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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
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  • 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。


    第一章 緒論 1 研究動機 4 第二章 文獻回顧 5 2-1 生物感測器簡介 5 2-1-1 生物感測器之發展 5 2-1-2 生物感測器之定義與種類 6 2-2 電化學簡介 11 2-2-1 電化學反應系統 11 2-2-2 影響電化學反應系統的因素 14 2-2-3 伏特安培法 ( Voltammetry ) 15 2-2-4 差式脈波伏特安培法 ( Differential Pulse Voltammetry ) 20 2-3 鑽石電極簡介 22 2-3-1 鑽石材料化學性質 23 2-3-2 鑽石材料的電子性質 25 2-3-3 鑽石材料的光譜學跟光學特性 266 2-3-4 鑽石材料的電化學性質 27 2-3-5 鑽石電極的電化學應用 34 2-4 神經傳導物質簡介 35 第三章 實驗材料、設備與方法 37 3-1 實驗藥品 37 3-2 電化學分析所使用之溶液 388 3-3 實驗設備 38 3-3-1 電化學量測裝置 38 3-3-2 其他實驗分析設備及應用 39 3-4 實驗方法 39 3-4-1 電化學量測前置作業 39 3-4-2 鑽石電極清洗流程 40 3-4-3 鑽石電極氫處理還原步驟 40 第四章 結果與討論 41 4-1 鑽石電極之分析 41 4-1-1 鑽石電極表面微結構與拉曼分析 41 4-1-2 鑽石電極的電化學特性分析 43 4-2 循環伏安法分析神經傳導物質 48 4-2-1 循環伏安法分析多巴胺 ( Dopamine ) 49 4-2-2 循環伏安法分析血清素 ( Serotonin ) 54 4-2-3 循環伏安法分析腎上腺素 ( Epinephrine ) 57 4-2-4 循環伏安法分析乙醯膽鹼 ( Acetylcholine ) 58 4-3 差式脈波伏特安培法分析神經傳導物質 61 4-3-1 差式脈波伏特安培法分析多巴胺 61 4-3-2 差式脈波伏特安培法分析血清素 65 4-3-3 差式脈波伏特安培法分析腎上腺素 69 4-4 奈米鑽石薄膜電極對神經傳導物質的穩定度研究 73 4-5 奈米鑽石薄膜電極的表面氫化還原研究 76 第五章 結論 79 第六章 參考文獻 82

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