)待測(cè)物中的第一有機(jī)分子116。該感測(cè)方法包含下列步驟：提供感測(cè)芯片11，該感測(cè)芯片11包含基材111、在該基材111上多個(gè)相間隔的納米粒子112以及在該多 個(gè)相間隔的納米粒子112間的多個(gè)局部基材表面113；使改性劑117固著于該多個(gè)局部基材表面，該改性劑117增強(qiáng)第二有機(jī)分子115對(duì)這些相間隔的納米粒子112表面的吸附性；以及將該第二有機(jī)分子115固著至這些相間隔的納米粒子112表面，其中該第二有機(jī)分子115與該第一有機(jī)分子116兩者間具有特異性。本實(shí)施例的感測(cè)方法在將第二有機(jī)分子115固著至這些相間隔的納米粒子112表面后，可進(jìn)行酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法，即，加入一待測(cè)物至該通孔421、521、621中；在該待測(cè)物中的該第一有機(jī)分子116與第二有機(jī)分子115特異性結(jié)合后，加入具有酶119的第三有機(jī)分子118至該通孔421、521、621中；在該第三有機(jī)分子118與該第一有機(jī)分子116特異性結(jié)合后，將該酶119的底物120加入該通孔421、521、621中以進(jìn)行顯色反應(yīng)；加入終止液終止該顯色反應(yīng)以獲得顯色反應(yīng)結(jié)果；以及讀取該顯色反應(yīng)結(jié)果的數(shù)值。如圖4至圖6所示，本實(shí)施例的感測(cè)方法可進(jìn)一步將該感測(cè)芯片可拆卸地設(shè)置于具有通孔421、521、621的有孔元件42、52、62以在該有孔元件42、52、62的一端關(guān)閉該通孔421、521、621，以形成感測(cè)裝置43、53、63。如圖6所示的該感測(cè)裝置63可直接用于感測(cè)該待測(cè)物中的該第一有機(jī)分子116；如圖4和圖5所示的該感測(cè)裝置43、53可進(jìn)一步組裝于如圖7所示的框架7以進(jìn)行該待測(cè)物中的該第一有機(jī)分子116的感測(cè)。以該感測(cè)裝置進(jìn)行感測(cè)可使用任何可和實(shí)驗(yàn)用孔盤(pán)配合使用的儀器，例如光譜儀及自動(dòng)微孔盤(pán)洗盤(pán)機(jī)，其中該光譜儀可為酶標(biāo)儀。該第二有機(jī)分子115可直接固著于這些相間隔的納米粒子112的表面。該待測(cè)物可為血液、尿液、細(xì)胞培養(yǎng)液及其他體液，但不限于此。該第一有機(jī)分子116可為蛋白質(zhì)，該蛋白質(zhì)可為抗原或抗體。該基材111可由透光材料制成。這些相間隔的納米粒子112由金屬所制成，該金屬系選自由金(Au)、銀(Ag)、鈀(Pd)、鉑(Pt)、鉻(Cr)、鈷(Co)、鉬(Mo)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鋁(Al)、鐵(Fe)、鎂(Mg)、錫(Sn)、鈦(Ti)，鉈(Ta)及銥(Ir)、上述金屬的合金及其組合所組成的組。該納米粒子的形狀選自由圓形、島形、長(zhǎng)條形、三角形、星形、環(huán)形、中空形及其 組合所組成的組。該納米粒子的粒徑可為1nm至200nm。該多個(gè)局部基材表面115具有直徑，該直徑可為1nm至100nm。該改性劑117可為硅烷、醇胺或烯胺。該硅烷可為烷基硅烷、氨基硅烷或其他硅烷，氨基硅烷舉例來(lái)說(shuō)可為3-氨基丙基三甲氧基硅烷(3-aminopropryltrimethoxysilane,APTMS)或3-氨基丙基三乙氧基硅烷(3-aminopropyltriethoxysilane,APTS)，但不限于此。第二有機(jī)分子115可為蛋白質(zhì)，該蛋白質(zhì)可為抗原或抗體。將本發(fā)明的感測(cè)芯片用于進(jìn)行一般酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法，透過(guò)設(shè)置于基材上的納米粒子，可有效增強(qiáng)酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法的檢測(cè)信號(hào)，使其檢測(cè)極限降低到<1pg/mL。使用本發(fā)明的感測(cè)芯片執(zhí)行一般酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法的方法為：先制備金納米粒子陣列，其表面用硅烷修飾，直接固著蛋白質(zhì)過(guò)夜，接著進(jìn)行一般酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)流程。結(jié)果發(fā)現(xiàn)金納米粒子可以增強(qiáng)信號(hào)因而提高OD值，使劑量與反應(yīng)之間的距離可以拉得比較開(kāi)，其機(jī)制為透過(guò)金納米粒子表面吸附蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)被金納米粒子吸附后呈現(xiàn)三維立體結(jié)構(gòu)，使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)能夠有效展開(kāi)，從吸附方位的觀點(diǎn)來(lái)看，具有較高的特異性。即使在低濃度時(shí)，信號(hào)點(diǎn)跟信號(hào)點(diǎn)之間也可有效被區(qū)分開(kāi)。此外，修飾硅烷是必須的，主要是讓蛋白質(zhì)固著可以更加均勻，使其在低濃度時(shí)，信號(hào)點(diǎn)與信號(hào)點(diǎn)之間不會(huì)亂跳，提高整個(gè)信號(hào)的穩(wěn)定性，使其檢測(cè)極限可以達(dá)到0.064pg/ml，達(dá)到可測(cè)量低濃度的效果。本發(fā)明的感測(cè)芯片應(yīng)用于酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法，可以直接而有效地進(jìn)行蛋白質(zhì)固著，不同蛋白質(zhì)的表面結(jié)構(gòu)特性使其可透過(guò)三種主要的力吸附于金納米粒子表面上，此三種力分別為疏水作用力、電荷引力及配位鍵結(jié)合力。疏水作用力：在本發(fā)明的感測(cè)方法及感測(cè)芯片實(shí)施例中，當(dāng)烷基硅烷吸附于納米粒子之間的基材后，烷基硅烷可以增加基材接觸角，所增加的接觸角可幫助蛋白質(zhì)靠近金納米粒子表面。一旦蛋白質(zhì)與金納米粒子表面十分接近(之間的距離約小于1nm)，蛋白質(zhì)的疏水區(qū)很有可能與金納米粒子表面的疏水區(qū)接觸并且與之結(jié)合。因此，對(duì)于富 含非極性氨基酸(例如色氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸或苯丙氨酸)的蛋白質(zhì)而言，其可與金納米粒子表面發(fā)生強(qiáng)的結(jié)合作用。所以透過(guò)烷基硅烷本身的末端官能團(tuán)特性，確實(shí)能增強(qiáng)蛋白質(zhì)對(duì)金納米粒子的表面吸附性。電荷引力：氨基硅烷分子吸附于基材后末端所帶的NH2，在水溶液中易形成NH3+，造成氨基硅烷分子帶有正電荷，因此對(duì)于帶有正電荷的蛋白質(zhì)，會(huì)形成排斥作用。金納米粒子表面帶有負(fù)電荷，負(fù)電荷會(huì)吸引帶有正電荷的蛋白質(zhì)并足以使其靠近結(jié)合區(qū)的表面，環(huán)境pH值低于等電點(diǎn)時(shí)蛋白質(zhì)帶有正電荷，因此會(huì)與金納米粒子表面發(fā)生強(qiáng)烈的吸引作用。尤其是富含賴(lài)氨酸和精氨酸的蛋白質(zhì)區(qū)域在環(huán)境pH值低于賴(lài)氨酸的等電點(diǎn)(pH10.4)和精氨酸的等電點(diǎn)(pH12.5)時(shí)會(huì)帶有大量的正電荷。因此，氨基硅烷分子所帶的正電荷有助于富含賴(lài)氨酸和精氨酸的蛋白質(zhì)吸附于金納米粒子的表面。配位鍵結(jié)合力：配位鍵結(jié)合力是所有吸引力中最強(qiáng)的，含有大量富含硫的氨基酸(半胱氨酸和甲硫氨酸)的蛋白質(zhì)和金納米粒子表面會(huì)強(qiáng)力結(jié)合，這是由在金原子(具有傳導(dǎo)帶電子的能力)和硫原子(帶有價(jià)電子)之間的吸引力造成的。透過(guò)這三種力，金納米粒子可以有效率的吸附蛋白質(zhì)，使其蛋白質(zhì)吸附效率有效提升，可用最少的蛋白質(zhì)濃度及最短的時(shí)間進(jìn)行固著，同時(shí)得出的信號(hào)結(jié)果也優(yōu)于一般市售的ELISA孔盤(pán)。因此，本發(fā)明的感測(cè)方法及感測(cè)芯片具有靈敏度高、成本便宜以及節(jié)省時(shí)間等優(yōu)點(diǎn)，且其可用于檢測(cè)不同抗體及病毒。本發(fā)明可應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)，如免疫分析化學(xué)分析及酶分析等；建立實(shí)驗(yàn)程序，如動(dòng)力學(xué)功能及溫度控制等；抗體鑒定，如抗體/配體親合性篩檢、單抗體抗原表位測(cè)定、腫瘤細(xì)胞篩選并鑒定期數(shù)、抗獨(dú)特性抗體篩選、抗體濃度測(cè)定及片段篩檢等；以及臨床前與臨床上診斷，如生物標(biāo)記分析及重點(diǎn)照護(hù)等，用途十分廣泛。實(shí)驗(yàn)例1.以氨基硅烷修飾本發(fā)明的感測(cè)芯片以進(jìn)行抗原或抗體的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)：先以能量較弱的氧氣電漿對(duì)本發(fā)明的感測(cè)芯片的基板表面做親水性改性，再將基板浸入3-氨基丙基三甲氧基硅烷(3-aminopropyltrimethoxysilane,APTMS)溶液中，便可以使APTMS與納米粒子間的空白基板結(jié)合，接著直接加入抗體(抗原)就可使抗體(抗原)固著于納米粒子上，再加入待測(cè)物抗原(抗體)與其反應(yīng)，以進(jìn)行抗原或抗體的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)。2.本發(fā)明的感測(cè)裝置與Corning的COR-9018孔盤(pán)的比較：請(qǐng)參見(jiàn)圖8，分別以本發(fā)明的感測(cè)裝置與Corning的COR-9018孔盤(pán)針對(duì)轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(TGF-β)進(jìn)行ELISA。TGF-β會(huì)促進(jìn)腫瘤的惡化、侵潤(rùn)和轉(zhuǎn)移，是一種癌癥惡化指標(biāo)。使用本發(fā)明的感測(cè)裝置進(jìn)行ELISA可測(cè)得濃度遠(yuǎn)低于1pg/ml的TGF-β，靈敏度明顯優(yōu)于Corning的COR-9018孔盤(pán)。3.分別以本發(fā)明的感測(cè)裝置與Corning的COR-9018孔盤(pán)使用eBioscience的人類(lèi)/小鼠轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1ELISA試劑盒(human/mouseTGFbeta1ELISAkit,商品編號(hào)88-8350-88)以?shī)A心ELISA法來(lái)定量人類(lèi)/小鼠轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1：分析盤(pán)準(zhǔn)備：步驟1.用1X固著緩沖液(coatingbuffer)稀釋捕獲抗體，并將100μl稀釋后的捕獲抗體加入到每個(gè)分析盤(pán)的孔中，將盤(pán)子密封后置于4℃過(guò)夜(O/N)。步驟2.過(guò)夜后，吸干每個(gè)孔的捕獲抗體液體后，每個(gè)孔用100μl的清洗緩沖液清洗。共清洗5次,使用八爪分注器時(shí)盡量沿著96孔分析盤(pán)的管壁加入，以減少氣泡產(chǎn)生，在最后一次清洗步驟后，將分析盤(pán)倒扣在擦手紙上，以除去殘余的清洗液。步驟3.將100μl的封閉緩沖液(1X分析稀釋液)加入到每個(gè)孔中，并置于室溫下至少一小時(shí)。步驟4.步驟3后，吸干每個(gè)孔的液體，每個(gè)孔用100μl的清洗液清洗。共清洗5次。ELISA流程：步驟1.標(biāo)準(zhǔn)品及樣本：將標(biāo)準(zhǔn)品由最高濃度1000pg/ml往下依 次稀釋七個(gè)濃度，并且最后一點(diǎn)(第八點(diǎn))為空白值(blank)，并將100μl的每個(gè)濃度的標(biāo)準(zhǔn)品及樣品(在1X分析稀釋液中)加入到每個(gè)孔中，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)品及樣品進(jìn)行三次重復(fù)試驗(yàn)。加入后置于室溫下至少兩小時(shí)。步驟2.測(cè)定：在步驟1之后，吸干每個(gè)孔的液體，每個(gè)孔用100μl的清洗液清洗。共清洗5次。于每個(gè)孔中加入100μl(在1X分析稀釋液中)稀釋后的檢測(cè)抗體，并置于室溫下一小時(shí)。步驟3.親和素-辣根過(guò)氧化物酶(Avidin-HRP)：在步驟2之后，吸干每個(gè)孔的液體，每個(gè)孔再用100μl的清洗液清洗。共清洗5次。于每個(gè)孔中加入100μl(在1X分析稀釋液中)稀釋后的Avidin-HRP，并于室溫避光靜置30分鐘。步驟4.加TMB底物(底物液(Substratesolution))：在步驟3之后，吸干每個(gè)孔的液體，再用100μl的清洗液清洗每個(gè)孔。共清洗7次。向每個(gè)孔中加入100μl的底物，并于室溫避光靜置顯色15分鐘(清洗前先在孔加入清洗液浸泡1～2分鐘)。步驟5.將50μL終止液加入到每個(gè)孔后利用ELISA分析儀于450nm吸收波長(zhǎng)測(cè)定結(jié)果，并用630nm波長(zhǎng)校正?！⒁猓悍磻?yīng)終止后15分鐘至30分鐘內(nèi)利用ELISA分析儀測(cè)定結(jié)果。請(qǐng)參見(jiàn)圖9及圖10，Corning的COR-9018孔盤(pán)最低檢測(cè)濃度為8pg/mL，本發(fā)明的感測(cè)裝置(本實(shí)施例中為96孔微孔盤(pán))最低檢測(cè)濃度為0.064pg/mL。由于整個(gè)TGF-β家族都有9個(gè)半胱氨酸，這9個(gè)半胱氨酸中的8個(gè)會(huì)2個(gè)為一組二硫鍵形成半胱氨酸結(jié)，而這個(gè)結(jié)構(gòu)即為整個(gè)TGF-β超家族的共同特征，第9個(gè)半胱氨酸則會(huì)與另外一個(gè)次單元的半胱氨酸形成二硫鍵產(chǎn)生二聚體。其他的TGF-β保守結(jié)構(gòu)多為通過(guò)疏水性交互作用形成的二級(jí)結(jié)構(gòu)。因此，這類(lèi)型蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)特性與金納米粒子的表面結(jié)構(gòu)特性，通過(guò)配位鍵結(jié)合力，可使這類(lèi)型蛋白質(zhì)有效的吸附于金納米粒子表面，所以在低濃度時(shí)可以降低信噪，提高整體信號(hào)靈敏度。4.分別以本發(fā)明的感測(cè)裝置與Corning的COR-9018孔盤(pán)使用 eBioscience的人類(lèi)/小鼠轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1ELISA試劑盒(human/mouseTGFbeta1ELISAkit,商品編號(hào)88-8350-88)，以?shī)A心ELISA法來(lái)定量人類(lèi)/小鼠轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1：請(qǐng)參見(jiàn)圖11及表1，其中圖11由表1的數(shù)據(jù)繪制而成。在實(shí)驗(yàn)中，本發(fā)明的感測(cè)裝置在TGF-β1濃度檢測(cè)極限最佳可達(dá)0.064pg/ml，而在市售分析試劑盒塑料孔盤(pán)中，Corning的COR-9018孔盤(pán)濃度檢測(cè)極限僅達(dá)8pg/ml，本發(fā)明的感測(cè)裝置的濃度檢測(cè)極限超過(guò)傳統(tǒng)孔盤(pán)100倍(0.064pg/ml:8pg/ml)。表1TGF-β1濃度(pg/ml)本發(fā)明的感測(cè)裝置COR-901810003.70642.90432001.01550.6148400.279350.132680.123650.05161.60.099850.0420.320.07860.03020.0640.07060.0275空白對(duì)照組0.066550.04295.分別以本發(fā)明的感測(cè)裝置與Corning的COR-9018孔盤(pán)使用市售的ELISA試劑盒，以?shī)A心ELISA法來(lái)定量C-反應(yīng)蛋白：請(qǐng)參見(jiàn)圖12及表2。圖12由表2的數(shù)據(jù)繪制而成。本發(fā)明的感測(cè)裝置對(duì)CRP濃度檢測(cè)極限最佳可達(dá)0.32pg/ml，而在市售分析試劑盒塑料孔盤(pán)中，Corning的COR-9018孔盤(pán)濃度檢測(cè)極限可達(dá)8pg/ml，本發(fā)明的感測(cè)裝置的濃度檢測(cè)極限超過(guò)傳統(tǒng)孔盤(pán)約25倍(0.32pg/ml:8pg/ml)。表2CRP濃度(pg/ml)本發(fā)明的感測(cè)裝置COR-90182000.95851.44165400.47720.686780.296150.52171.60.22840.48130.320.20350.47285空白對(duì)照組0.191250.483956.使用(1)玻璃基板上有金納米粒子，且金納米粒子表面以氨基硅烷修飾、(2)玻璃基板上僅有金納米粒子、(3)玻璃基板表面直接以氨基硅烷修飾、以及(4)僅有玻璃基板四種不同材質(zhì)的感測(cè)裝置進(jìn)行ELISA比較：請(qǐng)參見(jiàn)圖13(a)至圖13(d)。使用金納米粒子表面以氨基硅烷修飾的感測(cè)裝置，針對(duì)eBioscience的人類(lèi)/小鼠轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1ELISA試劑盒(human/mouseTGFbeta1ELISAkit,商品編號(hào)88-8350-88)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其信號(hào)靈敏度最佳可達(dá)0.064pg/ml，而一般塑料孔盤(pán)的信號(hào)靈敏度僅為8pg/ml，因此金納米粒子表面以氨基硅烷修飾的感測(cè)裝置的信號(hào)靈敏度超過(guò)傳統(tǒng)孔盤(pán)100倍以上(0.064pgml:8pg/ml)。玻璃基板上僅有金納米粒子，未以氨基硅烷修飾時(shí)，在低濃度時(shí)其信號(hào)較不穩(wěn)定而易跳動(dòng)，可信度下降，因此其信號(hào)靈敏度較金納米粒子表面以氨基硅烷修飾的感測(cè)裝置差。玻璃基板表面直接以氨基硅烷修飾以及僅有玻璃基板的兩種材質(zhì)的感測(cè)裝置皆無(wú)法提高靈敏度。7.在低濃度條件下(濃度檢測(cè)極限測(cè)試)，針對(duì)以玻璃基板上有金納米粒子，且金納米粒子表面以氨基硅烷修飾以及僅有玻璃基板兩種不同材質(zhì)的感測(cè)裝置來(lái)進(jìn)行ELISA的濃度檢測(cè)極限測(cè)試的比較：請(qǐng)參見(jiàn)圖14(a)及圖14(b)。玻璃基板上有金納米粒子，且金納米粒子表面以氨基硅烷修飾的感測(cè)裝置的濃度檢測(cè)極限，遠(yuǎn)優(yōu)于僅有玻璃基板的感測(cè)裝置。8.應(yīng)用本發(fā)明的感測(cè)芯片的蛋白質(zhì)芯片：將一般蛋白質(zhì)芯片上的反應(yīng)區(qū)改為具有納米粒子陣列及有機(jī)分子層的反應(yīng)區(qū)，該蛋白質(zhì)芯片的規(guī)格為75mm*25mm，并具有60mm*21mm的反應(yīng)區(qū)。9.應(yīng)用本發(fā)明的感測(cè)芯片的基因芯片：將一般基因芯片上的反應(yīng)區(qū)改為具有納米粒子陣列及有機(jī)分子層的反應(yīng)區(qū)，采用核酸探針雜交進(jìn)行核酸序列測(cè)定，接著經(jīng)掃描儀讀取后產(chǎn)生圖形文件，經(jīng)過(guò)劃格(Griding)、確定雜交點(diǎn)范圍(SpotIdentifying)、過(guò)濾背景信噪(NoiseFiltering)等圖像識(shí)別過(guò)程，最終得到基因表達(dá)的螢光信號(hào)強(qiáng)度值，并以列表形式輸出。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3