[发明专利]生医及微纳米结构物质感测芯片及其制备方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种生医及微纳米结构物质感测芯片及其制备方法，尤其指一种包括复数纳米金属颗粒以及一阳极氧化铝薄膜的感测芯片及其制备方法。

背景技术

生医及微纳米结构物质感测芯片可用于药物研发、疾病与生理机能检测、DNA定序、生物组织处理、微纳米结构物质等应用，对于生医及微纳米结构物质感测芯片的要求，较佳地是具有可呈现高灵敏度、所需检体量极少、可同时进行多样检测、反应时间迅速、集成化与检测成本降低等特点。生医及微纳米结构物质感测芯片的研发可有助于满足未来高龄化社会对于维护生命质量的需求与期待及新颖微纳米材料的研发。而目前典型的生医及微纳米结构物质感测技术包括激光激发荧光分析(LIF，laser-inducedfluorescence)、表面等离子体共振(SPR，surface plasma resonator)、传统酵素免疫分析法(ELISA，enzyme-linked immunosorbent)、及拉曼(Raman)光谱法等。

其中，拉曼光谱法是利用光的散射、与电子的交互作用、以及极化等特性来达成，为一种可快速检测的方法。拉曼光谱法还包括有表面增强拉曼散射法(SERS)、针尖增强拉曼散射法、以及偏极拉曼散射法等数种。其中，表面增强拉曼散射法(SERS)是一种非常强大的高灵敏分析技术，可以探测和分析物质表层所吸附的各类分子，其利用金属表面的分子的拉曼散射讯号会被大幅增强的现象来达成。亦即，利用基板表面等离子体子来增加光和物质的交互作用，使拉曼讯号大幅增强。因此，使用于表面增强拉曼散射测定所用的芯片则显得格外重要。

用于表面增强拉曼散射法的测定用的芯片，基本上须于基板(如：玻璃基板、硅基基板等)上形成有纳米大小的金属颗粒或是形成一具有纳米结构的金属薄膜，而基板上的金属颗粒较佳具有均匀尺寸且排列整齐，其形成方法举例有蒸镀法、沉积法、涂布法等。然而，前述方法于调控微、纳米金属颗粒的尺寸、形状、排列等效率较差，且所得到的芯片因金属颗粒暴露于恶劣环境中而变质，以致稳定性、可重复使用性亦为较难达成的困难点。因此，本领域亟需开发出一种具新颖结构的感测芯片及其制备方法，使可达成金属颗粒的尺寸均匀、形状完整、排列整齐、不受环境及待测物影响而变质，以达稳定性佳、并可重复使用等特点，以使表面增强拉曼散射法应用于生医及微纳米结构物质感测的技术更进步。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生医及微纳米结构物质感测芯片及其制备方法，以改善公知技术中存在的缺陷。

为实现上述目的，本发明提供的生医及微纳米结构物质感测芯片，包括复数纳米金属颗粒以及一阳极氧化铝薄膜，其中：

该阳极氧化铝薄膜为一具有纳米孔洞的多孔性材料，其具有一第一表面以及相对该第一表面的一第二表面，且该阳极氧化铝薄膜具有复数孔洞，该孔洞为长条管状，且该孔洞具有一第一端以及一第二端，该第一端具有开口且该开口位于该阳极氧化铝薄膜的第一表面，该孔洞的第二端是封闭且该第二端位于该阳极氧化铝薄膜的第二表面，该封闭的第二端被一阻障层覆盖，且该些复数纳米金属颗粒是完全位于该孔洞之内；

其中，覆盖该阳极氧化铝薄膜的第二端的阻障层的厚度为1nm至300nm；并且

当一待测物与该感测芯片的第二端的阻障层接触时，是由拉曼光谱法测定一拉曼散射讯号。

所述的感测芯片，其中，覆盖该阳极氧化铝薄膜的第二端的阻障层的厚度为1nm至60nm。

所述的感测芯片，其中，覆盖该阳极氧化铝薄膜的第二端的阻障层的厚度为1nm至10nm。

所述的感测芯片，其中，该阻障层的材质为二氧化硅、氧化锌、氧化铝、或表面附氢原子或氟原子的石墨烯。

所述的感测芯片，其中，该待测物是与该感测芯片的阳极氧化铝薄膜的第二表面接触。

所述的感测芯片，其中，包括一功能性薄膜或附着物，覆于该第二表面，使该待测物与该功能性薄膜或附着物接触。

所述的感测芯片，其中，该拉曼光谱法为表面增强拉曼散射法(SERS)。

所述的感测芯片，其中，该孔洞的开口直径为10nm至400nm。

所述的感测芯片，其中，该纳米金属颗粒的粒径为10nm至400nm。

所述的感测芯片，其中，该纳米金属颗粒的材质是选自由：银、金、铜、镍、铬、钨、白金、铝及其合金所组成的群组。

所述的感测芯片，其中，该纳米金属颗粒为实心或空心，且该纳米金属颗粒的形状为柱状、类球状、椭圆状或不规则形状。

所述的感测芯片，其中，包括一保护层，配置于该阳极氧化铝薄膜的第一表面。