賴昆佑
簡汎清

本研究探索表面增強拉曼散射（Surface-enhanced Raman scattering, SERS）技術在生物醫學感測方面的應用。這種技術依賴金屬/分子界面上的電子共振，可增強拉曼訊號數百萬倍。SERS具備高靈敏度、高分子特異性、無標記等優點，在生物醫學、環境監測、食品安全等領域具有廣泛的應用前景。然而，SERS檢測依賴奈米尺度的熱點（< 10 nm），為了擴展熱點的有效面積以提升SERS訊號的穩定性，我們利用有機金屬化學氣相沉積法（Metal-organic Chemical Vapor Deposition, MOCVD）在藍寶石基板上生長InGaN/GaN量子井，以增加SERS晶片表面的電荷密度。氮化物量子井不僅能擴大熱點的範圍，還能增強待測物的SERS訊號。我們展示了氮化物SERS磊晶片於循環腫瘤DNA檢測中的應用，並通過磊晶結構和量測參數的優化，極大化DNA的SERS訊號。 我們發現，三層量子井的結構設計提供了最佳的電子和電洞侷限性，再加上將DNA置於20°C、50% 濕度的環境中，可在最快的乾燥時間45分鐘內使 DNA 分子充分與基板表面相互作用，形成穩定的吸附結構。最後，搭配8 mW的488-nm雷射功率進行量測，避免了樣品過熱而碳化，並提供相對最強的激發能量。因此這一組合使得ctDNA檢測能產生最強的訊號。