氮化物表面增益拉曼散射:核酸檢測及生物藥製備的新式微陣列晶片

本計畫的目標，是要針對核酸檢測及生物藥製造的流程監控，研製一種獨特的微陣列晶片。此微陣列晶片利用氮化物量子井，形成大範圍的表面增益拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering, SERS)效應，以偵測目標分子的種類及濃度變化。 SERS是一種免標記的感測工具，可讓我們在單一的光譜中，分析不同的分子交互作用。如果SERS感測是以微陣列晶片的方式執行，研究人員就能在一塊晶片上，同時監控成千上萬種的分子反應。這種即時、高通量的感測方式，是核酸檢測及生物藥產業急需的製程技術。然而，SERS微陣列晶片面臨兩個難度極高的技術障礙: i)有效面積太小; ii)訊號強度不穩。SERS的有效面積太小，會讓微陣列上的偵測點產生不了訊號；SERS的訊號不穩，檢測人員就無法對待測物做定量分析。 為了解決這兩個問題，我們利用InGaN奈米量子井，在分子/金屬/基板的介面上，提供的高濃度的電子、產生高效率的電荷轉移，以此擴大SERS的有效面積。當SERS的訊號範圍變大，就能製作微陣列晶片、訊號穩定也能有效提升。此外，本計畫也將開發高速的SERS影像擷取技術，以縮短數據分析的時間。核酸檢測、生物藥製造都是精準醫療需要的關鍵技術，我們希望以半導體磊晶與微陣列晶片的跨領域合作，開發真正具商業價值的SERS感測晶片。