以氮化物表面電漿結構建立無標記生醫檢測平台

本研究將以兩年的時間，利用氮化物量子井形成的表面電漿結構，建立一種高速的蛋白質微晶片檢測平台。這種新式的檢測系統，是利用表面電漿效應對介面折射率的超高敏感度，偵測蛋白質與抗體反應後所造成的折射率變化，以判定蛋白質的種類與濃度。與傳統的檢測方式相較，表面電漿式的蛋白質微晶片陣列具有免螢光、免清洗、多工、即時等優點。然而，目前的表面電漿系統需要複雜的光學設計，才能偵測到微弱的光訊號變化。更具體地說，傳統的系統需要一塊三稜鏡，搭配鍍有金屬的載玻片，才能形成表面電漿效應，但三稜鏡不只體積大、價格貴，與載玻片之間也有光耦合不易的問題。由於氮化鎵的折射率(n = 2.5)大於三稜鏡(n = 1.5)，若我們以氮化物磊晶片取代三稜鏡與載玻片的組合，可讓表面電漿效應變得更容易被誘發，免去複雜、昂貴的光學設計。更重要的是，我們還能藉由量子井的磊晶參數優化，讓表面電漿的效應極大化，使得晶片對折射率的敏感度更高，從而大幅提升檢測系統的解析度。初步成果顯示，氮化物的表面電漿效應可達10241%/RIU 的折射率敏感度，已與許多文獻數據不相上下，我們相信，經過優化的磊晶結構可以遠超過目前的水準。希望這個跨領域的計畫能在生醫檢測上建立一個新的研究方向。