奈米鑽石薄膜電極應用於電化學檢測神經傳導物質之研究

The Study of Electrochemical Detection of Neurotransmitters with Nanodiamond Film Electrode

蔡岳倫(Yueh-Lun Tsai)

指導教授 ： 黃金花

國立清華大學/工學院/材料科學工程學系/碩士(2009年)

摘要

我的研究主要是透過電化學反應，以奈米鑽石薄膜電極來量測特定種類的神經傳導物質。 首先，用鑽石薄膜當工作電極，而以Fe(CN)63-/4-當分析的氧化還原反應對 (redox couple)，在0.1 M的KCl溶液中進行循環伏安法的電化學量測，實驗結果可發現，鑽石薄膜電極有著良好的電子傳導可逆性，此外氧化、還原電流也隨著分析物濃度的增加，而呈線性的成長，代表此奈米鑽石電極的電子轉移能力很好。
接著，以鑽石電極量測多巴胺(Dopamine)、血清素(Serotonin)、及腎上腺素(Epinephrine)，在低的濃度中也有著良好的氧化還原反應。 以循環伏安法(Cyclic Voltammetry)量測時，血清素在2.540 x 10-5 M的範圍中，可表現出很好的濃度對電流的線性反應；多巴胺在0.11 mM間也有不錯的線性趨勢；最後，腎上腺素的範圍最廣，在5100 x 10-5 M之間有著良好的線性趨勢。
改以差式脈波伏特安培法(Differential Pulse Voltammetry)來量測這些神經傳導物質時，可以在極低濃度就測出電化學電流。多巴胺在5 M就可以測得，而且其靈敏度為每 M 多巴胺可產生4.17 A/cm2的氧化電流密度。 血清素則在2 M就可被測得，其靈敏度為每 M 血清素可產生1.62A /cm2的氧化電流密度。 腎上腺素也是在5 M就可被測出，靈敏度為每 M 腎上腺素可產生6.47 A/cm2的氧化電流密度。 而且，即使在有高濃度的干擾物質(維他命C)存在下，奈米鑽石電極被影響的情況也很小。

關鍵字

奈米鑽石薄膜電極 ； 電化學檢測 ； 神經傳導物質

參考文獻

[1] L. C. Clark, C. Lyons, Ann. N.Y. Acad. Sci. 102 (1962) 29.

[3] H. H. Weetall, Biosens. Bioelectron. 11 (1996) 1.

[5] J. Zhang, L. Bao, S. Yao, W. Wei, Microchem. J. 62 (1999) 405.

[8] C. Serge, Biosens. Bioelectron. 14 (1999) 443.

[10] A. T. Linda, D. K. Keeley, P. A. George, S. L.Frances, Anal. Biochem. 233 (1996) 50.