由 於 先 前 的 實 驗 已 有 驗 證 單 晶 矽 nanobelt 矽 奈 米 元 件 可 選 擇 性 修 飾 streptavidin，於是按照先前步驟修飾上 MPEG-sil，施加 20 V， 1 ms 焦耳熱效應 後，修飾上 APTES 以及 biotin，將 streptavidin 配置成 15 pM、150 pM、1.5 nM 後，按照 2-6-1 節方式架設微流道系統，剛開始先以 0.001x PBS 建立 baseline，
之 後 流入 streptavidin 15 pM 1200 秒，再利用 0.001x PBS 清洗未鍵結之 streptavidin，緊接著流入 streptavidin 150 pM 1200 秒，再利用 0.001x PBS 清洗未 鍵結之 streptavidin，最後流入 streptavidin 1.5 nM 1200 秒，再利用 0.001x PBS 清 洗未鍵結之 streptavidin，並利用 Agilent 4155 即時量測汲極電流變化，由圖 3-12-1 可知當 0.001x PBS 建立 baseline 穩定後，流入 15 pM 之 streptavidin，由於 0.001x PBS 的 pH 值為 7.4 而 streptavidin 的 PI 值為 5~6，故 streptavidin 帶負電荷，其 所帶的負電荷會透過介電層吸引單晶矽 nanobelt 矽奈米元件內正電載子，使得元 件通道內 conductance 下降，當流入 streptavidin 15 pM 並利用 0.001x PBS 清洗 後，其表面電位較 baseline 下降 4.9 mV，當流入 streptavidin 150 pM 並利用 0.001x PBS 清洗，表面電位較前次量測 baseline 下降 9 mV，最後流入 streptavidin 1.5 nM 並利用 0.001x PBS 清洗，表面電位較前次量測 baseline 下降 11 mV，量測每個濃 度之後均會用 PBS 清洗的原因是確認量測到電流變化為與 biotin 專一性鍵結之 streptavidin，而不是存在 Debye length 內注入溶液中 streptavidin 所貢獻，也確保 表面鍵結 streptavidin 的狀態。由圖中也可觀察到當注入不同濃度的 streptavidin 時，其電流變化斜率也不同，15 pM 斜率最緩，150 pM 斜率逐漸變大，而 1.5 nM 斜率變化最大，在流入 0.001x PBS 清洗時會看到部分電流值往下的原因推測為 量測時氣泡產生影響，量測時若有氣泡進入，則此時流道內壓力分佈會改變，導 致 baseline 穩定度受影響。
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圖 3-12-1、施加焦耳熱效應即時量測不同濃度 streptavidin 電流變化量圖。
圖 3-12-2、為未經過焦耳熱選擇性修飾，而是將整片晶片修飾上 biotin，即 時量測不同濃度 streptavidin，按照 2-6-1 節方式架設微流道系統，streptavidin 濃 度為 15 pM、150 pM、1.5 nM，streptavidin 注入時間各為 1200 秒，由圖可知在 流入 streptavidin 15 pM 時，電流無顯著變化，經過 0.001x PBS 清洗時隨即回到 最初的 baseline，因此可以得知表面觀察到的電流變化為存在 Debye length 的 streptavidin 貢獻而不是真正與表面 biotin 鍵結，且電流方向有些許往上，推測原 因為沒有做選擇性修飾的元件流經 streptavidin 的數目很少，使得電流改變量很 少，所看到的變化來自於元件電流本身時漂效應 (drift effect)，流入 streptavidin 150 pM 並經 0.001x PBS 清洗其表面電位變化為 2.6 mV，流入 streptavidin 1.5 nM 並經 0.001x PBS 清洗其表面電位變化為 3.1 mV，由實驗結果得知經過焦耳熱選 擇性修飾單晶矽 nanobelt 矽奈米元件表面電位變化量在各濃度均比未修飾大，且 經過焦耳熱選擇性修飾注入 streptavidin 的斜率改變量也大於未經選擇性修飾，
原因為當量測低濃度 streptavidin 時，溶液中大部分 streptavidin 不會與晶片其它 地方產生專一性鍵結 ，加上矽奈米元件周圍利用 MPEG-sil 保護可以減少
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streptavidin 非專一性吸附，所以大部分 streptavidin 都能夠藉由擴散碰撞抵達矽 奈米線場效電晶體感測區，與 biotin 產生專一性鍵結，進一步利用 streptavidin 本身所帶電荷影響單晶矽 nanobelt 矽奈米元件電流。
由表 3-12-1 可得知，在單晶矽 nanobelt 矽奈米元件修飾上 MPEG-sil 並施加 焦耳熱效應選擇性修飾在各濃度的表面電位改變量均大於未經選擇性修飾，斜率 改變量(sensing rate)而言，有作選擇性修飾在不同濃度的改變量均大於未作選擇 性修飾，尤其是在低濃度表現，因此選擇性修飾可以增加量測極限以及減少感測 時間。
圖 3-12-2、未經選擇性修飾即時量測不同濃度 streptavidin 電流變化量圖。
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表3-12-1、選擇性修飾與未選擇性修飾元件於不同濃度streptavidin偵測時之表面 電位改變與電位改變速率比較。
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本研究並可將 biotin-streptavidin 和 DNA 利用焦耳熱效應修飾於電阻式 nanobelt 矽奈米元件元件，並依照此修飾條件將 biotin 修飾於單晶矽 nanonelt 矽 奈米元件，即時偵測出不同濃度 streptavidin，利用焦耳熱效應可成功量測至 15 pM 並經 PBS 清洗表面電位變化 4.9 mV，可確認電性改變的確是與 biotin 專一性 鍵結之 streptavidin，而不是存在 Debye length 溶液中 streptavidin 所貢獻，而整片 晶片修飾量測 15 pM 經 PBS 清洗回到原準位，在 150 pM、1.5 nM 經焦耳熱選擇 性修飾的表面電位變化量均大於整面晶片修飾，且選擇性修飾量測不同濃度 streptavidin 其感測速率均高於整面修飾。