[发明专利]用以感测化学物质的微型传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种微型传感器(micro-sensor)，特别涉及一种用以感测一化学物质(chemical substance)的微型传感器。

背景技术

在迈入高龄化人口分布与医疗资源分配不均的时代后，生物感测芯片在近年来引起各界的高度重视，无论是学术界或是产业界都投入大量的资金、人力积极开发与研究。

生物感测系统至今已发展出许多成熟的生物感测技术，并且借助转换器的不同(transducer)可将生物感测系统分门别类。其中电子式及接触式感测系统具有干扰生物反应进行与可能破坏生物芯片上活体的缺点，如描式电子探针显微镜(scanning probe microscopy)与电子穿隧显微镜(scanning tunnelingmicroscopy)。然而，一般的检测系统多面临购置与维修成本高、系统体积庞大、灵敏度差、量测时间长以及消耗试样量大的问题。

微悬臂梁生物传感器具有免荧光标记、灵敏度高、低成本制作及潜在可大量平行化检测的优点，并且正积极朝向微小化的方向发展。微悬臂梁生物传感器可利用分子薄膜产生时所造成的表面应力使其弯曲，亦可利用共振的方式量测表面质量的改变。

微悬臂梁生物传感器于近年来的研究发展可分为生物分子薄膜所形成的表面应力、脱氧核醣核酸(DNA)的杂交反应、蛋白质抗原-抗体的交互作用以及药物、金属离子的探测。

在制作微悬臂梁生物传感器时，必须先在微悬臂梁固定辨识元，再利用辨识元对于生物分子的辨识，量测分析物反应。然而，在固定辨识元时常遭遇辨识元大量浪费的情形而增加芯片制作的成本。此外，对于疾病的检测，辨识元的耗费常占芯片制作成本的最大比例。

因此，本发明的主要目的在于提供一种用以感测一化学物质的微型传感器，以解决上述的问题。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种用以感测一化学物质的微型传感器。

根据本发明的一较佳实施例，所述微型传感器包含一基板(substrate)、一微悬臂梁(micro-cantilever)、一电极结构(electrode stucture)以及一测量组件(measuring device)。

所述微悬臂梁形成于所述基板上并且具有用以捕捉所述化学物质的一捕捉面。所述电极结构用以提供一电场，所述电场设置成辅助所述捕捉面捕捉所述化学物质。所述测量组件耦接至所述微悬臂梁，所述测量组件用以测量由被捕捉的所述化学物质引发所述微悬臂梁的一机械性质的一变化量，并且将所述变化量转译成与所述化学物质相关的一信息。

相较于现有技术，本发明的微型传感器能够借助所述电极结构所提供的电场，达到增加辨识元在所述微悬臂梁的捕捉面上的固定效率与降低生物样品浪费的效果。

附图说明

为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下面将结合附图对本发明的较佳实施例详细说明：

图1A是本发明一较佳实施例的用以感测一化学物质的微型传感器；

图1B是本发明另一较佳实施例的微型传感器；

图2是测量组件的示意图；

图3A是本发明另一较佳实施例的微型传感器；以及

图3B是本发明另一较佳实施例的微型传感器。

具体实施方式

请参阅图1A。图1A是本发明一较佳实施例的用以感测一化学物质的微型传感器1。

在实际应用中，所述化学物质是选自由一金属、一高分子、一生物化学分子及一微生物化学结构所组成的一群组中的其中一个。

如图1A所示，所述微型传感器1包含一基板10、一微悬臂梁12、一电极结构14以及一测量组件(未显示于图1A中)。

在一较佳实施例中，所述基板10可以由硅所制成，所述微悬臂梁12可以由氮化硅(Si₃N₄)或二氧化硅(SiO₂)所制成，但不以此为限。此外，在一较佳实施例中，所述微悬臂梁12的外型可以呈现V字型。

所述微悬臂梁12形成于所述基板10上并且具有用以捕捉所述化学物质的一捕捉面120。

在一较佳实施例中，若待感测的物质为化学分子，所述捕捉面120可以被一化学感测膜覆盖，作为表面修饰联结化学分子与所述微型传感器1的接口，或直接与待侦测化学分子反应的表面。

在一较佳实施例中，若待感测的物质为一生物分子或一微生物化学结构，所述捕捉面120可以被一生物感测膜覆盖，并且所述生物感测膜仅与具选择性反应的待侦测生物分子或微生物化学结构产生结合反应。