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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:黃愷文
研究生(外文):Kai-Wen Huang
論文名稱:利用化學冷光之微型生物感測器之研製
論文名稱(外文):The Study of Chemiluminescence Micro-biosensor
指導教授:魏茂國魏茂國引用關係
指導教授(外文):Mao-Kuo Wei
學位類別:碩士
校院名稱:國立東華大學
系所名稱:材料科學與工程學系
學門:工程學門
學類:材料工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:91
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糖尿病是全世界先進國家揮之不去的夢魘,絕大多數的糖尿病是由肥胖所導致的,而糖尿病患可以藉由血糖濃度的監控而獲得病情的改善,甚至痊癒,於是一套便宜又能即時監測的血糖感測器正是糖尿病患者所需要的。
本研究希望可以建立一操作簡單而價格便宜的化學放光感測器,並且將其運用在偵測葡萄糖/過氧化氫的濃度偵測。本研究利用矽偵測器搭配上放大器當作化學放光的量測系統,自製生醫晶片,並以蠕動幫浦以及HPLC之高壓幫浦推送,建立流道與晶片兩種系統,進行化學放光實驗的量測。
本實驗結果顯示,流道系統的可以找出濃度與放光強度的線性相關,在晶片系統可以找出濃度與放光強度的相對關係;而在葡萄糖的部分則是探討其未能有效量測發光效果的原因。
Abstract
Diabetes mellitus (DM) is a hot issue for developed countries on earth, and most of the diabetics are due to obese. DM can be controlled by monitoring the change of the amount of blood sugar real time, even be fully recover. Hence, a system of cheaper, easier operating, monitoring real time is very in want of diabetics.
In this study, we want to establish an optical system of cheaper, easilier operating, monitoring real time, and use it to detect the concentration of glucose/ hydrogen peroxide. We use a silicon detector with a amplifier in which to enhance signals, and a biosensor, and obtained power from peristalsis pump and HPLC pump. We established two fluid system (fluid injection system and biosensor system) to detect the intensity of chemiluminescence (CL) from the chemical reaction.
Our experiment shows that the fluid injection system can find the linear correlation between sample concentration and chemiluminescence signal intensity, and we can also find the correlation between sample concentration and signal intensity in sensor system. Finally, we discuss the reason that why chemiluminescence did not react when we injected glucose, can try to decide them.
第一章 緒論………………………………………………………..1
1.1. 糖尿病簡介………………………………………………….1
1.2. 糖尿病所造成的危害……………………….………………3
1.3. 生物晶片……………………………….……………………5
1.4. 研究目的…………………………………….………………6

第二章 原理……………………………………………..…………8
2.1. 化學冷光的介紹與原理…………………………………………8
2.1.1. 化學放光與基本條件………………………………….………8
2.1.2 化學放光電子轉移機制……………………..………………9
2.1.3 化學放光強度…………………………………………………12
2.1.4 常用化學放光材料……………………………………………13
2.2 Luminol與醣類簡介………………………………….…………13
2.2.1 Luminol……………………………………………...………13
2.2.2 葡萄糖…………………………………………………………17
2.3 葡萄糖反應的基本原理…………………………………………18
2.4 酵素固定…………………………………………...…………20
2.4.1 酵素固定法之分類……………………………………………20
2.4.2 固定化酵素的優缺點…………………………………………22
2.4.3 本研究所採用的固定法………………………………………23
2.5化學動力學公式分析……………………………………………23

第三章 實驗方法…………………………………………………26
3.1 葡萄糖濃度偵測系統設計圖………………………..…………26
3.1.1 Luminol - HB2BOB2B - HRP流道系統設計…………………26
3.1.2 Luminol - HB2BOB2B – GOD - HRP晶片系統設計……..27
3.2 實驗流程……………………………….…………………..…28
3.3 藥品………………………………….…………………..……29
3.4 溶液配製…………………………….………………..………29
3.5 儀器裝置……………………………….……………..…………32
3.5.1 光學量測裝置…………………………………………………32
3.5.2 流動注入分析系統 --- 流道系統……………………………34
3.5.3 流動注入分析系統 --- 晶片系統…………………………36
3.6 實驗設計……………………………………………………...…38
3.6.1 矽偵測器放大器製作…………………………………………38
3.6.2 酵素固定化流程 ………………………..…………………40
3.6.2.1 酸洗 …………………………………………...………40
3.6.2.2 矽烷化 …………………………………...………………40
3.6.2.3 酵素固定化………………………………….……………41
3.6.3 晶片置備流程………………………………………………42

第四章 結果與討論………………………………………………47
4.1 自製放大器……………………………………...……………47
4.1.1 設計原理 ………………………………….…..…………47
4.1.2 數種測量儀器之比較…………………………………………48
4.1.3 放大倍率之選擇……………………………………..…..50
4.2 Luminol - HB2BOB2B - HRP流道系統……………..………50
4.2.1 實驗流程…………………………………………………50
4.2.2 流道組參數最佳化設定……………………………..……. 53
4.2.2.1 HB2BOB2B濃度的影響……………………...……...…53
4.2.2.2 HRP濃度的影響………………………………….………57
4.2.2.3 luminol 濃度的影響……………………….…..………62
4.2.2.4 緩衝溶液pH值的影響……….…………………………66
4.2.2.5 蠕動幫浦流速的影響………………………..……………68
4.2.3 參數濃度線性關係分析……………………………………69
4.2.3.1 尋找參數濃度最合適之反應速率方程式……………….70
4.3 Luminol – Glucose - God - HRP晶片系統………………73
4.3.1 Luminol - HB2BOB2B – HRP反應系統……………………73
4.3.1.1 晶片系統與流道系統的比較…………………...……..73
4.3.1.2 晶片系統中HB2BOB2B濃度對放光強度之影響……...……77
4.3.2 Luminol – Glucose - God – HRP 反應系統……………78
4.4 未能有效發光的問題探討………………………………...79
4.5 未來工作……………………………………………………...84
第五章 結論………………………………………………………86
參考資料…………………………………………………………..87
[1]WHO網站:http://www.who.int/zh/index.html
[2]李靜宜,肥胖糖尿病大白鼠模式之建立,國立中興大學獸醫學系碩士學位論文,2004。
[3]美國糖尿病協會網站:http://www.diabetes.org/about-diabetes.jsp
[4]Baron, A. D. Impaired glucose tolerance as a disease. Am J Cardiol. 88: 16H-19H., 2001.
[5]Göke, B. Implications of blood glucose, insulin resistance and beta-cell function inimpaired glucose tolerance. Diabetes Res Clin Pract. 40 Suppl: pp.15-20., 1998.
[6]衛生署網站,資料查詢:http://www.doh.gov.tw/cht/index.aspx#
[7]張甄芳,「擁抱甜蜜人生-糖尿病的預防及治療」座談會,中國時報,2003。
[8]林裕城,任春平,鍾明答,侯曉晴,謝淑珠,生物晶片的發展與運用,science monthly,pp.934∼935,2002。
[9]劉炯權,科儀新知,第十八卷, pp.34-37,10月,1996。
[10]P. J. Hesketh, S. Zivanovic, Y. Ming, S. Park, S. Svojanovsky, J. Cunneen, S. Caraffini, J. G. Boyd, J. R. Stetter, S. M. Lunte, and G. S. Wilson, “Microfabricated biosensors and microsystems,” Proceedings of the 21st international conference on Microelectronics, NIS, Yugoslavia, September, pp. 63-69, 1997.
[11]I. R. Lauks, “Microfabricated biosensors and microanalytical systems for blood analysis,” Accounts of Chemical Research, vol. 31, no. 5, pp. 317-324, 1998.
[12]J. H. Kim, B. G. Kim, E. Yoon, and C. H. Han, “A New monolithic micro biosensor for blood analysis,” Proceeding of the IEEE MEMS’01 Workshop, Interlaken, Switzerland, January, 2001, pp. 443-446.
[13]M. Seki, R. Aoyama, J. W. Hong, T. Fujii, and I. Endo, “Multiple diagnostic analyses by enzymatic and chemical reaction on a PDMS microchip,” 1st Conference Annual International IEEE-EMBS Specia Topic Conference on Microtechnologies in Medicine and Biology, Lyon, France, October 12-14, pp. 21 -24, 2000.
[14]謝依倩,毛細管電泳/電激發化學放光偵測法應用於Methoxyphenamine與Ethambutol的分析,東海大學化學系碩士學位論文,2004。
[15]M. L. Grayeski, Anal. Chem., 59, 1248A, 1987.
[16]J. W. Birks, Chemiluminescence and Photochemical Reactions Detection in Chromatography, VCH Publishers Inc., New York, 1989
[17]W. R. Seitz, M. P. Neary, Anal. Chem., 46, pp.188A-202A, 1974.
[18]Baeyens,W. R. G.; García-Campaňa,A. M. Chemiluminescence in Analytical Chemistry, Marcel Dekker, 2001.
[19] W. R. Seitz, M. P. Neary, Anal. Chem., 46, pp.188A-202A, 1974
[20]Karl-Dietrich Gundermann, Frank McCapra, Chemiluminescence in Organic Chemistry, Springer-Verlag, 1987.
[21]Philip E. Stanley, Larry J. Kricka, International Symposium on Bioluminescence and Chemiluminescence (12th : 2002 : University of Cambridge) Bioluminescence & chemiluminescence : progress & current applications, New Jersey : World Scientific, c2002.
[22]曾湜雯,『利用Luminol-Ferricanide/Ferrocyanide化學冷光系統對蔗糖的流動注入分析』,國立中山大學化學研究所碩士學位論文,pp. 35 ~ 40,2003。
[23]洪秀真,利用luminol-horseradish peroxidase 化學冷光系統對尿酸的流動注入分析,國立中山大學化學研究所碩士論文,2001。
[24]Dodeigne, C.; Thunus, L,; Lejeume, R. Talanta, 51, pp.415-439, 2000.
[25]Patonay, G,;“HPLC DETECTION-newer methods”,VCH: NEW York, 1992.
[26]Robards, K.; Worsfold, P. J. Anal. Chem. Acta., 266, 147, 1992.
[27]Fuji life science, fundamental of chemiluminescence detection, application note, NO. 6, P.1-3, Fuji Photo Film Co., Ltd., 1998.
[28]Whitehead, T. P., Kricka, L. J., Carter, J. N., Thorpe, G. H. G., Analytical Luminescence: Its Potentialin the Clinical Laboratory, Clinical Chemistry ; 25, 1531~1546, 1979.
[29]Thorpe, G. H. G., Kricka, L. J., Moseley, S. B., Whitehead, T. P., Phenols as Enhancers of the Chemiluminescent Horseradish Peroxidase-Luminol-Hydrogen Peroxide Reaction: Application in Luminescence-Monitored Enzyme Immunoassays, Clinical Chemistry ; 31, 1335-1341, 1985.
[30]Thorpe, G. H. G., Kricka, L. J., Enhanced Chemiluminescent Reactions Catalyzed by Horseradish Peroxidase, Methods in Enzymology ;133, 331-353, 1986.
[31]http://www.chm.bris.ac.uk/webprojects2002/flaming /mechanism.htm
[32]Radi, R. A.; Rubbo, H.; Prodanov, E. Biochim. Biophys. Acta., 994, 89, 1989.
[33]Rraid, R.; Rubbo, H.; Thomson, L.; Prodanov, E. Free Radical Biol, Med., pp.8, pp.128, 1990.
[34]Kozlov, A. V.; Osipov, A. N.; Vladimirov I. Biofizika, 35, 347, 1990.
[35]Candy, T. E. G.; Jones, P. J. Biolumin. Chemilum., 6, 239, 1991.
[36]Vlasenko, S. B.; Arefyev, A. A.; Klimov, A. D.; Kim, B. B.; Gorovits, E. L.; Osipov, A. P.; Gavrilova, E. M.; Yegorov, A. M. J. Biolumin. Chemilumin., 4, 164, 1989.
[37]Hodgson, M.; Jones, P. J. Biolumin. Chemilumin., 3, 21, 1989.
[38]Navas Diaz, A.; Garcia Sanchez, F.; Gonzalez Garcia, J. A. J. Biolumin. Chemilumin., 10, 175, 1995.
[39]Nakamura, M.; Nakamura, S. Free Radical Biol. Med., 24, 537, 1998.
[40] http://www.chem.ccu.edu.tw/~cyhung/Web-highschool/Chapter-9/ Chapter-9.htm
[41]Clark L.C., C. Wright, “Electrode system for continuous monitoring incardiovascular surgery”, Annals of the New York Academy of Sciences 102, pp. 29-33., 1962.
[42]G.P. Hicks, S.J. Updike, Anal. Chem. Vol.38, pp. 726, 1966.
[43]Erfan Abu Irhayem, Hanna Elzanowska, Amit S. Jhas, Beata Skrzynecka, “Glucose detection based on electrochemically formed Ir oxide films” , 2002.
[44]Qin, W.; Zhang, Z. Talanta, 43, pp.119, 1996.
[45]P. G. Edelman and J. Wang, Biosensor and Chemical Sensor, Optimizing Performance Through Polymeric Materials, American Chemical Society: Washington, DC., 1992.
[46]A. E. G. Cass, Biosensor, A Practical Approach, IRL Press: Oxford, 1990.
[47]P. Bartlett, Ph. D. Thesis, University of Warwick, 1990.
[48]K. Hayashi, M. Yamanaka., K. Toko, K. Yamafuji, Sensors Actuators, B1, 205, 1990.
[49]F. Scheller, F. Schubert, R. Renneberg, H. G. Muller, M. Janchen, H. Wise, Biosensor, 1, 135, 1985.
[50]楊竣宇,線上酵素水解免疫親和大氣壓力化學游離質譜法偵測尿液中的嗎啡,國立東華大學化學研究所碩士學位論文,pp. 15- 16,2003。
[51]賴慶亮,用幾丁質為擔體之葡萄糖異構化酵素之固定化,科學發展月刊,第七卷第九期,pp. 921-929, 1979。
[52]http://www.fao.org/docrep/field/003/AB470E/AB470E04.htm
[53]楊竣宇,線上酵素水解免疫親和大氣壓力化學游離質譜法偵測尿液中的嗎啡,國立東華大學化學研究所碩士學位論文,pp.15-16,2003。
[54]M. A. DeLuca, Bioluminescence and chemiluminescence, New York ; Orlando : Academic Press, pp.414,415, 1978.
[55]Johanna Suomi, Markus Hakansson, Qinghong Jiang; Analytica Chemical Acta; pp.541, 167-169, 2005.
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