有別於一般生物感測器需要由生物辨認 元件、無機訊號轉換器及訊號處理器三大部 分所組成的概念,在本文中首度引進一新穎 的生物感測技術:以細菌視紫質(bacter-iorhodopsin,BR),一種被發現於Hal-obacterium salinarum嗜鹽菌中紫色細胞膜 (purple membrane,PM)內的跨膜蛋白做為生物訊號轉換器;或甚至自身結合生物辨 認元件與訊號轉換器為一體的生物感測器。 和哺乳類動物視覺蛋白(rhodopsin) —樣 具有光敏感性,BR為一光驅動質子泵、擁 有獨特的光循環並會將質子由細胞膜內推向 膜外而造成一跨膜質子梯度差,可用以產生 光電訊號,且此訊號和激發光的波長與強度 有密切關係,適合作為生物光電訊號轉換 器。此外,於光循環中有多種不同顔色的光 學中間態產生,其形成與穩定性易受環境干 擾,因此BR兼具生物辨認元件及訊號轉換 器功能,若做為感測器材料將不需額外的訊 號轉換器,只要外加訊號處理器即可直接應 用為光學感測器。 在本文硏究實例中,以修飾有生物分子 的奈米金做為以BR為訊號轉換器之光電感 測器的測試模板,其效果十分顯著,接有辨 認分子之PM晶片的光電流響應會隨著奈米 金粒子濃度的升高而降低,且光電流強度與 粒子濃度呈半對數線性關係,故可用來偵測 待測物濃度,具有極高靈敏度,可達fM等 級。進一步用以檢測菌株,發現菌體附著也 會使PM光電流訊號下降,且再藉著專一性 抗體吸附奈米金後,其下降幅度更為顯著。 這些例子顯示BR在生物感測器應用上具有 絕佳的潛能,同時由於優異的化學與光穩定 性,其未來的重要性更是指日可待。