TW202415945A - 微流體感測裝置、微流體感測系統及微流體感測方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種微流體感測裝置，其包含基底層；第一電極層，其包括第一基材、第一電極晶片、微孔層；微流體通道層；第二電極層，其包括第二電極晶片、第二基材；以及覆蓋層。本發明之微流體感測裝置，可以不需預培養待測樣品、無需表面處理，即可快速並精準偵測樣品濃度，並適用於食品中病原菌之快速檢測。

Description

微流體感測裝置、微流體感測系統及微流體感測方法

本發明係關於一種微流體感測裝置及其系統與方法，特別是指一種結合微孔結構的微流體感測裝置及其系統與方法。

台灣地處熱帶與亞熱帶區域，病原菌容易孳生，食物之保存較為不易，若誤食致病菌輕則造成嘔吐、腹瀉等症狀，若無法即時檢測出病原菌給予正確用藥，重則會造成患者之生命危險。因此對於食品病原菌之檢測裝置或方法對於食品安全與管控相當重要。

近年來，由於生物技術、醫學檢驗、生醫感測領域的研究均有長足的進步，已有許多偵測方法能檢測到各種細菌、細胞、病原體、蛋白質，乃至病毒、核酸或單分子尺度的檢測技術。然而，於食品病原菌檢測時，由於不同病原菌之致病量不同，相同菌種也會因不同的食物材質而有不同的致病量，尤其部分菌種在部分食物中僅需微量即能致病，因此習知檢測方法於檢測微量的細菌或其他待測物時，由於其檢測極限之限制，一般會先將細菌培養放大其數量，或利用PCR或基因轉殖方法來放大單分子待測樣品或其他待測標的，以使待測物達到能被偵測到之檢測極限。需要預培養待測樣品或食品中的細菌的步驟，也使得整個流程需要花費較長的時間來等待樣品的培養生長，其培養時間均至少要花數小時以上。

若不進行預培養的流程，目前市售的細菌類快速檢測套組多為免疫分析法，諸如酵素免疫分析法、免疫沉澱法、側向免疫層析法等，免疫分析法的檢測極限LOD大多都在10 ⁴CFU/mL以上。

習知檢測方法及商業化的檢測儀器，諸如光學檢測儀、電化學檢測儀等，亦時常搭配微流道晶片以作為低濃度生物樣品檢測之用。為了使樣品中的目標待測物處於能夠被檢測到的狀態，除了需針對待測之目標樣品，進行相對應的預處理之外，通常還需要於微流道晶片中的表面進行表面處理，其表面處理可能是化學修飾，例如藉由在表面上附上暴露於流體中的官能基而與特定目標物反應結合吸附，表面處理亦可能是生物修飾，例如在表面附上與目標物單一結合之抗體等。若不採用表面修飾的方法，一般亦有藉由磁鐵磁座的方式對磁性待測物進行吸附固定的作法。同時，採用表面修飾之微流道晶片由於與目標待測物反應結合後，其表面難以再次清潔並修飾，一般亦多只能一次性使用即需拋棄。

綜上所述，習知的檢測裝置及方法具有需長時間預培養待測物以增加其總量或濃度，進而才能被檢測裝置檢測到的問題；習知的微流體感測裝置需要表面處理才能黏附待測樣本，亦造成感測裝置製造成本及製造時間的提高，檢測亦受表面修飾之特性而受到量測干擾；無需預培養或無需表面修飾的檢測工具亦存在靈敏度較差、檢測效率差、無法重複利用的問題。

因此，需要一種快速、無需長時間預培養待測物，且對目標樣品無需於檢測裝置進行任何表面修飾處理，即能具有高檢測靈敏度、低製造成本、易於大量製造與使用的感測裝置、系統及方法，並適用於食品病原菌之檢測。

本發明之一態樣提供一種微流體感測裝置，包含：基底層，其係由不透水材料所構成；第一電極層，包括：第一基材，設置於基底層之上；第一電極晶片，設置於第一基材之上，且包括至少一工作電極；以及微孔層，設置於第一電極晶片之上，且具有複數個微孔；其中，第一基材具有第一凹部，用以容納第一電極晶片；微流體通道層，其係由不透水材料所構成，且具有微流體通道；第二電極層，包括：第二電極晶片，其係設置於微流體通道層之上，且包括至少一參考電極以及至少一輔助電極；以及第二基材，其係設置於第二電極晶片之上；其中，第二基材具有第二凹部，用以容納第二電極晶片；以及覆蓋層，其係由不透水材料所構成，設置於第二電極層之上；其中，微流體感測裝置具有自覆蓋層延伸至微流體通道之二端的二個孔洞，以使微流體通道與外界流體連通。

如前所述之微流體感測裝置，其中，至少一輔助電極設置之位置在工作電極正上方，且其面積較複數個微孔的面積大。

如前所述之微流體感測裝置，其中，第一電極晶片以及第二電極晶片分別連接至AC外加偏壓、DC外加偏壓或其組合。

如前所述之微流體感測裝置，其中，AC外加偏壓之頻率小於等於100 kHz。

本發明之另一態樣提供一種微流體感測系統，包含：微流體感測裝置，包括：基底層，其係由不透水材料所構成；第一電極層，包括：第一基材，設置於基底層之上；第一電極晶片，設置於第一基材之上，且包括至少一工作電極；以及微孔層，設置於第一電極晶片之上，且具有複數個微孔；其中，第一基材具有第一凹部，用以容納第一電極晶片；微流體通道層，其係由不透水材料所構成，且具有微流體通道；第二電極層，包括：第二電極晶片，其係設置於微流體通道層之上，且包括至少一參考電極以及至少一輔助電極；以及第二基材，其係設置於第二電極晶片之上；其中，第二基材具有第二凹部，用以容納第二電極晶片；以及覆蓋層，其係由不透水材料所構成，設置於第二電極層之上；其中，微流體感測裝置具有自覆蓋層延伸至微流體通道之二端的二個孔洞，以使微流體通道與外界流體連通；電壓產生模組，電連接至第一電極晶片以及第二電極晶片，且配置為施加AC偏壓、DC偏壓或其組合；以及訊號處理模組，電連接至第一電極晶片以及第二電極晶片，且配置為處理微流體感測裝置的訊號。

如前所述之微流體感測系統，還包含樣本處理模組，配置為預先處理待測物，將其製備為樣本流體，其中，樣本流體中含有待測物。

如前所述之微流體感測系統，其中，AC外加偏壓之頻率小於等於100 kHz。

本發明之另一態樣提供一種微流體感測方法，包含：處理待測物，將待測物製備為樣本流體，其中，樣本流體中含有待測物；注入樣本流體於如前所述的微流體通道之二端的二個孔洞中的一個；施加第一電壓於如前所述的第一電極晶片以及第二電極晶片之間；捕捉待測物於如前所述的複數個微孔之中；注入第一流體於如前所述的微流體通道之二端的二個孔洞中的一個；施加第二電壓於如前所述的第一電極晶片以及第二電極晶片之間；讀取待測物產生的訊號。

如前所述之微流體感測方法，其中，處理待測物之步驟，還包括：將待測物與介電物質相結合；純化待測物；將已純化之待測物製備為樣本流體。

如前所述之微流體感測方法，還包含清洗步驟：注入第二流體於如前所述的微流體通道之二端的二個孔洞中的一個；倒置如前所述的微流體感測裝置。

藉由本發明之微流體感測裝置其微孔直接設置於工作電極上之結構以及微流體通道上下兩側之電極，使低濃度之目標待測樣品中的目標待測物可以直接受到電場梯度的影響而聚集捕捉至微孔內，隨後利用相同的第一電極晶片與第二電極晶片對被捕捉的待測物進行定量分析量測，進而達成高樣品捕捉效率、高量測精度、可重複使用的功效，同時不用預培養樣品、不用進行表面修飾處理，亦使本發明具有檢測流程時間短、低製造成本之功效。

為了詳細說明本發明的技術內容、構造特徵，以下結合實施方式並配合附圖作進一步說明。

本發明提出一種具有微孔結構的微流體感測裝置，藉由將微孔結構直接設置於工作電極上，配合施加交流電壓於微流體通道上下兩側之電極，形成高電場梯度之非均勻電場於兩側電極之間，用以將待測物因介電泳(dielectrophoresis, DEP)效應捕捉於微孔之中，因此不需要對微流體裝置或電極表面進行任何化學或生物表面修飾，而能快速有效地捕捉待測樣品並利用電化學方法定量分析微量的待測樣品。

圖1及圖2分別顯示本發明一實施例之微流體感測裝置的剖面圖及爆炸圖，本發明一實施例中的微流體感測裝置1，包含：基底層10，其係由不透水材料所構成；第一電極層11，包括：第一基材111，設置於基底層10之上；第一電極晶片112，設置於第一基材111之上，且包括至少一工作電極114；以及微孔層113，設置於第一電極晶片112之上，且具有複數個微孔116；其中，第一基材111具有第一凹部115，用以容納第一電極晶片112；微流體感測裝置1還包含微流體通道層12，其係由不透水材料所構成，且具有微流體通道121；第二電極層13，包括：第二電極晶片132，其係設置於微流體通道層12之上，且包括至少一參考電極133以及至少一輔助電極134；以及第二基材131，其係設置於第二電極晶片132之上；其中，第二基材131具有第二凹部135，用以容納第二電極晶片132；微流體感測裝置1還包含覆蓋層14，其係由不透水材料所構成，設置於第二電極層13之上；其中，微流體感測裝置1具有自覆蓋層14延伸至微流體通道121之二端的二個孔洞15，以使微流體通道121與外界流體連通。於本發明一實施例中，參考電極113與輔助電極114相鄰設置。於本發明一實施例中，微流體感測裝置1還具有複數個固定部16，用以固定微流體感測裝置1之結構。

於本發明一實施例中，工作電極114為金，並設置三個平行的工作電極114於第一電極晶片112上，如圖2所示。具有複數個微孔116的微孔層113對應設置於第一電極晶片112上方。於一實施例中，微孔層113亦可設置在個別之工作電極114上方，並完整覆蓋個別的工作電極114。

圖3A顯示本發明一實施例中微孔層113的設計示意圖。於本發明一實施例中，微孔層113為負光阻，可以利用半導體製程方法自定義需要的微孔層113圖形、微孔116的數量、尺寸或布置方式等。需注意的是，微孔層113的材質不限於負光阻，亦可採其他電性較差的材料並利用3D列印等方法進行圖形的定義。

如圖3A所示，於本發明一實施例中，第一電極晶片112設有三個材料為金的工作電極114，微孔層113設置在第一電極晶片112的上方並完整覆蓋第一電極晶片112，於一實施例中，微孔層113亦可設置在個別之工作電極114上方，並僅完整覆蓋工作電極114。微孔層113的微孔116可以採用整齊排列亦可採用斜向設計，並由於流體在微流體通道121中流速主要是中間快，而兩側流速較慢，因此微孔116設置的位置採用逐漸偏向中間的位子去設計。於本發明一實施例中，每個工作電極114上對應的微孔116依不同需求與設計可設置不同數量的微孔116陣列。於本發明一實施例中，微孔的數量介於50~100之間。個別微孔116的尺寸大小則取決於所欲量測樣品的尺寸大小、電場梯度因空間限制的變化、微孔層113加工流程而能有不同設計，於本發明一實施例中，微孔116的直徑介於20 μm ~ 10 μm之間，並可依不同需求而為不同尺寸大小的調整。

本發明一實施例中參考電極133與輔助電極134相對於工作電極114分別採用上下兩層的結構，如圖1所示，藉由將參考電極133與輔助電極134與工作電極114分開，可以減少參考電極133與輔助電極134被樣品汙染的程度，於多次使用上可以僅視汙染情況替換工作電極114的部分，達成減少製程參考電極133與輔助電極134的次數及製造成本之功效，重複使用上亦更為便利。

於本發明一實施例中第一電極層11的製造流程為利用半導體製程之蝕刻微影方法，首先將載玻片進行清潔程序確保無殘留汙染物、雜質、水分後，將清潔後的載玻片以旋轉塗佈的方式塗上正光阻，並利用UV曝光而後進行顯影，隨後以蒸鍍方式在晶片上沉積20 nm Ti作為黏著層，以及200 nm Au層。在移除正光阻後，即可得到材質為金之所定義的工作電極114圖案區域。

在定義出工作電極114之面積區域後，繼續在電極區域上覆蓋一層負光阻作為絕緣之微孔層113。先將電極晶片再次清潔後，塗上負光阻劑(例如SU-8-3010)進行旋轉塗佈，其厚度約為8~10 μm。塗佈後將其以紫外光下曝光並進行顯影及清洗後，即完成微孔層113的覆蓋，並定義出具有複數個微孔116的工作電極114的區域。需注意的是，製造此微流體感測裝置1中之工作電極114、微孔層113與微孔116等的製造方法並不以半導體製程之蝕刻微影方法為限，諸如機械加工、雷射加工、3D列印、射出成型等手段均涵蓋在此實施例之態樣中。

圖3B顯示本發明一實施例中微孔層113的顯微鏡影像圖。於本發明一實施例中，以前述方法所製造之微孔層113以40倍之光學顯微鏡觀察，其結果如圖3B所示，可見於微孔層113上具有陣列形式排列的微孔116，於一實施例中，微孔116可為斜向排列，亦可為其他排列方式，以使微孔116易於捕捉待測物。

圖4A顯示本發明一實施例中微孔層113以及微流體通道層12的電場分布梯度圖。圖4A為說明圖2中微孔116處之局部放大示意圖，請同時參考圖1、圖2以及圖4A，基於所述，絕緣材料之微孔層113設置於工作電極114上，並以微孔116定義出工作電極114露出的區域。於施加交流電於位在上下兩側之輔助電極134(圖4A中未示，即位於微流體通道121上側)以及工作電極114時，由於空間侷限的差異，工作電極114暴露出的表面積受到微孔116的限制，因而在微流體通道121中造成電場梯度的差異，並在底部為工作電極114的微孔116內形成高梯度區域。

圖4B顯示本發明一實施例中待測物4於微孔116中被捕捉之示意圖。由上圖4中可見，於施加交流電於上下兩側之輔助電極134以及工作電極114時，由於空間的限制，底部為工作電極114的微孔116內為高電場區域(為使圖式簡潔，示意之電力線僅繪製於其一微孔116處，後續示意圖亦同)，微流體通道121中的電場梯度會使隨著流體流入之具有介電性質的待測物4被電場梯度引起之介電泳效應而受力(箭頭45示意為待測物4之移動方向)，進而被捕捉於微孔116之中。當待測物4由於介電泳效應被大量捕捉至微孔116後，後續即可藉由位於上下兩側之參考電極(圖未示)、輔助電極134以及工作電極114對待測物4進行定量量測與分析。藉由本發明一實施例中的微流體感測裝置1，即使流體中的待測物4濃度低，利用微流體感測裝置1中直接設置在工作電極114上的微孔層113結構，結合分別設置於微流體通道層12上下兩側的電極，可以利用介電泳效應快速捕捉、高度聚集所欲量測之待測物4於微孔116中，使微流體感測裝置1能夠偵測微量的待測物4並定量分析。此外，由於本發明一實施例中的微流體感測裝置1採用電場梯度的介電泳效應捕捉目標待測物4，因此不需要在微流體通道121的任一表面、工作電極114的表面透過任何的生物或化學表面處理方法或修飾來捕捉目標待測物4，進而使本發明之微流體感測裝置1相較於需要進行額外表面處理的其他微流體裝置(例如除了相同的微流體製程之外，還需在微流體通道表面進行官能基活化處理，並與目標待測物的抗體相結合，而後才能於表面捕捉對應抗體抗原之目標待測物，且表面處理後往往保存不易)而言，本發明之微流體感測裝置1具有較低製造成本、較快製造時間，同時較容易製造利用、長期保存、適用任何使用環境場域之功效。

於本發明一實施例中，輔助電極134設置之位置在工作電極114正上方，且其面積較複數個微孔116的面積大，藉由將施加交流電以產生介電泳效應的電極即輔助電極134與工作電極114對正設置，並同時使輔助電極134的面積大於微孔116的面積，可在微流體通道121空間中形成更大的電場梯度以及較為整齊的電場梯度分布，進而進一步提高微孔116捕捉樣品的效率。

於本發明一實施例中，第一電極晶片112以及第二電極晶片132分別連接至AC外加偏壓、DC外加偏壓或其組合，以針對不同特性、電性、尺寸的目標樣品進行捕捉及定量量測分析。

於本發明一實施例中，AC外加偏壓之頻率小於等於100kHz，以大幅提升捕捉目標樣品至微孔116中的效率。

於本發明之另一態樣還提供了一種微流體感測系統2，其包含：如上所述之微流體感測裝置1；電壓產生模組21，電連接至第一電極晶片112以及第二電極晶片132，且配置為施加AC偏壓、DC偏壓或其組合；以及訊號處理模組22，電連接至第一電極晶片112以及第二電極晶片132，且配置為處理微流體感測裝置1的訊號。電壓產生模組21可提供微流體感測裝置1交流電壓以形成介電泳效應，亦可提供不同形式、頻率、振幅組合的電壓以提供微流體感測裝置1進行定量分析量測所需輸入的電訊號。訊號處理模組22藉由處理第一電極晶片112以及第二電極晶片132上的電訊號，可分析其電訊號差異與變化，進而定量分析目標樣品。於本發明一實施例中，訊號處理模組22利用電化學阻抗頻譜分析術以分析電訊號及目標樣品之定量結果，藉由目標樣品在電極表面時的現象差異，在化學反應平衡電位上施加微小振幅的交流電壓，可以在電極表面產生淨氧化還原反應。而電極表面上生成物與反應物的濃度改變，將會形成擴散現象。在低頻的狀態下，氧化還原反應所造成的擴散現象較為顯著，相反的，在高頻的狀態下，因生成物與反應物快速的氧化還原反應，使得擴散現象消失。藉由不同頻率來檢測電極表面的改變、擴散現象與電子轉移率，進而分析得在電極表面處目標樣品的定量分析結果。於一實施例中，電壓產生模組21與訊號處理模組22可以整合設置。

於本發明一實施例中，微流體感測系統2還包含樣本處理模組23，配置為預先處理待測物4，將其製備為樣本流體5，其中，樣本流體5中含有待測物4。藉由樣品處理模組23，可將各種不同來源的樣品，針對所欲量測之目標待測物4，進行樣品的處理，並將其製備為可以注入於微流體感測裝置1之中的樣本流體5，亦可依照不同的樣品性質，將其目標待測物4與具有介電性質之物質混和結合，並將其進行換液以適合注入於微流體感測裝置1之中。於本發明一實施例中，待測物4為沙門氏菌，樣品處理模組23將磁珠與能專一結合於沙門氏菌的物質混和結合，形成能與沙門氏菌單一結合的免疫磁珠，並以磁鐵進行純化後與沙門氏菌樣品混和並以磁鐵再次進行純化，進而製備成具有與磁珠結合之沙門氏菌的樣本流體5。

本發明之另一態樣還提供了一種微流體感測方法，如圖5所示為本發明一實施例中微流體感測方法之步驟圖，微流體感測方法包含：步驟S810處理待測物4，將待測物4製備為樣本流體5，其中，樣本流體5中含有待測物4；步驟S820注入樣本流體5於微流體感測裝置1的微流體通道121之二端的二個孔洞15中的一個；步驟S830施加第一電壓於微流體感測裝置1的第一電極晶片112以及第二電極晶片132之間；步驟S840捕捉待測物4於微流體感測裝置1的複數個微孔116之中；步驟S850注入第一流體61於微流體感測裝置1的微流體通道121之二端的二個孔洞15中的一個；步驟S860施加第二電壓於微流體感測裝置1的第一電極晶片112以及第二電極晶片132之間；步驟S870讀取待測物4產生的訊號。藉由所述微流體感測方法，可將不同來源、不同性質的待測物4處理製備為可以流入微流體通道121的樣本流體5。隨後透過微流體通道121一端的孔洞15將樣本流體5注入於微流體通道121中，並可進一步於另一孔洞15處裝設幫浦以抽取微流體通道121中的樣本流體5並控制流速，於一實施例中流速設定在25 μL/min。當樣本流體5於微流體通道121中，施加第一電壓於電極之間，第一電壓為交流電電壓，以使微流體通道121中形成電場梯度，並產生介電泳效應以捕捉樣本流體5中的待測物4於微孔116之中(箭頭45示意為待測物4之移動方向)，如圖6A所示。其後由與注入樣本流體5相同的孔洞15注入第一流體61，其第一流體61為適用於量測待測物4性質之緩衝量測用流體，於一實施例中為具有電子調節性質的5 mM Fe(CN) ₆ ^3-/4-與10 mM PBS (pH 7.0)溶液，此時施加用於量測之第一流體61亦不會將已捕捉於微孔116中的待測物4帶離，如圖6B所示，並施加不同於用以形成介電泳效應之第一電壓的第二電壓，來進行待測物4的量測並讀取其產生的訊號，於本發明一實施例中為電化學阻抗頻譜分析之阻抗變化訊號。

於本發明一實施例中，如圖7所示，處理待測物4之步驟，還包括：步驟S812將待測物4與介電物質相結合；步驟S814純化待測物4；步驟S816將已純化之待測物4製備為樣本流體5。藉此除了可將不同來源、不同性質的待測物4依性質製備為樣本流體5外，並可依不同待測物4性質將其進行純化並與介電物質相結合，而後製備出僅有具介電性質的待測物4並且無其他雜質與干擾物之具專一性的樣本流體5。於本發明一實施例中，所述用於結合之介電物質上具有與待測物4專一性結合之特徵。

於本發明一實施例中，如圖8所示，微流體感測方法還包含清洗步驟：步驟S880注入第二流體62於微流體感測裝置1的微流體通道121之二端的二個孔洞15中的一個；步驟S890倒置微流體感測裝置1。當量測結束後，於注入第一流體61的相同孔洞15注入第二流體62以沖洗微流體通道121，藉由沖洗的方式移除微流體通道121及微孔116內的殘留樣品、待測物4等，使已使用過的微流體感測裝置1得以再生利用，並於一實施例中可進一步於另一孔洞15處裝設幫浦以抽取微流體通道121中的第二流體62並控制流速，並可以較快的流速進行沖洗，於一實施例中，沖洗流速設定在100 μL/min，第二流體為DI water。除注入第二流體62沖洗微流體通道121之外，藉由將微流體感測裝置1倒置，可使原先捕捉於微孔116中的待測物4因地心引力而更容易被第二流體62沖洗離開微孔116(箭頭45示意為待測物4之移動方向)，如圖9所示，進而可達成清洗再生微流體感測裝置1之功效，而能重複利用微流體感測裝置1，降低製造成本並節約資源。於一實施例中，於倒置微流體感測裝置1時，能進一步施加外力於其背面(即微流體通道121的微孔116側)，藉由施加外力敲擊，使原先被捕捉於微孔116內的待測物4更容易落下脫離微孔116並被第二流體62沖洗帶離，以更乾淨地完成沖洗流程。

為進一步說明本發明不同態樣各實施例之感測效能，以下以各實驗例輔以說明。下列各實驗例之量測以電化學阻抗頻譜分析術(electrochemical impedance spectroscopy，後稱EIS)進行。

[實驗例1] 實驗例1為工作電極114之穩定性實驗。於實驗例中工作電極114材料為金。

圖10A顯示金工作電極穩定性的奈氏圖，顯示其在DI water中施加五分鐘交流電壓，而後依序施加一分鐘的交流電壓三次的變化情形。圖10B顯示如圖10A相同條件之三個金工作電極的阻抗變化百分率。

本實驗例使用沙門氏菌(下稱Sal)作為待測物4，並使用免疫磁珠(免疫磁珠下稱IMB，磁珠下稱MB)作為介電物質。在進行沙門氏菌結合免疫磁珠之複合體(下稱IMB@Sal)的捕捉前，進行金工作電極的穩定性實驗。在實際應用前施加一段時間的電壓，以穩定電極表面狀態。將100 μL的 DI water注入至微流體通道121內，使用syringe pump與一孔洞15相連以進行抽取，流速設定在25 μL/min，然後施加7.5 V，50 kHz的交流電壓5分鐘以進行表面清潔。之後注入100 μL的5 mM Fe(CN) ₆ ^3-/4-的10 mM PBS (pH 7.0)，即第一流體61，進行EIS量測。然後注入DI water進行換液後再施加1分鐘的電壓來觀察阻值變化，並且重複三次此步驟。結果如圖10A所示，驗證當施加5分鐘後的阻值與再施加各1分鐘時的阻值變化沒有明顯差距，其誤差僅在10%內，如圖10B所示，可確保後續量測時之電極呈現穩定的狀態。

[實驗例2] 實驗例2為電極再生的清洗穩定性實驗。

圖11A顯示電極再生前後的奈氏圖，其顯示注入濃度10 ⁵CFU/mL的IMB@Sal，流速設定在25 μL/min，每次施加電壓為1分鐘，於清洗時提高流速至100 μL/min之結果。圖11B顯示如圖11A條件之三個電極的阻抗變化百分率。

在如實驗例1之預處理金電極表面後，進行正介電泳(positive dielectrophoresis, pDEP)捕捉沙門氏菌與清洗的重複驗證。首先注入製備好之IMB@Sal(為10 ⁵CFU/mL)體積100 μL，syringe pump的流速設定在25 μL/min，施加7.5 V，50 kHz的交流電壓進行1分鐘捕捉，再注入100 μL的5 mM Fe(CN) ₆ ^3-/4-與10 mM PBS (pH 7.0)進行換液並進行EIS量測，量測後再使用本發明之電極再生方法，注入100 μL的DI water，並將流速提高到100 μL/min進行清潔，並在流動的狀態中將微流體感測裝置1倒置並進一步對底部施加外力敲擊，以讓IMB@Sal容易離開微孔116。此操作流程進行三次的反覆測試，如圖11A中所示之RG1、RG2、RG3。結果發現經過提高流速以及將微流體感測裝置1倒置過來施加外力敲擊的清洗流程，可使電極回到原本初始狀態，反覆三次其結果誤差均在10%內，如圖11B所示，顯見清洗過後的量測訊號明顯低於量測樣品時之訊號，確認其可再生重複利用。

[實驗例3] 實驗例3為不同交流電頻率對捕捉免疫磁珠的影響實驗。

圖12A顯示不同交流電頻率下之奈氏圖，使用不同頻率量測對濃度10 ⁵CFU/mL IMB@Sal的捕捉阻抗變化(使用頻率包括10 kHz、50 kHz、100 kHz、500 kHz、1 MHz)，DEP時間1分鐘，在濃度為5 mM Fe(CN) ₆ ^3-/4-與10 mM PBS (pH 7.0)的量測液中測量，流速設定在25 μL/min。圖12B顯示如圖12A條件下的阻抗變化百分率。

於此實驗例使用與上述實驗例相同方法流程，使用pDEP捕捉IMB@Sal至微孔116中，實驗例3使用IMB@Sal的為濃度為10 ⁵CFU/mL，注入的體積量為100 μL，syringe pump的流速設定在25 μL/min，電壓為7.5 V，施加時間1分鐘，而施加之交流電壓頻率分別為10 kHz、50 kHz、100 kHz、500 kHz、1 MHz並進行量測，量測液為5 mM Fe(CN) ₆ ^3-/4-與 10 mM PBS (pH 7.0)，其結果如圖12A所示。根據統計之阻抗變化百分率如圖12B所示之結果可見，在高頻時所量測出的△Ret較低，在低頻時的△Ret較高，並在50 kHz時有最高的阻值，其捕捉效率最為顯著。

[實驗例4] 實驗例4為不同待測樣品濃度之訊號反應實驗。

圖13A顯示電極對不同待測樣品濃度之奈氏圖，流速設定在25 μL/min，施加電壓時間為1分鐘。圖13B顯示圖13A條件之三個電極的統計後阻抗變化百分率之校正曲線。

於實驗例4中，經過上述實驗例所述之電極表面清潔後，首先注入含有5 mM Fe(CN) ₆ ^3-/4-的10 mM PBS (pH 7.0)量測背景值，再依序續注入100 μL不同濃度10 ²CFU/mL、10 ³CFU/mL、10 ⁴CFU/mL、10 ⁵CFU/mL之待測樣品(即待測物4)進行不同濃度的量測。其餘方法流程與上述實驗例相同，流速設定在25 μL/min，觀察syringe pump所注入的體積量，當注入到75 μL時開始施加交流電壓1分鐘，施加完後再進行換液的步驟，注入含有5 mM Fe(CN) ₆ ^3-/4-的 10 mM PBS (pH 7.0)，流速設定在25 μL/min，進行EIS的量測，此步驟對三根不同的電極進行量測，其一電極之結果如圖13A所示。當隨著待測樣品濃度提高，所量測的阻抗百分比變化率也逐漸提高。圖13B顯示此三根不同電極之統計後阻抗變化百分率之校正曲線，可知在此量測條件下，其量測線性範圍已可達10 ²－10 ⁵CFU/mL。

[實驗例5] 實驗例5為施加不同DEP時間對捕捉效率之影響實驗。

圖14顯示施加不同時間DEP的阻抗變化百分率。

與前述之實驗例流程相同，於電極經表面清潔後，首先注入含有5 mM Fe(CN) ₆ ^3-/4-的10 mM PBS (pH 7.0)量測背景值，再注入低濃度的10 ²CFU/mL 的IMB@Sal作為量測樣品，其體積量為100 μL，流速設定為25 μL/min，施加7.5 V，50 kHz的交流電壓進行捕捉量測，觀察syringe pump所注入的體積量，在IMB@Sal注入過程中，分別測試不同的pDEP施加時間，包括1分鐘、2分鐘與3分鐘之捕捉時間對訊號的影響，並進行電極表面阻抗之量測。結果顯示，當對流動中的IMB@Sal進行長時間的正介電泳(pDEP)施加，隨著時間的增加，IMB@Sal(即待測樣品中之待測物)的捕捉率也隨之增加，如圖14之阻抗變化百分率所示。

[實驗例6] 實驗例6為介電物質之背景值影響實驗。於實驗例中為免疫磁珠(IMB)。

圖15A顯示量測背景值之奈氏圖，經流入100 μL IMB(5×10 ⁹IMB/mL)，並以流速25 μL/min注入微流體通道121，施加DEP時間1分鐘，再以流速100 μL/min清洗，重複三次之背景驗證。圖15B顯示圖15A之阻抗變化百分率。

實驗例6之施加交流電壓為7.5 V、50 kHz，施加交流電壓時間為3分鐘，測試無待測物4(於實驗例中為沙門氏菌)而僅有介電物質(於實驗例中即免疫磁珠)的背景值干擾，使用IMB取2.5 μL(2×10 ⁸IMB/μL)加入DI water製備成100 μL的IMB懸浮液(5×10 ⁹IMB/mL)進行量測並重複三次，結果如圖15A及15B所示，其背景之雜訊為3.5±1.1%，可見IMB(免疫磁珠本身，即未與待測物4結合之介電物質)對電極的干擾影響極小。

[實驗例7] 實驗例7為檢測極限之檢量線實驗。

圖16A顯示不同待測物濃度下之奈氏圖，不同濃度的樣本流體之流速為25 μL/min並施加3分鐘DEP進行捕捉。圖16B顯示圖16A條件之下三個電極的統計後阻抗變化百分率之校正曲線，即檢量線。

實驗例7採用與上述實驗例相同之流程，實驗例7中使用了待測樣品濃度分別為10 ¹CFU/mL、10 ²CFU/mL、10 ³CFU/mL、10 ⁴CFU/mL、10 ⁵CFU/mL以進行比較，體積均為100 μL，syringe pump流速設定在25 μL/min，並對三個工作電極進行量測。結果顯示，與實驗例4相比，隨著施加DEP時間的提高，實驗例7中施加三分鐘的DEP，其不同濃度的阻值變化量都比施加一分鐘的DEP的阻值變化量還要再上升許多，如圖16A所示為其一工作電極之奈氏圖結果，而圖16B則為相同條件下統計三個工作電極之檢量線，由圖16B可見，其線性範圍來到10 ¹－10 ⁴CFU/mL，而基於前述實驗例6所得之背景值3.5%並依此定義10.5%為檢測訊號，將其代入所述檢量線，可計算得其檢測極限LOD來到2 CFU/mL。

[實驗例8] 實驗例8為不施加DEP僅有自然沉降時不同濃度之訊號反應實驗。

圖17A顯示不同待測物濃度在不施加DEP下之奈氏圖，僅依其自然沉降至工作電極上之結果。圖17B顯示圖17A條件下之統計後阻抗變化百分率之校正曲線。

實驗例8採用與實驗例7相同之流程，差異之處在於不施加交流電並不產生DEP效應，而僅依靠待測物於流體中之自然沉降所測得之阻抗值，其結果之奈氏圖如圖17A所示，與實驗例7有施加DEP之結果相比，顯見自然沉積的效應在待測物濃度不高時影響並不顯著，其影響程度可再參考圖17B所示，足見在低濃度(例如10 CFU/mL)時其阻抗變化百分率僅有5%。

[實驗例9] 實驗例9為真實食品樣本中之量測實驗。

圖18A顯示在真實食品樣本中摻雜不同濃度待測物之奈氏圖，其在100 μL 牛奶中先摻雜5×10 ⁷IMB與濃度分別為10 ¹、10 ²、10 ³、10 ⁴CFU的Sal並進行免疫結合反應30分鐘再與磁座吸附獲得IMB@Sal後，再使用DI water清洗兩次，回溶於100 μL DI water中，並收集自2管100 μL的牛奶樣本，經DEP收集3分鐘後所測量之結果。圖18B顯示圖18A條件下之統計後阻抗變化百分率之校正曲線。

本發明一實施例中之待測樣品製備方法，於上述實驗例中，實驗之樣品使用 Salmonella Choleraesuis(SC)菌株是以Luria-Bertani (LB, DIFCO, Cat No. 244620)所配製之液態培養基(LB broth)進行培養，培養條件為37 °C恆溫震盪培養，震盪轉速為150 rpm。將SC接種於LB broth中隔夜震盪培養，以OD _{600 nm}偵測菌液濁度，並取適量菌液於室溫下以8000 rpm 離心5分鐘(Eppendorf 5415 D)，去除上清液後以PBS懸浮菌體洗除LB broth，再以8000 rpm離心5分鐘，共洗三次。去除上清液後，將菌體以900 μL PBS懸浮並完全沖散，之後再加入100 μL 37 % formaldehyde (Sigma-Aldrich)混合均勻，使反應最終濃度為3.7 % formaldehyde。室溫下靜置反應10分鐘，反應完成後再於室溫下以8000 rpm 離心5分鐘，去除formaldehyde後以PBS清洗菌體三次，最後依照實驗需求回溶定量體積之PBS。需注意的是，此處之菌株培養係用於實驗例之驗證，維持環境穩定並確定樣品濃度，以進行裝置之穩定性驗證，非指使用微流體感測裝置時需進行樣品之預培養。接著使用100 nm MB(2 mg/mL, 1.8×10 ¹²particles/mg)作為抗體載體，進行抗體(1 mg/mL的anti-salmonella mouse monoclonal Ab)於MB上的固定，其比率採用W _MB:W _Ab= 1:1。以要捕捉100 μL 10 ⁷CFU/mL Sal所需之IMB製備為例，取5 μL的MB 與 95 μL 30 mM EDC/NHS混合液(製備於 100 mM MES, pH4.6)混和後以60 rpm震盪30分鐘，以活化MB表面的COOH官能基，隨後使用永久磁鐵磁座將MB收集純化，移除上清液再加入100 μL 的 10 mM PBS (pH 7.0)，再純化一次以移除殘餘的EDC/NHS。取10 μL Ab1 (製備於 10 mM PBS, pH7.0)滴在含有MB的溶液當中，混和均勻後以60 rpm震盪30分鐘，以磁鐵進行純化。再將IMB吸附純化移除上清液後，再加入100 μL的10 mM PBS (pH7.0)，進行清洗1次後，回溶至94 μL的10 mM PBS (pH7.0)中，使IMB溶液濃度為2×10 ⁸IMB/μL，以完成IMB溶液製作。再將Sal稀釋至10 ⁷CFU/mL取100 μL，按照鍵結比之500:1比例取2.5 μL IMB溶液(2×10 ⁸IMB/μL)為5×10 ⁸IMB進行IMB@Sal的製備，另外也製備Sal濃度為10 ⁶CFU/mL取100 μL，再取0.25 μL的MB製備 5×10 ⁷IMB，混和均勻後以60 rpm震盪30分鐘，以磁鐵進行純化。再將IMB@Sal吸附純化移除上清液後，再加入100 μL 的 10 mM PBS (pH7.0)，進行清洗1次後，最後回溶於100 μL DI water中，於此示例中，分別製作出10 ⁷CFU/mL與10 ⁶CFU/mL的IMB@Sal。

為了進一步驗證本發明之微流體感測裝置、微流體感測系統及微流體感測方法用於真實食品樣本之情況，實驗例9進行真實食品樣本的量測。首先將10 OD的 Salmonella(沙門氏菌)與牛奶進行混和，以模擬真實牛奶中被沙門氏菌汙染之情況，並確保 Salmonella的背景液已更換成牛奶，再依照本發明上述實施例之步驟將免疫複合磁珠與牛奶進行混和反應30分鐘，反應完成後將其置於磁座吸附五分鐘，再將上清液移除，而後加入DI water進行回溶，再進行一次移除上清液之純化程序，即完成真實食品樣本之處理，以確保真實食品樣本中的牛奶完全移除，不會干擾到電極的量測，使其成為能夠注入微流體通道121之真實食品樣本製備後之樣本流體，即完成樣本流體之製備。

接著取樣本體積200 μL，上磁座吸附5分鐘，再取出上清液，再回溶至100 μL DI water中，增加樣本的體積量。之後取出100 μL注入微流道，施加7.5 V，50 kHz的交流電壓，施加時間3分鐘，syringe pump流速設定在25 μL/min，施加完正介電泳(pDEP)後進行量測液即5 mM Fe(CN) ₆ ^3-/4-的 10 mM PBS (pH 7.0)之換液，並進行EIS阻抗量測。本實驗例9進行三種不同濃度(10 ¹CFU/mL、10 ²CFU/mL、10 ³CFU/mL)的真實食品樣本量測，來驗證本發明一實施例中的微流體感測裝置1是否可以捕捉量測到真實食品樣本中的待測物(即沙門氏菌)。結果顯示，藉由本發明一實施例之微流體感測裝置，其量測之阻抗百分比變化率有上升的趨勢，足見在真實食品樣本中的沙門氏菌可以透過IMB收集，並且可以透過介電泳捕捉至工作電極上進行量測。如圖18A為真實食品樣本條件下量測之奈氏圖，圖18B為真實食品樣本之阻抗增幅變化率百分比的校正曲線，由此可見在真正的食品樣本中，其檢測範圍也可以達到線性範圍為10 ¹－10 ⁴CFU/mL，檢測極限LOD為2 CFU/mL之顯著功效。

此外，上述之IMB複合體可以是IMB與細胞、細菌或病毒的免疫反應結合物。此技術方法無需對待測樣品進行檢測前的預培養，因此可以在45分鐘(含30分鐘免疫反應產生IMB複合體、5分鐘IMB複合體收集、4分鐘注入微流體感測裝置捕捉與6分鐘電化學定量檢測)內獲得待測樣品內之待測物(例如：生物粒子、細胞、細菌或病毒)的定量分析結果，並可依不同需求適用於特定癌細胞、病原菌或是病毒的收集與定量。

綜上所述，本發明之微流體感測裝置、微流體感測系統以及微流體感測方法至少具有以下技術功效：

藉由本發明微流體感測裝置中直接設置在工作電極上的微孔結構，可以在微流體通道中建立電場梯度，並利用微孔空間侷限的特性，使流體中的待測物受到介電泳(DEP)效應的影響被捕捉至微孔之中，而後能直接對微孔中的待測物進行電性量測獲得定量分析之結果。能夠在不需要在任何表面進行生物或化學的表面修飾，並且在不需要針對待測樣品進行預培養以放大濃度的情況下，達到至少LOD=10 CFU/mL之檢測極限的量測精度。

本發明之微流體感測裝置藉由微孔層上多組微孔陣列的設置，結合上述DEP方法亦大幅提升待測物的捕捉效率。

本發明之微流體感測裝置不用對微流體通道內的任何表面或電極進行生物或化學修飾，亦大幅降低了微流體感測裝置的製造成本、製造難度以及製造時間，且不需生物或化學的表面修飾，亦使本發明之微流體感測裝置易於保存，並適於在各種環境下使用，同時避免了表面修飾物質在表面上造成的不穩定性或雜質之吸附，進而避免量測結果因表面修飾之不穩定性。

本發明之微流體感測裝置不需要針對待測樣品進行預培養以放大濃度，亦能讓使用者能在一小時內即快速地完成整套定量檢測的流程，而不需花費數小時的樣品預培養程序。

本發明之微流體感測裝置使用層狀結構的微流體感測裝置，各層的製程與整體的封裝均不需要任何高成本或過於精密的製程，而使本發明的微流體感測裝置具有成本較低、易於大量製造的優勢。同時，將輔助電極及參考電極與工作電極分別設置於微流體通道之上下兩側，亦有效減少上側輔助電極及參考電極之汙染程度與更換頻率，有利於微流體感測裝置之多次使用及降低消耗成本。

本發明之微流體感測裝置非為一次性使用，微流體感測裝置之結構設計令其具有重複使用的特性，結合本發明之微流體感測方法能使其裝置具有高度的可再生利用性，大幅降低了使用成本及資源之消耗。

本發明之微流體感測裝置使用電訊號作為定量量測之訊號類型，相較於光學、熱能等量測方法，亦更適用整合於其他裝置，而具有高相容性與高整合性之優勢。

本發明之微流體感測方法中針對待測樣本之純化，進一步與介電物質專一性結合的特徵，亦具有高專一性檢測、高再現性、易於大量化製造之優點。

除此之外，藉由本發明上述待測樣本之純化與進一步專一性結合之方法，能夠使流入微流體感測裝置之流體均無任何其他待測物之外的汙染物，而能免於真實汙染樣品對微流體感測裝置之汙染。藉由此方法亦能夠透過不同專一性標的結合待測物的方法，而能夠容易地改變所欲偵測之待測物，例如不同細菌、細胞、蛋白質、核酸、病毒等，都能以同樣的方法與裝置進行檢測，大幅提高本發明之微流體感測裝置之廣泛應用性。

本發明在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，實施例僅用於描繪本發明，而不應解讀為限制本發明之範圍。應注意的是，舉凡與實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本發明之範疇內，並所附請求項之範圍應採最廣義解釋，以將所有諸如修改、相似的安排以及流程等包含於其中。

1:微流體感測裝置 10:基底層 11:第一電極層 111:第一基材 112:第一電極晶片 113:微孔層 114:工作電極 115:第一凹部 116:微孔 12:微流體通道層 121:微流體通道 13:第二電極層 131:第二基材 132:第二電極晶片 133:參考電極 134:輔助電極 135:第二凹部 14:覆蓋層 15:孔洞 16:固定部 4:待測物 45:待測物移動方向 5:樣本流體 61:第一流體 62:第二流體 E _H:高電場 E _L低:電場 S810~S890:步驟

圖1顯示本發明一實施例中微流體感測裝置之剖面圖； 圖2顯示本發明一實施例中微流體感測裝置之爆炸圖； 圖3A顯示本發明一實施例中微孔層的設計示意圖； 圖3B顯示本發明一實施例中微孔層的顯微鏡影像圖； 圖4A顯示本發明一實施例中微孔層以及微流體通道層的電場分布梯度圖； 圖4B顯示本發明一實施例中待測物於微孔中被捕捉之示意圖； 圖5顯示本發明一實施例中微流體感測方法之步驟圖； 圖6A顯示本發明一實施例中待測物於微孔中被捕捉之示意圖； 圖6B顯示本發明一實施例中待測物於微孔中被捕捉後注入第一流體之示意圖； 圖7顯示本發明一實施例中微流體感測方法之次步驟圖； 圖8顯示本發明一實施例中微流體感測方法之步驟圖； 圖9顯示本發明一實施例中微流體感測裝置倒置並注入第二流體之示意圖； 圖10A顯示本發明一實驗例中顯示金工作電極穩定性的奈氏圖； 圖10B顯示如圖10A條件下三個金工作電極的阻抗變化百分率； 圖11A顯示電極再生前後的奈氏圖； 圖11B顯示如圖11A條件下三個電極的阻抗變化百分率； 圖12A顯示不同交流電頻率下之奈氏圖； 圖12B顯示如圖12A條件下的阻抗變化百分率； 圖13A顯示電極對不同待測樣品濃度之奈氏圖； 圖13B顯示圖13A條件下三個電極的統計後阻抗變化百分率之校正曲線； 圖14顯示施加不同時間DEP的阻抗變化百分率； 圖15A顯示量測背景值之奈氏圖； 圖15B顯示圖15A條件下之阻抗變化百分率； 圖16A顯示不同待測物濃度下之奈氏圖； 圖16B顯示圖16A條件下三個電極的統計後阻抗變化百分率之校正曲線； 圖17A顯示不同待測物濃度在不施加DEP下之奈氏圖； 圖17B顯示圖17A條件下之統計後阻抗變化百分率之校正曲線； 圖18A顯示在真實食品樣本中摻雜不同濃度待測物之奈氏圖； 圖18B顯示圖18A條件下之統計後阻抗變化百分率之校正曲線。

1:微流體感測裝置

10:基底層

11:第一電極層

111:第一基材

112:第一電極晶片

113:微孔層

114:工作電極

115:第一凹部

12:微流體通道層

121:微流體通道

13:第二電極層

131:第二基材

132:第二電極晶片

133:參考電極

134:輔助電極

135:第二凹部

14:覆蓋層

15:孔洞

Claims (10)

1. 一種微流體感測裝置，包含： 一基底層，其係由不透水材料所構成； 一第一電極層，包括： 一第一基材，設置於該基底層之上； 一第一電極晶片，設置於該第一基材之上，且包括至少一工作電極；以及 一微孔層，設置於該第一電極晶片之上，且具有複數個微孔； 其中，該第一基材具有一第一凹部，用以容納該第一電極晶片； 一微流體通道層，其係由不透水材料所構成，且具有一微流體通道； 一第二電極層，包括： 一第二電極晶片，其係設置於該微流體通道層之上，且包括至少一參考電極以及至少一輔助電極；以及 一第二基材，其係設置於該第二電極晶片之上； 其中，該第二基材具有一第二凹部，用以容納該第二電極晶片；以及 一覆蓋層，其係由不透水材料所構成，設置於該第二電極層之上； 其中，該微流體感測裝置具有自該覆蓋層延伸至該微流體通道之二端的二個孔洞，以使該微流體通道與外界流體連通。
2. 如請求項1所述之微流體感測裝置，其中，該至少一輔助電極設置之位置在該工作電極正上方，且其面積較該複數個微孔的面積大。
3. 如請求項1所述之微流體感測裝置，其中，該第一電極晶片以及該第二電極晶片分別連接至一AC外加偏壓、一DC外加偏壓或其組合。
4. 如請求項3所述之微流體感測裝置，其中，該AC外加偏壓之頻率小於等於100kHz。
5. 一種微流體感測系統，包含： 一微流體感測裝置，包括： 一基底層，其係由不透水材料所構成； 一第一電極層，包括： 一第一基材，設置於該基底層之上； 一第一電極晶片，設置於該第一基材之上，且包括至少一工作電極；以及 一微孔層，設置於該第一電極晶片之上，且具有複數個微孔； 其中，該第一基材具有一第一凹部，用以容納該第一電極晶片； 一微流體通道層，其係由不透水材料所構成，且具有一微流體通道； 一第二電極層，包括： 一第二電極晶片，其係設置於該微流體通道層之上，且包括至少一參考電極以及至少一輔助電極；以及 一第二基材，其係設置於該第二電極晶片之上； 其中，該第二基材具有一第二凹部，用以容納該第二電極晶片；以及 一覆蓋層，其係由不透水材料所構成，設置於該第二電極層之上； 其中，該微流體感測裝置具有自該覆蓋層延伸至該微流體通道之二端的二個孔洞，以使該微流體通道與外界流體連通； 一電壓產生模組，電連接至該第一電極晶片以及該第二電極晶片，且配置為施加一AC偏壓、一DC偏壓或其組合；以及 一訊號處理模組，電連接至該第一電極晶片以及該第二電極晶片，且配置為處理該微流體感測裝置的訊號。
6. 如請求項5所述之微流體感測系統，還包含一樣本處理模組，配置為預先處理一待測物，將其製備為一樣本流體，其中，該樣本流體中含有該待測物。
7. 如請求項6所述之微流體感測系統，其中，該AC外加偏壓之頻率小於等於100kHz。
8. 一種微流體感測方法，使用如請求項5所述的微流體感測系統，該微流體感測方法包含： 處理一待測物，將該待測物製備為一樣本流體，其中，該樣本流體中含有該待測物； 注入該樣本流體於該微流體通道之二端的二個孔洞中的一個； 施加一第一電壓於該第一電極晶片以及該第二電極晶片之間； 捕捉該待測物於該複數個微孔之中； 注入一第一流體於該微流體通道之二端的二個孔洞中的一個； 施加一第二電壓於該第一電極晶片以及該第二電極晶片之間； 讀取該待測物產生的一訊號。
9. 如請求項8所述之微流體感測方法，其中，處理該待測物之步驟，還包括： 將該待測物與一介電物質相結合； 純化該待測物； 將已純化之該待測物製備為該樣本流體。
10. 如請求項8所述之微流體感測方法，還包含一清洗步驟： 注入一第二流體於該微流體通道之二端的二個孔洞中的一個； 倒置該微流體感測裝置。

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