生物感測光電元件

蕭特基二極體，金屬和半導體材料形成蕭特基接面，光需要進入蕭特基接面，

才易產生電子、電洞對分離，而能產生光電流，在此利用前述所提到的金屬表面 電漿共振現象，在金屬表面製作週期孔洞陣列，使光能進入金屬和矽基材接面處，

產生異常穿透現象，而有較大的光電流，而能成為良好的光電元件。

以下針對蕭特基二極體結合表面電漿現象所製作的光電元件，作為 DNA 分 子感測的工作原理，做更進一步的探討。

圖 4-1 DNA 生物感測器工作原理理論圖

在本研究中，利用上面有孔洞週期陣列的金屬(鋁矽銅)和矽基材製作成光電元 件，金屬鋁矽銅和矽基板會形成蕭特基接面，而作為元件主要工作架構，當光從 空氣進入金屬週期孔洞陣列，產生表面電漿共振現象，而有異常穿透，能有大量 的光能進入金屬和矽基材介面，即蕭特基接面處，產生光電流。而生物感測器原 理主要是利用，此蕭特基二極體光電元件工作時，對局部電荷電場分布十分敏感，

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93 的 DNA 亦有所不同，在此主要是以抗藥性黃金葡萄球菌 (Methicillin-resistant Staphylococcus aureus, MRSA) 之片段 DNA 分子序列，以作為偵測目標。

抗藥性金黃色葡萄球菌，是金黃色葡萄球菌的一個獨特菌株，不易消滅，因 此常被稱為「超級細菌」。金黃色葡萄球菌是一種在環境中普遍存在的細菌，人體 在一般的健康情況下，通常僅會在弄傷皮膚或傷口處造成感染，而不會對生命安 全造成危害，但由於近年來抗生素過度使用的原因，金黃色葡萄球菌的菌株已形

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成抗藥性。當人體免疫系統出現弱點時，縱然沒有傷口亦可以導致抗藥性金黃色 葡萄球菌感染，而造成致命性的影響。 MRSA 的感染個案往往是起源於醫院或是 體育館，等接觸頻繁處，尤其是醫院，院內感染尤其嚴重。

考量到此抗藥性金黃色葡萄球菌所帶來的威脅，若能有效針對此抗藥性黃金 葡萄球菌之偵測，即能立即而有效的預防此類的感染，而能達預防勝於治療的效 果。因此在本研究中，即針對此抗藥性黃金葡萄球菌，複製其 DNA 片段，做為實 驗設計，希冀能針對此球菌，製作生物感測器。

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dsDNA (F36R36*FITC) 雙股 DNA 的 F36 之 5 端接上螢光分子 (FITC)，作為 螢光檢測之用。

以上 DNA 分子皆加入經滅菌處理的去離子水 (DI water) ，配置相對應之濃 度，作為待測物。在此採用滅菌處理過的去離子水，調配 DNA 溶液，因此可以確 保 DNA 能長久保存，且溶液酸鹼性為中性，溶液中無其他離子，為電中性，減少 影響實驗結果的變因。在此研究中將針對此抗藥性金黃色葡萄球菌之片段序列做 偵測，以期之後能做更進一步作為實際元件應用。

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