臺灣博碩士論文加值系統

我們提出一個新的感測機制，使感測器不但能偵測金屬離子的濃度，更進一能分辨離子種類。主要的設計概念是利用辨識單元和金屬離子結合，影響螢光團的能階，而改變螢光顏色，利用不同的螢光顏色區分不同種類的金屬離子。在我實驗的三個感測系統pterine-6-carboxylic acid，8-hydroxyl quinoline -2-carbixylic acid和P1中，加入不同的金屬離子都會使螢光感測器的螢光顏色有明顯的差異。pterine 6-carboxylic acid原本的藍色螢光（lmax=455nm）在加入鋅離子後變成綠色（lmax=478.5nm）；加入鈣離子放光最大位置也有紅位移的現象（lmax=463.5nm）；加入鋁離子放光最大位置有藍位移的現象（lmax=450nm）。由圖（4-1-2）（4-2-2）（4-3-1）都可以看出這三個感測分子和金屬離子結合後螢光的變化都會因不同的離子而有不同的顏色變化。
此外，文獻上在水中和金屬離子有很好的結合能力的感測分子並不常見，我們所使用的第三個感測分子P1與鋅離子有很好的結合能力，結合常數高達1.54×109M-2，即使在水中P1對微量的鋅離子也很靈敏，這點特性大大提昇其應用價值。
傳統金屬離子的感測器，多是利用感測分子和金屬離子結合，改變感測分子的螢光強度，根據螢光強度的變化量以檢測金屬離子的濃度。而我們在這裡提出另一個新的參數（螢光顏色）使得感測分子不但能測離子的濃度，更進一步能分辨金屬離子的種類。

第一章 緒論：
1-1 前言------------------------------------------------------------------------1
1-2 感測器（sensor）訊號傳遞方式-------------------------------------2
1-3 感測分子與待測分析物之間的作用機制---------------------------5
1-4 螢光感測分子訊號傳遞方式的種類與機制------------------------11
A. Excimer-Monomer 的比例---------------------------------------11
B. 能量轉移機制（Fluorescence Resonance Energy Transfer，FRET）--------------------------------------------------------------15
C. 光誘發電荷轉移機制（Photo-induced Charge Transfer， PICT）-----------------------------------------------------------------18
D. 光誘發電子轉移（Photo-induced electron transfer）---------22
E. 置換取代機制（Displacement-assay-type）--------------------27
1-5 文獻中各種感測器的設計----------------------------------------------29
第二章 原理：
2-1 螢光原理------------------------------------------------------------------35
2-2 結合常數（ binding constant ）-------------------------------------40
第三章 實驗方法、藥品、儀器：
3-1 藥品------------------------------------------------------------------------45
3-2 結合常數的求法---------------------------------------------------------47
第四章 實驗結果
4-1 6-carboxylic pterine部分
A. 溶劑極性、酸鹼值對與金屬離子結合能力的影響
1. 不同極性溶劑系統中與Zn2+的結合常數
a. 高極性溶劑：50mM pH 7.5（NH4OH/HCl buffer）/CH3CN：1/1（v:v）--------------------------------------------49
b. 低級性溶劑：50mM pH 7.5（NH4OH/HCl buffer）/CH3CN：1/9（v:v）--------------------------------------------50
2. 不同極性溶劑系統中與Co2+的結合常數
a. 高極性溶劑：50mM pH 7.5（NH4OH/HCl buffer）/CH3CN：1/1（v:v）--------------------------------------------51
b. 低級性溶劑：50mM pH 7.5（NH4OH/HCl buffer）/CH3CN：1/9（v:v）--------------------------------------------52
3. 不同酸鹼值的溶劑系統中與Zn2+的結合常數
a. 酸性溶劑（pH=1.60）系統中與Zn2+的結合常數--------53
b. 酸性溶劑（pH=3.31）系統中與Zn2+的結合常數------54
B. 鹼性溶劑中感測分子和各種金屬離子的結合常數與螢光變化
1. 感測分子與鋅離子的結合常數與螢光變化-----------------55
2. 感測分子與鎘離子的結合常數與螢光變化-----------------57
3. 感測分子與汞離子的結合常數與螢光變化-----------------59
4. 感測分子與鉛離子的結合常數與螢光變化-----------------61
5. 感測分子與鎂離子的結合常數與螢光變化-----------------63
6. 感測分子與鈣離子的結合常數與螢光變化-----------------65
7. 感測分子與鋁離子的結合常數與螢光變化-----------------67
8. 感測分子與各種金屬離子結合常數與螢光變化的比較--------69
4-2 8-Hydroxyl quinoline-2-carboxylic acid 部分
1. 感測分子與鈣離子的結合常數與螢光變化-----------------72
2. 感測分子與鎘離子的結合常數與螢光變化-----------------74
3. 感測分子與各種金屬離子結合常數與螢光變化的比較--------76
4-3 P1部分
1. 感測分子與鋅離子的結合常數與螢光變化-----------------78
2. 感測分子與鎘離子的結合常數與螢光變化------------------82
3. 感測分子與各種金屬離子結合常數與螢光變化的比較--------84
第五章 討論---------------------------------------------------------------------86
第六章 結論---------------------------------------------------------------------93
第七章 參考文獻---------------------------------------------------------------95

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