整合型半導體感測器及自動化微流體生醫晶片應用於血液分析及監測

微流體晶片技術近年來廣泛應用於各個領域，尤以生醫及疾病檢測，其背後具有極大商機且對人類社會具有貢獻。另一方面，以半導體元件為感測器的研究，如電容式Electrolyte-Insulator-Semiconductor （ EIS ） 感測器及離子敏感型場效電晶體（Ion-Sensitive-Field-Effect-Transistor），近三十年來陸續被研究及應用，由於半導體感測器具有高敏感度（High sensitivity）、高穩定性（High robustness）及相容於量產製程等優勢，因此其極有機會被量產製造且廣泛應用於生化感測，然而目前有關半導體感測元件整合入微流體系統的研究尚屬剛起步階段。本計畫目的為利用兩年時間，整合半導體感測元件與自動化微流體控制系統，開發能同時檢測多種目標且具自動化的微流體生醫晶片，並應用於血糖、尿素、鉀離子、鈉離子等生理訊號檢測。計畫第一年將著手設計及製作此整合型生醫晶片，其中包含EIS、ISFET 半導體感測器及各項主動式微流體元件，如微幫浦、微閥門、微混合器等，並將參考電極（銀/氯化銀）平面化及微小化，使整個檢測晶片具有多功能、可攜式、自動化處理樣品進量及樣品需求體積少量化等優勢。酵素固定於半導體感測元件上將可擴充檢測的標的，然而具酵素的感測器將帶來製程上整合的困難及酵素保存問題。計畫第二年為解決酵素於生醫晶片內長時間保存問題，並能擴充晶片檢測的標的，乃開發創新式酵素填充及固定方法，利用微乳化的技術，將包埋酵素的海藻膠做成小球狀，當檢測需要酵素時，即通入海藻膠球並利用晶片中微結構將其固定在感測器表面，或是通入接有酵素的磁珠，再利用磁性物質固定在感測器表面，達到解決酵素無法長時間保存於微流體晶片的功能，並且使得此生醫晶片的檢測功能具有無限擴充性。

系統編號:PB9911-0342
原計畫編號:NSC99-2218-E182-005