即時感測一氧化氮與亞硝酸鹽之整合型小面積有機光電元件

Integrated small-area organic optoelectronic devices for real-time monitoring nitric oxide and nitrite

洪文琰(Wun-Yan Hong)

指導教授 ： 洪勝富

國立清華大學/電機資訊學院/電子工程研究所/碩士(2012年)

https://doi.org/10.6843/NTHU.2012.00569

摘要

一氧化氮(Nitric Oxide)是一種訊息分子，在生物體內的心血管系統、神經系統中皆扮演著重要的角色。而一氧化氮的氧化物-亞硝酸鹽(Nitrite)被認為與胃癌有關，因為它會在胃腸道中與次級胺合成致癌物質-亞硝胺，但另一方面，亞硝酸鹽卻可在心肌細胞缺氧時，修補受損細胞，讓細胞可以恢復正常功能；因此一氧化氮/亞硝酸鹽感測器在生醫上有著極大的研究發展價值。
在此，我們將吸收型的NO/NO2- probe-1,2-Diaminoanthraquinone (DAQ) 及光轉換材料-R670分別摻入HEMA製作出雙層一氧化氮/亞硝酸鹽水凝膠感測薄膜，此薄膜在水溶液中進行一氧化氮/亞硝酸鹽偵測時具有免標定與高選擇性的特性，且並不會因為pH值的改變而造成影響。然後我們將感測薄膜與有機發光二極體(OLED)、光偵測器(PD)作整合，以進行一氧化氮/亞硝酸鹽的偵測。其中，OLED用來激發光轉換膜，PD則用來偵測光轉換膜產生的激發螢光並轉換成電流訊號顯示。此整合型感測器能夠隨時間感測水溶液中的一氧化氮/亞硝酸鹽。但我們最後也發現，DAQ固態薄膜在NO氣體通入水裡的情況下亞硝酸鹽才是主要的反應物。

關鍵字

一氧化氮 ； 亞硝酸鹽 ； 有機發光二極體 ； 光轉換膜 ； 感測器

並列摘要

Nitric oxide is a signaling molecule, plays an important role in the cardiovascular system, immune system, and nervous system in vivo. While nitrite is known to be associated to gastric cancer since in the stomach it can be synthesized carcinogenic nitrosamines with secondary amine. On the other hand, nitrite can repair damaged cells when they hypoxia, so that cells can restore normal function. Therefore, NO/NO2- sensors have a great deal of research and development value in biomedical.
In this work, the NO/NO2- probe-DAQ and the light conversion material R670, respectively, blended with HEMA to form the bi-layer NO/NO2- sensing hydrogel film. This sensing film is demonstrated for indicator-free and high selectivity of aqueous NO/NO2-, and will not be affected by acid. We integrate the sensing film with OLED and PD for monitoring NO/NO2-. The OLED is used to excite the light conversion film, and the PD is used to detect the PL produced by the light conversion film and display with digital signal. This integrated device can monitor aqueous NO/NO2- real-time, but we eventually found that nitrite is the main reactant with membrane.

並列關鍵字

Nitric oxide ； Nitrite ； OLED ； light conversion film ； sensor

參考文獻

[2]R. F. Furchgott, J. V. Zawadzki, Nature 1980, 288, 373-376.

[4]Y. C. Lai, K. T. Pan, G. F. Chang, C. H. Hsu, K. H. Khoo, C. H. Hung, Y. J. Jiang, F. M. Ho, T. C. Meng, Circ Res 2011, 109, 1375-1386.

[6]M. Klessinger, J. Michl, Excited states and photochemistry of organic molecules, VCH, New York, 1995.

[7]T. Nagano, Luminescence 1999, 14, 283-290.

[8]C. W. Tang, S. A. Vanslyke, Appl Phys Lett 1987, 51, 913-915.