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研究生:林鈺超
論文名稱:可即時偵測鋅離子之固態感測元件微小化
論文名稱(外文):Miniaturization of solid-state real-time zinc ion sensor
指導教授:洪勝富
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:電子工程研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2013
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:90
中文關鍵詞:鋅離子感測即時元件微小化光纖
外文關鍵詞:zinc ionsensorreal-timeminiaturizationoptical fiber
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meso-2,6-Dichlorophenyltripyrrinone (TPN-Cl2)是一種對鋅離子具有高度選擇性的感測分子,以2-Hydroxyethyl methacrylate (HEMA)或其聚合物Poly-HEMA做為載體搭配上TPN-Cl2可以不同製程方式製作出鋅離子感測元件,此固態感測元件屬非侵入式、可即時偵測以及對於鋅離子具有高靈敏度等優點。除了能在去離子水中針對鋅離子進行量測,於生物緩衝溶液Dulbecco’s modified Eagle medium (DMEM)中亦能進行感測,利於進行生物醫學方面的研究。
根據研究發現,當腦部受到創傷時,受傷部位滲出的組織液中鋅離子濃度高於正常值;且腦中鋅離子的平衡狀態與阿茲海默氏症有著密切的關聯,故發展鋅離子感測元件有其必要性。以實際應用為考量,發展「感測元件微小化」,於感測膜製程中嵌入光纖,透過光纖傳遞光訊號以即時讀取溶液中鋅離子濃度,目前可以感測到去離子水中鋅離子濃度10-4體積莫耳濃度(Molar, M),元件微小化有利於對生物體進行探測之動作,也為將來的生物模型實驗做準備。
meso-2,6-Dichlorophenyltripyrrinone (TPN-Cl2) is a probe molecule with high selectivity for Zn2+. Using 2-Hydroxyethyl methacrylate or Poly-HEMA as TPN-Cl2’s host can fabricate zinc ion sensors with different processes. This solid-state zinc ion sensor is non-invasive, able to real-time detect Zn2+ and with high sensitivity. It can work both in deionized water (DI water) and in Dulbecco’s modified Eagle medium (DMEM), it’s an advantage for biomedical study.
According to studies, brain trauma can cause higher Zn2+ concentration than normal from brain tissue exudate. Homeostasis of Zn2+ in the brain also plays an important role in Alzheimer’s Disease so development of zinc ion sensors is necessary. For practical use, miniaturization of sensor is the main goal of this thesis. Optical fibers are embedded in the sensing films in fabrication processes. Optical signals transmitted by optical fibers can real-time detect Zn2+ concentration. Miniaturized zinc ion sensor detects Zn2+ with concentration 10-4 M in DI water so far. Miniaturization of sensor is good for probing organisms and it is also a preparation for the animal model experiments.
摘要 i
Abstract ii
致謝 iii
目錄 vi
圖目錄 ix
表目錄 xiii
Chapter 1 序論 1
1-1 前言 2
1-2 鋅離子(Zn2+)於人體中的重要性 2
1-3 研究動機 4
1-4 論文架構 5
Chapter 2 實驗原理 6
2-1 螢光(Fluorescence) 7
2-2 光激發光原理 8
2-3 感測分子TPN-Cl2捕捉鋅離子的機制 10
2-4 電紡絲製作原理 11
Chapter 3 實驗材料、製程與量測 13
3-1 實驗材料介紹 14
3-1-1 感測分子(Probe) 14
3-1-2 熱交聯平板膜材料 15
3-1-3 光交聯平板膜材料 16
3-1-4 絲膜及Poly-HEMA平板膜材料 17
3-1-5 生物緩衝溶液 18
3-2 鋅離子感測元件製程(1)-熱交聯平板膜 20
3-3 鋅離子感測元件製程(2)-光交聯平板膜 22
3-4 鋅離子感測元件製程(3)-電紡絲技術製作絲膜 24
3-5 鋅離子感測元件製程(4)-Poly-HEMA平板膜 30
3-6 量測儀器介紹 31
3-6-1 HITACHI F-4500 螢光光譜儀 31
3-6-2 CCD光譜儀與405 nm雷射二極體 32
Chapter 4 鋅離子感測元件之量測結果討論 34
4-1 感測分子TPN-Cl2的螢光特性 35
4-2 鋅離子感測元件(1)-熱交聯平板膜 感測結果 37
4-3 鋅離子感測元件(2)-光交聯平板膜 感測結果 40
4-3-1 UV照射15分鐘 40
4-3-2 UV照射120分鐘 42
4-4 鋅離子感測元件(3)-絲膜 感測結果 44
4-5 鋅離子感測元件(4)-Poly-HEMA平板膜 感測結果 48
4-6 生物細胞樣品之量測 51
4-6-1 受損鼠脊髓樣品 51
4-6-2 人類的神經細胞株IMR-32 52
4-6-3 對Oyster進行感測 54
4-7 鋅離子感測元件的靈敏度提升測試 57
Chapter 5 感測元件微小化 63
5-1 元件微小化的必要性 64
5-2 量測架構介紹 65
5-3 元件微小化過程 66
5-3-1 單光纖架構 66
5-3-2 雙光纖架構 69
5-4 以Poly-HEMA平板膜進行元件微小化 73
5-5 以絲膜進行元件微小化 77
5-6 元件微小化所遭遇的困難 82
Chapter 6 結論 87
參考文獻 89
[1] http://zh.wikipedia.org/wiki/Zinc
[2] O. Soppera, S. Jradi, D. J. Lougnot, Journal of Polymer Science: Part A: Polymer Chemistry 2008, 46, 3783-3794.
[3] N. T. Watt, I. J. Whitehouse, N. M. Hooper, International Journal of Alzheimer’s Disease 2011, 2011, 1-10.
[4] A. I. Bush, Curr. Opin. Chem. Biol. 2000, 4, 184-191.
[5] C. J. Frederickson, J.-Y. Koh, A. I. Bush, Nat. Rev. Neurosci. 2005, 6, 449-462.
[6] C. J. Frederickson, W. Maret, M. P. Cuajungco, Neuroscientist 2004, 10(1), 18-25.
[7] A. M. Grabrucker, M. Rowan, C. C. Garner, Drug Deliv Lett. 2011, 1(1), 13-23.
[8] J. Y. Shin, S. S. Hepperle, B. O. Patrick, D. Dolphin, Chem. Commun. 2009, 10, 2323-2325.
[9] J.-H. Syu, Y.-K. Cheng, W.-Y. Hong, H.-P. Wang, Y.-C. Lin, H.-F. Meng, H.-W. Zan, S.-F. Horng, G.-F. Chang, C.-H. Hung, Y.-C. Chiu, W.-C. Chen, M.-J. Tsai, H. Cheng, Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 1566-1574.
[10] 謝嘉民、賴一凡、林永昌、枋志堯,「光激發螢光量測的原理、架構及應用」,奈米通訊,2005,第十二卷,第二期,第28-39頁。
[11] http://en.wikipedia.org/wiki/Photoluminescence
[12] http://en.wikipedia.org/wiki/HOMO/LUMO
[13] M. Pope, H. P. Kallmann, P. Magnate, J. Chem. Phys. 1963, 38, 2042-2043.
[14] http://en.wikipedia.org/wiki/Chelation
[15] J.-S. Park, J.-B. Choi, S.-Y. Jo, Y.-M. Lim, H.-J. Gwon, M. S. Khil, Y.-C. Nho, Journal of Applied Polymer Science 2012, 125, E595-E603.
[16] Z.-M. Huang, Y.-Z. Zhang, M. Kotaki, S. Ramakrishna, Composites Science and Technology 2003, 63, 2223-2253.
[17] http://en.wikipedia.org/wiki/Electrospinning
[18] Y.-C. Chao, Y.-S. Huang, H.-P. Wang, S.-M. Fu, C.-H. Huang, Y.-C. Liang, W.-C. Yang, Y.-S. Huang, G.-F. Chang, H.-W. Zan, H.-F. Meng, C.-H. Hung, C.-C. Fu, Organic Electronics 2011, 12, 1899-1902.
[19] http://www.healthaliciousness.com/articles/zinc.php
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