CN111044727B - 生物感应装置及抗原含量的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种生物感应装置及抗原含量的检测方法。生物感应装置包含基材、第一高分子层与第二高分子层。第一高分子层中包含复合抗体，其包括第一抗体以及标记分子。第二高分子层具有反蛋白石光子晶体结构，其中分布有金纳米粒子与第二抗体。复合抗体、抗原与第二抗体在第二高分子层中形成复合体，并可通过生物感应装置的荧光强度、红移量或目视颜色改变，获得抗原含量。

Description

生物感应装置及抗原含量的检测方法

技术领域

本发明是有关于一种生物感应装置及其应用，且特别是有关于一种包含光子晶体结构的生物感应装置，以及利用上述装置进行的抗原浓度的检测方法。

背景技术

常见的糖尿病的视网膜病变的检测方法包括光学同调断层扫描或眼底血管荧光镜。这些仪器不但价格昂贵，且以侵入性的方式进行检测。此外，这些仪器的检测尚有耗时、病状早期或不明显时不易判断、单点取样等缺点。

目前已知脂质运载蛋白-1(lipocalin 1；LCN1)可做为糖尿病的视网膜病变的生物指标。一般而言，常人泪液中的LCN1含量约为1至2mg/ml，而糖尿病的视网膜病变的患者的LCN1含量可能为正常值的好几倍，故可利用LCN1含量的变化来检测糖尿病的视网膜病变。然而，上述的含量变化十分微量，如何侦测上述微量变化为目前尚须克服的难题之一。

反蛋白石光子晶体结构常用来改善检测时的光学性质(例如荧光强度)，且其在结构改变时会有折射率及反射率的变化，可通过反射峰的变化侦测分析物含量。

有一种方法是分别将具有葡萄糖、pH值和钾离子检测功能的反蛋白石光子晶体结构的水凝胶微球设于隐形眼镜上，以分别观察泪液中上述三个数值的改变。此方法主要是通过水凝胶膨胀或收缩而改变粒子与粒子间的间距，造成波长范围与颜色改变，但在低浓度分析物下，上述变化不显著。此外，上述方法也无法检测蛋白质。

尚有一种方法是将具有不同编码的光子晶体凝胶薄膜分别接附不同抗体，其对应不同分析物。之后，检测上述不同编码的光子晶体凝胶薄膜的个别的反射峰。然后，使分析物与光子晶体凝胶薄膜反应接合后，再度检测上述反射峰。接附有分析物的光子晶体凝胶薄膜的反射峰会产生变化。上述方法虽可用于蛋白质的检测，但仍无法克服低浓度分析物的限制。

还有一种方法是类似于上述接附抗体的方法，但在与分析物反应后，此方法进一步加入上述分析物的二次抗体，以增加光子晶体折射率。然而，上述方法不仅操作繁琐，利用二次抗体所增加的折射率仍不足以克服低浓度分析物的限制。

鉴于上述种种缺点，目前亟需提出一种生物感应装置及抗原浓度的检测方法，其可检测低浓度抗原、具有高灵敏度、可平均取样，以及可长时间监控抗原浓度。

发明内容

因此，本发明的一个目的在于提供一种生物感应装置，其可有效增加荧光强度及红位移，从而可侦测低浓度抗原，及/或可直接以生物感应装置的呈色变化判断抗原含量。

本发明的另一个目的在于提供一种抗原含量的检测方法，其使用上述生物感应装置来进行。

根据本发明的上述目的，首先提出一种生物感应装置。在一些实施例中，生物感应装置包含基材、第一高分子层和第二高分子层。基材中包含相接的第一区和第二区，且第二区位于第一区的一侧。第一高分子层设置在第一区上。第一高分子层中分布有多个复合抗体，这些复合抗体的每一个包含标记分子和相连的第一抗体。第二高分子层设置在第二区上。第二高分子层中具有反蛋白石光子晶体结构，此反蛋白石光子晶体结构包含多个孔洞，这些孔洞的每一个的孔壁上设有多个金纳米粒子和多个第二抗体，且第一抗体和第二抗体辨识同一抗原。

依据本发明的一些实施例，第二区位于第一区上方。

依据本发明的一些实施例，第一区和第二区依序由外至内同心环设绕基材的中心。

依据本发明的一些实施例，第一区的底面具有凹陷剖面，且此凹陷剖面具有第一深度。此外，第二区的底面具有不对称U型凹陷剖面，此不对称U型凹陷剖面具有第二深度，且第二深度大于上述第一深度。

依据本发明的一些实施例，反蛋白石光子晶体结构为纳米珠的面心立方堆叠的反向结构，纳米珠具有100纳米至1000纳米的粒径，且纳米珠的表面分布有金纳米粒子。

依据本发明的一些实施例，标记分子包含荧光分子，且金纳米粒子具有5纳米至80纳米的粒径。

依据本发明的一些实施例，生物感应装置还包含设于第一高分子层上方的第三高分子层。

依据本发明的一些实施例，生物感应装置为隐形眼镜，基材的中心为隐形眼镜的光学区，第一区与第二区分布于隐形眼镜的非光学区，至少第二高分子层是从隐形眼镜的一面暴露出来，且此面为眼球直接接触面的相对面。

根据本发明的上述方面，提出一种抗原含量的检测方法。首先，提供如上述的生物感应装置，其中此生物感应装置的基材中包含相通的第一区和第二区，且第二区位于第一区的一侧。令包含抗原的生物液体样本从生物感应装置的第二区流入至第一区，以释放出多个复合抗体的至少一个，并使这些复合抗体的至少一个、抗原以及多个第二抗体的至少一个反应达特定时间，以于第二区形成复合体。接下来，以特定波长的光源检测生物感应装置的第二区的复合体的光学性质，其中此光学性质包含荧光强度或呈色。然后，根据此光学性质获得抗原的含量。

依据本发明的一些实施例，上述特定波长为200纳米至700纳米，且第二区的反蛋白石光子晶体结构增加至少2倍的荧光强度。

与现有技术相比，本发明的生物感应装置及抗原含量的检测方法具有以下有益效果：其可通过生物感应装置的荧光强度、红移量或目视颜色改变，获得抗原含量。

附图说明

从以下结合所附附图所做的详细描述，可对本发明的各个方面有更佳的了解。需注意的是，根据业界的标准实务，各特征并未依比例绘示。事实上，为了使讨论更为清楚，各特征的尺寸都可任意地增加或减少。

图1A是本发明的一实施例所述的生物感应装置的剖面图。

图1B是第一高分子层的示意剖面图。

图1C是第二高分子层的示意剖面图。

图2是本发明的另一实施例所述的生物感应装置的剖面图。

图3A和图3B是本发明的一些实施例所述的生物感应装置的剖面图和俯视图。

图4是本发明的另一些实施例所述的生物感应装置的剖面图。

图5A和图5B是本发明的又一些实施例所述的生物感应装置的剖面图和俯视图。

图6A和图6B是根据本发明的另一些实施例所述的生物感应装置的剖面图和俯视图。

图7A至图7E是第二高分子层的形成方法。

图8是根据本发明的一实施例所述的抗原含量的检测方法的示意流程图。

图9是形成复合体的第二高分子层的示意剖面图。

图10是本发明的实施例1和2的荧光强度的长条图。

图11是本发明的实施例3的荧光强度的长条图。

图12A和图12B是本发明的实施例4的荧光强度及荧光增显倍率的长条图。

具体实施方式

本发明的目的在于提供一种生物感应装置，其可侦测抗原的含量。在具有反蛋白石光子晶体结构并分布有金纳米粒子的高分子层中，使复合抗体、抗原和抗体形成三明治免疫结构，以改善生物感应装置的光学性质(例如荧光强度或红移量)。此生物感应装置可检测低浓度抗原的含量，或可从生物感应装置的呈色变化得知抗原含量的变化。此外，此生物感应装置是平均取样，并适用于长期监控抗原浓度变化。再者，此生物感应装置为纯光学式的装置，不须驱动装置。

首先请先参考图1A，其是绘示本发明的一实施例所述的生物感应装置的剖面图。如图1A所示，生物感应装置100包含基材110、第一高分子层120和第二高分子层130。基材110中包含相接第一区112和第二区114，且第二区114位于第一区112的一侧。第一高分子层120设置在第一区112中，而第二高分子层130设置在第二区114中。

接下来请参考图1B，其第一高分子层的示意剖面图。如图1B所示，第一高分子层120中分布有多个复合抗体121。每个复合抗体121包含标记分子123和相连的第一抗体125。在一些实施例中，第一高分子层120包含微孔(未绘示)，以使上述复合抗体121可经由微孔流入第二高分子层130中。上述微孔可例如具有大于5nm的平均孔径，优选地，上述微孔可例如大于10nm。在一些实施例中，上述标记分子123可包括但不限于荧光分子。在一例子中，此荧光分子可例如具有200nm至700nm的激发波长。在另一例子中，此荧光分子可例如具有300nm至1000nm的发散波长。在一具体例子中，可使用香豆素、荧光素、花青染料、四甲基若丹明乙酯酸铵、藻红蛋白、藻蓝蛋白、商品名为Alexa Fluor 350、405、488、532、546、555、568、594、647、680或750(英杰生命技术有限公司(Invitrogen)制)，做为荧光分子，但本发明的荧光分子并不限于此。

图1C是第二高分子层的示意剖面图。如图1C所示，第二高分子层130中具有反蛋白石光子晶体结构130A，此反蛋白石光子晶体结构130A包含多个孔洞131。每个孔洞131的孔壁131S上设置有多个金纳米粒子133和多个第二抗体135。这些第二抗体135和前述第一抗体125辨识同一抗原。例如：第一抗体125可为特定抗原的多株抗体，而第二抗体135可为上述特定抗原的单株抗体。在一些实施例中，第二高分子层130也可包含如第一高分子层120的微孔。在一些实施例中，金纳米粒子133的粒径可例如为5纳米至80纳米。在一例子中，金纳米粒子133的粒径可为40纳米。倘若金纳米粒子133的粒径过大，会影响反蛋白石光子晶体结构130A的形成，且无法有效改善生物感应装置100的侦测性能。

在使用生物感应装置100进行抗原含量的检测时，前述第一高分子层120中的复合抗体121和第二高分子层130中的第二抗体135，会在反蛋白石光子晶体结构130A中形成三明治免疫结构，从而增加光源折射率，并增强荧光强度和红移量。而第二高分子层130中的金纳米粒子133的表面会发生表面电浆共振，增加光源反射率，也可进一步强化标记分子123的荧光强度。此外，当抗原含量较高时，也可通过生物感应装置100的呈色变化来得知抗原含量的变化。

请再参考图1A，在一些实施例中，生物感应装置100还可包含设在第一高分子层120上方的第三高分子层140。此第三高分子层140可包含多个微孔(未绘示)，且这些微孔的平均孔径为不大于5nm。第三高分子层140可防止复合抗体121从第一高分子层120的顶表面上流失，从而可控制复合抗体121接触液体样品时的流向为朝向第二高分子层130。

在一些实施例中，第一高分子层120和第二高分子层130的材料可包括但不限于水胶，其具有如上所述的大于5nm的微孔。在一些实施例中，所述水胶可例如为聚烷二醇、聚丙烯酸酯或包含二种以上聚烷二醇的共聚物。在一具体例子中，第一高分子层120可为聚甲基丙烯酸羟乙酯(Poly(hydroxyethyl methacrylate)；pHEMA)、Pluronic F-127、聚乙二醇或聚乙二醇二丙烯酸酯。在一具体例子中，第二高分子层130可为聚乙二醇或聚乙二醇二丙烯酸酯，以提供足够的硬度来形成反蛋白石光子晶体结构130A。所述水胶会吸水膨胀并将微孔撑大，以利三明治免疫结构的形成。在另一些实施例中，基材110和第三高分子层140的材料可例如为聚甲基丙烯酸甲酯。

接着请参考图2，其是绘示本发明的另一实施例所述的生物感应装置的剖面图。如图2所示，生物感应装置200包含基材210、第一高分子层220和第二高分子层230。基材210中包含相接第一区212和第二区214，且第二区214位于第一区212的上方。第一高分子层220设置在第一区212中，而第二高分子层230设置在第二区214中。

请参考图3A和图3B，其是分别绘示本发明的一些实施例所述的生物感应装置的剖面图和俯视图。在生物感应装置300中，第一区312和第二区314由外至内同心环设基材310的中心340，且第一区312和第二区314各自为一环形区。第一高分子层320和第二高分子层330分别设于环形的第一区312和第二区314上，形成二个同心环，如图3B所示。

图4是绘示本发明的另一些实施例所述的生物感应装置的剖面图。在生物感应装置400中，基材410包括第一区412和第二区414。第一区412具有凹陷剖面422，且此凹陷剖面422具有第一深度D1。所述第二区414具有不对称U型凹陷剖面432，此不对称U型凹陷剖面432具有第二深度D2，且第二深度D2大于上述第一深度D1。

在一些实施例中，邻近中心440的不对称U型凹陷剖面432的一侧壁436的斜率大于邻近上述第一区412的不对称U型凹陷剖面432的另一侧壁434的斜率。通过如图4所示的设置方式，有助于第一高分子层420中的复合抗体流入第二高分子层430中，并有效改善生物感应装置400的光学性质。图4的俯视图与图3B相似，故此处不另说明。

请参考图5A和图5B，其是分别绘示本发明的又一些实施例所述的生物感应装置的剖面图和俯视图。在生物感应装置500中，第二区514位于第一区512上方。从图5B的俯视图观之，第一高分子层520和第二高分子层530为二个同心环，其环设基材510的中心540。然而，与图3B不同的是，第二高分子层530位于第一高分子层520的中间，以使第一高分子层520中的复合抗体可从四周均匀扩散至第二高分子530层中。图5A和图5B的设置方式可大幅增加容纳复合抗体(如图1B所示的复合抗体121)的第一高分子层520的空间。较多的复合抗体可进一步改善生物感应装置500的侦测性能，例如：可增加所侦测的荧光强度。

在一些实施例中，生物感应装置300、400及500可为隐形眼镜。所述中心340、440和540为隐形眼镜的光学区，而第一区312、412和512与第二区314、414和514分布于隐形眼镜的非光学区。此外，至少第二高分子层330、430和530从隐形眼镜的一面暴露出来，且此面为隐形眼镜的眼球直接接触面的相对面。

接下来请参考图6A和图6B，其是根据本发明的另一些实施例所述的生物感应装置的剖面图和俯视图。如图6A和图6B所示，生物感应装置600包含基材610、第一高分子层620和第二高分子层630。所述基材610的第一区612和第二区614依序由外至内同心环设心，第一高分子层620和第二高分子层630分别设于第一区612和第二区614上。生物感应装置600的中心(例如图5A和图5B所述的光学区)由第二高分子层630所覆盖。在一些实施例中，生物感应装置600可为检测晶片。一个或多个所述检测晶片可设置于样品盘中，以同时进行多组样品的检测或进行同一样品的重复性实验等。

图2至图6B所述的第一高分子层220、320、420、520及620与图1B所示的第一高分子层120相同，第二高分子层230、330、430、530及630与第二高分子层130相同，故此处不另赘述。

以下说明本发明的生物感应装置的制造方法。为简化附图，仅以生物感应装置100为例，然在本技术领域的一般技术人员应可了解，图2至图6B所示的生物感应装置200、300、400、500及600也可以类似的方法制得。

生物感应装置100先利用模具制造基材110，所述基材110具有如图1A所示的相通的第一区112和第二区114。所述模具可例如使用3D列印的方式制造。接着，先在上述第二区114，形成第二高分子层130。

请参考图7A至图7E，其是绘示第二高分子层的形成方法。如图7A所示，首先，在第二区114的基材110上施予纳米珠混合物，使纳米珠702以流体自组装的方式形成面心立方堆叠700的三维结构。为简化附图，此处仅以平面基材代表第二区114。此纳米珠混合物包含分散于溶液中的二氧化硅纳米珠702和上述金纳米粒子133。在形成面心立方堆叠700时，金纳米粒子133会吸附于二氧化硅纳米珠702的表面上。在一例子中，二氧化硅纳米珠702的粒径为100纳米至1000纳米。例如：二氧化硅纳米珠的粒径可为300nm。在一实施例中，所述纳米粒混合物中的二氧化硅纳米珠与金纳米粒子的重量比为10：1至30：1。倘若金纳米粒子的含量过多时，金纳米粒子会自聚集而使其粒径大于预定范围。在一些实施例中，奈米珠可由聚合物材料(例如聚苯乙烯)或金属性材料形成，上述材料可由有机溶剂或酸/碱溶液蚀刻。

接下来，如图7B所示，在面心立方堆叠700上形成第二高分子材料层130’，以使第二高分子材料层130’包围面心立方堆叠700。所述第二高分子材料层130’是将高分子材料形成于第二高分子材料层130’上后，再以紫外线照射以固化高分子材料，形成第二高分子材料层130’。在一些实施例中，高分子材料可进一步包括光起始剂。选择性地，第二高分子材料层130’可仅藉由干燥面心立方结构700上的高分子材料而硬化。在一例子中，上述高分子材料为聚乙二醇二丙烯酸酯。然后，如图7C所示，对第二高分子材料层130’及面心立方堆叠700施予二氧化硅蚀刻剂(Buffered Oxide Etch；BOE)710，以移除二氧化硅纳米珠702，从而形成第二高分子层130的反蛋白石光子晶体结构130A(图1C)。由于金纳米粒子133不会被二氧化硅蚀刻剂710所蚀刻，故在移除二氧化硅纳米珠702后，金纳米粒子133可被保留并分布于反蛋白石光子晶体结构130A的孔洞131的孔壁131S上，如图1C所示。

为简化附图，图7C及图7D仅绘示部分的反蛋白石光子晶体结构130A及其孔洞的孔壁131S。如图7D所示，将氨基烷基烷氧基硅烷化合物720以硅氧共价键键结于孔壁131S上。之后，如图7E所示，利用氨基烷基烷氧基硅烷化合物720的氨基与第二抗体135的羧酸基键结，以通过酰胺键将第二抗体135固定于孔壁131S上，以形成如图1C所示的第二高分子层130。在一例子中，可例如通过1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺(1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide；EDC)和N-羟基丁二酰亚胺(N-hydroxysuccinimide；NHS)的反应，使氨基烷基烷氧基硅烷化合物720与第二抗体135键结。在一例子中，氨基烷基烷氧基硅烷化合物720为3-氨基丙基三乙氧基硅烷(3-Aminopropyltriethoxysilane；APTES)。

在形成第二高分子层130后，在第一区112中填充另一高分子材料与如图1B所示的复合抗体121的混合物，并以紫外线照射固化此另一高分子材料后，形成第一高分子层120。在一些实施例中，高分子材料包括光起始剂。选择性地，第一高分子层120可仅藉由干燥高分子材料而硬化。第一高分子层120的高分子材料可与第二高分子层130的高分子材料相同或不同。例如：第一高分子层120可为聚乙二醇。在一优选的实施例中，可在第一高分子层120上形成聚甲基丙烯酸甲酯的第三高分子层150，如图1A所示。

在另一些实施例中，可先于第一区中形成第一高分子层后，再于第二区中形成第二高分子层。例如：生物感应装置200是先形成第一高分子层220于第一区212中后，才在第一高分子层220上的第二区214中形成第二高分子层230。

本发明的另一个目的提出一种抗原含量的检测方法，其可使用任何上述生物感应装置来进行。以下配合图8及图9进行说明。图8是绘示根据本发明的一实施例所述的抗原含量的检测方法800的示意流程图。图9是绘示形成复合体的第二高分子层的示意剖面图。虽然图9绘示生物感应装置100的第二高分子层130，但其也可为生物感应装置200、300、400、500或600的第二高分子层。

如图8和图9所示，在步骤810中，提供生物感应装置100，其中生物感应装置100的基材110中包含相通的第一区112和第二区114，且第二区114位于第一区112的一侧。接着，在步骤820中，令包含抗原901的生物液体样本从生物感应装置100的第二区114流入第一区112，以释放第一区112的复合抗体121。具体而言，吸收液体而膨胀的第一高分子层120和第二高分子层130的微孔洞会扩大，使多个复合抗体121的至少一个可从第一区112再流入第二区114。使这些复合抗体121的至少一个、所述抗原901以及多个第二抗体135的至少一个反应达特定时间，以在第二区形成复合体900。在一些实施例中，生物液体样本可例如为泪液、尿液、血液或其他类似物。在一实施例中，生物液体样本中的抗原含量至少为10μg/ml。在一实施例中，当使用如生物感应装置300、400或500的隐形眼镜时，可直接配戴隐形眼镜，以检测流经第一区和第二区的人眼所分泌的泪液中的特定抗原含量。在一实施例中，可配戴此隐形眼镜达8小时，以持续长时间地监测特定抗原901浓度的变化。在一例子中，抗原901可例如为脂质运载蛋白-1(lipocalin 1；LCN1)，而第一抗体125(图1B)为LCN1的单株抗体，第二抗体135为LCN1的多株抗体。

接下来，如步骤830所示，以特定波长的光源检测生物感应装置的第二区的复合体的光学性质。具体而言，当前述标记分子123为荧光分子时，此处所称的光学性质可例如为荧光强度、红移量或呈色等。在一些实施例中，特定波长为200纳米至700纳米。上述光源可例如来自手机或其他发光装置。在一例子中，可使用手机光源配合荧光滤镜，以获得上述特定波长。

接下来，如步骤840所示，根据光学性质获得抗原的含量。在一些实施例中，可使用手机应用程式侦测生物感应装置的荧光强度变化，以进行分析定量并获得抗原含量。在另一些实施例中，也可使用其他目前已知的荧光侦测装置(例如光谱仪)，来侦测生物感应装置的荧光强度变化，从而获得抗原含量。在又一些实施例中，可直接通过生物感应装置的呈色变化，判断抗原含量的变化。

在一些实施例中，因第二高分子层中的光子晶体结构，生物感应装置100、200、300、400、500和600的荧光强度可提高至少2倍(相较于未有光子晶体结构者)。

请参考图10，其是本发明的实施例1和2的荧光强度的长条图。实施例1和2分别使用未有光子晶体结构(长条图1001)、以200nm的二氧化硅制得的光子晶体结构(长条图1003)，以及以300nm的二氧化硅制得的光子晶体结构(长条图1005)的生物感应装置，并使接附有荧光分子的LCN1多株抗体流入上述各个生物感应装置中进行测试，以比较光子晶体结构对荧光强度的影响。实施例1和2使用Alexa Fluor 488做为荧光分子，其中实施例1的LCN1多株抗体浓度为100μg/ml，而实施例2的LCN1多株抗体浓度为1mg/ml。

根据图10可知，即使使用较低浓度的荧光分子，光子晶体结构也可有效改善荧光分子的强度(例如2至3倍)，特别是使用300nm的光子晶体结构。而如实施例2使用较高浓度的荧光分子时，有无光子晶体结构的荧光强度差异更是显著。此外，根据实施例1和2的结果也可得知，若生物感应装置未使用光子晶体结构，即使增加荧光分子的浓度，也无法大幅改善荧光强度。

然后，请参考图11，其是绘示本发明的实施例3的荧光强度的长条图。实施例3的长条图1101代表本发明的生物感应装置(如图2的装置200)反应前的荧光强度、长条图1102代表长条图1101/的生物感应装置形成三明治免疫结构后的荧光强度、长条图1103代表未有光子晶体的生物感应装置反应前的荧光强度，以及长条图1104代表长条图1103的生物感应装置形成三明治免疫结构后的荧光强度。上述两种生物感应装置皆是使用0.1mg/ml的附接有LCN1多株抗体的荧光分子(其中多株抗体与荧光分子的浓度比为1：2)，以及0.1mg/m1的LCN1单株抗体所制得。实施例3中的A、B、C三组分别使用含有浓度为0.1mg/ml、0.05mg/ml和0.01mg/ml的LCN1的液体样品，并反应达8小时，以在生物感应装置中形成三明治免疫结构。如图11所示，具有光子晶体的生物感应装置可有效增加荧光强度。进一步而言，A组的增幅率为33％(即长条图1101和长条图1102之间的差)、B组的增幅率为16％，以及C组的增幅率为12％。

接着，请参考图12A和图12B，其是分别绘示本发明的实施例4的荧光强度及荧光增显倍率的长条图。在实施例4中，对照组是以液体样品流入前的生物感应装置进行荧光强度的检测，而实验组将液体样品流入各个生物感应装置达3小时后的荧光强度。长条图1201代表本发明的生物感应装置(如图2的装置200)的荧光强度，长条图1202代表液体样品不含LCN1的生物感应装置的荧光强度，而长条图1203代表光子晶体中未接附有抗体的生物感应装置的荧光强度。流入长条图1201和1203的生物感应装置的液体样品含有0.1mg/ml的LCN1，且长条图1201、1202和1203的生物感应装置是依据与实施例3相似的条件制得。如图12A所示，本发明的生物感应装置的荧光强度(长条图1201)，与非特异性吸附的长条图1202和1203有显著性差异。此外，如图12B所示，本发明的生物感应装置的荧光强度增幅较大。

本发明的生物感应装置通过在反蛋白石光子晶体结构中形成三明治免疫结构以及金纳米粒子的表面电浆共振，增加光源的折射率和反射率，从而可改善生物感应装置的侦测性能(例如：增加荧光强度及/或红移量等)。因此，本发明的生物感应装置可检测低浓度抗原，也可从生物感应装置的呈色变化判断抗原浓度的变化。此生物感应装置取样平均，并可长期监控抗原浓度变化。

虽然本发明已以数个实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，在本发明所属技术领域中任何的一般技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。

Claims (10)

1.一种生物感应装置，其特征在于，包含：

基材，其中所述基材中包含相接的第一区和第二区，且所述第二区位于所述第一区的一侧；

第一高分子层，设于所述第一区中，其中所述第一高分子层中分布有多个复合抗体，所述多个复合抗体的每一个包含标记分子及相连的第一抗体；以及

第二高分子层，设于第二区中，其中所述第二高分子层中具有反蛋白石光子晶体结构，所述反蛋白石光子晶体结构包含多个孔洞，所述多个孔洞的每一个的孔壁上设有多个金纳米粒子和多个第二抗体，且所述第一抗体和所述多个第二抗体辨识同一抗原。

2.如权利要求1所述的生物感应装置，其特征在于，所述第二区位于所述第一区上方。

3.如权利要求1所述的生物感应装置，其特征在于，所述第一区和所述第二区依序由外至内同心环设所述基材的中心。

4.如权利要求3所述的生物感应装置，其特征在于，所述第一区的底面具有凹陷剖面，且所述凹陷剖面具有第一深度；以及

所述第二区的底面具有不对称U型凹陷剖面，所述不对称U型凹陷剖面具有第二深度，且所述第二深度大于所述第一深度。

5.如权利要求1所述的生物感应装置，其特征在于，所述反蛋白石光子晶体结构为纳米珠的面心立方堆叠的反向结构，所述纳米珠具有100纳米至1000纳米的粒径，且所述纳米珠的表面分布有所述多个金纳米粒子。

6.如权利要求1所述的生物感应装置，其特征在于，所述标记分子包含荧光分子，且所述多个金纳米粒子具有5纳米至80纳米的粒径。

7.如权利要求3所述的生物感应装置，其特征在于，还包含设于所述第一高分子层上方的第三高分子层。

8.如权利要求3所述的生物感应装置，其特征在于，所述生物感应装置为隐形眼镜，所述基材的所述中心为所述隐形眼镜的光学区，所述第一区与所述第二区分布于所述隐形眼镜的非光学区，至少所述第二高分子层是从所述隐形眼镜的一面暴露出来，且所述一面为眼球直接接触面的相对面。

9.一种抗原含量的检测方法，其特征在于，包含：

提供如权利要求1至8中任一项所述的生物感应装置，其中所述生物感应装置的基材中包含相通的第一区和第二区，且所述第二区位于所述第一区的一侧；

令包含抗原的生物液体样本从所述生物感应装置的所述第二区流入至所述第一区，以释放多个复合抗体的至少一个，并使所述多个复合抗体的所述至少一个、所述抗原以及多个第二抗体的至少一个反应达一定时间，以在所述第二区形成复合体；

以特定波长的光源检测所述生物感应装置的所述第二区的所述复合体的光学性质，其中所述光学性质包含荧光强度或呈色；以及

根据所述光学性质获得所述抗原的含量。

10.如权利要求9所述的抗原含量的检测方法，其特征在于，所述特定波长为200纳米至700纳米，且所述第二区的反蛋白石光子晶体结构增加至少2倍的所述荧光强度。

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