莫金教授的研究群發(fā)表的掃描式 DNA 感應(yīng)器，是以金納米粒子的呈色為基礎(chǔ)。它的原理是以人工合成兩種不同長(zhǎng)度的單股 DNA 序列，各為 12 個(gè)與 15 個(gè)堿基，將它們分別固定在玻片與直徑約為 13 納米的金納米粒子上，在金納米粒子上所連接的 DNA 序列稱為探針序列，另外在載玻片上的DNA序列稱為捕捉序列。這兩種 DNA 序列可分別與欲測(cè)樣品中具有 27 個(gè)堿基長(zhǎng)度的標(biāo)的 DNA 的兩端互補(bǔ)配對(duì)，形成類似三明治般的構(gòu)造。
如同一般的基因芯片，掃描式 DNA 感應(yīng)器是預(yù)先在載玻片上將許多不同的 DNA 序列 a、c、d、e 等予以固定。其中只有序列 a 才能與標(biāo)的 DNA 序列（ab）的一端形成互補(bǔ)配對(duì)。三者混合后，序列 ab 分別和玻片上序列 a 與金納米粒子上的 b 形成結(jié)合。再用緩沖溶液將未配對(duì)或多余的 DNA 序列清除。若樣品中標(biāo)的 DNA 序列的濃度夠高，則會(huì)顯出淡淡的粉紅色，再以含有硝酸銀的溶液處理，由于金納米粒子可促進(jìn)銀的沉積，便可呈現(xiàn)黑色。
利用此種配對(duì)原理，可將金納米粒子間接地固定在玻片上。當(dāng)其序列間的堿基能完全互補(bǔ)配對(duì)時(shí)，其結(jié)合力最強(qiáng)，若無(wú)法完全配對(duì)時(shí)，結(jié)合力即減弱，因此可借著增加溫度，而使得非標(biāo)的 DNA 序列脫離。
在經(jīng)過(guò)增溫處理以確定僅存專一性結(jié)合后，存在的足量金納米粒子會(huì)使樣品呈現(xiàn)粉紅色（樣品莫耳濃度為 10-8、未以銀離子顯影液處理者），但是當(dāng)樣品中的標(biāo)的 DNA 濃度降低時(shí)，粉紅色即變淡，無(wú)法以肉眼覺(jué)察（樣品莫耳濃度為 10-10、未以銀離子顯影液處理者）。
為了解決這個(gè)問(wèn)題，研究人員發(fā)現(xiàn)可加入含有銀離子的顯影液。因?yàn)榻鸺{米粒子可促進(jìn)銀離子與顯影液中所含還原劑（氫）之間的反應(yīng)而生成還原態(tài)的銀，銀的沉積會(huì)顯出黑色，不但容易辨識(shí)，而且可用一般傳統(tǒng)的光學(xué)掃描儀器偵測(cè)。利用所得深淺不同的結(jié)果以灰階加以相互比較，就可區(qū)別樣品間濃度的高低，甚至能輕易地以肉眼觀察，因此大大提升了敏感度。即使當(dāng) DNA 序列間的差異只有一個(gè)堿基時(shí)，都能區(qū)分出來(lái)。
由此掃描式 DNA 感應(yīng)器所檢測(cè)的結(jié)果顯示，在較低溫時(shí)（攝氏 40 度），除了正確配對(duì)的堿基 A 之外，其它三種錯(cuò)誤的 G、T、C 堿基對(duì)亦可結(jié)合。但是當(dāng)溫度提升至攝氏 50 度時(shí)，僅有正確的腺嘌呤（A）仍然維持配對(duì)狀態(tài)，其它三種（亦即 G、T、C）的呈色會(huì)消失，因此決定選擇性的溫度是攝氏 50 度。若是溫度繼續(xù)升高至攝氏 60 度，即使是含有正確的腺嘌呤（A）的 DNA 序列也會(huì)脫離，而導(dǎo)致呈色完全消失。
以熒光為呈色的方法雖也有類似的結(jié)果，但是增溫范圍太�。〝z氏 15 度至 35 度），決定專一性結(jié)合的溫度也較掃描式 DNA 感應(yīng)器來(lái)得低。因此，溫度的變化只要高于正確結(jié)合的溫度攝氏 35 度，就會(huì)導(dǎo)致專一性結(jié)合的 DNA 序列脫離而使得呈色減弱。此外，由于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要反復(fù)地以溶液沖洗，當(dāng)正確序列結(jié)合的溫度太接近室溫時(shí)，會(huì)使得部分專一性與非專一性結(jié)合的 DNA 序列較容易一起被洗掉，因此其呈色普遍性地較為微弱。
由于掃描式 DNA 感應(yīng)器的專一性結(jié)合溫度較高，就可以避免這種困擾。其敏感度較一般以螢光劑為呈色的方法高 100 倍，而且對(duì)于單一堿基錯(cuò)誤配對(duì)的選擇性也高出 3 倍。同時(shí)，因?yàn)閽呙枋?DNA 感應(yīng)器的敏感度較高，對(duì)于樣品的量要求也就較低，因此優(yōu)于一般以螢光呈色的 DNA 感應(yīng)器。
以掃描式 DNA 感應(yīng)器來(lái)偵測(cè)樣品中的 DNA 序列時(shí)，樣品中的標(biāo)的 DNA 序列的濃度高低雖然可藉由灰階來(lái)推測(cè)，但是其結(jié)果僅能以黑白二色呈現(xiàn)，因此每次能檢測(cè)的種類數(shù)目受到較大的限制。以螢光分子為標(biāo)幟的偵測(cè)法中能有顏色上的變化，較受一般檢驗(yàn)人員的歡迎，而且若能以彩色呈現(xiàn)，就可以容許在檢驗(yàn)樣品中一次含有多種待測(cè)的 DNA 序列，因此，如何將黑白變?yōu)椴噬妥兂裳芯咳藛T的下一個(gè)目標(biāo)。
如同一般的基因芯片，掃描式 DNA 感應(yīng)器是預(yù)先在載玻片上將許多不同的 DNA 序列 a、c、d、e 等予以固定。其中只有序列 a 才能與標(biāo)的 DNA 序列（ab）的一端形成互補(bǔ)配對(duì)。三者混合后，序列 ab 分別和玻片上序列 a 與金納米粒子上的 b 形成結(jié)合。再用緩沖溶液將未配對(duì)或多余的 DNA 序列清除。若樣品中標(biāo)的 DNA 序列的濃度夠高，則會(huì)顯出淡淡的粉紅色，再以含有硝酸銀的溶液處理，由于金納米粒子可促進(jìn)銀的沉積，便可呈現(xiàn)黑色。
利用此種配對(duì)原理，可將金納米粒子間接地固定在玻片上。當(dāng)其序列間的堿基能完全互補(bǔ)配對(duì)時(shí)，其結(jié)合力最強(qiáng)，若無(wú)法完全配對(duì)時(shí)，結(jié)合力即減弱，因此可借著增加溫度，而使得非標(biāo)的 DNA 序列脫離。
在經(jīng)過(guò)增溫處理以確定僅存專一性結(jié)合后，存在的足量金納米粒子會(huì)使樣品呈現(xiàn)粉紅色（樣品莫耳濃度為 10-8、未以銀離子顯影液處理者），但是當(dāng)樣品中的標(biāo)的 DNA 濃度降低時(shí)，粉紅色即變淡，無(wú)法以肉眼覺(jué)察（樣品莫耳濃度為 10-10、未以銀離子顯影液處理者）。
為了解決這個(gè)問(wèn)題，研究人員發(fā)現(xiàn)可加入含有銀離子的顯影液。因?yàn)榻鸺{米粒子可促進(jìn)銀離子與顯影液中所含還原劑（氫）之間的反應(yīng)而生成還原態(tài)的銀，銀的沉積會(huì)顯出黑色，不但容易辨識(shí)，而且可用一般傳統(tǒng)的光學(xué)掃描儀器偵測(cè)。利用所得深淺不同的結(jié)果以灰階加以相互比較，就可區(qū)別樣品間濃度的高低，甚至能輕易地以肉眼觀察，因此大大提升了敏感度。即使當(dāng) DNA 序列間的差異只有一個(gè)堿基時(shí)，都能區(qū)分出來(lái)。
由此掃描式 DNA 感應(yīng)器所檢測(cè)的結(jié)果顯示，在較低溫時(shí)（攝氏 40 度），除了正確配對(duì)的堿基 A 之外，其它三種錯(cuò)誤的 G、T、C 堿基對(duì)亦可結(jié)合。但是當(dāng)溫度提升至攝氏 50 度時(shí)，僅有正確的腺嘌呤（A）仍然維持配對(duì)狀態(tài)，其它三種（亦即 G、T、C）的呈色會(huì)消失，因此決定選擇性的溫度是攝氏 50 度。若是溫度繼續(xù)升高至攝氏 60 度，即使是含有正確的腺嘌呤（A）的 DNA 序列也會(huì)脫離，而導(dǎo)致呈色完全消失。
以熒光為呈色的方法雖也有類似的結(jié)果，但是增溫范圍太�。〝z氏 15 度至 35 度），決定專一性結(jié)合的溫度也較掃描式 DNA 感應(yīng)器來(lái)得低。因此，溫度的變化只要高于正確結(jié)合的溫度攝氏 35 度，就會(huì)導(dǎo)致專一性結(jié)合的 DNA 序列脫離而使得呈色減弱。此外，由于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要反復(fù)地以溶液沖洗，當(dāng)正確序列結(jié)合的溫度太接近室溫時(shí)，會(huì)使得部分專一性與非專一性結(jié)合的 DNA 序列較容易一起被洗掉，因此其呈色普遍性地較為微弱。
由于掃描式 DNA 感應(yīng)器的專一性結(jié)合溫度較高，就可以避免這種困擾。其敏感度較一般以螢光劑為呈色的方法高 100 倍，而且對(duì)于單一堿基錯(cuò)誤配對(duì)的選擇性也高出 3 倍。同時(shí)，因?yàn)閽呙枋?DNA 感應(yīng)器的敏感度較高，對(duì)于樣品的量要求也就較低，因此優(yōu)于一般以螢光呈色的 DNA 感應(yīng)器。
以掃描式 DNA 感應(yīng)器來(lái)偵測(cè)樣品中的 DNA 序列時(shí)，樣品中的標(biāo)的 DNA 序列的濃度高低雖然可藉由灰階來(lái)推測(cè)，但是其結(jié)果僅能以黑白二色呈現(xiàn)，因此每次能檢測(cè)的種類數(shù)目受到較大的限制。以螢光分子為標(biāo)幟的偵測(cè)法中能有顏色上的變化，較受一般檢驗(yàn)人員的歡迎，而且若能以彩色呈現(xiàn)，就可以容許在檢驗(yàn)樣品中一次含有多種待測(cè)的 DNA 序列，因此，如何將黑白變?yōu)椴噬妥兂裳芯咳藛T的下一個(gè)目標(biāo)。