本发明专利技术涉及生物芯片和使用生物芯片检测生物材料的装置。所述生物芯片包括：在基底表面上的金属薄膜，其抑制所述基底的自身荧光；和在所述金属薄膜上的间隔物，其具有固定在所述间隔物的表面上并且与靶分子特异性结合的俘获分子。所述间隔物具有受控以增强荧光信号强度的厚度，所述荧光信号从标记有所述靶分子并且通过所述俘获分子和所述靶分子之间的特异性结合而固定在所述间隔物上的荧光团发出。
【技术实现步骤摘要】
本文中所公开的本专利技术涉及生物芯片和使用该生物芯片检测生物材料的装置，并且更具体而言，涉及能够使在生物材料的特异性(specific)结合时从荧光团发出的荧光信号的强度增强的生物芯片、以及使用该生物芯片检测生物材料的装置。
技术介绍
检测生物材料的装置(或者生物传感器)用于对随着具有识别特定生物材料的功能的生物受体和待分析的分析物之间的选择性反应或者结合而变化的光或者电信号进行检测。即，该生物传感器可证实特定生物材料的存在、或者定性或定量地分析该特定生物材料。此处，核酸、蛋白质、细胞、组织、酶、抗体和DNA可用作生物受体(例如，俘获分子)。存在各种利用根据分析物的存在的电信号变化和根据受体和分析物之间的化学反应的光信号变化对生物材料进行检测和分析的物理和化学方法。 对于利用所述光信号变化的光学生物传感器，存在定量检测特异性抗原的标记检测方法。所述标记检测方法利用在分别用荧光团或者放射性同位素对特异性抗体或者抗原进行标记之后的由标记的抗原和特异性抗体之间的反应所产生的荧光信号强度或者放射性射线的变化。 当具有与标记在抗体或者抗原上的荧光团的吸收波长相同的波长的入射光投射在包括生物材料的样品上时，用于检测来自生物材料的光信号的光学传感器(例如，荧光显微镜)利用从荧光团发出的荧光对该生物材料进行检测和分析。在这种情况下，该荧光团吸收来自外部光源的特定波长的光，并且根据物理和化学特性而发出特定波长的光。 在利用荧光团的生物传感器中，荧光信号不但由荧光团根据抗原的特异性反应而发出，而且由芯片自身(即，包括在该芯片中的塑料材料)自发产生。因此，当在生物材料的分析中检测荧光信号时，从该塑料材料发出的自发的荧光信号可作为干扰，即噪声。 而且，荧光信号可由荧光团不但在抗原和抗体之间的特异性反应之时产生，而且在用该荧光团标记的检测抗体的非特异性反应之时产生。由非特异性反应产生的荧光信号也可在生物材料分析中作为噪声。
技术实现思路
本专利技术提供能够增强用于生物材料分析的光信号的强度的生物芯片。 本专利技术还提供用于检测生物材料的装置，其可增强用于生物材料分析的光信号的强度。 本专利技术实施方式提供生物芯片，包括在基底表面上的金属薄膜，其抑制基底的自身荧光；和在该金属薄膜上的间隔物，其具有固定在该间隔物的表面上并且与靶分子特异性结合的俘获分子，该间隔物具有受控以增强荧光信号的厚度，该荧光信号从标记有靶分子并且通过俘获分子和靶分子之间的特异性结合而固定在该间隔物上的荧光团发出。 在本专利技术的其它实施方式中，用于检测生物材料的装置包括在基底表面上的金属薄膜，其抑制基底的自身荧光；和在该金属薄膜上的间隔物，其具有固定在该间隔物的表面上并且与靶分子特异性结合的俘获分子，该间隔物具有受控以增强荧光信号的厚度，该荧光信号从标记有靶分子并且通过俘获分子和靶分子之间的特异性结合而固定在该间隔物上的荧光团发出；向基底提供激发光的光源单元；和检测通过激发光而从荧光团发出的荧光信号的检测单元。 实施方式的细节将描述于具体描述和附图中。附图说明 包括附图以提供本专利技术的进一步理解，并且其引入到该说明书中并构成该说明书的一部分。附图说明本专利技术的示例性实施方式并且与所述描述一起用来解释本专利技术的原理。在附图中 图1为说明根据本专利技术实施方式的生物芯片的图； 图2为说明典型的生物芯片中所使用的塑料基底的自身荧光和根据本专利技术实施方式的生物芯片中所使用的基底的自身荧光之间比较的图； 图3为说明根据本专利技术实施方式的生物芯片中的特异性结合区域和非特异性结合区域的图； 图4为说明荧光信号增强因子随着根据本专利技术实施方式的芯片中的荧光团和金属薄膜之间的光程长度而变化的图； 图5为说明荧光信号强度随着根据本专利技术实施方式的生物芯片中的间隔物的厚度而变化的图； 图6为说明根据本专利技术实施方式的使用荧光团珠的生物芯片的图； 图7为说明增强因子的最大值根据在生物芯片中荧光团珠的尺寸而变化的图； 图8为说明根据本专利技术实施方式的生物材料检测装置的结构的图； 图9为说明在根据本专利技术实施方式的生物芯片中，当铕(Eu3+)用作荧光团时荧光信号强度随时间变化的图；禾口 图10为说明根据本专利技术实施方式的生物材料检测装置中激发光和发射光的时序图。具体实施例方式本专利技术的优点、特征和方面将参照附图从实施方式的以下描述而变得明晰，其在下文中阐述。然而，本专利技术可体现为不同形式并且不应解释为限于本文中所阐述的实施方式。相反，提供这些实施方式使得该公开内容彻底且完整，并且将向本领域技术人员全面传达本专利技术的范围。相同的附图标记始终表示相同的要素。 本文中所使用的单数形式一个(种)(a， an)和该(the)还意图包括复数形式，除非上下文另有清楚说明。还应理解，当用在该说明书中时，术语包括和/或包含规定存在所述特征、整体(integer)、步骤、操作、元件和/或组分，但不排除存在或添加一种或多种其它的特征、整体、步骤、操作、元件、组分和/或它们的组。 另外，将以作为本专利技术理想的示例图的截面图对具体描述中的实施方式进行描述。从而，示例图的形状可根据制造技术和/或容许误差而改变。因此，本专利技术的实施方式不限于示例图中所图示的特定形状，而是可包括可根据制造方法产生的其它形状。图中所示例的区域具有一般性质，并且用于说明器件区域的具体形状。因此，这不应解释为限制本专利技术的范围。 本文中所阐述的靶分子为代表特异性基质的生物分子，其可解释为与分析物相同的含义，并且在本专利技术实施方式中对应于抗原。 本文中所阐述的俘获分子为与所述靶分子特异性结合的生物分子，其可解释为与探针分子、受体或接受体相同的含义，并且在本专利技术实施方式中对应于俘获抗体。而且，在本专利技术的实施方式中，使用夹心免疫测定来检测生物材料。此外，检测分子可为能够通过标记有荧光团与靶分子特异性结合的生物分子，和能够使所述荧光团附着于所述靶分子上的介质。 下文中，将参照附图具体描述本专利技术的示例性实施方式。图1为说明根据本专利技术实施方式的生物芯片的图。根据本专利技术实施方式的生物芯片可应用于DNA芯片、蛋白质芯片、微阵列(micro array)、或微流体芯片。 参照图l，根据本专利技术实施方式的生物芯片包括基底110、金属薄膜120、间隔物130、和固定在间隔物130的表面上的俘获分子142。 基底IIO可由透射和反射光的材料形成。例如，基底110可为塑料、玻璃、或者硅基底。而且，基底110可由聚合物形成，所述聚合物例如PDMS (聚二甲基硅氧烷)、PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯)、PC(聚碳酸酯)、COC(环状烯烃共聚物)、PA(聚酰胺)、PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、PPE(聚苯醚)、PS(聚苯乙烯)、POM(聚甲醛)、PEEK(聚醚醚酮)、PTFE(聚四氟乙烯)、PVC (聚氯乙烯)、PVDF (聚偏氟乙烯)、PBT (聚对苯二甲酸丁二醇酯)、FEP (氟化乙烯丙烯)和PFA(全氟烷氧基烷烃)。 基底IIO可具有自身荧光特性，并且从基底110自身发出的荧光噪声可影响当靶分子144与俘获分子142特异性结合时从荧光团148发出的荧光信号的检测。 金属薄膜120可形成在基底110的表面上，并且抑制基底110的自身荧光特性。具体而言，在用于靶分子144分析的信号检测时，金属薄膜120可作本文档来自技高网...
【技术保护点】
生物芯片，包括： 在基底表面上的金属薄膜，其抑制所述基底的自身荧光；和 在所述金属薄膜上的间隔物，其具有固定在所述间隔物的表面上并且与靶分子特异性结合的俘获分子，所述间隔物具有受控以增强荧光信号强度的厚度，所述荧光信号从标记有所述靶分子并且通过所述俘获分子和所述靶分子之间的特异性结合而固定在所述间隔物上的荧光团发出。
【技术特征摘要】
KR 2008-12-22 130958/08生物芯片，包括在基底表面上的金属薄膜，其抑制所述基底的自身荧光；和在所述金属薄膜上的间隔物，其具有固定在所述间隔物的表面上并且与靶分子特异性结合的俘获分子，所述间隔物具有受控以增强荧光信号强度的厚度，所述荧光信号从标记有所述靶分子并且通过所述俘获分子和所述靶分子之间的特异性结合而固定在所述间隔物上的荧光团发出。2. 权利要求l的生物芯片，其中所述基底包括其中所述靶分子与所述俘获分子特异性结合的第一区域以及其中所述靶分子与所述俘获分子非特异性结合的第二区域。3. 权利要求1的生物芯片，其中所述基底由聚二甲基硅氧烷(P匿S)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、环状烯烃共聚物(C0C)、聚酰胺(PA)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯醚(PPE)、聚苯乙烯(PS)、聚甲醛(P0M)、聚醚醚酮(PEEK)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、氟化乙烯丙烯(FEP)或全氟烷氧基烷烃(PFA)形成。4. 权利要求1的生物芯片，其中所述金属薄膜由Au、Ag、Cr、Ni、Al或者Ti形成。5. 权利要求l的生物芯片，其中所述间隔物由有机材料、氧化物、氮化物、或者无机材料形成。6. 权利要求l的生物芯片，其中所述间隔物进一步包括聚合物或者自组装分子单层(SAM)，其中所述聚合物包括聚赖氨酸。7. 权利要求l的生物芯片，其中所述俘获分子通过在所述间隔物表面上所导致的羧基 C00H)、硫醇(-SH)、羟基(-OH)、硅烷、胺、或者环氧而固定。8. 权利要求1的生物芯片，其中所述荧光团具有包括多个荧光颗粒的珠子形状。9. 权利要求1的生物芯片，其中所述荧光团包括铕(Eu、钼、铝酸锶、或者硫化锌。10. 用于检测生物材料的装置，包括在基底表面上的金属薄膜，...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋炫禹，崔燿韩，表铉奉，
申请(专利权)人：韩国电子通信研究院，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]
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