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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:鄭先佑
研究生(外文):Hsien-Yu Cheng
論文名稱:高效能晶片的開發:電極設計及流道最佳化
論文名稱(外文):Development of High-performance CE chip:Design of electrodes and optimization of CE channel
指導教授:陳壽椿
指導教授(外文):Show-Chuen Chen
學位類別:碩士
校院名稱:輔仁大學
系所名稱:化學系
學門:自然科學學門
學類:化學學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:151
中文關鍵詞:微電泳晶片電泳碳纖維電極神經傳導物質奈米修飾電極安培偵測法酚酸
外文關鍵詞:Electrophoresis microchipCarbon fiber electrodeNeurotransmittersNano-electrodeAmperometric detectionPhenolic acids
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傳統分析系統中須包含採樣、樣品前處理、分析及數據處理等部份,步驟相當繁瑣、耗時,且需佔用龐大的空間,因此儀器微小化已成為趨勢,並且須結合採樣、前處理分析設計於其上。微型分析系統發展至今,不但價廉、靈敏、快速分析、樣品耗量小,在結合高選擇性與靈敏度的電化學檢測器後,使整體更具優勢,將於緒論中介紹。
文中第二章將對微電泳晶片的主要製程參數,如晶片及電極基材的選擇、光罩設計、光阻材質、曝光光源、顯影、蝕刻、放電加工等作敘述。
第三章針對晶片蝕刻做改良,如配方、蝕刻時間與操作技巧的關係,並探討流道深寬及金屬電極與碳纖維電極的電流訊號、理論板數等參數,且針對多進樣、梯度流析、接地與奈米修飾電極等功能設計作介紹。
第四章利用新式四流道結合四工作電極的微電泳晶片,藉助微機電技術的高再現性以減少流道間之差異,以電化學偵測方式建立以神經傳導物質做為晶片標準化樣品,再以鎳、銅、金、鉑電極之偵測訊號值作為樣品指紋模式,並利用統計方法進行樣品區別分析以建立樣品辨識模式。
第五章以抗氧化物質酚酸作為偵測,能在11分鐘內以安培偵測法完成八種樣品成份分析並獲得最佳化樣品偵測條件,並應用於真實樣品啤酒的偵測上。
The promise of space saving, built-in sample pretreatment and data analysis seemed like a far cry from the reality when the concept of micro total analysis system was first introduced. Today, as miniaturization has penetrated into all trades of manufacturing technology, these goals are not unreachable.
The introductory chapter gives the history and the principles of micro CE, followed by a chapter on chip fabrication. The parameters of etching time, choice of electrode material, design of photomask, photoresist, development, etching and processing by electric discharge are studied. Then follows the chapter on the optimization of chip fabrication such as the etchant formulation, operating skills, channel dimension, electrode materials, current density and plate number; subjects on multiple inputs, gradient migration, grounding technique and the electrode derived from nanotechnology, dubbed nano-electrode, will also be discussed.
Another chapter depicts a four-electrode system, using Ni, Cu, Au and Pt, to provide the signal ratios for subsequent peak identification. The system after optimized for speed and versatility allows eight phenolic acids to exit the channel in 11 minutes.
摘要 i
圖目錄 vii
表目錄 x
第一章 緒論 1
1-1 研究背景與目的 1
1-2 毛細管電泳與微電泳晶片概論 3
1-2-1 毛細管電泳與微電泳晶片發展史 3
1-2-2 電泳原理 4
1-3 毛細管電泳基本分離模式 8
1-3-1 毛細管區帶電泳 8
1-3-2 微胞電動力層析法 8
1-3-3 毛細管等速電泳 8
1-3-4 毛細管等電聚焦 9
1-3-5 凝膠電泳 9
1-4 微電泳晶片偵測方法 11
1-4-1 雷射誘導螢光 11
1-4-2 質譜儀 12
1-4-3 化學放光偵測法 13
1-4-4 電化學偵測法 14
1-4-4-1 電導度偵測法 15
1-4-4-2 電位偵測法 15
1-4-4-3 安培偵測法 16
1-4-5 其他偵測方法 16
第二章 微電泳晶片製程之研究 18
2-1 導論 18
2-2 微電泳晶片製程研究 19
2-2-1 製程設備 20
2-2-2 試劑與材料 20
2-2-3 微電泳晶片設計與製作流程 21
2-2-3-1 電泳晶片光罩圖設計 21
2-2-3-2 流道基板製作 21
2-2-3-3 高溫熔融接合 29
2-2-4 微感應電極製作程序 30
2-2-4-1 蒸鍍金屬薄膜感應電極 30
2-2-4-2 外接式電極佈線橫跨定位處製作 30
2-2-5 微電泳晶片系統組裝 31
2-3 微電泳晶片實驗方法 31
2-3-1 藥品 31
2-3-2 儀器 34
2-3-3 微電泳晶片清洗方法 34
2-3-4 微電泳晶片電化學檢測系統的建立 34
2-3-5 微電泳晶片之進樣與分離 35
2-3-6 微電泳晶片效能評估 35
2-4 結果與討論 38
第三章 微電泳晶片製程改良與功能設計之研究 40
3-1 導論 40
3-2 實驗 40
3-2-1 藥品 40
3-2-2 儀器 42
3-3 蝕刻製程之研究 44
3-3-1 蝕刻參數與技巧的探討 47
3-4 微感應電極之研究 51
3-4-1 金屬薄膜感應電極 51
3-4-1-1 微電極再生探討 53
3-4-2 外接式電極探討 56
3-4-2-1 外接式微金屬電極 56
3-4-2-2 外接式碳纖維電極 60
3-5 微電泳晶片微電極清洗與維護之研究 65
3-6 微電泳晶片功能設計之研究 66
3-6-1 微電泳晶片自動化多進様研究 66
3-6-2 微電泳晶片梯度流析研究 68
3-6-2-1 添加修飾劑之先導實驗 69
3-6-2-2 微胞電動力層析法之先導實驗 71
3-6-3 微電泳晶片接地設計研究 73
3-6-4 奈米修飾電極 76
3-6-4-1 奈米粒子薄膜沈積之研究 76
3-6-4-2 奈米修飾電極測試 79
3-7 結論 81
第四章 四流道微電泳晶片多功能分析系統 83
4-1 導論 83
4-1-1 藥品 84
4-1-2 儀器 85
4-1-3 實驗裝置圖 85
4-2 結果與討論 88
4-2-1 四流道微電泳晶片系統 88
4-2-2 四流道微電泳晶片系統結合鉑電極測試 88
4-2-2-1 樣品分離電壓與進樣秒數對分離效果的探討 89
4-2-3 四流道微電泳晶片系統結合不同材質電極測試 92
4-2-4 建立樣品辨識系統之研究 94
4-2-4-1 四工作電極系統之樣品訊號模式建立探討 94
4-2-4-2 區別分析(Discriminant Analysis) 96
4-2-4-3 辨識系統測試 101
4-2-5 建立樣品偵測參數快速篩選系統之研究 103
4-2-5-1 酚酸循環伏安法測試的探討 103
4-2-5-2 四流道微電泳晶片系統結合不同材質電極測試 103
4-2-5-3 酚酸流體動力式伏安法的探討 105
4-2-5-4 酚酸電解質濃度與pH值對分離效果的探討 105
4-2-5-5 樣品進樣與分離電壓對分離效果的探討 106
4-2-5-6 系統的再現性與檢量線的建立 107
4-3 結論 111
第五章 微電泳晶片結合電化學檢測器偵測酚酸化合物 113
5-1 導論 113
5-1-1 藥品 113
5-1-2 儀器 114
5-1-3 實驗裝置 115
5-1-4 外接式電極晶片 115
5-1-5 晶片效能測試 119
5-1-6 進樣模式 119
5-2 結果與討論 119
5-2-1 鉑電極在磷酸溶液的電化學性質 119
5-2-2 酚酸的分離和偵測之研究 120
5-2-2-1 酚酸循環伏安法測試的探討 120
5-2-2-2 酚酸流體動力式伏安法的探討 120
5-2-2-3 選擇不同長度的流道的探討 124
5-2-2-4 電解質溶液pH值對分離效果的探討 124
5-2-2-5 電解質濃度對分離效果的探討 125
5-2-2-6 分離電壓與樣品進樣對分離效果的探討 127
5-2-2-7 系統的再現性與檢量線的建立 130
5-2-2-8 真實樣品分析 130
5-3 結論 134
第六章 總結 136
第七章 參考文獻 137
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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