有機薄膜電晶體生物化學感測研發

Abstract

本計劃將開發有機薄膜電晶體在生物感測上的應用，利用(1)有機薄膜(pentacene)結合生 物材料後對特定分子的專一性及選擇性、(2)小分子可經由有機薄膜晶粒邊界滲入到靠近 電晶體閘極介電層處進行吸附、以及(3)有機薄膜電晶體特有的介電層表面自我組織層 (Self-Assembled Monolayer，SAM)技術；讓我們可以有效的使用標準底閘極結構有機薄 膜電晶體來發展生物感測電子元件。在我們的初期研究中，已經成功觀察到尚未被發表 的新穎實驗結果，看到電晶體在不同氣體(酸性或鹼性)環境下，會呈現截然不同的電性 反應，此電性變化快速且強烈、又具有可回復性，相當適合進一步發展檢測具有大量胺 基及羧基的胺基酸複合物。因此本計劃提出系統化的研究方式，分兩年時間探討有機薄 膜電晶體在不同氣體環境下的反應機制、更發展帶有不同官能基的胺基酸SAM技術，分 析官能基對感測之影響；更利用合成的勝.分子同樣進行介電層表面固定化，檢測其官 能基組成對感測反應之影響、並建立感測之選擇性。由於防水剝除的有機薄膜電晶體已 經成功被提出，所以本研究成果未來可以順利轉移到液態微流道的生化感應中，預期可 固定高專一性的aptamer等核酸或勝.分子來進行更廣泛的生物感測；加以有機薄膜電晶 體低成本、易製作、可製作於可撓式基板形成感測陣列等優勢，以及此一新領域在國際 間仍亟待進一步闡述；相信本研究不管在產業或學術上，都極具價值。