CN104458657A

CN104458657A - 非标定型感应芯片及鉴定化学物质的方法

Info

Publication number: CN104458657A
Application number: CN201410471384.5A
Authority: CN
Inventors: 李光立; 魏培坤
Original assignee: Academia Sinica
Current assignee: Academia Sinica
Priority date: 2013-09-17
Filing date: 2014-09-16
Publication date: 2015-03-25
Anticipated expiration: 2034-09-16
Also published as: US10379045B2; TW201514009A; TWI547373B; TW201512646A; CN104458657B; US20150080253A1; TWI537550B

Abstract

本发明提供一种非标定型感应芯片及鉴定化学物质的方法，该非标定型感应芯片包含：(a)一透明基板，其包含一基底及第一周期性凸槽；及(b)一金属层，其包覆前述透明基板，且包含第二周期性凸槽及第三周期性凸槽，其中前述第二周期性凸槽的高度等于或大于该第一周期性凸槽的高度，且该第二周期性凸槽的各凸槽与该第一周期性凸槽的各凸槽之间所形成的凹部结构互相嵌合，而前述第三周期性凸槽位于其所对应的第一周期性凸槽之上。本发明还提供一种使用前述非标定型感应芯片来鉴定化学物质的方法。本发明的非标定型感应芯片的金属层会形成腔体而产生菲诺共振，在未知化学物质的检测上具有高感应敏感度及解析度。

Description

非标定型感应芯片及鉴定化学物质的方法

技术领域

本发明关于一种非标定型感应芯片及鉴定化学物质的方法，特别是关于一种非标定型感应芯片及使用非标定型感应芯片来鉴定化学物质的方法。

背景技术

生物芯片(如DNA微阵列、芯片实验室(lab on a chip)、蛋白微阵列及碳水化合物芯片)的研究与开发对许多重要研究领域都是有潜在价值的，包括医学诊断、药物研究、环境监测、植物病原检测及食品安全在内。荧光标定及酵素比色法已广泛应用于微阵列。当被标定的标的与微阵列上的探针相互作用，即可由芯片上各点的荧光强度或颜色来读取标的与特定探针之间的生物亲和力。然而，这些标定技术有一些缺点，它们的价格高昂，标定程序也相当复杂。

为解决上述技术问题，可用于非标定型高敏感度检测的表面等离子体共振(surface plasmon resonance，SPR)为非标定型生物芯片的开发提供了一个很好的方向。这类感应技术已广泛应用于抗原-抗体结合亲和力的测量。一般的做法是在玻璃棱镜中使用衰减全反射(attenuated total reflection，ATR)，而于包覆在棱镜外的50nm厚的金薄膜上激发表面等离子体波(surface plasmon wave，SPW)。当有生物分子吸附在金属表面时，反射光信号会改变。目前已知ATR生物感应器对表面环境的变化非常敏感。然而，由于本身光学构造的问题，它很难用于高通量及芯片式的检测方法，如DNA及蛋白微阵列。

除了棱镜耦合方法外，也可用金属纳米结构来激发SPR。2004年时，有人利用周期性金纳米孔洞阵列的优异穿透性质，提出了一种以芯片式SPR生物感应器(参图1a)。此外也有报告提出纳米狭缝式SPR感应器(参图1b)及纳米粒子式局域性表面等离子体共振(localized surface plasmon resonance，LSPR)感应器。与棱镜式SPR感应器相较之下，金纳米结构的优点是检测体积小、检测区域小，以及具有穿透模式或反射模式的简单光学测量系统。他们提供了一种芯片式的高通量非标定型检测。

发明内容

本发明的目的是开发一种利用菲诺共振(Fano resonance)原理来鉴定化学物质的非标定型感应芯片。菲诺共振提供了一种非对称的窄波段共振，其可增强SPR感应器的感应敏感度，并有效改善化学物质(如生物分子)的感应解析度。

本发明的另一目的是提供一种使用前述非标定型感应芯片来鉴定化学物质的方法。

因此，本发明提供了一种用以鉴定化学物质的非标定型感应芯片，其包含：一透明基板，其包含一基底及第一周期性凸槽；及一金属层，其包覆前述透明基板，且包含第二周期性凸槽及第三周期性凸槽，其中前述第二周期性凸槽的高度等于或大于该第一周期性凸槽的高度，且该第二周期性凸槽的各凸槽与该第一周期性凸槽的各凸槽之间所形成的凹部结构互相嵌合，而前述第三周期性凸槽位于其所对应的第一周期性凸槽之上。

在本发明的较佳具体实施态样中，前述非标定型感应芯片进一步包含一包覆在前述金属层上的分子层，且前述分子层包含一或多种可与前述化学物质结合的分子。

在本发明的较佳具体实施态样中，前述化学物质包含元素、生物分子、聚合物及药物；更佳者，前述生物分子包含蛋白、DNA及RNA。

在本发明的较佳具体实施态样中，前述第三周期性凸槽的高度等于或小于该第二周期性凸槽的高度；更佳者，前述第三周期性凸槽的高度等于该第二周期性凸槽的高度。

在本发明的较佳具体实施态样中，前述第二周期性凸槽的高度为数十纳米至数百纳米。

在本发明的较佳具体实施态样中，前述第二周期性凸槽的周期长度P为数百纳米至数微米；更佳者，前述第一周期性凸槽的各凸槽的宽度w为10nm至200nm。前述第一周期性凸槽的长度并无特别限定，但一般大于1μm；较佳者，大于数微米。

在本发明的较佳具体实施态样中，前述透明基板由玻璃或塑胶材料所制成；更佳者，前述塑胶材料选自压克力、紫外线凝胶、聚碳酸酯或环烯烃聚合物；最佳者，前述塑胶材料为聚碳酸酯。

在本发明的较佳具体实施态样中，前述金属层由选自金、银、铝或铜的金属所制成；更佳者，前述金属层材料为金。

本发明提供一种鉴定化学物质的方法，其包含：

(a)提供一前述化学物质的样本；

(b)将前述样本加到如前文所述的非标定型感应芯片上，使之包覆该金属层；

(c)使一入射光从基板侧入射；

(d)检测该样本的穿透光谱，以鉴定该化学物质。

在本发明的较佳具体实施态样中，步骤(b)的非标定型感应芯片进一步包含一包覆在前述金属层上的分子层，且前述分子层包含一或多种可与前述化学物质结合的分子；更佳者，该方法于前述步骤(b)之后进一步包含一步骤：使该一或多种分子与该化学物质相互作用。

在本发明的较佳具体实施态样中，前述样本的形式为液体或气体。

在本发明的较佳具体实施态样中，前述要以该方法加以鉴定的化学物质包含生物分子；更佳者，前述生物分子包含蛋白；又更佳者，前述蛋白溶解于PBS缓冲溶液。该化学物质的浓度并无特别限定。

在本发明的较佳具体实施态样中，前述入射光为偏极化的入射光；更佳者，前述入射光为TM极化光；更佳者，该TM极化光的入射角为从0°至40°。在可测量的光谱范围(400-1000nm)中，入射光的k向量与感应芯片的法向量所形成的角度为从0°至40°。入射角范围会随着周期长度改变。最佳者，当使用周期长度为500nm的双层金属纳米凸槽时，TM极化光的入射角为从0°至40°。此外，TM极化光的E向量垂直于前述凸槽。

在本发明的较佳具体实施态样中，前述入射光从实质垂直于该非标定型感应芯片的方向入射到该基板。

本发明提供了一种非标定型感应芯片及一种使用该非标定型感应芯片来鉴定化学物质的方法。本发明的非标定型感应芯片的金属层会形成腔体而产生菲诺共振，在未知化学物质的检测上具有高感应敏感度及解析度。

附图说明

图1a及图1b显示了传统周期性纳米结构式表面等离子体共振感应器的结构示意图：图1a金属纳米孔洞阵列及图1b金属纳米狭缝阵列。

图2a LSPR所产生的宽波段共振图谱；图2b BW-SPP所产生的窄波段共振图谱；图2c宽波段共振及窄波段共振耦合后所产生的菲诺共振图谱；及图2d菲诺共振图谱因化学物质吸附所产生的红移。

图3显示本发明的非标定型感应芯片的剖面示意图。

图4为本发明的非标定型感应芯片的制备流程示意图。

图5a双层金属纳米凸槽的几何尺寸参数的结构示意图，并描绘了具有E向量及k向量的TM极化入射光的方向；图5b以周期长度为500nm的双层金属纳米凸槽在空气及水中以正向入射的TM极化光测得的穿透光谱；图5c具有多种周期(从500nm至650nm)的双层金属纳米凸槽在水中以TM极化波所得出的穿透光谱；图5d菲诺共振的波长实测值及BW-SPP的波长理论值，其为周期长度的函数。

图6a使用多种水/甘油混合物时，周期长度为650nm的双层金属纳米凸槽以正向入射的TM极化波所得出的强度光谱；图6b共振波峰波长对水/甘油混合物的折射率的图表；图6c波长为874nm时正规化后的强度变化对水/甘油混合物的折射率的图表；图6d使用在RIU值n为1.3365的水/甘油混合物时，周期长度为650nm的双层金属纳米凸槽以正向入射的TM极化波所得出的强度光谱放大图。

图7a使用周期长度为600nm的双层金属纳米凸槽时，在不同表面条件下所得出的强度光谱；图7b波长为810nm时正规化后的强度变化，其为蛋白-蛋白相互作用的时间的函数。图中的插图为图谱的部分放大图。

具体实施方式

本发明的非标定型感应芯片与传统使用金属纳米孔洞或纳米狭缝阵列的SPR感应器、以及使用纳米粒子的LSPR感应器都不相同。本发明利用在本发明的双层金属纳米凸槽中产生的菲诺共振,来加强SPR感应器的感应敏感度。如图2a-2d所示，宽波段共振及窄波段共振耦合后会产生菲诺共振。它在共振波长附近有个极尖锐且非对称的共振波峰，可加强SPR感应器的感应敏感度。菲诺共振的波段宽度较其他共振系统来得窄，当有化学物质(特别是生物分子)吸附在结构表面上时，共振波峰就会发生红移。在特定波长的强度变化与共振波峰的尖锐度有关，由于菲诺共振的波段宽度极尖极窄，故可提供更高的强度敏感度ΔI。

本发明提供了一种包含双层金属纳米凸槽的结构(即金属层)，如图3所示。这个结构包含三组纳米凸槽，第一周期性凸槽由与基板的透明基底相同的材质构成的透明凸槽，宽度为w，高度为T1。其他两组凸槽(第二及第三周期性凸槽)则是由金属构成，其中第二周期性凸槽与前述透明凸槽“咬合”：亦即第二周期性凸槽的各凸槽与第一周期性凸槽的各凸槽之间所形成的凹部结构互相嵌合。此外，第二周期性凸槽的高度T2与第三周期性凸槽的高度T3相同，故在下列实施例中，T2等于T3。第三周期性凸槽位于其所对应的第一周期性凸槽之上。第二周期性凸槽的周期长度以P表示。由于光可穿透透明材料，但无法穿透金属，所以对入射光来说，前述两组金属凸槽形成了一系列的“腔体”，这些腔体实质上就是前述透明凸槽。也就是说，入射光会被捕捉在这些腔体内。

使用本发明的非标定型感应芯片来鉴定化学物质时，将一样本溶液加到双层金属纳米凸槽表面上，该化学物质会吸附在金属层表面上。之后借由清洗步骤移除未结合的目标化学物质。之后使一偏极化的入射光从垂直于基板的方向由基板侧入射时，会在前述腔体I区中产生局域性表面等离子体共振(localized surface plasmon resonances，LSPR)。此外，当情况符合Bragg条件(Bragg conditions)时，在金属/样本溶液II区介面与金属/基板III区介面会各别产生Bloch波表面等离子体极化子(Bloch wavesurface plasmon polaritons，BW-SPP)。LSPR和BW-SPP分别会在穿透光谱中产生一宽波段的共振和一窄波段的共振，它们会耦合形成菲诺共振(Fano resonance)。

LSPR(即腔体共振)的共振条件可由Fabry-Perot腔体公式表示如下：

2n_effk₀h+φ₁+φ₂＝2mπ (1)

其中n_eff是第一凸槽的等效折射率，k₀是真空中的波向量(2π/λ0)，h是金属薄膜(如金薄膜)或第一周期性凸槽的厚度，φ₁及φ₂是上、下介面的相位移。至于BW-SPP，当入射光正向入射时，一维阵列的条件可由下式表示：

λ_{SPR} (n, i) = \frac{P}{i} {(\frac{ϵ_{m} n^{2}}{ϵ_{m} + n^{2}})}^{1 / 2} - - - (2)

其中i是共振阶数，P是纳米结构的周期长度，ε_m是金属的介电常数，n是环境折射率。LSPR与BW-SPP会相互作用，形成包含最低强度(接近公式(2)所预测的共振位置，即λ0，共振波长)及相临最高强度的菲诺共振图谱。如图2c所示。

与现有周期性纳米孔洞或纳米狭缝阵列相较之下，本发明所提出的结构由于使用了双层金属纳米凸槽，会产生一极尖锐的菲诺共振。它增加了腔体共振的强度，以及LSPR与BW-SPP之间的耦合效率。

实施例

实施例1，非标定型感应芯片的制备

可采用多种方式来制备非标定型检测芯片。在本实施例中，采取热退火辅助基板剥离法来制备本发明的非标定型检测芯片。此方法的示意图见于图4。

首先提供一硅基板，使用电子束微影术(e-beam lithography，EBL)与反应式离子蚀刻术(reactive ion etching，RIE)在该硅基板上制作出纳米沟槽(nanogroove)。使用电子枪蒸镀设备将金沉积Si模板上，而得出两组凸槽：第二及第三周期性凸槽，而这两组凸槽形成金质的周期性纳米沟槽。沉积金层的厚度等于或稍大于Si模板上纳米沟槽的深度。根据本发明所使用的几何尺寸参数(geometrical parameters)(参下表1)，若沉积金层的厚度比纳米沟槽的深度高出约25％以上，则入射光的穿透率会减少，而无法产生菲诺共振。之后，将一178μm厚的聚碳酸酯(PC)薄膜(Lexan8010,GE,USA)置于经金涂覆的模板上。将模板及PC基板置于加热板上，在170℃加热，以软化PC基板。另使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜作为封装薄膜。在这个系统中，将氮气引入腔内，在薄膜上产生均匀的压力(2kgw/cm2)。它会大范围均匀地压在硅模及PC基板上。这个步骤会使金薄膜均匀地贴附在软化的PC薄膜上。之后将模板及基板冷却，从腔内取出。金薄膜对硅模板的黏着性不佳，所以可以轻易地从硅模板上取下PC薄膜。从模板及PET薄膜上剥除后，即制得带有金属纳米结构的PC基板。

将熔融的聚碳酸酯填入周期性金纳米沟槽，并形成第一周期性凸槽及基板的基底。之后将沉积金层转移到PC层上，得出本发明的感应芯片。这是因为金薄膜与Si基板之间的亲和力(黏着)要比金层与PC层(即本发明的感应芯片的基板)之间的亲和力来得弱的缘故。

图5a进一步描绘了双层金属纳米凸槽(即金属层)的几何尺寸参数，以及具有Ε向量(电场向量)及κ向量(波向量)的TM极化入射光的方向。下列实施例所用的几何尺寸参数如下表所示：

表1，本发明的感应芯片的几何尺寸参数

	P	T1	T2	W	L
						S1	500nm	55nm	80nm	60nm	150μm
S2	580nm	55nm	80nm	80nm	150μm

S3	600nm	55nm	80nm	80nm	150μm
						S4	650nm	55nm	80nm	80nm	150μm
S5	500nm	50nm	80nm	50nm	150μm
						S6	500nm	55nm	80nm	80nm	150μm
S7	500nm	55nm	80nm	90nm	150μm
						S8	500nm	60nm	80nm	95nm	150μm
S9	500nm	60nm	80nm	100nm	150μm
						S10	500nm	60nm	80nm	125nm	150μm

凸槽长度L并无特别限定。入射光的偏极化垂直于透明PC基板。也可使用其他角度的入射光，但光的角度会改变菲诺共振的波峰位置。

实施例2，本发明的非标定型感应芯片在空气及水中的穿透光谱

以周期长度为500nm的金属纳米凸槽S1的非标定型感应芯片及正向入射的TM极化光来测量空气(无样本)及水(空白样本)的穿透光谱。当使用一样本溶液(如水或一蛋白溶液)时，加入该样本溶液，使之包覆该感应芯片的金属纳米凸槽。空气及水的穿透光谱如图5b所示。

图5b显示在650nm附近有一与腔体共振有关的宽波段共振。从公式(2)可知，BW-SPP在PC/金介面(金于800nm的ε_m＝-29+2.0i，i＝1，n＝1.584，P＝500nm)的共振波长为832nm。图5b清楚显示，菲诺共振波峰出现在832nm附近，其中对应的波峰及波谷波长分别位于803nm及807nm。波长的实测值与其理论值相近。

当用水作为该样本溶液时，穿透光谱中会出现两组菲诺共振。当芯片被水包覆时，水的穿透光谱中会出现两个菲诺共振波峰，其中金属/基板介面(I+III区)及金属/水介面(I+II区)的共振波长分别位于807nm及692nm。从公式2可知，BW-SPP在水/金介面(金于705nm的ε_m＝-16.8+1.1i，i＝1，n＝1.3320，P＝500nm)的共振波长为704nm，且水/金介面的菲诺共振的共振波谷波长为692nm。波长的实测值与其理论值相近。至于PC/金介面的菲诺共振的共振波谷，则与空气的穿透光谱所示的相同。

在下列实施例中，只将I区的宽波段共振及II区的窄波段共振耦合产生的菲诺共振用于检测。这是因为I区及III区耦合所产生的菲诺共振对环境折射率的改变并不是非常敏感。举例来说，在空气和水中由I区及III区耦合所产生的菲诺共振几乎是相同的。

图5c显示以具有不同周期的双层金属纳米凸槽及TM极化波S1～S4在水中得出的穿透光谱。在凸槽中的腔体共振与在周期性凸槽的BW-SPP耦合后在光谱中产生菲诺共振。波长的实测值显然与周期长度成正比，且与理论值相近，如图5d所示。

实施例3，本发明的非标定型感应芯片在甘油溶液中的穿透光谱

菲诺共振极尖锐且非对称的图谱会增强SPR感应器的感应敏感度。在本实施例中，使用多种不同浓度的水/甘油混合物作为样本溶液(外侧介质)。以折射计测得混合物(0至15％的甘油)的折射率，其范围为从1.333至1.384。又，使用周期长度为650nm的双层金属纳米凸槽S4及正向入射的TM极化光来检测穿透光谱，如图6a所示。当环境折射率(RIU)为1.3330时，水/金介面的菲诺共振波长接近870nm。环境折射率为包覆本发明本发明金属层的介质的折射率。当待测化学物质的浓度增加时，样本溶液的环境折射率也会增加，且菲诺共振的波长会产生红移。

图6b显示了共振波峰波长对样本溶液的折射率的图表。共振波峰波长的拟合曲线的斜率对折射率的图表显示折射率敏感度为644nm/RIU。

图6c显示了波长为874nm时正规化后的强度变化对外侧介质的折射率的图表。拟合曲线的斜率显示强度敏感度为48117％/RIU。由此图可知，本发明所测得的强度敏感度要比使用复杂角度检测方法的棱镜式SPR感应器的强度敏感度(15000％/RIU)高上大约三倍。易言之，当入射光的强度解析度固定为0.2％时，本发明结构的检测限值(detection limit)可达4.15×10-6RIU(数据未显示)。检测限值以下式计算得出：

为比较现有技术所制造的多种纳米结构的折射率感应能力，我们计算了效能指数(figure of merit，FOM)，单位为波长。单位为波长的FOM定义为S_λ/Δλ，其中S_λ为波长敏感度，而Δλ为等离子体共振的共振宽度。图6d显示了一水/甘油混合物(n＝1.3365)以周期长度为650nm的双层金属纳米凸槽及正向入射的TM极化波所得出的强度光谱放大图。测得的菲诺共振波峰波段宽度Δλ为3.36nm，而波长敏感度为644nm/RIUS_λ(参图6b)。因此，所得FOM值为192。这个值要比以下传统感应器的理论值上限要来得高：棱镜-耦合SPR感应器(FOM＝108)、纳米孔洞感应器(FOM＝162)及LSPR感应器(FOM＝4.5)。本发明的感应芯片的折射率感应能力较佳。

实施例4，本发明的非标定型感应芯片在蛋白溶液中的穿透光谱

本实施例使用了一个简单的光学穿透设定，其中感应芯片的周期长度为600nmS3。使用光纤耦合线性CCD阵列光谱仪(BWTEK,BTC112E)以1min的测量间隔来记录芯片的缩时强度光谱。本发明的感应芯片先以10mM磷酸缓冲液(PBS,UniRegion Bio-Tech)清洗(PBS(1)组)，再加入溶于PBS的500μg/mL牛血清白蛋白(BSA,Sigma-Aldrich)(BSA组)，使之吸附在感应芯片的金属层上。在以PBS洗掉多余的BSA后(PBS(2)组)，在系统中加入溶于PBS的375μg/mL抗BSA(Sigma-Aldrich)溶液，并与吸附于金属层上的BSA结合(抗BSA组)。最后，用PBS缓冲溶液再次清洗感应芯片(PBS(3)组)。

图7a显示对PBS(1)、BSA、PBS(2)、抗BSA及PBS(3)各组所测得的穿透强度光谱。在BSA及抗BSA的图谱中，可观察到波长位移及穿透强度都有明显的变化。结合到金层表面的单层BSA会产生0.40nm的红移。150kDa大小的抗BSA会产生2.76nm的波长位移。图7b显示了在波长为810nm时正规化后的强度变化，其为蛋白-蛋白相互作用的时间的函数。由于周期长度为600nm的芯片在波长810nm的强度敏感度最高，故分析在该波长所测得的光谱。在金的表面包覆BSA后，强度变化为17％。分子量较大的抗BSA所产生的强度变化则高达237％，比纳米狭缝阵列的强度变化(12％)来得好。纳米狭缝阵列的强度敏感度为约4000％/RIU。

前文所述的实施例中也测试了其他具有不同宽度的不同周期性凸槽S5-S10。这些周期性凸槽也可得出良好的结果(数据未显示)。

所提出的双层金属纳米凸槽可在穿透光谱中产生极尖锐且非对称的菲诺共振。这类共振的波段宽度较窄，可增强SPR感应器的感应敏感度，并有效改善感应解析度。在商业应用方面，非标定型生物芯片可应用于特定分子结合、浓度分析、亲和力分析、动态分析及高通量检测。

Claims

1.一种用以鉴定化学物质的非标定型感应芯片，其特征在于，包含：

(a)一透明基板，其包含一基底及第一周期性凸槽；以及

(b)一金属层，其包覆所述透明基板，且包含第二周期性凸槽及第三周期性凸槽，其中所述第二周期性凸槽的高度等于或大于该第一周期性凸槽的高度，且该第二周期性凸槽的各凸槽与该第一周期性凸槽的各凸槽之间所形成的凹部结构互相嵌合，而所述第三周期性凸槽位于其所对应的第一周期性凸槽之上。

2.如权利要求1所述的非标定型感应芯片，其特征在于，进一步包含一包覆在所述金属层上的分子层，且所述分子层包含一或多种可与所述化学物质结合的分子。

3.如权利要求2所述的非标定型感应芯片，其特征在于，所述化学物质包含元素、生物分子、聚合物及药物。

4.如权利要求3所述的非标定型感应芯片，其特征在于，所述生物分子包含蛋白、DNA、RNA。

5.如权利要求1所述的非标定型感应芯片，其特征在于，所述第二周期性凸槽的高度为数十纳米至数百纳米。

6.如权利要求1所述的非标定型感应芯片，其特征在于，所述第二周期性凸槽的周期长度为数百纳米至数微米。

7.如权利要求6所述的非标定型感应芯片，其特征在于，所述第一周期性凸槽的各凸槽的宽度为10nm至200nm。

8.如权利要求1所述的非标定型感应芯片，其特征在于，所述透明基板由玻璃或塑胶材料所制成。

9.如权利要求8所述的非标定型感应芯片，其特征在于，所述塑胶材料选自压克力、紫外线凝胶、聚碳酸酯或环烯烃聚合物。

10.如权利要求1所述的非标定型感应芯片，其特征在于，所述金属层由选自金、银、铝或铜的材料所制成。

11.如权利要求10所述的非标定型感应芯片，其特征在于，所述金属层材料为金。

12.一种鉴定化学物质的方法，其特征在于，包含：

(a)提供一所述化学物质的样本；

(b)将所述样本溶液加到如权利要求1所述的非标定型感应芯片上，使之包覆该金属层；

(c)使一入射光从基板侧入射；

(d)检测该样本的穿透光谱，以鉴定该化学物质。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述非标定型感应芯片进一步包含一包覆在所述金属层上的分子层，且所述分子层包含一或多种可与所述化学物质结合的分子。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，于所述步骤(b)之后进一步包含一步骤：使该一或多种分子与该化学物质相互作用。

15.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述样本的形式为液体或气体。

16.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述化学物质包含生物分子。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述生物分子包含蛋白。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述蛋白溶解于PBS缓冲溶液。

19.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述入射光为偏极化的入射光。

20.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述入射光从实质垂直于该非标定型感应芯片的方向入射到该基板。