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高靈敏度微晶片電泳電化學偵測系統及食品新鮮度分析方法之開發

為了解決simply夜酵素的問題，作者林雅婷 這樣論述：

微晶片分析技術是檢測雲端服務的應用課題之一，優點在於極低樣品及試劑需求量，因此結合分離、偵測兩項功能的微晶片設計變成個人可攜式移動平台，樣品分析速度也較以往提升數十倍。由於微晶片分析的感測區域較以往分析技術縮小數十至數百倍，因此需要更高靈敏度的分析工具，本論文主旨在於開發高靈敏度的微晶片電泳電化學偵測系統，本研究提出低深寬比微流道結構來提高電極反應面積，藉由降低流道深度來換取微流道寬度的方式增加實際電極有效的反應面積，因微流道的實際截面積沒有太多的增加，所以實際電泳所需的電泳流並不會大幅提升。在最佳化後，使用寬度400 μm深度7.5 μm的微流道，多巴胺、鄰苯二酚與尿酸偵測極限(k=3)約

在20nM左右，相較於使用寬度 50 μm深度15 μm 的微流道所得到的多巴胺與鄰苯二酚的靈敏度相較起來，其靈敏度提高4.7(高濃度6.6倍)與11.83倍，顯示低深寬比微流道結構確實可增加分析靈敏度。 而使用低深寬比微流道搭配白金去耦合電極進行實驗時，發現進行電泳其間去耦合電極會產生自由基，此自由基對於低氧化電壓的干擾物可快速進行氧化反應，對高氧化電位的物種則反應性較差，因此可增加低深寬比微流道結構的選擇性，並以乙醯氨酚作為實際應用。使用分離流道長度2 cm搭配白金去耦合電極長度2.5 mm時，可將10 μM的多巴胺與4-胺基苯酚的電流訊號從38.21 nA降至0.242 nA，解析

度由1.35提昇至2.11，乙醯胺酚的線性為0.5 μM-300 μM，且與尿酸達到完全分離的狀態，整體實驗可在50秒內對尿液，血清以及感冒成藥中的乙醯氨酚完成電泳檢驗。 第二部分是開發檢測新鮮度的指標-組織胺及多胺的偵測方法。近年來食安問題愈來愈受大眾的重視，食材新鮮度未來可預測將是重要檢測指標之一，其中生物胺類分子如組織胺及多胺，由於分子安定性極高，目前較常用來作為新鮮度以及安全度的檢測指標，因此開發生物胺的快速檢測技術具有一定的重要性及商業應用性。 發展組織胺偵測原理是藉由銅與組織胺之間的配位能力，使存在於銅金屬電極表面的氧化層溶解，在電壓輔助下，藉由銅層再生產生的氧化電流來

量測分析物濃度，因此可在無酵素輔助下分析組織胺。經最佳化後，組織胺線性範圍為1-750 μM，最後搭配液相層析儀增加組織胺與其他物質的選擇性，組織胺在液相層析儀的分析線性為10-2500 μM，已符合實際分析所需的濃度範圍，最後以秋刀魚做為實際應用實例，檢測該食材在解凍時新鮮度的變化。 而在多胺的量測機制上，多正電荷的多胺可以降低在低導電度的緩衝溶液中帶負電荷物質在電極表面進行電子轉移的阻抗，不僅降低負電分子過電壓且增加其電流值，藉由增加的電流值來測定多胺的濃度，最佳化後，腐胺與屍胺的線性範圍可達200 μM，亞精胺與精胺的線性範圍為可達25 μM。利用此方法的優點是不需在電極上修飾任何

酵素即可進行偵測，且偵測電位低可大幅度降低常見的易氧化物質的干擾，實驗最後搭配液相層析儀增加多胺在生物胺上的選擇性。