簡易檢索 / 詳目顯示

回結果列表
研究生： 林□榮
Heng-Jung Lin
論文名稱： 分子拓印型光阻劑應用於微感測器
The application of molecularly-imprinted photoresists in microsensor
指導教授： 李育德
Yu-Der Lee
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 工學院 - 化學工程學系
Department of Chemical Engineering
論文出版年： 2006
畢業學年度： 94
語文別： 中文
論文頁數： 82
中文關鍵詞： 光阻劑 、分子拓印型高分子 、電化學 、感測器
外文關鍵詞： photoresist, Molecularly imprinting polymers, electrochemistry, sensor
相關次數： 點閱：2  下載：0 
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報

    • 本研究之目的是開發出具有分子拓印效果的光阻劑，並將之應用於微感測器。此分子拓印型光阻劑結合了分子拓印技術與黃光微影技術，其優點有：(1)人工打造的辨識孔洞； (2)藉由黃光微影製程，可於單一晶片上定義出多個不同功能的偵測區域，以達到感測器微小化之目的。
    本實驗藉由將市售之norbornene衍生物單體(7-oxabicyclo[2,2,1]hept-5-ene-2,3-dicarboxylic anhydride)進行官能化獲得功能性單體，再以開環配位聚合反應(Ring-Opening Metathesis Polymerization)獲得功能性高分子，並將不同配方比例的分子拓印型光阻劑進行曝光顯影，以光學顯微鏡觀察線路圖形，其解析度可達20~30µm，已可成功達到微小化的目的。
    將以此分子拓印型光阻劑所製備之拓印電極，結合微分脈衝法進行模版分子(Vanillylmandelic acid)的電化學分析，其拓印因子α介於1~10；此拓印孔洞也具有不錯的辨識性(Ep,HVA=0.743V、βHVA=0.44；Ep,DCPA=0.701V、βDCPA=0.35)；此VMA感測器的濃度線性範圍介於60µM-1600µM，相關係數為0.9956；再現性實驗的RSD值為3.71%，顯示其具有重複偵測的可信賴度。由實驗結果顯示，分子拓印型光阻劑結合電化學系統，確實具有發展成微感測器的潛力。

    摘要 謝誌 目錄 圖目錄 表目錄 第一章 緒論 1-1 前言 1-2生物感測器 1-3 香草扁桃酸 (Vanillylmandelic acid) 第二章 文獻回顧 2-1 分子拓印技術(Molecular Imprinting Technology) 2-1-1 分子拓印原理 2-1-2 分子拓印高分子之製備 2-1-3 分子拓印型光阻劑 2-2 分子拓印技術的應用 2-2-1 生物感測器 2-2-2 分離純化 2-2-3 微型化感測器 2-3 電化學測定方法 第三章 研究動機與目的 第四章 實驗方法 4-1 實驗藥品 4-2 實驗架構 4-2-1 分子拓印型光阻劑 4-2-2 電化學分析 4-3分析儀器 4-4實驗步驟 4-4-1 功能性單體之合成 4-4-1-1 功能性單體I 4-4-1-2功能性單體II 4-4-2功能性高分子之合成 4-4-3 分子拓印型光阻劑之配製 4-4-4 黃光微影製程 4-4-5 電化學分析 4-4-5-1 修飾電極的製備 4-4-5-2模板分子的移除 4-4-5-3 分析方法 第五章 初步結果與討論 5-1核磁共振分析 (1H-NMR) 5-1-1 功能性單體I 5-1-2 功能性單體II 5-1-3 功能性高分子 5-2熱性質測定 5-2-1 功能性單體I 5-2-2 功能性單體II 5-2-3 功能性高分子 5-3 分子量鑑定 5-4 分子拓印型光阻劑之較適化條件 5-4-1 分子拓印型光阻劑配方探討 5-5 模板分子的移除與鑑定 5-5-1 高效能液相層析儀之分析 5-5-2 微分脈衝法之分析 5-6白金電極偵測VMA 5-6-1 白金電極對VMA之氧化還原反應 5-6-2 VMA於不同pH值的探討 5-6-3 掃描速率的探討 5-7 拓印電極和高分子電極偵測VMA 5-7-1 浸泡時間的選擇 5-7-2 拓印因子 5-7-3 濃度對電流之線性範圍 5-7-4 辨識性 5-7-5 干擾物質之影響 5-7-6 再現性 第六章 結論 第七章 參考文獻 圖目錄 圖1-1 1930~1999年MIPs文獻的發表數量 圖1-2 腎上腺荷爾蒙的代謝過程 圖2-1 鎖匙關係示意圖 圖2-2 共價鍵結法 圖2-3 非共價鍵結法 圖2-4 分子模版高分子之製備程序 圖2-5 共價-非共價鍵結法 圖2-6 分子拓印材料製備程序 圖2-7 分子拓印高分子辨識孔洞示意圖 圖2-8 常見之功能性單體 圖2-9 常見之交聯劑 圖2-10 分子拓印技術於分析領域之分佈情形 圖2-11 生物感測器的辨識過程 圖2-12 循環伏安法操作原理示意圖 圖2-13 微分脈衝法電位變化示意圖 圖4-1 功能性單體I合成流程圖 圖4-2 功能性單體II合成流程圖 圖4-3 功能性高分子合成流程圖 圖4-4 電化學分析系統 圖5-1 1H-NMR圖譜_功能性單體I 圖5-2 1H-NMR圖譜_功能性單體II 圖5-3 1H-NMR圖譜_功能性高分子 圖5-4 功能性單體I所佔比例與積分值趨勢 圖5-5 DSC分析_功能性單體I 圖5-6 DSC分析_功能性單體II 圖5-7 DSC分析_功能性高分子 圖5-8 copolymer1顯影圖形 圖5-9 copolymer2顯影圖形 圖5-10 copolymer3顯影圖形 圖5-11 NPR_1 圖5-12 NPR_3 圖5-13 NPR_3 圖5-14 NPR_5 圖5-15 NPR_5 圖5-16 NPR_7 圖5-17 NPR_9 圖5-18 NPR_7 圖5-19 HPLC_VMA檢量線 圖5-20 HPLC_拓印電極浸泡10小時後之移除液濃度 圖5-21 HPLC_拓印電極浸泡20小時候之移除液濃度 圖5-22 拓印電極置於移除液10小時後之微分脈衝圖 圖5-23 VMA於白金電極之循環伏安圖 圖5-24 VMA於白金電極之微分脈衝圖 圖5-25 pH值與氧化電位值的關係圖 圖5-26 pH值與氧化電流值的關係圖 圖5-27 掃描速率平方根對氧化電流值關係圖 圖5-28 logν對log(ip)關係圖 圖5-29 MIPE與NIPE浸泡30分鐘之微分脈衝圖 圖5-30 浸泡時間與氧化電流值關係圖 圖5-31 浸泡時間對拓印因子關係圖 圖5-32 拓印電極偵測VMA濃度之線性範圍 圖5-33 白金電極偵測結構相似分子的循環伏安圖 圖5-34 拓印電極偵測結構相似分子的微分脈衝圖 圖5-35 再現性的探討 表目錄 表2-1 黑色矩陣的組成成份 表2-2 商業化之MIP產品 表2-3 感測器組成架構 表2-4 分子拓印感測器之應用 表2-5 生物感測器應用領域與全球市值 表2-6 生物感測器生產廠商 表4-1 分子拓印型光阻劑成分 表5-1 功能性高分子實際組成比例 表5-2 GPC分析_功能性高分子 表5-3 不同配方比例之分子拓印型光阻劑 表5-4 拓印電極的選擇性(β) 表5-5 干擾物對偵測VMA的影響

    1. G. Wulff, “Enzyme-like Catalysis by Molecularly Imprinted Polymers”, Chem. Rev., 102, 1 (2002).
    2. J. O. Mahony, K. Nolan, M. R. Smyth and B. Mizaikoff, “Molecularly imprinted polymers—potential and challenges in analytical chemistry”, Anal. Chim. Acta., 534, 31 (2005).
    3. K. Haupt, “Imprinted polymers—tailor-made mimics of antibodies and receptors”, Chem. Commun., 171 (2003).
    4. F. L. Dickert and O. Hayden, “Molecular imprinting in chemical sensing”, Trends Anal. Chem., 18, 192 (1999).
    5. S. A. Piletsky, E. V. Piletskaya, T. L. Panasyuk, A. V. El’skaya, R. Levi, I. Karube and G. Wulff, “Imprinted membrances for sensor technology: Opposite behavior of covalently and noncovalently imprinted membrances”, Macromolecules, 31, 2137 (1998).
    6. 周華萍, “生物感測器市場近況”, 生物產業, 6, 47 (1995).
    7. http://www.smi.tu-berlin.de/events.htm
    8. L. C. Clark and C. Lyois, Ann. N.Y. Acad. Sci., 102, 29 (1962).
    9. M. C. Blanco-López, M. J. Lobo-Castañón, A. J. Miranda-Ordieres and P. Tuñón-Blanco, “Electrochemical sensors based on molecularly imprinted polymers”, Trends Anal. Chem., 23, 36 (2004).
    10. K. Haupt and K. Mosbach, “Molecularly imprinted polymers and their use in biomimetic sensors”, Chem. Rev., 100, 2495 (2000).
    11. S. A. Piletsky and A. P. F. Turner, “Electrochemical sensors based on molecularly imprinted polymers”, Electroanalysis, 14, 317 (2002).
    12. E. Bakker, “Electrochemical sensors”, Anal. Chem., 76, 3285 (2004).
    13. A. Merkoci and S. Alegret, “New materials for electrochemical sensing IV. Molecular imprinted polymers”, Trends Anal. Chem., 21, 717 (2002).
    14. M. C. Blanco-López, M. J. Lobo-Castañón, A. J. Miranda-Ordieres and P. Tuñón-Blanco, “Voltammetric sensor for vanillylmandelic acid based on molecularly imprinted polymer-modified electrodes”, Biosens. Bioelectron., 18, 353 (2003).
    15. M. Fukuda, A.Hata, S. I. Niwa, K. I. Hiramatsu, H. Honda, K. Nakagome and A. Iwanami, “Plasma vanillylmandelic acid level as an index of psychological stress resonse in normal subjects”, Psy. Res., 63, 7 (1996).
    16. D. S. Goldstein, G. Eisenhofer and I. J. Kopin, “Sources and significance of plasma levels of catechols and their metabolites in humans”, Perspectives in Pharmacology, 305, 800 (2003).
    17. M. Monsaingeon, Y. Perel, G. Simonnet, J. B. Corcuff, “Coparative values of catecholamines and metabolites for the diagnosis of neuroblastoma”, Eur. J. Pediatr., 162, 397 (2003).
    18. N. M. Abd-Allah, F. H. Hassan, A. Y. Esmat and S. A. Hammad, “Age dependence of the levels of plasma norepinephrine aldosterone, rennin activity and urinary vanillylmandelic acid in normal and essential hypertensives”, Biol. Res., 37, 95 (2004).
    19. R. D. Riley, D. Heney, D. R. Jones, A. J. Sutton, P. C. Lambert, K. R. Abrams, B. Young, A. J. Wailoo and S. A. Burchill, “A systematic review of molecular and biological tumor markers in neuroblastoma”, Clin. Cancer Res., 10, 4 (2004).
    20. C. F. van Nostrum, “Molecular imprinting: A new tool for drug innovation”, Drug Discovery Today:Technologies, 2, 119 (2005).
    21. A. L. Hillberg, K. R. Brain and C. J. Allender, “Molecular imprinted polymer sensors: Implications for therapeutics”, Adv. Drug Deliv. Rev., 57, 1875 (2005).
    22. J. Z. Hilt and M. E. Byrne, “Configurational biomimesis in drug delivery: molecular imprinting of biologically significant molecules”, Adv. Drug Deliv. Rev., 56, 1599 (2004).
    23. G. Wulff, R. Grobe-Einsler and A. Sarhan, Makromol. Chem., 178, 2817 (1977).
    24. R. Arshady and K. Mosbach, “Synthesis of substrate-selective polymers by host-guest polymerization”, Makromol. Chem., 182, 687 (1981).
    25. M. J. Whitcombe, M. E. Rodriguez, P. Villar and E. N. Vulfson, “A New Method for the Introduction of Recognition Site Functionality into Polymers Prepared by Molecular Imprinting: Synthesis and Characterization of Polymeric Receptors for Cholesterol”, J. Am. Chem. Soc., 117, 7105 (1995).
    26. B. Sellergren, Molecularly Imprinted Polymers, Elsevier Science, 1st ed., Oxford (2001).
    27. http://myweb.ncku.edu.tw/~tcchou/mimsc/mimsc.htm
    28. T. S. Cheng, H. Chen and H. C. Lin, “Preparing an acrylic ester copolymer as an ultrathick negative photo resist”, Materials Letters, 57, 4578 (2003).
    29. S. A. Piletsky, S. Alcock and A. P. F. Turner, “Molecular imprinting: At the edge of the third millennium”, Trends Biotechnol., 19, 9 (2001)
    30. E. Hedborg, F. Winquist, I. Lundstrom, L. Andersson and K. Mosbach, “Some studies of molecularly-imprinted polymer membranes in combination with field-effect devices”, Sens. Actuator A, 38, 796 (1993).
    31. A. J. Bard and L. R. Faulkner, Electrochemical Methods Fundamentals and Application, John Wiley & Sons, Inc., 2nd ed., US (2001).
    32. K. Hosoya, Y. Shirasu and K. Kimata, “Molecularly Imprinted Chiral Stationary Phase Prepared with Racemic Template”, Anal. Chem., 70, 943 (1998).
    33. L. Schweit and L. I. Andersson, “Molecular imprint-based stationary phases for capillary electrochromatography”, J. Chromatogr. A, 817, 5 (1998).
    34. D. Kriz, C. B. Kriz, L. I. Andersson and K. Mosbach, “Thin-layer chromotography based on molecular imprinting technique”, Anal. Chem., 66, 2636 (1994).
    35. A. Zander, P. Findlay, T. Renner and B. Sellergren, “ Analysis of Nicotine and Its Oxidation Products in Nicotine Chewing Gum by a Molecularly Imprinted Solid-Phase Extraction”, Anal. Chem., 70, 3304 (1998).
    36. D. Kriz, O. Ramstrom, A. Svensson and K. Mosbach, “A Biomimetic Sensor Based on a Molecularly Imprinted Polymer as a Recognition Element Combined with Fiber-Optic Detection”, Anal. Chem., 67, 2142 (1995).
    37. S. A. Piletsky, E. V. Piletskaya, A. V. Elgersma, K. Yano and I. Karube, “Atrazine sensing by molecularly imprinted membranes”, Biosens. Bioelectron., 10, 959 (1995).
    38. S. A. Piletsky, E. V. Piletskaya, T. L. Panasyuk, R. Levi, I. Karube and G. Wulff, “Imprinted Membranes for Sensor Technology: Opposite Behavior of Covalently and Noncovalently Imprinted Membranes” Macromolecules, 31, 2137 (1998).
    39. D. Kriz and K. Mosbach, “Competitive amperometric morphine sensor based on an agarose immobilised molecularly imprinted polymer”, Anal. Chim. Acta, 300, 71 (1995).
    40. C. Malitesta, I. Losito and P. G. Zambonin, “Molecularly Imprinted Electrosynthesized Polymers: New Materials for Biomimetic Sensors”, Anal. Chem., 71, 1366 (1999).
    41. G. S. Lee, C. W. Koh, J. C. Jung, M. H. Jung and K. H. Baik, “Photoresist monomer having hydroxy group and carboxy group, copolymer thereof and photoresist composition using the same”, U.S. Patent No.6,410,670, (2002).
    42. S. Jakeway, A. de Mello, E. Russell, “Miniaturized total analysis systems for biological analysis”, Fresen. J. Anal. Chem., 366, 525 (2000).
    43. A. Tudos, G. Besselink, R. Schasfoort, “Trends in miniaturized total analysis systems for point-of-care testing in clinical chemistry”, Lab. Chip, 1, 83 (2001).

    無法下載圖示 全文公開日期 本全文未授權公開 (校內網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)

    QR CODE