高靈敏度之創新積體光波導表面電漿子共振(SPR)生物感測器之設計與研製(II)

Abstract

本計畫之目的在延續92年度之計畫，進行第二年之研究，開發高靈敏度 之創新積體光波導表面電漿子共振(surface plasmon resonance, SPR)生物感測 器(biosensors)，以應用於生物分子交互作用(biomolecular interaction)之即時 分析(real-time analysis)。在創新結構之抗諧振反射光波導(antiresonant reflecting optical waveguide, ARROW)表面鍍以可產生表面電漿子共振之金 屬(如Au、Ag、Cu、Pt等)，設計光波導模態與其金屬界面間表面電漿子共振 模態適當匹配，使於光波導中傳輸之光訊號，傳輸至鍍有金屬之區域時，耦 合至表面電漿子共振波，因生物分子間的交互作用造成介質折射係數改變， 使其耦合狀態改變，輸出光訊號因而變化，以檢測待測生物分子之即時反應 。對於不同生物分子反應感測，配合所鍍之金屬材料不同，其元件結構、最 佳化狀態、固定化生物分子(immobilize)技術與感測性能(performance)亦隨著 不同。本計畫將針對合宜之金屬如Au、Ag、Cu、Pt等同時作不同程度的探 討，其固定化生物分子技術，將在生物科技系袁俊傑教授之共同主持與該系 研究生共同參與下進行。 SPR感測為生物分子交互作用之即時分析極重要的工具，而積體光波導 SPR感測靈敏度比傳統稜鏡(prism)SPR者高。抗諧振反射光波導為近幾年新 開發的積體光學元件，其應用在生化感測器上的優點另有(1)與單模光纖尺 寸及折射係數匹配、(2)可製作在高折射係數基片上、和(3)擁有單模低傳輸 損耗的特性等。92年度計畫執行五個月，已有初步之進度，期待年度完成， 在此課題有良好的成果。本計畫將利用本研究群在抗諧振反射光波導元件長 期之研發經驗，及與生物科技系教授之多年共同研究之經驗，第二年度更深 入延續本計畫成果，期能在此跨生物、光電領域之課題邁向卓越，開發高靈 敏度之生物感測器，擴大抗諧振反射光波導元件在生物科技之應用。