TWI491879B - 聯結電導定錨分子之抗體探針晶片製作方法 - Google Patents

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Description

聯結電導定錨分子之抗體探針晶片製作方法
本發明係有關於抗體探針晶片(antibody probe chips)之製作方法，特別是一種抗體探針晶片，其金屬基板(substrate)上共價鍵結(covalent bonding)電子傳導(electron-conducting)定錨分子(anchoring molecule)，可增加了晶片基板表面固定化探針(immobilized probe)的穩定性及電子傳導之能力，可快速靈敏進行樣本檢測之電導抗體探針晶片之製作方法。
利用定錨分子(anchoring molecule)將選定的抗體探針(antibody probe)固定化(immobilization)在具有伸展表面的基板(substrate)上，可以製成抗體探針晶片(antibody probe chips)。針對特定標的物(target)的檢測感測用途，所設計製作的分子探針晶片具有廣泛用途。例如，在基礎醫學及臨床醫學的領域之中，一般習知為生物晶片(biochip)或生物感測晶片(biological sensor chips)的分子探針晶片，可以快速地進行生物醫學樣本(biological sample)的檢測定性與偵測(characterization and detection)。在醫療用途中，進行檢測判斷的目標物(target)可能是存在於樣本中的生物分子，病毒，細菌或細胞。在其他非醫學領域的產業用途之中，所牽涉到的則可能是諸如食品或環境取樣等的工業檢測定性定量之樣本。
在生物晶片(biochip)或生物感測晶片(biosensor chips)的用途之中，固定化在基板表面的抗體探針分子，可與檢測樣本溶液中的目標物(target)抗原(antigen)進行親合作用(affinity reaction)。根據反應的結果可以偵測特定存在的抗原分子。檢測樣本溶液中的目標物(target)抗原可以是寡核甘酸(oligonucleic acid)、多胜肽 (polypeptide)、蛋白質(protein)、病毒(virus)或細菌表面抗原(bacteria surface antigen)或組織表面生物分子。
此種利用基板表面聯結固定化抗體作為探針(probe)，以便與生物醫學樣本中的抗原分子，即與待分析目標物(target)發生親合作用(affinity reaction)，藉由檢測兩者之間相互作用的結合濃度(binding concentration)或結合常數(binding constant)，便可以提供一種基本的數據化偵測與實驗參數。兩者之間的高親合性(high affinity)、高結合容量(binding capacity)與生物穩定度，在生物晶片的檢測應用上是非常重要的特性。
目前有多種生物鑑定的作法需要將生物分子如抗體(或抗原)蛋白質直接固定化在基板上。例如，西方點漬(western blotting)係將抗體(或抗原)吸附在聚活化亞乙烯(polyvinylidene fluoride, PVDF)或硝化纖維素(nitrocellulose)薄膜基板上當作探針，可與抗原(或抗體)蛋白質上的表面各官能基互相作用，以測量樣品中是否含有此種蛋白質。此外，另一個例子是酵素連結免疫吸附分析法(enzyme-linked immuno-sorbent assay,ELISA)，其係將特定抗體(或抗原)先吸附在聚苯乙烯(polystyrene)基板上，再將基板暴露在檢體中。若此檢體含有對該些抗體(或抗原)具高親和性的特定抗原(或抗體)，便會與之結合而被光輸出偵測出來。
例如，頒予Fodor等人的U. S. Pat. No. 5,445,934,"Array of oligonucleotides on a solid substrate"中揭示了在基板上直接合成聚核甘酸(polynucleotide)的方法。其係在玻璃載片上先進行衍生化(derivatization)，以使其表面具有光保護基(photoprotective group)化學物質，再利用光罩在適當位置進行去保護，然後才與含有光保護基的核甘酸單體進行反應。整個的製備過程必須重覆進行光對準(alignment)、去保護(deprotection)和聯結反應(coupling)步驟，直至得到所需的聚核甘酸序列為止。另外，亦可以事先合成聚核甘酸，之後再利用諸如微點列(robotic printing)或噴墨(ink-jet printing)等技術，經由物理吸附作用，光反應連結，或其他鍵結將其佈置於基板上。上述將生物分子如DNA或蛋白質間接或直接固定化在基板上的方法，其步驟複雜費時，而且常需使用昂貴的設備。此外，生物分子大部份係以微弱的物理吸附方式和基板連結，其穩定性低。此種作法造成晶片的清洗與處理繁瑣費時，並且其再現性也低。
Ishii等人之U.S. Pat. No. 5,474,895,"Non-isotopic detection of nucleic acids using a polystyrene support-based sandwich hybridization assay and compositions useful therefor"中提出利用三明治雜交分析(sandwich hybridization analysis)來取代螢光偵測。基板經適當的官能基修飾或連結以使其帶有活性基，即諸如醇基、羰基、胺基、醛基、環氧基或硫醇基等的官能基。其表面可以利聚核甘酸形成共價或非共價連結。又如，Van Ness等人之U.S. Pat. No. 5,514,785 "Solid support for nucleic acid hybridization assays"案中提出利用共價鍵結將聚核甘酸連結在尼隆(nylon)支撐物上。再如Rampal於U.S. Pat. No. 6,013,789,"Covalent attachment of biomolecules to derivatized polypropylene supports"案中揭示，聚丙烯薄膜先經過氨化，之後再與其末端含有磷咪唑烷(phosphorimidazolide)的聚核甘酸反應，如此，聚核甘酸便可經由磷咪唑烷(phosphoramidate)鍵結而與聚丙烯產生共價連結。
另外，利用在氧化銦錫(indium tin oxide,ITO)表面上進行分子的自組裝而形成單層薄膜(self-assembled monolayers)，亦可以提供一種新的界面，可用以探討某些生物分子特殊的氧化還原反應。有機矽可以和表面具有氫氧基的基板反應(例如二氧化矽)，形成單層或雙層的有機矽薄膜。例如，Chrisey等人於U.S. Pat. No.5,688,642號"Selective attachment of nucleic acid molecules to patterned self-assembled surfaces"案中提出具有兩個活性基的有機矽化合物，利用一端的活性基和基板表面的氫氧基產生連結，再由另一端的活性基連結生物分子，以使生物分子得以被固定化在基板上。
這些方法雖然已有廣泛應用，但卻有探針製備繁瑣費時不導電及光輸出性差不穩定等缺點，及商業大量製備(commercial mass production)上的限制。這些探針製備常是使用烷基長鏈化合物兩端來鏈結基板與探針，其難於進行π共軛系統(π-conjugated system)電子傳遞與導電等性質，難於應用在電學生物感測技術上。並且，由於要在諸如PVDF，硝化纖維素或顯微玻璃(microscopic glass)等常見較適用的基板上固定化抗體探針分子，通常所依賴的物理吸附(physical adsorption)作用乃是一種不穩定而且耗時的過程。整個固定化處理程序通常需要至少六至八小時的安置(incubation)時間。其典型的處理方法，係先將抗體探針加至晶片基板上並靜置晶片。待抗體探針與基材之間進行一定長時間(通長約三至四小時)的物理吸附反應之後，連續操作數次的清洗程序。清洗之後再加入填補物(blocking reagent)，並再靜置一段長時間(通常約三至四小時)後，此晶片才得以作抗體探針晶片使用。
因此有需要提供一種抗體探針晶片(antibody probe chip)之製作方法，其具有共價鍵結電導(電子傳導)定錨分子(electron-conducting anchoring molecules)之電導抗體晶片，具有π共軛系統(π-conjugated system)電子傳遞之能力，其製備簡單且快速，適於低成本大量生產。
另亦有需要提供一種抗體探針晶片之製作方法，具有共價鍵結電導定錨分子，具有儲存及使用上之高穩定性及電子傳導性與專一性，並可快速準確進行電學樣本之感測與檢測。
為達成前述及其他目的，本發明提供一種抗體探針晶片之製作方法，此晶片其具有共價鍵結電導定錨分子，其包括有：一基板，該基板一表面上佈覆有一金屬薄膜層；與複數個的電導定錨分子，大致具有π共軛系統電子傳導能力之環狀鏈分子結構，主要為寡苯(oligobenzene)，寡噻吩(oligothiophene)，寡吡咯(oligopyrrol)與寡吡咯碇(oligopyridine)等環狀鏈分子及寡二烯(oligodiene)結構，每一個該些電導定錨分子，各係以環狀鏈分子結構之一第一端直接共價鍵結於該金屬薄膜層上，或透過聯結分子(linking molecule)間接共價鍵結於該金屬薄膜層上；與單數個的探針分子，每一個該探針分子各係共價鍵結於該些定錨分子中對應一定錨分子反對於環狀鏈分子結構之該第一端之一第二端。
本發明並提供抗體探針晶片之一種無探針半成品晶片基板，可預先儲存以在需要時聯結該分子探針晶片進行檢測感測所需之探針分子，該無探針半成品晶片基板包括有：一基板，該基板一表面上佈覆有一金屬薄膜層；與複數個的電導定錨分子，大致具有π共軛系統電子傳遞能力之環狀鏈分子結構，每一個該些定錨化合物分子各係以其環狀鏈分子之一第一端直接共價鍵結於該金屬薄膜層上，或透過聯結分子間接共價鍵結於該金屬薄膜層上；且其反對於該環狀鏈分子構形之該第一端之一第二端，可於該需要情況下與該探針共價鍵結，以完整形成該電導抗體探針晶片。
本發明並提供一種抗體探針晶片之製作方法，其步驟包括有先於一基板之一表面上佈覆一金屬薄膜層；再將複數個大致具有延伸且實質為環狀鏈分子之電導定錨分子，其各自環狀鏈形結構之一第一端直接共價鍵結於該金屬薄膜層上，或透過聯結分子間接共價鍵結於該金屬薄膜層上。本發明之方法亦可再於每一個該些定錨分子對應於該第一端之第二端分別共價鍵結一抗體探針，以完整形成該電導抗體探針晶片。
本發明係提供製作一種具有共價鍵結電導定錨分子之抗體探針晶片之方法，其晶片之基材(substrate)係可使用一般的矽(Si,silicon)，氮化矽(SiO2 ,silicon nitride)，石英(quartz，氧化矽成份)，玻璃(glass，矽酸鹽類)或雲母(含KAlSiO4 )的平板材料。基材表面上佈覆一層金屬，其最佳係利用，例如，熱蒸鍍(thermal evaporation)或電子束蒸鍍(e- beam evaporation)的方式進行單層或複數層金屬薄膜層的佈覆。適用的金屬包含金(Au(III)，銀(Ag)，銅(Cu)，鉑(Pt)，鎳(Ni)，鋅(Zn)，鍺(Ge)，汞(Hg)，鈀(Pd)等。以抗體探針晶片之用途為例，較佳之金屬為金或銀。一般採用金是由於Au晶格排列中以Au(III)之表面能量最低且較易製備。
本發明之抗體探針晶片若作為感測晶片之用途，可適用於諸如電學感測分析方式的偵測，例如，作為電學電流(current)感測晶片及電學阻抗(impedance)感測晶片之用途。也作為電化學電容(capacitance)及法拉第感測器(faradaic sensor)之用途。於另一種用途之中，本發明之探針晶片係被當作場效電晶體(field effect transistor)晶片使用，可應用於諸如生物場效電晶體感測分析方式的偵測。在另一種用途之中，本發明之抗體探針晶片係被當作振盪晶片使用，可應用於諸如壓電(piezoelectric)感測分析方式的偵測，例如，石英振盪微質秤(quartz crystal microbalance)。在又另一種應用之中，本發明之探針晶片係亦被當作表面電漿共振(surface plasmon resonance)晶片使用，適用於諸如光學感測分析方式的偵測。本發明之最佳實施例，係使用電學感測分析方式的偵測，作為電學電流感測晶片及電學阻抗感測晶片之用途。
依據本發明，晶片基板上所佈覆之金屬薄膜層若依特別設計並經特定製程處理之後，可以成為依特定陣列(array)方式排列(例如2 x 2,3 x 3,4 x 4..)的微陣列金屬基板。此種具陣列金屬薄膜電極排列之金屬佈覆電感測元件，可使用於應用電感測原理的抗體感測系統上。
依據本發明，晶片基材(substrate)上所佈覆之金屬薄膜層(metal film)，其化學修飾係採用具sp3(金與硫原子)或sp(銀與硫原子)混成軌域共價鍵結(covalent bonding)的形式，因此增加了抗體探針晶片基材表面上，被固定化的抗體探針的穩定性。在生物晶片的應用用途之中，本發明共價鍵結所達成的抗體探針固定化，可在晶片以緩衝液(buffer)進行處理，於晶片表面上探針(probe)與檢體中的標的物(target)間進行相互作用過程中的結合(association)，平衡(equilibrium)，解離(dissociation)，與再生(regeneration)步驟時，晶片上以共價鍵結方式所固定化的抗體探針，即不致因強酸緩衝液的沖洗而脫落流失。
依據本發明，晶片基材上所佈覆之金屬薄膜層，其化學鍵結方式提供一種新的形式，可將抗體探針迅速地固定化於晶片基板表面上，縮短探針的固定化所需時間。本發明係具有共價鍵結有電導(電子傳導)定錨分子之抗體探針晶片，定錨分子大致具有π共軛系統電子傳遞能力之分子結構，主要為寡苯(oligobenzene)，寡噻吩(oligothiophene)，寡吡咯(oligopyrrol)與寡吡咯碇(oligopyridine)等環狀鏈分子及寡二烯(oligodiene)等分子結構，在某些抗體晶片的應用用途之中，抗體探針的固定化所需時間，可從習知技術依賴傳統物理吸附(physical adsorption)作用進行處理所需的三至六小時，大幅縮減到三至五分鐘的程度。
本發明之電導抗體探針晶片，典型係可適用於抗體晶片及即時電感測晶片之用途。依據本發明之方法所製備之抗體探針晶片能專一性地與受檢抗原分子，例如胜肽、蛋白質、病毒表面抗原中的某些特定官能基進行親合性結合，形成具有導電能力專一性的抗體探針。利用此等具導電能力之專一性抗體探針，可針對特定的生物醫學檢測樣品進行專一性快速電性感測與量測。
依據本發明一較佳實施例，分子探針晶片基材可以是微機電(microelectronic mechanic system,MEMS)製程所使用的玻璃晶圓(glass wafer)，其上覆佈蒸鍍諸如金，銀，銅，鉑，鎳，鋅，鍺，汞或鈀等之一層金屬薄層。此種塗佈有金屬的探針晶片基板，本身可以當作電極片使用。由於晶片基板材質屬於導電元件，因此可以應用於一般以電學檢測原理為基礎的偵測儀器上。例如，適用於電學，電化學電極，及電晶體電極分析形式的偵測。
依據本發明之方法，抗體探針晶片基板上的電導定錨分子，係以共價鍵結的形式聯結基板及探針並具有電子傳導之能力，因此增加了晶片基板表面固定化探針的穩定性及電導性。因探針的穩定性及電導性，進行樣品檢測時，晶片上未經結合的分子可利用緩衝液沖洗移除，降低雜質對檢測結果的干擾，以提高探針和生物醫學檢測樣品(血液、尿液、體液、精液、鼻液、喉液檢體)中之標的物(target)兩者間之親合性(affinity)與結合容量(binding capacity),，並應用在與電感測相關的抗體探針晶片上。
依據本發明，要在抗體探針晶片上聯結固定化的電導抗體分子探針，首先須令選定的電導電導定錨分子和晶片基板上的金屬，兩者之間生成共價鍵結，直接連接於該金屬薄膜層上，或透過聯結分子間接共價鍵結於該金屬薄膜層上。電導定錨分子另外必須預留一官能基，其可以和欲連結的抗體分子探針進行化學共價鍵結反應。
例如，依據本發明之數種較佳實施例，於塗佈有金或銀的晶片基板上，可以採用有機硫化物(R-SH)作為主要的定錨分子。這是由於硫原子極易與金或銀等過渡金屬表面形成強的親合力。其中，有機硫化物可為(1)烷基(alkyl)硫化物、(2)寡苯(oligobenzene)硫化物及(3)寡噻吩(oligothiophenes)硫化物、(3)寡吡咯(oligopyrrol)硫化物與(4)寡吡咯碇(oligopyridine)硫化物等環狀鏈分子及(5)寡二烯(oligodiene)硫化物等分子結構。在本發明中，第(2),(3)者又為電導 定錨分子之兩種較佳實施例，其主要為具有π共軛系統電子傳導能力之環狀鏈分子結構，主要為寡苯(oligobenzene)及寡噻吩(oligothiophene)環狀鏈分子結構。
在本發明之一較佳實施例之中，首先可在基板上放置烷基硫化物當作聯結分子，間接將連結到該金屬薄膜層上。例如，以直鏈烷基為主幹的氫硫基烷胺(mercaptoalkylamine)，其分子結構為[HS(CH2 )n NH2 ]，其中n=2~16。其中做為錨基(anchor group)的硫原子會與金金屬表面形成類似sp3 的鍵結形態。而硫原子會與銀金屬表面形成類似sp的鍵結。而有機分子末端的胺基(-NH2 )則可保留，作為親核劑以利於進行電導定錨分子的鍵結，進而進行抗體探針的衍生鍵結。
利用前述以金或銀金屬塗佈為基礎的抗體探針感測晶片，進行檢測時，由於晶片是固態而待檢測物則為液態(諸如血液尿液，體液，唾液，喉液，或陰道液等)因此偵測的靈敏度和極限係依晶片上固定化探針分子的立體障礙性(steric hindrance)與自由度而定。定錨分子原子間除需保持良好的自由度之外，定錨分子和探針兩者之間亦必須維持一良好的自由度，以模擬探針分子與待測物在液-液相中的真實相互作用。
另外，利用前述以電導定錨分子為基礎的生物分子探針感測晶片進行檢測時，因定錨化合物具有π共軛系統電子傳導能力之環狀鏈分子結構，因此偵測的電訊號(電流或阻抗值)靈敏度和極限，係依金屬薄膜上電導定錨分子及固定化探針分子的導電性(electrical conductivity)而定。電導定錨分子各個碳原子P z軌域需重疊以進行線性電子傳導外，抗體探針巨分子，例如，免疫球蛋白G分子(immunoglobulin G,IgG)亦需被電子工程化，以便形成一條從底層金屬薄膜直串至探針分子(IgG)的頂層抗原結合部位(antigen-binding site)的整條線性垂直導電電極，以便應用在電訊號的抗體探針感測晶片裡。
【聯結電導定錨分子之抗體探針晶片製作方法】
圖1,2及3之化學反應分別顯示依據本發明數種較佳實施例，於蒸鍍覆佈有金(Au)，銀(Ag)或銅(Cu)，鉑(Pt)，鎳(Ni)的金屬薄膜基板(substrate)表面上，逐步利用化學修飾處理可固定化之基本電導分子。
在本發明有關第一種使用電導定錨分子較佳實施例裡，圖1之化學反應所得結果，為可聯結各式抗體探針之基本電導晶片基板101。其可供連結用來偵測各種標的物(target)所需用之探針(probe)，以進行相關生物，醫學，食品或環境樣本之檢測。在本發明一較佳實施例之中，如圖1之化學反應所顯示的，先在覆佈蒸鍍金(Au)金屬薄膜層120之晶片基板110上，固定電導定錨分子噻吩(thiophene)硫化物：5’-(甲基)硫醇基-5-醛基-2,2’-二噻吩。此可以利用將蒸鍍有金或銀之晶片基板浸入濃度約為10 mM的5’-(甲基)硫醇基-5-醛基-2,2’-二噻吩水溶液，或者浸入含有約10 mM的5’-(甲基)硫醇基-5-醛基-2,2’-二噻吩的中性磷酸鹽緩衝溶液(PBS,pH=7.2)之中，均勻震盪反應大約二小時。使晶片上的金與5’-(甲基)硫醇基-5-醛基-2,2’-二噻吩產生自我組裝之排列。之後，利用諸如乙醇(ethanol)和蒸餾水(distilled water)清洗基板，即可得到具有5’-(甲基)-5-醛基-2,2’-二噻吩表面修飾的有機電導基板基板。
在本發明有關在第二種使用電導定錨分子製作抗體探針晶片之較佳實施例裡，圖2之一步化學反應所得結果，為可聯結各式探針之基本電導晶片基板102。其可供連結用來偵測各種特定物(target)所需用之抗體探針(probe)，以進行相關生物醫學，食品或環境樣本之檢測。在本發明一較佳實施例之中，如圖2之化學反應所顯示的，先在覆佈蒸鍍金(Au)金屬薄膜層120之晶片基板110上，固定電導定錨分子寡苯(oligophenyl)硫化物：p -4’-硫醇基-4-醛基-1,1-二苯。此可以利用將蒸鍍有金或銀之晶片基板浸入濃度約為10 mM的p -4’-硫醇基-4-醛基-1,1-二苯在四氫畉喃(tetrahydrofuran)溶液裡，均勻震盪反應大約二小時。使晶片上的金與p -4’-硫醇基-4-醛基-1,1-二苯產生自我組裝之排列。之後，利用諸如乙醇(ethanol)和蒸餾水(distilled water)清洗基板，即可得到具有p -4-硫醇基-4-醛基-1,1-二苯表面修飾的電導基板。
在本發明有關在第三，四種使用電導定錨分子製作抗體探針晶片之較佳實施例裡，圖3之逐步化學反應所得結果(圖3B與圖3C)，為可聯結各式抗體探針之基本電導晶片基板。其可供連結用來偵測各種標的物(target)所需用之抗體探針分子(probe)，以進行相關生物醫學，食品或環境樣本之檢測。
首先，在本發明一較佳實施例之中，如圖3A之化學反應所顯示的，先在覆佈蒸鍍金或銀金屬薄膜層120之晶片基板110上，固定烷基(alkyl)硫化物：2-硫基乙胺(2-thiol-ethanolamine))。此可以利用將蒸鍍有金或銀之晶片基板浸入濃度約為100 mM的2-硫基乙胺水溶液，或者浸入含有約100 mM的2-硫基乙胺的中性磷酸鹽緩衝溶液(PBS)(pH=7.2)之中，均勻震盪反應大約二小時。使晶片上的金與Cysteamine產生自我組裝(self assembly)之排列。之後，利用諸如乙醇(ethanol)和蒸餾水(distilled water)清洗基板103，即可得到具有2-硫基乙胺表面修飾的基板103。
接著，在本發明有關第三種使用電導定錨分子製作抗體探針晶片之較佳實施例裡，圖3B之晶片化學反應顯示，圖3A修飾反應所得基板103，與本發明第一種電導分子噻吩(oligothiophene)硫化物衍生物：5”-醛基-5-羧基-2,2’,5’,2”-三噻吩(5”-aldehyde-5-carboxyl-2,2’,5’,2”-trithiophene，簡稱AC-TTP，結構為CHO(C4 H2 S)2 COOH)水溶液(100 mM)，震盪均勻反應2小時後，如此便可獲得如圖3B中所顯示反應結果之基板104。AC-TTP其一末端的醛基(-CHO)可與基板上一級胺基(-NH2 )進行偶合反應，另一末端的羧基(-COOH)可預留作為親和劑，保留供反應後進行生物分子探針的衍生。之後，分別各以二氯甲烷與離子水清洗晶片10分鐘，以便除去晶片表面多餘的AC-TTP分子。
接著，在本發明有關第四種使用電導定錨分子製作抗體探針晶片之較佳實施例裡，圖3C之晶片化學反應顯示，圖3A修飾反應所得基板103，與本發明第二種電導定錨分子寡苯(oligobenzene)硫化物衍生物：4' -醛基-4-羧基二聯苯(4' -aldehyde-4-carboxyl dibenzene，簡稱AC-DBZ，結構為CHO(C6 H6 )2 COOH)水溶液(100mM)，震盪均勻反應2小時後，如此便可獲得如圖3C中所顯示反應結果之基板105。AC-DBZ其一末端的醛基(-CHO)可與基板上一級胺基(-NH2 )進行偶合反應，另一末端的羧基(-COOH)可預留作為親和劑，保留供反應後進行抗體分子探針的衍生。之後，分別各以二氯甲烷與離子水清洗晶片10分鐘，以便除去晶片表面多餘的AC-DBZ分子。
注意到圖3A中之基板103係屬分子探針晶片之一種半成品晶片。以圖3B與圖3C中之電導定錨分子而言，其係為末端為羧基[-COOH]的一種衍生化合物，亦即，其環狀鏈形分子構形遠離基板110之金屬佈覆層120之末端是為一羧基。依據本發明，基板104及105係為抗體探針晶片的一種半成品。這是由於此基板104及105上的每一定錨分子的羧基，尚未聯結任何感測用途所需的抗體分子探針(probe)。此種半成品基板104及105可以在適當的條件之下儲存一段長時間。典型可達至少三個月之久。當有需要時，半成品基板104及105便可以進一步快速地進行處理，聯結適合與羧基共價鍵結的多種抗體探針中的任何一種，以應用於特定的偵測用途。
依據本發明，半成品基板聯結分子探針所需的共價鍵結處理可以極為快速。典型的處理可以快至約三分鐘的共價鍵結反應時間的範圍。在醫學用途之中，當如腸病毒71型(EV71)類型的疫病爆發時，依據本發明之抗體探針設計觀念，諸如圖3B與圖3C中所顯示之半成品基板104及105即可由庫存之中取出，快速進行探針聯結處理，以便快速而大量地產出電學檢測生物晶片，應用於疫病EV71病毒的即時追蹤。
例1:
圖4之化學反應顯示，係為可適於連結各式抗體探針之基本電導基板101，可供連結至各種特定分子(target)檢測所需用之抗體探針(probe)，以進行相關生物醫學樣本(血液、尿液、體液、精液、唾液、喉液檢體)中之標的物(target)檢測。
圖4之化學反應即顯示，在本發明一實施例之中，圖1之基本晶片基板101表面，固定有電導定錨分子寡噻吩(thiophene)硫化物：5’-(甲基)硫醇基-5-醛基-2,2’-二噻吩(5”-mercaptomethyl-5-aldehyde-2,2’-dithiophene，簡稱MMAD)。此電導分子之醛基[-CHO]可與抗體探針(probe)上的胺基[-NH2 ]進行亞胺鍵鍵結(imine bonding,shiff base)反應，以便將抗體探針共價鍵結到有機電導基板101上。之後，形成具有與標的物(target)專一性結合的能力的電感測晶片基板111。
a.　以HBS緩衝液(10mM HEPES pH 7.4,150 mM NaCl,3.4mM EDTA,0.005% surfactant P20)恒定流速(5微升/分鐘)進入流道，流經含有噻吩硫化物MMAD的晶片基板101，清洗晶片基板105。
b.　將50微升濃度約為200微克/毫升具有胺基的抗體探針分子溶液，注射進入流道，流經晶片基板101，使其與醛基[-CHO]進行亞胺鍵鍵結(imine bonding,shiff base)反應，形成共價鍵結(-CH=N-)。將抗體探針(probe)共價鍵結到電導基板101上
c.　反應完成後，使用HBS緩衝液恒流清洗平衡基板111，以便將未反應的抗體探針流出晶片基板。此時即可獲得圖4中所顯示末端共價鍵結有抗體探針(antibody molecules)衍生化合物的基板111。
此類型的抗體感測晶片，其電導定錨分子末端所聯結之抗體探針(probe)，具有與標的物(target)專一性結合的能力，利於日後電學感測相關之生物醫學檢驗。
例2:
圖5之化學反應顯示，係為可適於連結各式抗體探針之基本電導基板102，可供連結至各種特定分子(target)檢測所需用之抗體分子探針(probe)，以進行相關生物醫學樣本(血液、尿液、體液、精液、唾液、喉液檢體)中之標的物(target)檢測。
圖5之化學反應即顯示，在本發明一實施例之中，圖2之基本生物晶片基板102表面，固定有電導分子寡苯(phenyl)硫化物：p -4’-硫醇基-4-醛基-1,1-二苯(p-4' -mercapto-4-aldehyde dibenzene，簡稱MA-DBZ，結構為CHO(C6 H6 )2 COOH)。此電導分子之醛基[-CHO]可與抗體探針(probe)上的胺基[-NH2 ]進行亞胺鍵鍵結(imine bonding,shiff base)反應，以便將抗體探針共價鍵結到電導基板102上。之後，形成具有與標的物(target)專一性結合的能力的電感測晶片基板112。
a.　以HBS緩衝液(10mM HEPES pH 7.4,150 mM NaCl,3.4mM EDTA,0.005% surfactant P20)恒定流速(5微升/分鐘)進入流道，流經含有噻吩硫化物MMAD的晶片基板102，清洗晶片基板102。
b.　將50微升濃度約為200微克/毫升具有胺基的抗體探針分子溶液，注射進入流道，流經晶片基板102，使其與醛基[-CHO]進行亞胺鍵鍵結(imine bonding,shiff base)反應，形成共價鍵結(-CH=N-)。將抗體探針(probe)共價鍵結到電導基板102上
c.　反應完成後，使用HBS緩衝液恒流清洗平衡基板112，以便將未反應的生物分子探針流出晶片基板。此時即可獲得圖5中所顯示末端共價鍵結有抗體探針衍生化合物的基板112。
此類型的抗體電感測晶片，其定錨電導分子末端所聯結之抗體探針(probe)，具有與標的物(target)專一性結合的能力，利於日後電學感測相關之生物醫學檢驗。
例3：
圖6之化學反應顯示，係為可適於連結各式抗體探針之基本電導基板103，可供連結至各種特定分子(target)檢測所需用之抗體探針(probe)，以進行相關生物醫學樣本(血液、尿液、體液、精液、唾液、喉液檢體)中之標的物(target)檢測。
圖6之化學反應即顯示，在本發明一實施例之中，圖3B之基本晶片基板104表面，具有電導寡噻吩(oligothiophene)硫化物：5”-醛基-5-羧基-2,2’,5’,2”-三噻吩(5”-aldehyde-5-carboxyl-2,2’,5’,2”-trithiophene，簡稱AC-TTP，結構為CHO(C4 H2 S)2 COOH)所構成之電導分子，在圖6之化學反應裡，利用1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺(N-ethyl-N’-(dimethylaminopropyl)carbodiimide，簡稱E-DAPC)，與N-徑基琥珀亞胺(N-hydroxysuccinimide，簡稱HIS),[HO-N-(CO)2 (CH2 )2 )]對定錨電導分子之羧酸基[-COOH]進行醯胺化(amidation)反應，以便將抗體探針(probe)共價鍵結到有機電導基板104上。HIS與E-DAPC之分子結構係分別如圖6之反應式中所顯示。此HIS/E-DAPC混合物將先活化電導分子之羧酸基[-COOH]，之後再與具有胺基的生物分子(bio-macromolecules)，諸如蛋白質(proteins)、胜肽(polypeptides)、核酸(nucleic acids)、醣類(carbohydrates)、脂類(lipids)等進行親和性結合：
a.　以HBS緩衝液(10mM HEPES pH 7.4,150 mM NaCl,3.4mM EDTA,0.005% surfactant P20)或PBS緩衝液恒定流速(5微升/分鐘)進入流道，流經含有噻吩硫化物AC-TTP的晶片基板104，清洗晶片基板104。
b.　將50微升的0.1 M HIS/0.4M E-DAPC(1:1)混合溶液，注射進入流道，流經晶片基板104，使其活化AC-TTP之羧酸基。
c.　將50微升濃度約為200微克/毫升具有胺基的生物分子溶液，注射進入流道，流經晶片基板104，使其與羧基的活化基(-CO-O-C4 O2 H4 N)進行醯胺化(amidation)反應，形成共價鍵結(-CONH-)。將抗體探針(probe)共價鍵結到電導基板104上。
d.　反應完成後，使用HBS緩衝液恒流清洗基板，之後使用50微升濃度約為1M的乙醇胺(ethanolamine hydrochloride pH 8.5)溶液，注射進入流道，流經晶片基板114，以便將未反應的活化基(-CO-O-C4 O2 H4 N)完全醯胺化(amidation)。此時即可獲得圖6中所顯示末端共價鍵結有抗體衍生化合物的基板114。
此類型的抗體感測晶片，其定錨電導分子末端所聯結之抗體探針(probe)，具有與標的物(target)專一性結合的能力，利於日後電學感測相關之生物醫學檢驗。
例4：
圖7之化學反應顯示，係為可適於連結各式抗體探針之基本電導基板105，可供連結至各種特定分子(target)檢測所需用之抗體探針(probe)，以進行相關生物醫學樣本(血液、尿液、體液、精液、唾液、喉液檢體)中之標的物(target)檢測。圖7之化學反應即顯示，在本發明一較佳實施例之中，圖3C之基本晶片基板105表面，具有寡苯(phenyl)硫化物：4' -醛基-4-羧基二聯苯(4' -aldehyde-4-carboxyl dibenzene，簡稱AC-DBZ，結構為CHO(C6 H6 )2 COOH)所構成之有機電導分子，在圖7之化學反應裡，利用1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺N-ethyl-N’-(dimethylaminopropyl)carbodiimide，簡稱E-DAPC，與N-徑基琥珀亞胺(N-hydroxysuccinimide)，簡稱HSI,[HO-N-(CO)2 (CH2 )2 )]對定錨電導分子AC-DBZ之羧酸基[-COOH]進行醯胺化(amidation)反應，以便將抗體探針(probe)共價鍵結到有機電導基板105上。HSI與E-DAPC之分子結構係分別如圖7之反應式中所顯示。此HSI/E-DAPC混合物將先活化電導分子AC-DBZ之羧酸基[-COOH]，之後再與具有胺基的抗原分子(antigen molecules)，諸如蛋白質(proteins)、胜肽(polypeptides)、核酸(nucleic acids)、醣類(carbohydrates)、脂類(lipids)或病毒細菌表面抗原等親和性結合：
a.　以HBS緩衝液(10mM HEPES pH 7.4,150 mM NaCl,3.4mM EDTA,0.005% surfactant P20)或PBS緩衝液恒定流速(5微升/分鐘)進入流道，流經含有寡苯硫化物AC-DBZ的晶片基板105，清洗晶片基板105。
b.　將50微升的0.1 M HIS/0.4M E-DAPC(1:1)混合溶液，注射進入流道，流經晶片基板105，使其活化AC-DBZ之羧酸基。
c.　將50微升濃度約為200微克/毫升具有胺基的分子溶液，注射進入流道，流經晶片基板105，使其與羧基的活化基(-CO-O-C4 O2 H4 N)進行醯胺化(amidation)反應，形成共價鍵結(-CONH-)。將抗體探針(probe)共價鍵結到電導基板105上。
d.　反應完成後，使用HBS緩衝液恒流清洗基板，之後使用50微升濃度約為1M的乙醇胺(ethanolamine hydrochloride pH 8.5)溶液，注射進入流道，流經晶片基板115，以便將未反應的活化基(-CO-O-C4 O2 H4 N)完全醯胺化(amidation)。此時即可獲得圖7中所顯示末端共價鍵結有抗體衍生化合物的基板115。
此類型的抗體感測晶片，其電導定錨分子末端所聯結之抗體探針(probe)，具有與標的物(target)專一性結合的能力，利於日後電學感測相關之生物醫學檢驗。
雖然本發明已配合圖式以較佳實施例揭示如上，然其並非用以限定本發明。例如，本發明之說明雖然係以電感測抗體晶片為例進行詳細說明，但本發明具有共價鍵結電導定錨分子之抗體探針晶片，如同可以理解的，同樣亦可適用於其他使用了金，銀，銅，鉑，鎳，鋅，鍺，汞或鈀當作抗體晶片上感測薄膜之不同用途的處理。其應用係例如電學感測晶片，電化學感測晶片，場效電晶體感測晶片，壓電感測晶片及光學感測晶片等。因此，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍之情況下，當可進行此類更動與變化，因此本發明之保護範圍當以後附之申請專利範圍所界定者為準。
雖然本發明已配合圖式以較佳實施例揭示如上圖8-11，然其並非用以限定本發明。例如，本發明之說明雖然係以抗體探針晶片為例進行詳細說明，但本發明表面佈覆電導寡分子(1) 3-(噻吩-2-基)丙醛，(2) 3-苯基丙醛，(3) 3-(1-吡咯-2-基)丙醛，(4) 3-(吡咯碇-2-基)丙醛之抗體探針，如同可以理解的，如圖8-11所示，同樣亦可適用於其他上述四種電導寡分子之衍生物，以製備具有導電電子(conduction electrons)之抗體探針。
再則，雖然本發明已配合圖式以較佳實施例揭示如上圖8-11，然其並非用以限定本發明。如同可以理解的，如圖12-17所示，同樣亦可適用於擁有電子傳導(electron-conducting)之其他電導定錨分子暨其衍生物，以製備具有電子傳導(electron-conducting)之抗體探針。其應用係例如電學感測晶片，電化學感測晶片，場效電晶體感測晶片，壓電感測晶片等。因此，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍之情況下，當可進行此類更動與變化，因此本發明之保護範圍當以後附之申請專利範圍所界定者為準。
110．．．晶片基材
120．．．晶片上金膜
100．．．裸金晶片
200．．．基本抗體探針
201,202,204,205．．．電導定錨分子
101,102,104,105．．．電導定錨分子晶片
111,112,114,115．．．抗體探針晶片
208,209,210,211,212,213,214,215,216,217．．．電導定錨分子
圖1,2及3之製備化學反應分別顯示依據本發明一較佳實施例，於塗佈有金或銀的基板表面上利用化學修飾(chemical modification)處理之後，將特定長度之環狀電導寡噻吩及寡苯分子固定化，以供連結需用之抗體探針之基本抗體探針晶片基板。
圖1之製備化學反應顯示，在覆佈蒸鍍金(Au)金屬薄膜層之晶片基板上，其化學修飾係採用具sp3(金與硫原子)混成軌域共價鍵結的形式將電導定錨分子寡噻吩(oligothiophene)硫化物：例如5’-(甲基)硫醇基-5-醛基-2,2’-二噻吩，固定到金屬薄膜上。
圖2之製備化學反應顯示，在覆佈蒸鍍金金屬薄膜層之晶片基板上，其化學修飾係採用具sp3(金與硫原子)混成軌域共價鍵結的形式將電導定錨分子寡苯(oligophenyl)硫化物：例如p -4’-硫醇基-4-醛基-1,1-二苯，固定到金屬薄膜上。
圖3A之製備化學反應顯示，在覆佈蒸鍍金或銀金屬薄膜層之晶片基板上，固定烷基(alkyl)硫化物：2-硫基乙胺(2-thiol-ethanolamine)。
圖3B之晶片化學反應顯示，在圖3A之分子探針晶片基板表面，利用電導定錨分子噻吩(oligothiophene)硫化物衍生物：5”-醛基-5-羧基-2,2’,5’,2”-三噻(5”-aldehyde-5-carboxyl-2,2’,5’,2”-trithiophene)，其一末端的醛基(-CHO)可與基板上一級胺基(-NH2 )進行偶合反應，另一末端的羧基(-COOH)可預留作為親和劑，保留供反應後進行抗體探針的衍生。
圖3C之晶片製備化學反應顯示，在圖3A之抗體探針晶片基板表面，利用電導分子寡苯硫化物衍生物：4' -醛基-4-羧基二聯苯(4' -aldehyde-4-carboxyl dibenzene)，其一末端的醛基(-CHO)可與基板上一級胺基(-NH2 )進行偶合反應，另一末端的羧基(-COOH)可預留作為親和劑，保留供反應後進行抗體探針的衍生。
圖4之製備化學反應即顯示，在圖1之基本抗體晶片基板表面，固定有電導定錨分子寡噻吩(oligothiophene)硫化物衍生物。此電導分子之醛基[-CHO]可與抗體上的胺基[-NH2 ]進行亞胺鍵鍵結(imine bonding,shiff base)反應，以便將抗體探針共價鍵結到電導基板上。
圖4A顯示圖4中抗體探針晶片之一種簡化表示。
圖5之製備化學反應即顯示，在圖2之基本抗體晶片基板表面，固定有電導定錨分子寡苯(oligophenyl)硫化物衍生物。此電導定錨分子之醛基[-CHO]可與抗體探針上的胺基[-NH2 ]進行亞胺鍵鍵結(imine bonding,shiff base)反應，以便將抗體探針共價鍵結到電導基板上。
圖5A顯示圖5中抗體探針晶片之一種簡化表示。
圖6之製備化學反應即顯示，在圖3B之基本抗體晶片基板表面，固定有電導定錨分子寡噻吩(oligothiophene)硫化物衍生物。此有機電導分子之羧酸基[-COOH]可與抗體探針上的胺基[-NH2 ]，進行醯胺化(amidation)反應，以便將抗體探針共價鍵結到電導基板上。
圖6A顯示圖6中抗體探針晶片之一種簡化表示。
圖7之製備化學反應即顯示，在圖3C之基本抗體晶片基板表面，固定有電導定錨分子寡苯(oligobenzene)硫化物衍生物。此電導定錨分子之羧酸基[-COOH]可與抗體探針上的胺基[-NH2 ]，進行醯胺化(amidation)反應，以便將抗體探針共價鍵結到電導基板上。
圖7A顯示圖7中抗體探針晶片之一種簡化表示。
圖8-17分別為可適用於上述本發明之電導抗體探針用途之電導定錨分子暨其衍生物之結構式，以製備具有傳導電子聯結物之抗體探針。其化學式分別為：
(1).　3-(噻吩-2-基)丙醛及其衍生物3-(thiophen-2-yl)propanal and derivatives。見圖8。
(2).3-苯基丙醛及其衍生物3-phenylpropanal and derivatives。見圖9。
(3).　3-(1-吡咯-2-基)丙醛及其衍生物3-(1-pyrrol-2-yl)propanal and derivatives。見圖10。
(4).　3-(吡咯碇-2-基)丙醛及其衍生物3-(pyridin-2-yl)propanal and derivatives。見圖11。
(5).　順式-4-苯基-3-丁烯醛及其衍生物(E )-4-phenylbut-3-enal and derivatives。見圖12。
(6).　順式-4-(吡咯啶-2-基)-3-丁烯醛及其衍生物(E )-4-(pyridin-2-yl)but-3-enal and derivatives。見圖13。
(7).　順式-七-4,6-二烯醛及其衍生物(E )-hepta-4,6-dienal and derivatives。見圖14。
(8).　反式-七-4,6-二烯醛及其衍生物(Z )-hepta-4,6-dienal and derivatives。見圖15。
(9).　順式-4-(環己-2-烯基)丁醛及其衍生物(E )-4-(cyclohex-2-enylidene)butanal and derivatives。見圖16。
(10). 2-(環烴-2-基)乙醛及其衍生物2-(naphthalen-2-yl)acetaldehyde and derivatives。見圖17。
應注意的是，對於本發明之新穎性重點而言，以上配合所附圖式所說明之各種製備較佳實施例，僅只詳細描述了本發明於感測晶片系統中，施行電子傳導的數種可能作法之其中一種，亦即，將電導定錨分子亦同時作為抗體對電極的連結物，即圖4,5,6及7中所描繪者。不過，如同習於本技藝者所可以理解的，電導定錨分子(導電性誘昇分子)於本發明系統中的其他應用安排，亦同樣是可能且可行的。例如，其中稍有不同的安排，包含了利用電導定錨分子來共價鍵聯結抗體，即圖8-17中所描繪之電導定錨分子。將這些電子傳導分子(電導分子)(electron-conducting molecules)共價鍵修飾抗體分子，或將這些電導分子加入至流經感測晶片表面的緩衝液中，或於檢體樣本之中加入使用電導分子。甚或上述此些安排的任何組合，其如同已經實驗所證實者全皆是屬可行的作法。
110．．．晶片基材
120．．．晶片上金薄膜
105．．．電導定錨分子
115．．．抗體探針晶片
200．．．抗體探針

Claims (17)

  1. 一種抗體探針晶片製作方法，其包括有：於一基板之一表面上佈覆一金屬薄膜層；複數個的電導定錨分子，具有延伸且實質為具電子傳導能力之環狀鏈分子，將每一個該些電導定錨分子各以其環狀鏈分子結構之一第一端直接共價鍵結於該金屬薄膜層上，或透過聯結物間接共價鍵結於該金屬薄膜層上；與複數個的抗體探針，將每一個該抗體探針各係共價鍵結於該些電導定錨分子中對應一定錨化合物反對於環狀鏈分子結構之該第一端之一第二端，以形成一條從該金屬薄膜層直串至該抗體的一抗原結合部位(antigen-binding site)的整條線性垂直導電電極，其中，該電導定錨分子係為：有機寡噻吩(oligo-thiophene)硫化物，結構為[HS-(CH2 )n -(C4 H2 S)-(C4 H2 S)m -X]，其中n=0~12不包括8~12，m=0~3，X係為醛基[-CHO]、羧酸基[-COOH]、雙硫鍵[-S-S-]、胺基[-NH2 ]或硫醇基[-SH]，有機寡苯(oligo-benzene)硫化物，結構為[HS-(CH2 )n -(C6 H4 )-(C6 H4 )m -X]，其中n=0~12不包括8~12，m=0~3，X係為醛基[-CHO]、羧酸基[-COOH]、雙硫鍵[-S-S-]、胺基[-NH2 ]或硫醇基[-SH]， 有機寡噻吩硫化物衍生物，結構為[CHO-(CH2 )n -(C4 H2 S)-(C4 H2 S)m -X]，其中n=0~12不包括8~12，m=0~3，X係為醛基[-CHO]、羧酸基[-COOH]、雙硫鍵[-S-S-]、胺基[-NH2 ]或硫醇基[-SH]，和有機寡苯硫化物衍生物，結構為[CHO-(CH2 )n -(C6 H4 )-(C6 H4 )m -X]，其中n=0~12不包括8~12，m=0~3，X係為醛基[-CHO]、羧酸基[-COOH]、雙硫鍵[-S-S-]、胺基[-NH2 ]或硫醇基[-SH]，其中之一者。
  2. 如申請專利範圍第1項之抗體探針晶片製作方法，其中，係為有機寡噻吩(oligo-thiophene)硫化物之該電導定錨分子可直接以第一端共價鍵結於金屬薄膜層上。
  3. 如申請專利範圍第1項之抗體探針晶片製作方法，其中，係為有機寡苯(oligo-benzene)硫化物之該電導定錨分子可直接以第一端共價鍵結於金屬薄膜層上。
  4. 如申請專利範圍第1項之抗體探針晶片製作方法，其中，係為有機寡噻吩(oligo-thiophene)硫化物之該電導定錨分子可直接以其第二端與抗體探針共價鍵結。
  5. 如申請專利範圍第1項之抗體探針晶片製作方法，其中，係為有機寡苯(oligo-benzene)硫化物之該電導定錨分子可直接以其第二端與抗體探針共價鍵結。
  6. 如申請專利範圍第1項之抗體探針晶片製作方法，其中可透過聯結物間接將電導定錨分子共價鍵結於該金屬薄膜層上，其中該電導定錨分子為有機寡噻吩硫化物衍生物或有機寡苯硫化物衍生物，該聯結物係為有機烷基硫化物，結構為[HS-(CH2 )n -NH2 ]，其中n=1~7，且該電導定錨分子與該聯結物之總鍵結碳數不包含8個碳鏈以上。
  7. 如申請專利範圍第6項之抗體探針晶片製作方法，其中係為有機寡噻吩硫化物衍生物之該定電導錨分子可透過聯結物間接將該電導定錨分子之第一端共價鍵結於該金屬薄膜層上。
  8. 如申請專利範圍第6項之抗體探針晶片製作方法，其中係為有機寡苯硫化物衍生物之該電導定錨分子可透過聯結物間接將該定錨分子之第一端共價鍵結於該金屬薄膜層上。
  9. 如申請專利範圍第6項之抗體探針晶片製作方法，其中係為有機寡噻吩硫化物衍生物之該電導定錨分子可以其第二端與抗體探針共價鍵結。
  10. 如申請專利範圍第6項之抗體探針晶片製作方法，其中係為有機寡苯硫化物衍生物之該電導定錨分子可以其第二端與抗體探針共價鍵結。
  11. 如申請專利範圍第1項之抗體探針晶片製作方法，其中係將複數個電導定錨分子，共價鍵聯結到基本抗體探針上，其中該電導定錨分子係為3-(噻吩-2-基)丙醛及其衍生物(3-(thiophen-2-yl) propanal and derivatives),[Y-(CH2 )n -(C4 H2 S)m -(CH2 )n -X]，其中m=1,2,3,4,n=0~12不包括4~12。
  12. 如申請專利範圍第1項之抗體探針晶片製作方法，其中係將複數個電導分子，共價鍵聯結到基本抗體探針上，其中該電導分子係為3-苯基丙醛及其衍生物(3-phenylpropanal and derivatives),[Y-(CH2 )n -(C6 H4 )m -(CH2 )n -X]，其中m=1,2,3,4,n=0~12不包括4~12。
  13. 如申請專利範圍第1項之抗體探針晶片製作方法，其中係將複數個電導分子共價鍵聯結到基本抗體探針上，其中該電導分子係為順式-4-苯基-3-丁烯醛及其衍生物((E )-4-phenylbut-3-enal and derivatives),[Y-(CH2 )n -(C6 H4 -C2 H2 )m -(CH2 )n -X]，其中m=1,2,3,4,n=0~12不包括4~12。
  14. 如申請專利範圍第11至13項中任一項之抗體探針晶片製作方法，其中，該電導定錨分子可以其第一端官能基-Y與晶片基材直接或間接共價鍵結，該第一端官能基-Y係為醛基[-CHO]、羧酸基[-COOH]、雙硫鍵[-S-S-]、胺基[-NH2 ]或硫醇基[-SH]。
  15. 如申請專利範圍第11至13項中任一項之抗體探針晶片製作方法，其中，該電導定錨分子可以其第二端官能基-X與抗體探針共價鍵結，該第二端官能基-X係為醛基[-CHO]、羧酸基[-COOH]、雙硫鍵[-S-S-]、胺基[-NH2 ]或硫醇基[-SH]。
  16. 如申請專利範圍第1至13項中任一項之抗體探針晶片製作 方法，其中該金屬薄膜層係微陣列式金屬薄膜層。
  17. 一種製作用於抗體探針晶片中之晶片基板之方法，該晶片基板包括有：於一基板之一表面上佈覆一金屬薄膜層，其中該金屬薄膜層係為金、銀、銅、鉑、鎳、鋅、鍺、汞或鈀薄膜層；與複數個具有延伸且實質為具電子傳導能力之環狀鏈分子結構的電導定錨分子，將其各自環狀鏈分子結構之一第一端，直接共價鍵結於該金屬薄膜層上，或透過聯結物間接共價鍵結於該金屬薄膜層上，其中，該電導定錨分子係為：有機寡噻吩(oligo-thiophene)硫化物，結構為[HS-(CH2 )n -(C4 H2 S)-(C4 H2 S)m -X]，其中n=0~12不包括8~12，m=0~3，X係為醛基[-CHO]、羧酸基[-COOH]、雙硫鍵[-S-S-]、胺基[-NH2 ]或硫醇基[-SH]，有機寡苯(oligo-benzene)硫化物，結構為[HS-(CH2 )n -(C6 H4 )-(C6 H4 )m -X]，其中n=0~12不包括8~12，m=0~3，X係為醛基[-CHO]、羧酸基[-COOH]、雙硫鍵[-S-S-]、胺基[-NH2 ]或硫醇基[-SH]，有機寡噻吩硫化物衍生物，結構為[CHO-(CH2 )n -(C4 H2 S)-(C4 H2 S)m -X]，其中n=0~12不包括8~12，m=0~3，X係為醛基[-CHO]、羧酸基[-COOH]、雙硫 鍵[-S-S-]、胺基[-NH2 ]或硫醇基[-SH]，和有機寡苯硫化物衍生物，結構為[CHO-(CH2 )n -(C6 H4 )-(C6 H4 )m -X]，其中n=0~12不包括8~12，m=0~3，X係為醛基[-CHO]、羧酸基[-COOH]、雙硫鍵[-S-S-]、胺基[-NH2 ]或硫醇基[-SH]，其中之一者。
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