利用一具有官能化表面之共振器的生物感应器

摘要

使用并有共振器的生物感应器来侦测样本内生物分子存在的系统与方法，该共振器系具有用来和目标生物分子反应的官能化表面。在一具体例中，一装置系包括一具有被构形成可与目标分子反应之官能化表面的压电共振器，藉此改变了该共振器的质量及/或电荷，因此改变了共振器的频率回应。该共振器于暴露至样本之后的频率回应系与一诸如暴露至样本之前的频率回应、一储存的基线频率回应或控制共振器的频率回应之参考值比对。

主权项

1.一种用以侦测分子之存在的装置,其包含: 一压电共振器; 一对偶合至该压电共振器的电极;其中该等电极具 有至少一官能化表面,其中该官能化表面系被构形 为可与目标分子反应;以及 构形为可发动一激发信号至该对电极且可测定压 电材料层之频率回应的控制电路。 2.如申请专利范围第1项之装置,该装置又包含一第 二压电共振器及另一对具有非官能化表面且偶合 至该第二压电共振器的电极,其中该控制电路系构 形为可发动一激发信号至该另一对电极且可测定 第二压电共振器之频率回应。 3.如申请专利范围第2项之装置,其中该压电共振器 包含薄膜体声波共振器(FBARs)。 4.如申请专利范围第1项之装置,其中该激发信号包 含一同相信号。 5.如申请专利范围第1项之装置,其中该激发信号包 含一异相信号。 6.如申请专利范围第1项之装置,其中该激发信号包 含一单频信号。 7.如申请专利范围第1项之装置,其中该激发信号包 含一混频信号。 8.如申请专利范围第1项之装置,其中该激发信号包 含一时变信号。 9.如申请专利范围第1项之装置,其中该官能化表面 包含一或多种被构形为可与目标分子结合的生物 分子。 10.如申请专利范围第9项之装置,其中该生物分子 包含生物活性分子。 11.如申请专利范围第9项之装置,其中该生物分子 包含生物性衍化分子。 12.如申请专利范围第1项之装置,其中该官能化表 面系藉由将生物分子固定在一自组装(self-assembly) 单层上而被官能化。 13.如申请专利范围第1项之装置,其中该官能化表 面系藉由将生物分子固定在一有机膜上而被官能 化。 14.如申请专利范围第13项之装置,其中该有机膜系 预先涂覆至该官能化表面上。 15.如申请专利范围第13项之装置,其中该有机膜系 化学性地衍化至该官能化表面上。 16.如申请专利范围第15项之装置,其中该有机膜系 藉由矽烷基化反应来化学性地衍化至该官能化表 面上。 17.如申请专利范围第15项之装置,其中该有机膜系 藉由醯化反应来化学性地衍化至该官能化表面上 。 18.如申请专利范围第15项之装置,其中该有机膜系 藉由酯化反应来化学性地衍化至该官能化表面上 。 19.如申请专利范围第15项之装置,其中该有机膜系 藉由烷基化反应来化学性地衍化至该官能化表面 上。 20.如申请专利范围第1项之装置,其中该官能化表 面系藉由将生物分子直接固定在金属上而被官能 化。 21.如申请专利范围第1项之装置,其中该官能化表 面系藉由将生物分子直接固定在一非金属无机膜 上而被官能化。 22.如申请专利范围第1项之装置,其中该官能化表 面系藉由生物分子层自组装在官能化表面上而被 官能化。 23.如申请专利范围第22项之装置,其中所组装的生 物分子层包含胺基酸所衍化之脂肪酸或脂质。 24.一种用以侦测分子之存在的系统,其包含: 一压电材料层, 一对电极,其偶合至该压电材料层;其中该等电极 具有至少一表面,该表面被官能化以与目标分子结 合;以及 控制电路,其构形为可发动一激发信号至该对电极 且可测定该压电材料层之频率回应。 25.一种用以侦测分子之存在的系统,其包含: 一对薄膜体声波共振器(FBAR),其包括一测试FBAR与 一参考FBAR,其中各FBAR系包括: 一压电材料层;以及 一对电极,其偶合至该压电材料层之反侧; 其中该测试FBAR之一电极的一暴露表面系经生物分 子官能化; 又包含控制电路,其偶合至该对FBAR且构形为可测 定该测试FBAR与参考FBAR之频率回应。 26.一种用于侦测目标分子的方法,其包含: 设置一被夹于一对第一电极之间的第一压电共振 器,其中该等第一电极具有经第一类生物分子官能 化之第一表面;以及构形为可发动一激发信号至该 对第一电极且可测定压电材料层之频率回应的控 制电路,其中目标分子的存在造成该第一类生物分 子改变该第一压电共振器的频率回应; 暴露该第一电极之第一表面至一测试流体; 测定该第一压电共振器于该第一表面暴露至该测 试流体之后的频率回应;以及 测定该测试流体是否含有目标分子,其系以该第一 压电共振器之频率回应为依据。 27.如申请专利范围第26项之方法,该方法又包含: 设置一被夹于一对第二电极之间的第二压电共振 器,其中该等第二电极具有未经该第一类生物分子 官能化之第二表面; 暴露该第二电极之第二表面至该测试流体; 测定该第二共振器于该第二表面暴露至该测试流 体之后的频率回应;以及 其中以该第一压电共振器之频率回应为依据,测定 该测试流体是否含有目标分子。 28.如申请专利范围第27项之方法,该方法又包含在 暴露该第一电极的第一表面与该第二电极的第二 表面至该测试流体之后,且在测定该第一与第二共 振器的频率回应之前,从该第一电极的第一表面与 该第二电极的第二表面移除至少一部分的测试流 体。 29.如申请专利范围第27项之方法,该方法又包含在 暴露该第一电极的第一表面与该第二电极的第二 表面至该测试流体之后,且在测定该第一与第二共 振器的频率回应之前,从该第一电极的第一表面与 该第二电极的第二表面移除实质上所有的测试流 体。 图式简单说明: 第1图系一图解根据一具体例之例示共振器结构的 示意图。 第2图系一图解根据一具体例之生物感应器系统的 作用方块图。 第3A-3C图系一组图解根据一具体例之目标分子结 合至生物感应器之官能化表面的示意图。 第4图系一图解根据一具体例之用来在样本内侦测 目标分子存在的方法的流程图。 第5图系一图解根据另一具体例之用来在样本内侦 测目标分子存在的方法的流程图。