[发明专利]非标定型检测系统及其检测的方法

说明书

技术领域

本发明关于一种用于检测化学物质的非标定型检测系统，以及使用前述非标定型检测系统进行非标定型检测的方法。

背景技术

定点照护检测(point-of-care testing，POCT)指在患者接受照护的地点来进行医疗检测，也称为床边检测(bedsite test)。目前普遍应用于定点照护检测的技术之一是横向侧流免疫色谱分析(Lateral-flow immunochromatographic assay or Lateral-flow assay)，这种技术常用于一次性的定性检测，其中最普遍的商业化产品是应用于验孕检测，每年生产验孕试剂的数量高于10⁷剂。如图1所示，典型的横向侧流分析通过表面层的毛细力来传递待测样品，从放置区(sample application pad)经标定物结合区(conjugate release pad)至检测区(detection zone)进行检测辨识，最后抵达吸水区(absorbent pad)。当待测样品(例如一特定抗体)流经标定物结合区时，会与修饰有标定物的抗原结合，而常被使用的标定物为具有颜色或荧光的纳米小球，如胶体金球、量子点、酵素标记、塑胶小球等，且标定物大小约在15至800nm。而在检测区，不同的特定抗体事先被修饰在检测线区(T line)与控制线区(C line)，当待测样品流经此二区，样品内已结合标定物抗原的抗体将与检测区上的抗体结合，因标定物的聚集形成一条线，而控制线区上的抗体将与样品中的标定物抗原结合形成另一条线，所以阳性的检测为两条线。反之，当检测样品内无特定抗体时，则只会在控制线区形成一条线。因此，横向侧流分析通过双线或单线的观察来进行样品定性的分析。此外，也可以通过具有电荷耦合元件(charge-coupled device，CCD)的相机或平板扫描器及专用软体分析检测线的颜色深浅，以判定待测样品的浓度，进行样品定量分析。

另外，Yanik等人利用周期性纳米金属孔洞结构会产生菲诺共振(Fano resonance)的特性，发展出一种可直接凭借肉眼观察来判定单层生物分子的技术。所谓菲诺共振是由一宽波段的共振与一窄波段的共振系统互相干涉产生的耦合共振现象，其共振波段比一般的共振系统更窄，可提供更高的强度检测灵敏度。Yanik等人使用一白光光源、窄频滤光片及纳米金属孔洞结构晶片来进行检测，在待测样本(如含有抗原的溶液)与晶片上的检测物质(如抗体)结合后，可直接观测吸附分子造成孔洞结构在特定波长的穿透强度变化，如图2所示。此一简易的非标定检测方法通过测量特定波长的穿透强度变化来进行定点照护诊断。

发明内容

本发明提供一种非标定型检测系统及其检测的方法，其中，非标定检测晶片由数个不同周期的金属结构阵列组成，在窄频光源入射后，每个阵列会产生不同共振波长，且这些共振波长的范围涵盖前述窄频光源的波长，之后利用量测晶片上穿透光谱影像的光谱位移量来进行检测。其结果可直接以肉眼判断，也可通过影像感测器转化为数字信号，具有定性与定量的效果。与先前技术相较之下，现有的强度量测法的动态检测范围(dynamic range)由共振波峰的频宽宽窄决定，但本发明的光谱影像量测法的动态检测范围可以通过改变金属结构阵列的周期范围来调变，故其动态检测范围较大。此外，强度检测易受灯源稳定度的影响，而本发明的检测方法观测光谱影像变化，可免除灯源不稳的干扰。

本发明的一目的是提供一种能以肉眼直接观测的非标定型检测系统，其可用于检测化学物质。

本发明的又一目的是提供一种使用如前文所述的非标定型检测系统进行非标定型检测的方法。

为达上述目的，本发明提供一种用于检测化学物质的非标定型检测系统，其包括：一非标定型检测晶片，其包含多组具有不同周期长度的周期性金属结构；以及一窄频光源。

在本发明的较佳具体实施态样中，前述周期性金属结构选自单层或多层周期性金属孔状结构、或单层或多层周期性金属狭缝结构。

在本发明的较佳具体实施态样中，前述周期性金属孔状结构为圆形或多边形的孔状结构；较佳者，前述多边形的孔状结构为方形、三角形或长方形。