國立成功大學奈米科技暨微系統工程研究所/鄭宜肪、韓煥文、鍾政哲、陳盈廷、張憲彰

本研究發展一種連續流體式以電場與流場增進DNA快速雜交與辨識之小型化生物檢測晶片（7.6 cm x 2.6 cm），晶片內部的電極與流道之設計主要是利用介電泳力(dielectrophoresis)與流力作用下將修飾有DNA探針之500 nm尺寸之粒子聚集組裝，造成奈米粒子組裝後粒子間的間隙僅約為10~20 nm，故電場穿過粒子團間隙時造成電力線壓縮於間隙中而產生相當強大的電場而足以使介電泳力有效的操控DNA分子(enhanced factor~100)，在適當的流速帶動與電場頻率下，強大的正介電泳力可將目標DNA局部濃縮於一小範圍中(~100 mm2)，而大幅增加螢光檢測的靈敏度(~106 molecular)，本研究更對施加之交流電頻率與流速進行探討，最佳流速為1 ml/min，最佳頻率為800 kHz~1.2 MHz，於最佳頻率下100 pM與1 pM濃度之DNA檢體可分別於40秒與15分鐘內被檢測出來，單一mismatch 的DNA序列亦可成功的於此晶片中被檢測出來，(完美配對與單一mismatch之雜合螢光強度差異將近八倍)，且我們稍微改變設計後可成功同時檢測多種目標之念珠菌菌種(Candia species)，此低成本、快速、高靈敏度、高辨別度之小型化之DNA檢測晶片極適合現場檢測之要求，其檢測技術對與臨床致病菌與病毒源的快速檢測將形成極大助益。