[发明专利]生物芯片和使用生物芯片检测生物材料的装置

说明书

相关申请的交叉引用

根据35 U.S.C§119，该美国非临时专利申请要求在2008年12月22日 提交的韩国专利申请No.10-2008-0130958的优先权，将其全部内容引入本 文作为参考。

技术领域

本文中所公开的本发明涉及生物芯片和使用该生物芯片检测生物材料 的装置，并且更具体而言，涉及能够使在生物材料的特异性(specific)结合时 从荧光团发出的荧光信号的强度增强的生物芯片、以及使用该生物芯片检 测生物材料的装置。

背景技术

检测生物材料的装置(或者生物传感器)用于对随着具有识别特定生物 材料的功能的生物受体和待分析的分析物之间的选择性反应或者结合而变 化的光或者电信号进行检测。即，该生物传感器可证实特定生物材料的存 在、或者定性或定量地分析该特定生物材料。此处，核酸、蛋白质、细胞、 组织、酶、抗体和DNA可用作生物受体(例如，俘获分子)。存在各种利用 根据分析物的存在的电信号变化和根据受体和分析物之间的化学反应的光 信号变化对生物材料进行检测和分析的物理和化学方法。

对于利用所述光信号变化的光学生物传感器，存在定量检测特异性抗 原的标记检测方法。所述标记检测方法利用在分别用荧光团或者放射性同 位素对特异性抗体或者抗原进行标记之后的由标记的抗原和特异性抗体之 间的反应所产生的荧光信号强度或者放射性射线的变化。

当具有与标记在抗体或者抗原上的荧光团的吸收波长相同的波长的入 射光投射在包括生物材料的样品上时，用于检测来自生物材料的光信号的 光学传感器(例如，荧光显微镜)利用从荧光团发出的荧光对该生物材料进行 检测和分析。在这种情况下，该荧光团吸收来自外部光源的特定波长的光， 并且根据物理和化学特性而发出特定波长的光。

在利用荧光团的生物传感器中，荧光信号不但由荧光团根据抗原的特 异性反应而发出，而且由芯片自身(即，包括在该芯片中的塑料材料)自发产 生。因此，当在生物材料的分析中检测荧光信号时，从该塑料材料发出的 自发的荧光信号可作为干扰，即噪声。

而且，荧光信号可由荧光团不但在抗原和抗体之间的特异性反应之时 产生，而且在用该荧光团标记的检测抗体的非特异性反应之时产生。由非 特异性反应产生的荧光信号也可在生物材料分析中作为噪声。

发明内容

本发明提供能够增强用于生物材料分析的光信号的强度的生物芯片。

本发明还提供用于检测生物材料的装置，其可增强用于生物材料分析 的光信号的强度。

本发明实施方式提供生物芯片，包括：在基底表面上的金属薄膜，其 抑制基底的自身荧光；和在该金属薄膜上的间隔物，其具有固定在该间隔 物的表面上并且与靶分子特异性结合的俘获分子，该间隔物具有受控以增 强荧光信号的厚度，该荧光信号从标记有靶分子并且通过俘获分子和靶分 子之间的特异性结合而固定在该间隔物上的荧光团发出。

在本发明的其它实施方式中，用于检测生物材料的装置包括：在基底 表面上的金属薄膜，其抑制基底的自身荧光；和在该金属薄膜上的间隔物， 其具有固定在该间隔物的表面上并且与靶分子特异性结合的俘获分子，该 间隔物具有受控以增强荧光信号的厚度，该荧光信号从标记有靶分子并且 通过俘获分子和靶分子之间的特异性结合而固定在该间隔物上的荧光团发 出；向基底提供激发光的光源单元；和检测通过激发光而从荧光团发出的 荧光信号的检测单元。

实施方式的细节将描述于具体描述和附图中。

附图说明

包括附图以提供本发明的进一步理解，并且其引入到该说明书中并构 成该说明书的一部分。附图说明本发明的示例性实施方式并且与所述描述 一起用来解释本发明的原理。在附图中：

图1为说明根据本发明实施方式的生物芯片的图；

图2为说明典型的生物芯片中所使用的塑料基底的自身荧光和根据本 发明实施方式的生物芯片中所使用的基底的自身荧光之间比较的图；

图3为说明根据本发明实施方式的生物芯片中的特异性结合区域和非 特异性结合区域的图；

图4为说明荧光信号增强因子随着根据本发明实施方式的芯片中的荧 光团和金属薄膜之间的光程长度而变化的图；

图5为说明荧光信号强度随着根据本发明实施方式的生物芯片中的间 隔物的厚度而变化的图；