研究生: |
蔡岳倫 Tsai, Yueh-Lun |
---|---|
論文名稱: |
奈米鑽石薄膜電極應用於電化學檢測神經傳導物質之研究 The Study of Electrochemical Detection of Neurotransmitters with Nanodiamond Film Electrode |
指導教授: |
黃金花
Huang, Jin-Hua |
口試委員: | |
學位類別: |
碩士 Master |
系所名稱: |
工學院 - 材料科學工程學系 Materials Science and Engineering |
論文出版年: | 2009 |
畢業學年度: | 97 |
語文別: | 中文 |
論文頁數: | 85 |
中文關鍵詞: | 奈米鑽石薄膜電極 、電化學檢測 、神經傳導物質 |
相關次數: | 點閱:61 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 |
我的研究主要是透過電化學反應,以奈米鑽石薄膜電極來量測特定種類的神經傳導物質。 首先,用鑽石薄膜當工作電極,而以Fe(CN)63-/4-當分析的氧化還原反應對 (redox couple),在0.1 M的KCl溶液中進行循環伏安法的電化學量測,實驗結果可發現,鑽石薄膜電極有著良好的電子傳導可逆性,此外氧化、還原電流也隨著分析物濃度的增加,而呈線性的成長,代表此奈米鑽石電極的電子轉移能力很好。
接著,以鑽石電極量測多巴胺(Dopamine)、血清素(Serotonin)、及腎上腺素(Epinephrine),在低的濃度中也有著良好的氧化還原反應。 以循環伏安法(Cyclic Voltammetry)量測時,血清素在2.5□40 x 10-5 M的範圍中,可表現出很好的濃度對電流的線性反應;多巴胺在0.1□1 mM間也有不錯的線性趨勢;最後,腎上腺素的範圍最廣,在5□100 x 10-5 M之間有著良好的線性趨勢。
改以差式脈波伏特安培法(Differential Pulse Voltammetry)來量測這些神經傳導物質時,可以在極低濃度就測出電化學電流。多巴胺在5 □M就可以測得,而且其靈敏度為每 □M 多巴胺可產生4.17 □A/cm2的氧化電流密度。 血清素則在2 □M就可被測得,其靈敏度為每 □M 血清素可產生1.62□□A /cm2的氧化電流密度。 腎上腺素也是在5 □M就可被測出,靈敏度為每 □M 腎上腺素可產生6.47 □A/cm2的氧化電流密度。 而且,即使在有高濃度的干擾物質(維他命C)存在下,奈米鑽石電極被影響的情況也很小。
[1] L. C. Clark, C. Lyons, Ann. N.Y. Acad. Sci. 102 (1962) 29.
[2] B. Danielsson, K. Mosbach, Oxford University Press, New York, 1989.
[3] H. H. Weetall, Biosens. Bioelectron. 11 (1996) 1.
[4] S. Shunzo, O. Yasushi, T. Hisashi, K. Hiroshi, N. Katsuhiko, Electrochim. Acta 45 (2000) 3813.
[5] J. Zhang, L. Bao, S. Yao, W. Wei, Microchem. J. 62 (1999) 405.
[6] J. N. Barisci, G. G. Wallace, R. H. Baughman, Electrochim. Acta 46 (2000) 509.
[7] B. Keita, L. Nadjo, D. Belanger, C. P. Wilde, M. Hilaire, J. Electroanal. Chem. 384 (1995) 155.
[8] C. Serge, Biosens. Bioelectron. 14 (1999) 443.
[9] M. I. Arben, F. Esteve, A. Salvador, Sens. Actuators B 60 (1999) 97.
[10] A. T. Linda, D. K. Keeley, P. A. George, S. L.Frances, Anal. Biochem. 233 (1996) 50.
[11] R. P. O. Ma, M. Hämäläinen, U. H. Danielson, Anal. Biochem. 279 (2000) 71.
[12] A. Sternesjo, Anal. Chem. 226 (1995) 175.
[13] S.V. Dzyadevych , V. N. Arkhypova, A. P. Soldatkin, A. V. El’skaya, C. Martelet, N. J. Renault, ITBM-RBM 29 (2008) 171.
[14] A. J. Bard and L. R. Faulkner, “Electrochemical Methods, Fundamentals and Applications ”,John Wiley & Sons, Singapore ,1980.
[15] 胡啟章,電化學原理與方法,五南圖書出版公司,2002.
[16] R. L. McCreery, Chem. Rev. 108 (2008) 2646.
[17] K. S. Pitzer, “Activity Coefficients in Electrolyte Solutions”, 2nd Edition, CRC Press, Inc. 2000.
[18] F. Scholz, “Electroanalytical Methods Guide to Experiments and Applications”, Springer, Berlin, 2002.
[19] A. J. Bard, I. Rubinstein, “Electroanalytical Chemistry”, Dekker, New York, Vol. 22, 2004.
[20] W. Zhao, J. J. Xu, Q. Q. Qiu, H. Y. Chen, Biosens. Bioelectron. 22 (2006) 649.
[21] A. E. Fischer, Y. Show, G. M. Swain, Anal. Chem. 76 (2004) 2553.
[22] Q. Chen, D. M. Gruen, A. R. Krauss, T. D. Corrigan, M. Witek, G. M. Swain, J. Electrochem. Soc. 148 (2001) E44.
[23] M. C. Granger, M. Witek, J. Xu, J. Wang, M. Hupert, A. Hanks, M. D. Koppang, J. E. Butler, G. Lucazeau, M. Mermoux, J. W. Strojek, G. M. Swain, Anal. Chem. 72 (2000) 3793.
[24] A. E. Fischer, M. A. Lowe, G. M. Swain, J. Electrochem. Soc. 154 (2007) K61.
[25] S. Bhattacharyya, O. Auciello, J. Birrell, J. A. Carlisle, L. A. Curtiss, A. N. Goyette, D. M. Gruen, A. R. Krauss, J. Schlueter, A. Sumant, and P. Zapol, Appl. Phys. Letts. 79 (2001) 10.
[26] Y. V. Pleskov, M. D. Krotova, A. V. Saveliev, V. G. Ralchenko, Diamond Relat. Mater. 16 (2007) 2114.
[27] T. Yano, D. A. Tryk, K. Hashimoto, A. Fujishima, J. Electrochem. Soc. 145 (1998) 1870.
[28] T. Yano, E. Popa, D. A. Tryk, K. Hashimoto, A. Fujishima, J. Electrochem. Soc. 146 (1999) 1081.
[29] F. Bouamrane, A. Tadjeddine, J. E. Butler, R. Tenne, C. L. Clement, J. Electroanal. Chem. 405 (1996) 95.
[30] Z.Y. Wu, T. Yano, D.A. Tryk, K. Hashimoto, A. Fujishima, Chem. Lett. (1998) 503.
[31] J. Xu, Q. Chen, G.M. Swain, Anal. Chem. 70 (1998) 3146.
[32] R. D. Clements, G. M. Swain, J. Electrochem. Soc. 144 (1997) 856.
[33] T. N. Rao, I. Yagi, T. Miwa, D. A. Tryk, A. Fujishima, Anal. Chem. 71 (1999) 2506.
[34] J. J. Lee, B. Miller, X. Shi, R. Kalish, K. A. Wheelerd, J. Electrochem. Soc. 148 (2001) C183.
[35] J. Stotter, Y. Show, S. Wang, G. Swain, Chem. Mater. 17 (2005) 4880.
[36] H. B. Martin, A. Argoitia, J. C. Angus, U. Landau, J. Electrochem. Soc. 146 (1999) 2959.
[37] S. Wang and G. M. Swain, J. Phys. Chem. C 111 (2007) 3986.
[38] M. A. Lowe, A. E. Fischer, G. M. Swain, J. Electrochem. Soc. 153 (2006) B506.
[39] J. Farrell, F. J. Martin, H. B. Martin, W. E. O’Grady, P. Natishan, J. Electrochem. Soc. 152 (2005) E14.
[40] Y. V. Pleskov, Y. E. Evstefeeva, M. D. Krotova, V. P. Varnin, I. G. Teremetskaya, J. Electroanal. Chem. 595 (2006) 168.
[41] T. A. Ivandini, R. Sato, Y. Makide, A. Fujishima, Y. Einag, Diamond Relat. Mater. 13 (2004) 2003.
[42] T. A. Ivandini, R. Sato, Y. Makide, A. Fujishima, Y. Einaga, Anal. Chem. 78 (2006) 6291.
[43] T. Watanabe, T. A. Ivandini, Y. Makide, A. Fujishima, Y. Einaga, Anal. Chem. 78 (2006) 7857.
[44] Y. Yamaguchi, Y. Yamanaka, M. Miyamoto, A. Fujishima, K. Honda, J. Electrochem. Soc. 153 (2006) J123.
[45] K. Arihara, C. Terashima, A. Fujishima, J. Electrochem. Soc. 154 (2007) E71.
[46] D. Sopchak, B. Miller, R. Kalish, Y. Avyigal, X. Shi, Electroanal. 14 (2002) 473.
[47] 詹佩璇,神經生物學,合記圖書出版社,2004
[48] 麥麗敏,漫畫神經系統與特殊感覺,合記圖書出版社,2000
[49] E. L. Ciolkowski, K. M. Maness, P. S. Cahlil, R. M. Wightman, Anal. Chem. 66 (1994) 3611.
[50] Jackson et al., Anal. Chem. 67 (1995) 1115.
[51] H. S. Wang, D. Q. Huang, R. M. Liu, J. Electroanal. Chem. 570 (2004) 83.