CN104792747A - 感测方法 - Google Patents

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Abstract

一种感测方法，其包含：提供一可装卸晶片，该可装卸晶片包含基材，以及奈米粒子单元，其中该基材系以透光材质所制成，而该奈米粒子单元设置于该基材之上并包含相间隔的复数个第一奈米粒子；提供一有孔元件，其中该可装卸晶片系藉由可装卸地设置于该有孔元件的一端以形成复合元件；提供一框架，其中该复合元件组装于该框架以进行感测；将第一分子固着于该些相间隔的第一奈米粒子间；加入待测物至该复合元件的孔中，和已固着的第一分子进行一接触；当该待测物和已固着的第一分子发生第一专一性结合时，该些相间隔的第一奈米粒子的光谱讯号会产生变化；将组装于该框架的复合元件置入一光谱仪以读取该变化的数值。

Description

感测方法
技术领域
本发明涉及一种感测方法，特别涉及一种利用局部表面电浆共振的感测方法。
背景技术
目前市面上的实验用孔盘因实验需求的不同而有各式各样的结构及材质，举例来说：以孔数来分有6、12、24、48、96、384及1536孔等；以底部构造来分有平底(Flat bottom)、圆底(Round bottom)、V型底(V-bottom)及结合圆底及平底特色的易清洗底等；以材质来分有聚苯乙烯(polystyrene,PS)、聚丙烯(polypropylene,PP)、聚氯乙烯(poly(vinylchloride),PVC)等；以颜色来分有透明、黑色、白色、黑色透明底及白色透明底等；以用途来分有一般分析用、细胞培养及细胞分析用、免疫分析用及保存用等。一般免疫分析用的孔盘多为聚苯乙烯材质，结构多为96孔孔盘。一般免疫分析用的孔盘其底部表面或未经修饰(un-treated)、或是使用照射(irradiation)技术使原本孔盘表面上的苯环产生羧基(carboxyl group)及羟基(hydroxyl group)使其和欲固着(coating)于其上的分子结合能力增加。
酵素连结免疫吸附法(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)是一种常见的感测方法，已有多年的历史，其至少包括待测样品为抗原或抗体两种方式，分别论述如下：
1.当待测样品为抗原时，酵素连结免疫吸附法包含如下操作步骤：
(1)将具有专一性的抗体固着(coating)于塑料孔盘上，固着时间约需12-18小时，固着完成后洗去多余抗体；
(2)加入待测物和固着的抗体进行反应，反应时间约需0.5-2小时，待测物中若含有和固着的抗体具有反应性的抗原，则其会与塑料孔盘上固着的抗体进行专一性键结；
(3)洗去多余待测物，加入带有酵素且和该抗原具有反应性的抗体与该抗原键结，键结时间约需0.5-1小时；
(4)洗去多余未键结的带有酵素的抗体，加入酵素受质使酵素呈色，呈色时间约需0.5小时，以光谱仪读取呈色结果(即吸光值(OD值))，实验完成总共约需1-2天。
2.当待测样品为抗体时，酵素连结免疫吸附法包含如下操作步骤：
(1)将已知的抗原固着(coating)于塑料孔盘上，固着时间约需12-18小时，完成后洗去多余的抗原；
(2)加入待测物和固着的抗原进行反应，反应时间约需0.5-2小时，检体中若含有和固着的抗原具有反应性的一次抗体，则其会与塑料孔盘上固着的抗原进行专一性键结；
(3)洗去多余待测物，加入带有酵素的二次抗体，与待测的一次抗体键结，键结时间约需0.5-2小时；
(4)洗去多余未键结的二次抗体，加入酵素受质使酵素呈色，呈色时间约需0.5小时，以光谱仪读取呈色结果(即吸光值(OD值))，实验完成总共约需1-2天。
酵素连结免疫吸附法所使用者为前述的免疫分析用孔盘，不论该孔盘为未经修饰或是有经照射(irradiation)技术处理，一开始时将抗体或抗原固着(coating)于孔盘的步骤均是通过物理吸附结合的，这种物理吸附是非特异性的，因此需要长达12-18小时的反应时间，且后面还包括了带有酵素的抗体及酵素受质的反应时间，使得整个实验完成的时间长达1-2天，且需使用价格不斐的带有酵素的抗体及酵素受质，故酵素连结免疫吸附法在时间与价格上均有改善的空间。
表面电浆共振(surface plasmon resonance,SPR)为近年来发展的一种感测技术，其原理为当一道外来光源以任何角度照射到具有奈米结构的金属薄膜上时，如有一波长大小与金属表面的自由电子共振波长相同时，即会激发自由电子产生集体震荡并导致光的吸收而产生波长λ1，一旦金属表面与生物或化学分子产生键结，即会让波长λ1位移至λ2，藉由检测波长的变化得知待测物之性质及浓度。表面电浆共振所需的时间较酵素连结免疫吸附法为短，表面电浆共振需要以专用的仪器进行，因此在价格上较为高昂，实行上也较为不便。
在表面电浆共振(SPR)之后，发展了局部表面电浆共振(localized surface plasmonresonance,LSPR)，局部表面电浆共振拥有许多的优势。其原理在于当金属奈米粒子制作于透明基板上时，入射光的激发将使得奈米粒子表面产生表面电浆共振，由于此共振的频率与强度容易受到周遭环境的影响而产生波长的位移或者讯号强度的改变等，因此可利用局部介电常数的变化来进行分析物的侦测。只要有分析物键结在粒子附近，便可以由光学仪测量到光学变化。奈米粒子表面就像是微小型的探测器，在几奈米的范围之内，都可以量测到很高的光学变化讯号。
局部表面电浆共振(LSPR)与表面电浆共振(SPR)主要的差异在于从表面电浆可侦测到变化的距离不同，表面电浆共振(SPR)的电浆场渗透深度介于200-1000nm之间，局部表面电浆共振(LSPR)则仅在15-30nm之间，因此局部表面电浆共振(LSPR)对于远离表面的影响远较表面电浆共振(SPR)不敏感，换句话说，局部表面电浆共振(LSPR)只侦测接近表面的变化，因此可以容许复杂或不纯的反应溶液。
表一针对目前三种有关分子间交互辨识的感测机制，包括酵素连结免疫吸附法(ELISA)、表面电浆共振(SPR)与局部表面电浆共振(LSPR)进行比较，从表一可以发现局部表面电浆共振(LSPR)在每个项目中都表现的很出色：局部表面电浆共振(LSPR)相较于酵素连结免疫吸附法(ELISA)是可免标定且可做实时监控的，相较于表面电浆共振(SPR)是不需要作温度控制的，且局部表面电浆共振(LSPR)的成本也较酵素连结免疫吸附法(ELISA)及表面电浆共振(SPR)低廉。然而要将局部表面电浆共振(LSPR)商业化仍然有许多问题需要解决。
表一酵素连结免疫吸附法(ELISA)、表面电浆共振(SPR)与局部表面电浆共振(LSPR)的比较
目前市面上的局部表面电浆共振(LSPR)产品仅有LamdaGen，其原理为：1.提供一三维结构的基材表面，如起伏皱折、微孔径、奈米线等；2.将奈米粒子如金、银等材料吸附于三维结构的基材表面，以此做为LSPR感测材料；3.将吸附于三维结构的基材的奈米金属粒子表面修饰具选择性的探测分子，如DNA、IgG等；4.利用光学光纤放出入射光于奈米结构基板，再次收集二次反射光源，由光谱仪入射光与入射光之间的位移量，以此做动力学监控与定量分析物的浓度。LamdaGen公司的产品仅能使用该公司的光谱仪进行读取，该仪器价格昂贵，对用户造成极大的负担。
之后LamdaGen公司又提出Optical Enhancement System，其对于先前的量测抗原步骤，额外再进行抗原-抗体的动作，因此使得位移量提升。然而Optical Enhancement System同样仅能使用该公司的光谱仪进行读取，价格的问题并未获得解决。
因此目前市面上可见的感测方法尚有许多问题，如时间及价格等有待解决。局部表面电浆共振(LSPR)虽为一种具有许多优点的感测方法，且已有商品问世，但其价格昂贵及使用不便的缺点导致其不易普及。为将局部表面电浆共振(LSPR)商业普及化，价格及使用上之方便性为急需解决之问题。
发明内容
本发明的第一目的为提供一种感测方法，其包含：(1)提供一可装卸晶片(或可装卸芯片)，该可装卸晶片包含基材，以及奈米粒子单元，其中该基材系以一透光材质所制成，而该奈米粒子单元设置于该基材之上并包含相间隔的复数个第一奈米粒子；(2)提供一有孔元件，其中该可装卸晶片系藉由可装卸地设置于该有孔元件(或有孔组件)的一端以形成复合元件(或复合组件)；(3)提供一框架，其中该复合元件组装于该框架以进行感测；(4)将第一分子固着于该些相间隔的第一奈米粒子间；(5)加入待测物至该复合元件的孔中，和已固着的该第一分子进行接触；(6)当该待测物和已固着的该第一分子发生第一专一性结合时，该些相间隔的第一奈米粒子的光谱讯号会产生变化；(7)将组装于该框架的该复合元件置入一光谱仪以读取该变化的数值。
本发明的第二目的为提供一种感测方法，其包含：(1)将第一分子固着于可装卸晶片(或可装卸芯片)的复数个相间隔的第一奈米粒子间；(2)加入待测物和已固着的该第一分子进行接触；(3)当该待测物和已固着的该第一分子发生第一专一性结合时，该些相间隔的第一奈米粒子的光谱讯号会产生变化；(4)藉由微孔盘光谱仪读取该变化的数值。
本发明的第三目的为提供一种感测装置，用于待测物的定性及定量，其中该待测物系选自由蛋白质、细胞、化合物、金属离子及其组合所组成的群组，该感测装置包含：可装卸晶片(或可装卸芯片)，该可装卸晶片包含基材，以及奈米粒子单元，其中该基材系以透光材质所制成，而该奈米粒子单元设置于该基材之上，并包含复数个相间隔的奈米粒子；有孔元件(或有孔组件)，该可装卸晶片可装卸地设置于该有孔元件的一端以形成复合元件(或复合组件)；以及框架，其中该复合元件组装于该框架，并藉由一外部的光谱仪进行数值的读取。
本发明的第四目的为提供一种感测装置，包含：可装卸晶片(或可装卸芯片)，该可装卸晶片包含基材，以及奈米粒子单元，其中该基材系以透光材质所制成，而该奈米粒子单元设置于该基材之上并包含相间隔的复数个奈米粒子；有孔元件(或有孔组件)，其中该可装卸晶片可装卸地设置于该有孔元件的一端以形成复合元件(或复合组件)；以及框架，其中该复合元件组装于该框架以进行感测。
本发明的第五目的为提供一种感测装置，包含：可装卸晶片(或可装卸芯片)，包括奈米粒子单元；以及有孔元件(或有孔组件)，其中该可装卸晶片系藉由可装卸地设置于该有孔元件的一端以形成复合元件(或复合组件)来进行感测。
本发明的第六目的为提供一种感测晶片(或感测芯片)载具，包含：载具本体，用以于其上携载可装卸晶片(或可装卸芯片)；晶片容设部(或芯片容设部)，设于该载具本体上，用以容设该可装卸晶片；以及侦测光穿透部，设于该载具本体上，用以于该可装卸晶片进行感测时，许一侦测光穿透该载具本体及该可装卸晶片。
本发明的第七目的为提供一种感测方法，其包含：(1)提供一可装卸晶片(或可装卸芯片)，该可装卸晶片包含基材，以及奈米粒子单元，其中该基材系以一透光材质所制成，而该奈米粒子单元设置于该基材之上并包含相间隔的复数个第一奈米粒子；(2)提供一有孔元件(或有孔组件)，其中该可装卸晶片系藉由可装卸地设置于该有孔元件的一端以形成复合元件(或复合组件)；(3)提供一框架，其中该复合元件组装于该框架以进行感测；(4)将第一分子固着于该些相间隔的第一奈米粒子间；(5)加入待测物至该复合元件的孔中，和已固着的该第一分子进行第一专一性结合；(6)加入以一发光分子标记的第二分子与该待测物进行第二专一性结合；(7)当该待测物和已固着之该第一分子发生该第一专一性结合，且以该发光分子标记的该第二分子与该待测物发生该第二专一性结合时，该发光分子与该些相间隔的第一奈米粒子间产生一电磁场耦合作用；(8)将组装于该框架的该复合元件置入一光谱仪以读取数值。
本发明的第八目的为提供一种感测方法，其进一步包括加入以第二分子标记的第二奈米粒子与所述待测物进行第二专一性结合，所述第二专一性结合会放大所述光谱讯号产生的该变化。
附图说明
图1-a显示本发明的实施例的可装卸晶片。
图1-b显示本发明的实施例的有孔元件。
图1-c显示本发明的实施例的复合元件。
图2-a显示本发明的实施例的可装卸晶片。
图2-b显示本发明的实施例的有孔元件。
图2-c显示本发明的实施例的复合元件。
图3显示本发明的实施例的框架。
图4-a显示本发明的实施例中，当样品数为48时的使用6组复合元件23的示意图。
图4-b显示本发明的实施例中，当样品数为96时的使用12组复合元件23的示意图。
图5-a显示本发明的另一实施例的可装卸晶片。
图5-b显示本发明的另一实施例的有孔元件。
图5-c显示本发明的另一实施例的复合元件。
图6-a显示本发明的另一实施例的可装卸晶片。
图6-b显示本发明的另一实施例的感测晶片载具。
图6-c显示本发明的另一实施例的感测晶片载具。
图7显示本发明的实验例的微波电浆奈米粒子的基板包覆特性。
图8显示本发明的实验例的感测晶片的制作及再现性检测。
图9-a显示本发明的实验例的感测晶片的结构稳定性测试。
图9-b显示本发明的实验例的感测晶片的表面氧化效应测试。
图10显示本发明的实验例的感测晶片的进一步讯号放大的方法。
图11显示本发明的另一实施例的感测方法。
附图标记：
11 可装卸晶片(或可装卸芯片)
111 金奈米粒子
112 基板
113 抗体
114 抗原
115 以抗体标记的金奈米粒子
116 发光分子
117 第一分子
118 待测物
119 第二分子
12、22、52 有孔元件(或有孔组件)
121、221 孔
122、222、623 嵌接孔
123、223 凹槽
13、23、53 复合元件(或复合组件)
3 框架
31 嵌接柱
62 载具本体
621 晶片容设部(或芯片容设部)
622 侦测光穿透部
具体实施方式
有关本发明的技术内容、特点及功效，藉由以下较佳实施例的详细说明将可清楚的呈现。
本发明的一较佳实施例系一种感测方法，其系用于该待测物的定性及定量。
如图1-a至图3所示，该感测方法包含：(1)提供一可装卸晶片(或可装卸芯片)11，该可装卸晶片11的面积为1-49mm2，举例来说，可为(1-7mm)*(1-7mm)。该可装卸晶片11系选自由圆形、椭圆形、多边形、不规则形及其组合所组成的群组。该可装卸晶片11包含基材，以及奈米粒子单元，其中该基材系以一透光材质所制成，该基材的该透光材质系选自由聚乙烯(polyethylene,PE)、高密度聚乙烯(High-density polyethylene)、低密度聚乙烯(Low-density polyethylene)、聚丙烯(polypropylene,PP)、聚苯乙烯(polystyrene,PS)、聚氯乙烯(poly(vinyl chloride),PVC)、聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethyleneterephthalate,PET)、聚二甲基硅氧烷(poly(dimethylsiloxane,PDMS)、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate,PMMA)、聚碳酸酯(Polycarbonates,PC)、玻璃、石英、石英玻璃、云母片(Mica)、蓝宝石(Sapphire)、透明陶瓷、及其组合所组成的群组。而该奈米粒子单元设置于该基材之上并包含相间隔的复数个第一奈米粒子，该第一奈米粒子单元的制法可参考中华民国第I404930号的专利。各该第一奈米粒子系由金属所制成，该金属系选自由金(Au)、银(Ag)、钯(Pd)、铂(Pt)、铬(Cr)、钴(Co)、钼(Mo)、铜(Cu)、镍(Ni)、铝(Al)、铁(Fe)、镁(Mg)、锡(Sn)、钛(Ti)、铊(Ta)及铱(Ir)上述金属的合金及其组合所组成的群组。该奈米粒子的形状系选自由圆形、岛形、长条形、三角形、星形、环形、中空形及其组合所组成的群组。该奈米粒子的粒径为1-200nm。该奈米粒子之间具有间距，该间距为1-100nm。
(2)提供一有孔元件(或有孔组件)12、22(请参见图1-b及图2-b)，该有孔元件12、22具有孔121、221及嵌接孔122、222，该有孔元件12、22的孔数为介于1-384间的整数，其中该可装卸晶片(或可装卸芯片)11系藉由可装卸地设置于该有孔元件12、22的一端以形成复合元件(或复合组件)13、23，该有孔元件12、22的一端可具有凹槽123、223，该可装卸晶片11可藉由设置于该凹槽123、223以形成该复合元件13、23，该可装卸晶片11与该有孔元件12、22的连接方式可为黏接、铆接、螺接、焊接、嵌接及铰接，但不限于此。
(3)提供一框架3，其中该复合元件13、23组装于该框架3以进行感测，组装可藉由黏接、铆接、螺接、焊接、嵌接及铰接，但不限于此。本实施例所用的组装方法为嵌接，该框架3具有嵌接柱31和该有孔元件的该嵌接孔122、222结合使用。该复合元件13、23的该有孔元件12、22的该孔数及组数可依使用者的需求决定，如图4-a及图4-b所示，当样品数为48时，可使用6组该有孔元件22的该孔数为8的该复合元件23；当样品数为96时，可使用12组该有孔元件22的该孔数为8的该复合元件23，不像传统的96孔孔盘不论样品数多少，一次就需用掉一整个96孔孔盘。当样品数多但所需量少或价格昂贵时，可使用1组该有孔元件的该孔数为384的该复合元件，如此可一次处理大量样品数，且可节省样品使用量；
(4)将第一分子固着于该些相间隔的第一奈米粒子间，该第一分子的制法可参考中华民国第I404930号的专利。依照所要筛选的该待测物种类，决定固着在该基材表面的该第一分子，再透过该等金属奈米粒子的特性，当该等第一分子与该待测物形成专一性结合时，该等金属奈米粒子因照光而诱发的局部性电磁场会受周遭环境影响而变化，并导致光谱讯号变化，因此能利用该等第一分子与该待测物结合前后该等金属奈米粒子的光谱讯号的变化，来侦测样品中是否含有待测物进而定量其浓度，使本发明的感测方法兼具定性与定量的特性。举例来说，当待测物为卵白素(streptavidin)时，可利用卵白素与生物素(biotin)专一性结合的特性，采用生物素作为第一分子，由于生物素无法直接与该基材形成稳定结合，因此，可先利用较容易与基材结合又能与生物素形成键结的3-氨基丙基三乙氧基硅烷(3-aminopropyltriethoxysilane,APTMS)在该基材表面形成APTMS分子膜，再加入生物素，就能使生物素透过APTMS形成间接被修饰在该基材表面的状态，该等APTMS与生物素的组合体即为第一分子。另外，当该待测物为亚汞离子时，则可利用亚汞离子与4-碳酸苯并-15-冠醚-5(4-carboxybenzo-15-crown-5)专一性结合的特性，先在该基材表面修饰硅烷(saline)分子，再接上4-碳酸苯并-15-冠醚-5，同样能对亚汞离子进行感测。此时，该等第一分子为修饰于该基材2表面的硅烷及与该硅烷相结合的4-碳酸苯并-15-冠醚-5所形成的组合体。上述的以适当分子化学性修饰基板的方式，可将固着(coating)该等第一分子于基板的时间缩短至仅需一小时，和酵素连结免疫吸附法将抗体或抗体固着(coating)于孔盘上需时动辄12-18小时相比，实为一显著的进步；
(5)加入待测物至该复合元件13、23的该孔121、221中，和已固着的该第一分子进行接触；(6)当该待测物和已固着的该第一分子发生第一专一性结合时，该些相间隔的第一奈米粒子的光谱讯号会产生变化，其中该光谱讯号产生的该变化系由于局部表面电浆共振。
(7)将组装于该框架3的该复合元件13、23置入一光谱仪以读取该变化的数值。该数值为一波长，该所读取的波长范围为300-700nm。该所读取的波长范围会随该金属奈米粒子的粒径(或该金属层的厚度)及该金属奈米粒子的材质而有所不同，举例来说，当金属奈米粒子的平均粒径为5nm-20nm时，所该所读取的波长范围落在400nm-650nm的范围。当金属层的总厚度控制在3nm时，形成的金奈米粒子波长主要落在510nm-540nm的范围；形成的金银合金的奈米粒子波长主要落在410nm-490nm的范围。本实施例的该感测装置的长宽和一般市面上的实验用孔盘相同，因此可用于任何和实验用孔盘配合使用的仪器，例如一光谱仪及一自动微孔盘洗盘机，该光谱仪可为一酵素连结免疫吸附法测读仪(ELISAreader)。
本实施例的感测方法可进一步包括加入以第二分子标记的第二奈米粒子与该待测物进行第二专一性结合，该第二分子可为抗原或抗体，但不限于此；该第二专一性结合会放大该光谱讯号产生的该变化。
本发明的另一较佳实施例的一种感测方法，其包含：(1)将第一分子固着于可装卸晶片(或可装卸芯片)11的复数个相间隔的第一奈米粒子间；(2)加入待测物和已固着的该第一分子进行接触；(3)当该待测物和已固着的该第一分子发生第一专一性结合时，该些相间隔的第一奈米粒子的光谱讯号会产生变化；(4)藉由一微孔盘光谱仪读取该变化的数值。
本发明的另一较佳实施例的一种感测方法，如图11所示，其包含：(1)提供一可装卸晶片(或可装卸芯片)11，该可装卸晶片包含基材，以及奈米粒子单元，其中该基材系以一透光材质所制成，而该奈米粒子单元设置于该基材之上并包含相间隔的复数个第一奈米粒子，各该第一奈米粒子系由一金属所制成，该金属系选自由金(Au)、银(Ag)、钯(Pd)、铂(Pt)、铬(Cr)、钴(Co)、钼(Mo)、铜(Cu)、镍(Ni)、铝(Al)、铁(Fe)、镁(Mg)、锡(Sn)、钛(Ti)、铊(Ta)及铱(Ir)上述金属的合金及其组合所组成的群组；(2)提供一有孔元件(或有孔组件)12、22，其中该可装卸晶片11系藉由可装卸地设置于该有孔元件12、22的一端以形成复合元件(或复合组件)13、23；(3)提供一框架3，其中该复合元件13、23组装于该框架3以进行感测；(4)将第一分子117固着于该些相间隔的第一奈米粒子间；(5)加入待测物118至该复合元件13、23的孔121、221中，和已固着的该第一分子117进行第一专一性结合；(6)加入以一发光分子116标记的第二分子119与该待测物118进行第二专一性结合，该发光分子116可为荧光分子或冷光分子；当该发光分子116为荧光分子时，该荧光分子可为荧光异硫氰酸盐(Fluorescein isothiocyanate,FITC)、藻红素(phycoerythrin,PE)、异藻蓝素(Allophycocyanin,APC)、甲藻素-叶绿素蛋白(Peridininchlorophyll protein,PerCP)，但不限于此；当该发光分子116为冷光分子时，该冷光分子可为生物冷光(bioluminescent)分子或化学冷光(chemiluminescent)分子；该第二分子119可为抗原或抗体，但不限于此；(7)当该待测物118和已固着的该第一分子117发生该第一专一性结合，且以该发光分子116标记的该第二分子119与该待测物118发生该第二专一性结合时，由于该些相间隔的第一奈米粒子具有局部表面电浆共振，该电浆共振浆产生局部性电磁场，可使得该发光分子116与该些相间隔的第一奈米粒子间产生一强烈电磁场耦合作用，有效提升该光发光子发光强度，提高待测物118的侦测灵敏度；(8)将组装于该框架的该复合元件13、23置入一光谱仪以读取数值。在现有的方法中，即没有该第一奈米粒子的情形所侦测到的数值，在本实施例中，由于该发光分子116与该些相间隔的第一奈米粒子间产生的该电磁场耦合作用，该数值将会大幅上升，使得反应灵敏度显著提高。
本发明的又一较佳实施例系一种感测装置，用于待测物的定性及定量，其中该待测物系选自由蛋白质、细胞、化合物、金属离子及其组合所组成的群组。
如图1-a至图3所示，该感测装置包含可装卸晶片(或可装卸芯片)11、有孔元件(有孔组件)12、22(请参见图1-b及图2-b)以及框架3(请参见图3)。该可装卸晶片11的面积为1-49mm2，举例来说，可为(1-7mm)*(1-7mm)。该可装卸晶片11系选自由圆形、椭圆形、多边形、不规则形及其组合所组成的群组。该可装卸晶片11包含基材、奈米粒子单元以及感测单元，其中该基材系以一透光材质所制成，该基材的该透光材质系选自由聚乙烯(polyethylene,PE)、高密度聚乙烯(High-density polyethylene)、低密度聚乙烯(Low-density polyethylene)、聚丙烯(polypropylene,PP)、聚苯乙烯(polystyrene,PS)、聚氯乙烯(poly(vinyl chloride),PVC)、聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethyleneterephthalate,PET)、聚二甲基硅氧烷(poly(dimethylsiloxane,PDMS)、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate,PMMA)、聚碳酸酯(Polycarbonates,PC)、玻璃、石英、石英玻璃、云母片(Mica)、蓝宝石(Sapphire)、透明陶瓷、及其组合所组成的群组。而该奈米粒子单元设置于该基材之上，并包含复数个相间隔的奈米粒子，该奈米粒子单元的制法可参考中华民国第I404930号的专利。各该奈米粒子系由一金属所制成，该金属系选自由金(Au)、银(Ag)、钯(Pd)、铂(Pt)、铬(Cr)、钴(Co)、钼(Mo)、铜(Cu)、镍(Ni)、铝(Al)、铁(Fe)、镁(Mg)、锡(Sn)、钛(Ti)、铊(Ta)及铱(Ir)上述金属的合金及其组合所组成的群组。该奈米粒子的形状系选自由圆形、岛形、长条形、三角形、星形、环形、中空形及其组合所组成的群组。该奈米粒子的粒径为1-200nm。该奈米粒子之间具有间距，该间距为1-100nm。
该可装卸晶片11包含的该感测单元包含设置于该些奈米粒子间的复数个接收器；该接收器的制法可参考中华民国第I404930号的专利。依照所要筛选的该待测物种类，决定结合在该基材表面的该接收器，再透过该等金属奈米粒子的特性，当该感测单元的该等接收器与该待测物形成专一性结合时，该等金属奈米粒子因照光而诱发的局部性电磁场会受周遭环境影响而变化，并导致光谱讯号变化，因此能利用该等接收器与该待测物结合前后该等金属奈米粒子的光谱讯号的变化，来侦测样品中是否含有待测物进而定量其浓度，使该感测单元兼具定性与定量的特性。举例来说，当待测物为卵白素(streptavidin)时，可利用卵白素与生物素(biotin)专一性结合的特性，采用生物素作为接收器，由于生物素无法直接与该基材形成稳定结合，因此，可先利用较容易与基材结合又能与生物素形成键结的3-氨基丙基三乙氧基硅烷(3-aminopropyltriethoxysilane,APTMS)在该基材表面形成APTMS分子膜，再加入生物素，就能使生物素透过APTMS形成间接被修饰在该基材表面的状态，该等APTMS与生物素的组合体即为接收器。另外，当该待测物为亚汞离子时，则可利用亚汞离子与4-碳酸苯并-15-冠醚-5(4-carboxybenzo-15-crown-5)专一性结合的特性，先在该基材表面修饰硅烷(saline)分子，再接上4-碳酸苯并-15-冠醚-5，同样能对亚汞离子进行感测。此时，该等接收器为修饰于该基材2表面的硅烷及与该硅烷相结合的4-碳酸苯并-15-冠醚-5所形成的组合体。上述的以适当分子化学性修饰基板的方式，可将固着(coating)该等接收器于基板的时间缩短至仅需一小时，和酵素连结免疫吸附法将抗体或抗体固着(coating)于孔盘上需时动辄12-18小时相比，实为一显著的进步。
该有孔元件具有孔121、221及嵌接孔122、222，该有孔元件12、22的孔数为一介于1-384间的整数，该可装卸晶片11可装卸地设置于该有孔元件12、22的一端以形成复合元件(或复合组件)13、23，该有孔元件12、22的一端可具有凹槽123、223，该可装卸晶片11可藉由设置于该凹槽123、223以形成该复合元件13、23，该可装卸晶片11与该有孔元件12、22的连接方式可为黏接、铆接、螺接、焊接、嵌接及铰接，但不限于此。该复合元件13、23用以盛装该待测物，该待测物在该复合元件13、23中可直接和该可装卸晶片11表面接触，进而得知该可装卸晶片11的该感测单元的该等接收器能否与该待测物形成专一性结合。
该复合元件13、23组装于该框架3，并藉由一外部的光谱仪进行数值的读取。组装可藉由黏接、铆接、螺接、焊接、嵌接及铰接，但不限于此。本实施例所用的组装方法为嵌接，该框架3具有嵌接柱31和该有孔元件的该嵌接孔122、222结合使用。该复合元件13、23的该有孔元件12、22的该孔数及组数可依使用者的需求决定，如图4-a及图4-b所示，当样品数为48时，可使用6组该有孔元件22的该孔数为8的该复合元件23；当样品数为96时，可使用12组该有孔元件22的该孔数为8的该复合元件23，不像传统的96孔孔盘不论样品数多少，一次就需用掉一整个96孔孔盘。当样品数多但所需量少或价格昂贵时，可使用1组该有孔元件的该孔数为384的该复合元件，如此可一次处理大量样品数，且可节省样品使用量。该数值为一波长，该所读取的波长范围为300-700nm。该所读取的波长范围会随该金属奈米粒子的粒径(或该金属层的厚度)及该金属奈米粒子的材质而有所不同，举例来说，当金属奈米粒子的平均粒径为5nm-20nm时，所该所读取的波长范围落在400nm-650nm的范围。当金属层的总厚度控制在3nm时，形成的金奈米粒子波长主要落在510nm-540nm的范围；形成的金银合金的奈米粒子波长主要落在410nm-490nm的范围。本实施例的该感测装置的长宽和一般市面上的实验用孔盘相同，因此可用于任何和实验用孔盘配合使用的仪器，例如一光谱仪及一自动微孔盘洗盘机，该光谱仪可为一酵素连结免疫吸附法测读仪(ELISA reader)。
如图5-a至图5-c所示，本发明的再一较佳实施例的一种感测装置，其包含可装卸晶片(或可装卸芯片)11，该可装卸晶片11包括奈米粒子单元；以及有孔元件(或有孔组件)52，其中该可装卸晶片11系藉由可装卸地设置于该有孔元件52的一端以形成复合元件(或复合组件)53来进行感测。该有孔元件52的孔数为一介于1-384间的整数，该可装卸晶片11可依用户的需求设置一介于1-384间之数量。本实施例的感测装置不需框架即可用于任何和实验用孔盘配合使用的仪器，例如一光谱仪及一自动微孔盘洗盘机，该光谱仪可为一酵素连结免疫吸附法测读仪(ELISA reader)。
如图6-a至图6-c所示，本发明的更一较佳实施例的一种感测晶片(或感测芯片)载具，包含：载具本体62，用以于其上携载可装卸晶片(或可装卸芯片)11；晶片容设部(或芯片容设部)621，设于该载具本体62上，用以容设该可装卸晶片11；以及侦测光穿透部622，设于该载具本体62上，用以于该可装卸晶片11进行感测时，许一侦测光穿透该载具本体62及该可装卸晶片11。其中该侦测光穿透部622系一贯穿该载具本体62的中空部。
本发明的感测方法和酵素连结免疫吸附法(ELISA)相比，具有不需连接呈色酵素的代测抗原的二次抗体及呈色剂，且所需时间远较酵素连结免疫吸附法(ELISA)少的优点；另本发明的感测方法所需的该待测物用量亦远较酵素连结免疫吸附法(ELISA)少，该待测物的体积仅需20μL；且较目前已商业化的局部表面电浆共振(LSPR)技术相比，本发明的感测方法可用于一般免疫实验室都有配备的标准酵素连结免疫吸附法(ELISA)系统，不需另外购置昂贵的专属光谱读取仪，且视感测装置设计一次可操作多至384个样品，达到高通量筛选(High throughput screening，HTS)的效果，在时间及价格，以及使用的方便性上都具有绝对的优势。
本发明的感测方法另具有步骤少、免标记、成本便宜、耗时短、不需加入呈色酵素、可适用于检测不同抗体及病毒等优点。
本发明可应用于实验开发，如免疫分析化学分析及酵素分析等；建立实验程序，如动力学功能及温度控制等；抗体鉴定，如抗体/配位体亲合性筛检、单株抗体抗原表位测定、肿瘤细胞筛选并鉴定期数、抗独特性抗体筛选、抗体浓度测定及片段筛检等；临床前与临床上诊断，如生物标记分析及重点照护等。
实验例：
1.制造微波电浆奈米粒子：
依据中华民国第I404930号专利的方法。首先在玻璃基板上溅镀一层金薄膜，之后放入微波电浆内处理，处理时间仅需30秒，受到微波与微波电浆的两者效应瞬间加热状态下，此时在玻璃基板上形成金奈米粒子，并使得该金奈米粒子底部包覆着一层玻璃结构，大幅地提高了金奈米粒子与基板间的黏附性，这是使用一般传统加热法所没有的特性。由本实验例可知，微波电浆加热法有以下几个优点：成本低、简单、快速、奈米粒子半嵌入基板因而黏附性良好及可控制尺寸大小等。
2.检测微波电浆奈米粒子的基板包覆特性：
参考图7，首先使用原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)对实验例形成的金奈米粒子111表面做观察，发现金奈米粒子111结构属于岛状结构。之后将基板112泡入王水溶液中，以去除基板112上的金奈米粒子111。将以王水溶液处理后的基板112再一次使用原子力显微镜观察，发现基板112表面残留许多环状的结构，这些环状的结构为玻璃材质，这表示金奈米粒子111底部被一层玻璃包覆住。这主要是因为，当奈米粒子在微波与微波电浆的处理下会瞬间达到高温状态，就像是一颗颗呈现高温状态的奈米液滴，可以局部性的熔化玻璃基板，藉由重力及毛细作用，熔融态的玻璃逐渐包覆奈米粒子表面，因而在本实验例中形成了金奈米粒子111半包埋于基板112的岛状结构。
3.感测晶片的制作及再现性检测：
参考图8，以实验例1的方法，本实验例中共制作了20块基板，其膜厚控制在2nm，处理时间为30秒。得到这20块基板后，使用光谱个别记录其光学吸收波长，结果这20块基板的光学吸收波长均落在519±1.7nm的范围内，这是非常小的分布范围。由此光学分布可知，这20块基板的再现性非常高，对于发展抛弃式生物感测晶片有着极为重要的潜力。
4.感测晶片的结构稳定性及表面氧化效应测试：
参考图9-a及图9-b，本实验例针对基板的结构稳定及表面氧化效应进一步用光谱去做鉴定，首先是结构的稳定：感测晶片最怕的问题就是泡在溶液系统中会不小心脱落或结构变形，因此造成光学讯号在判读上的误差，本实验例中将基板用超纯水、PBS缓冲溶液及乙醇溶液冲洗，没有造成光学上显著的变化，示本发明的奈米结构非常稳定。由于金奈米粒子表面活性很高，故也对其表面做氧化效应观察，发现金奈米粒子一开始会在表面氧化一层薄膜使得光学上有些许变化，一天之后便趋于稳定，不再氧化。表示本发明的基板可以长时间放置于环境中。
5.以3-氨基丙基三乙氧基硅烷修饰本发明的感测晶片以进行亚汞离子的侦测实验：
先以能量较弱的氧气电浆对本发明的感测晶片的基板表面做亲水性改质，再将基板泡入3-氨基丙基三乙氧基硅烷(3-aminopropyl)trimethoxysilane,APTMS)溶液中，便可以使3-氨基丙基三乙氧基硅烷与奈米粒子间的空白基板结合，再接上4-碳酸苯并-15-冠醚-5(4-carboxybenzo-15-crown-5)而形成一接收器，最后加入亚汞离子与该接收器反应，以进行亚汞离子的侦测实验。
6.以3-氨基丙基三乙氧基硅烷修饰本发明的感测晶片以进行卵白素的侦测实验：
先以能量较弱的氧气电浆对本发明的感测晶片的基板表面做亲水性改质，再将基板泡入3-氨基丙基三乙氧基硅烷(3-aminopropyl)trimethoxysilane,APTMS)溶液中，便可以使3-氨基丙基三乙氧基硅烷与奈米粒子间的空白基板结合，接着再将NHS-生物素(N-hydroxy-succinimide-biotin)加入和APTMS形成键结而形成一接收器，最后加入卵白素(Streptavidin)与该接收器反应，以进行卵白素的侦测实验。
7.以3-氨基丙基三乙氧基硅烷修饰本发明的感测晶片以进行抗原或抗体的侦测实验：
先以能量较弱的氧气电浆对本发明的感测晶片的基板表面做亲水性改质，再将基板泡入3-氨基丙基三乙氧基硅烷(3-aminopropyl)trimethoxysilane,APTMS)溶液中，便可以使3-氨基丙基三乙氧基硅烷与奈米粒子间的空白基板结合，接着再将戊二醛(Glutaraldehyde,GA)加入和APTMS形成亚胺(imine)键结，紧接着再加入抗体(抗原)而形成一接收器，最后加入待测物抗原(抗体)与该接收器反应，以进行抗原或抗体的侦测实验。
8.感测晶片的进一步讯号放大：
见图10，有别于传统将抗体分子修饰于金奈米粒子111表面，本发明的感测装置将3-氨基丙基三乙氧基硅烷(3-aminopropyl)trimethoxysilane,APTMS)分子修饰于奈米粒子的间隙基材上，并利用戊二醛(Glutaraldehyde,GA)做为连结APTMS与抗体的连结分子而连结抗体113，随即便可进行抗原114的捕获，在抗原114补获后，为了进一步观察更微量的待测物，再次加入以抗体标记的金奈米粒子115，形成三明治的夹心结构，由于抗体标记的金奈米粒子115与基材底部半包埋的金奈米粒子111彼此之间产生表面电浆耦合共振效应，产生极高的光学变化量，经由进行光谱量测，结果讯号放大了一千倍，灵敏度到达微微莫耳(picomole)的等级。亦可利用戊二醛(Glutaraldehyde,GA)做为连结APTMS与抗原的连结分子来连结抗原，随即便可进行抗体的捕获，在抗体捕获后，为了进一步观察更微量的待测物，再次加入以抗原标记的金奈米粒子，此种情形同样能将讯号放大一千倍，灵敏度到达微微莫耳的等级。
实施例：
1.一种感测方法，其包含：(1)提供一可装卸晶片，该可装卸晶片包含基材，以及奈米粒子单元，其中该基材系以一透光材质所制成，而该奈米粒子单元设置于该基材之上并包含相间隔的复数个第一奈米粒子；(2)提供一有孔元件，其中该可装卸晶片系藉由可装卸地设置于该有孔元件的一端以形成复合元件；(3)提供一框架，其中该复合元件组装于该框架以进行感测；(4)将第一分子固着于该些相间隔的第一奈米粒子间；(5)加入待测物至该复合元件的孔中，和已固着的该第一分子进行一接触；(6)当该待测物和已固着的该第一分子发生第一专一性结合时，该些相间隔的第一奈米粒子的光谱讯号会产生变化；(7)将组装于该框架之该复合元件置入一光谱仪以读取该变化的数值。
2.如实施例1所述的感测方法，其中各该第一奈米粒子系由一金属所制成，该金属系选自由金(Au)、银(Ag)、钯(Pd)、铂(Pt)、铬(Cr)、钴(Co)、钼(Mo)、铜(Cu)、镍(Ni)、铝(Al)、铁(Fe)、镁(Mg)、锡(Sn)、钛(Ti)、铊(Ta)及铱(Ir)上述金属的合金及其组合所组成的群组。
3.如实施例1所述的感测方法，其系用于该待测物的定性及定量。
4.如实施例1所述的感测方法，其中该光谱讯号产生的该变化系由于局部表面电浆共振。
5.如实施例1所述的感测方法，更包括：
加入以第二分子标记的第二奈米粒子与该待测物进行第二专一性结合，该第二专一性结合会放大该光谱讯号产生的该变化。
6.一种感测方法，其包含：(1)将第一分子固着于一可装卸晶片的复数个相间隔的第一奈米粒子间；(2)加入待测物和已固着的该第一分子进行接触；(3)当该待测物和已固着的该第一分子发生第一专一性结合时，该些相间隔的第一奈米粒子的光谱讯号会产生变化；(4)藉由一微孔盘光谱仪读取该变化的数值。
7.如实施例6所述的感测方法，其中各该第一奈米粒子系由一金属所制成，该金属系选自由金(Au)、银(Ag)、钯(Pd)、铂(Pt)、铬(Cr)、钴(Co)、钼(Mo)、铜(Cu)、镍(Ni)、铝(Al)、铁(Fe)、镁(Mg)、锡(Sn)、钛(Ti)、铊(Ta)及铱(Ir)上述金属的合金及其组合所组成的群组。
8.如实施例6所述的感测方法，其系用于该待测物的定性及定量。
9.如实施例6所述的感测方法，其中该光谱讯号产生的该变化系由于局部表面电浆共振。
10.如实施例6所述的感测方法，更包括：
加入以第二分子标记的第二奈米粒子与该待测物进行第二专一性结合，该第二专一性结合会放大该光谱讯号产生的该变化。
11.一种感测方法，其包含：(1)提供一可装卸晶片，该可装卸晶片包含基材，以及奈米粒子单元，其中该基材系以一透光材质所制成，而该奈米粒子单元设置于该基材之上并包含相间隔的复数个第一奈米粒子；(2)提供一有孔元件，其中该可装卸晶片系藉由可装卸地设置于该有孔元件的一端以形成复合元件；(3)提供一框架，其中该复合元件组装于该框架以进行感测；(4)将第一分子固着于该些相间隔的第一奈米粒子间；(5)加入待测物至该复合元件的孔中，和已固着的该第一分子进行第一专一性结合；(6)加入以发光分子标记的第二分子与该待测物进行第二专一性结合；(7)当该待测物和已固着的该第一分子发生该第一专一性结合，且以该发光分子标记的该第二分子与该待测物发生该第二专一性结合时，该发光分子与该些相间隔的第一奈米粒子间产生一电磁场耦合作用；(8)将组装于该框架的该复合元件置入一光谱仪以读取数值。
12.一种感测装置，用于待测物的定性及定量，其中该待测物系选自由蛋白质、细胞、化合物、金属离子及其组合所组成的群组，该感测装置包含：
可装卸晶片，该可装卸晶片包含基材，以及奈米粒子单元，其中该基材系以一透光材质所制成，而该奈米粒子单元设置于该基材之上，并包含复数个相间隔的奈米粒子；
有孔元件，该可装卸晶片可装卸地设置于该有孔元件的一端以形成复合元件；以及
框架，其中该复合元件组装于该框架，并藉由一外部的光谱仪进行数值的读取。
13.如实施例12所述的感测装置，其中该可装卸晶片更包含感测单元，该感测单元包含设置于该些奈米粒子间的复数个接收器。
14.如实施例12项所述的装置，该可装卸晶片的大小为(1-7mm)*(1-7mm)。
15.如实施例12所述的感测装置，该可装卸晶片系选自由圆形、椭圆形、多边形、不规则形及其组合所组成的群组。
16.如实施例12所述的感测装置，各该奈米粒子系由一金属所制成，该金属系选自由金(Au)、银(Ag)、钯(Pd)、铂(Pt)、铬(Cr)、钴(Co)、钼(Mo)、铜(Cu)、镍(Ni)、铝(Al)、铁(Fe)、镁(Mg)、锡(Sn)、钛(Ti)、铊(Ta)及铱(Ir)上述金属的合金及其组合所组成的群组。
17.如实施例12所述的感测装置，该有孔元件的孔数为一介于1-384间的整数。
18.如实施例12所述的感测装置，系用于一光谱仪及一自动微孔盘洗盘机。
19.一种感测装置，包含：
可装卸晶片，该可装卸晶片包含基材，以及奈米粒子单元，其中该基材系以一透光材质所制成，而该奈米粒子单元设置于该基材之上并包含相间隔的复数个奈米粒子；
有孔元件，其中该可装卸晶片可装卸地设置于该有孔元件的一端以形成复合元件；以及
框架，其中该复合元件组装于该框架以进行感测。
20.如实施例19所述的感测装置，该可装卸晶片更包含感测单元，该感测单元包含设置于该些奈米粒子间的复数个接收器。
21.如实施例19所述的感测装置，该可装卸晶片的大小为(1-7mm)*(1-7mm)。
22.如实施例19所述的感测装置，各该奈米粒子系由金属所制成。
23.如实施例19所述的感测装置，该有孔元件的孔数为一介于1-384间的整数。
24.如实施例19如申请专利范围第8项所述的感测装置，系用于一光谱仪及一自动微孔盘洗盘机。
25.一种感测装置，包含：
可装卸晶片，包括奈米粒子单元；以及
有孔元件，其中该可装卸晶片系藉由可装卸地设置于该有孔元件的一端以形成复合元件来进行感测。
26.如实施例25所述的感测装置，更包含框架，其中该框架用以组装该复合元件，该可装卸晶片更包含基材，该基材系以一透光材质所制成，且该奈米粒子单元系设置于该基材之上并包含复数个相间隔的奈米粒子。
27.如实施例25所述的感测装置，系用于一光谱仪及一自动微孔盘洗盘机。
28.一种感测晶片载具，包含：
载具本体，用以于其上携载可装卸晶片；
晶片容设部，设于该载具本体上，用以容设该可装卸晶片；以及
侦测光穿透部，设于该载具本体上，用以于该可装卸晶片进行感测时，许一侦测光穿透该载具本体及该可装卸晶片。
29.如实施例28所述的感测晶片载具，该侦测光穿透部系一贯穿该载具本体的中空部。

Claims (11)

1.一种感测方法，其包含：
(1)提供一可装卸晶片，所述可装卸晶片包含基材，以及奈米粒子单元，其中所述基材系以一透光材质所制成，而所述奈米粒子单元设置于所述基材之上并包含相间隔的复数个第一奈米粒子；
(2)提供一有孔元件，其中所述可装卸晶片系藉由可装卸地设置于所述有孔元件的一端以形成复合元件；
(3)提供一框架，其中所述复合元件组装于所述框架以进行感测；
(4)将第一分子固着于所述些相间隔的第一奈米粒子间；
(5)加入待测物至所述复合元件的孔中，和已固着的所述第一分子进行接触；
(6)当所述待测物和已固着的所述第一分子发生第一专一性结合时，该些相间隔的第一奈米粒子的光谱讯号会产生变化；
(7)将组装于所述框架的所述复合元件置入一光谱仪以读取该变化的数值。
2.根据权利要求1所述的感测方法，其中各所述第一奈米粒子系由一金属所制成，所述金属系选自由金(Au)、银(Ag)、钯(Pd)、铂(Pt)、铬(Cr)、钴(Co)、钼(Mo)、铜(Cu)、镍(Ni)、铝(Al)、铁(Fe)、镁(Mg)、锡(Sn)、钛(Ti)、铊(Ta)及铱(Ir)上述金属的合金及其组合所组成的群组。
3.根据权利要求1所述的感测方法，其系用于所述待测物的定性及定量。
4.根据权利要求1所述的感测方法，其中所述光谱讯号产生的该变化系由于局部表面电浆共振。
5.根据权利要求1所述的感測方法，更包括：
加入以第二分子标记的第二奈米粒子与所述待测物进行第二专一性结合，所述第二专一性结合会放大该光谱讯号产生的该变化。
6.一种感测方法，其包含：
(1)将第一分子固着于可装卸晶片的复数个相间隔的第一奈米粒子间；
(2)加入待测物和已固着的所述第一分子进行接触；
(3)当所述待测物和已固着的所述第一分子发生第一专一性结合时，该些相间隔的第一奈米粒子的光谱讯号会产生变化；
(4)藉由一微孔盘光谱仪读取该变化的数值。
7.根据权利要求6所述的感测方法，其中各所述第一奈米粒子系由一金属所制成，所述金属系选自由金(Au)、银(Ag)、钯(Pd)、铂(Pt)、铬(Cr)、钴(Co)、钼(Mo)、铜(Cu)、镍(Ni)、铝(Al)、铁(Fe)、镁(Mg)、锡(Sn)、钛(Ti)、铊(Ta)及铱(Ir)上述金属的合金及其组合所组成的群组。
8.根据权利要求6所述的感测方法，其系用于所述待测物的定性及定量。
9.根据权利要求6所述的感测方法，其中所述光谱讯号产生的该变化系由于局部表面电浆共振。
10.根据权利要求6所述的感测方法，更包括：
加入以第二分子标记的第二奈米粒子与所述待测物进行第二专一性结合，所述第二专一性结合会放大所述光谱讯号产生的该变化。
11.一种感测方法，其包含：
(1)提供一可装卸晶片，所述可装卸晶片包含基材，以及奈米粒子单元，其中所述基材系以一透光材质所制成，而所述奈米粒子单元设置于所述基材之上并包含相间隔的复数奈米粒子；
(2)提供一有孔元件，其中所述可装卸晶片系藉由可装卸地设置于所述有孔元件的一端以形成复合元件；
(3)提供一框架，其中所述复合元件组装于所述框架以进行感测；
(4)将第一分子固着于该些相间隔的奈米粒子间；
(5)加入一待测物至所述复合元件的孔中，和已固着的所述第一分子进行第一专一性结合；
(6)加入以发光分子标记的第二分子与所述待测物进行第二专一性结合；
(7)当所述待测物和已固着的所述第一分子发生所述第一专一性结合，且以所述发光分子标记的所述第二分子与所述待测物发生所述第二专一性结合时，所述发光分子与所述些相间隔的奈米粒子间产生一电磁场耦合作用，使所述发光分子的发光讯号被有效放大。
(8)将组装于所述框架的所述复合元件置入一光谱仪以读取数值。
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