以奈米白金粒子/聚苯胺組合強化電化學式膽固醇感測訊號之探討

Signal enhancement study of an electrochemistry based cholesterol sensor fabricated with platinum nano-particles and poly-aniline

吳姿瑩(Tzu-Ying Wu)

指導教授 ： 婁世亮

中原大學/工學院/生物醫學工程研究所/碩士(2010年)

https://doi.org/10.6840/CYCU.2010.00015

摘要

本研究旨在開發電化學式膽固醇生物感測器，以偵測血液中的膽固醇濃度為主要目的。電極組裝方式是先將聚苯胺(PANI)電沉積於直徑1 mm白金(Pt)電極，白金奈米粒子再電沉積於PANI/Pt，並將膽固醇氧化酶(ChOx)以及牛血清蛋白(BSA)溶液滴附於nano Pt/PANI/Pt電極表面，最後於外層覆蓋一層硫醇基丙基三甲氧基矽烷(MPTMS)溶膠-凝膠溶液；結果顯示，此MPTMS/ChOx-BSA/nano Pt/PANI/Pt感測電極具有良好的操作性能，偵測游離膽固醇之線性範圍為1~13 mM，線性相關係數R值為0.9908，偵測極限與電流密度分別為14.9 M以及20.95 A.cm-2mM-1，就溫度與pH值之探討而言，此生物感測器於pH值7.5以及溫度45 oC會產生最大電流值，就電極製作的再現性而言，電極重複製作5次，每次完成的電極偵測同濃度的膽固醇，所得訊號之相對標準偏差值為4.68 %，顯示電極製作步驟具有很好的再現性。

關鍵字

聚氨酯 ； 硫醇基丙基三甲氧基矽烷 ； 聚苯胺 ； 白金奈米粒子 ； 熱塑性聚氨酯 ； 膽固醇生物感測器

並列摘要

An amperometric cholesterol biosensor has been developed. The ultimate goal is to apply this biosensor to determine cholesterol level in blood. On a 1-mm platinum (Pt) working electrode, poly-aniline (PANI) was first electro-deposited. The process of platinum nano-particles (nano Pt) deposition followed. A solution containing cholesterol oxidase (ChOx) and bovine serum albumin (BSA) was added onto this nano Pt/PANI/Pt electrode. The final step of fabricating the biosensor was to coat a semi-permeable membrane of 3-mercapto-propyl-trimethoxy-silane (MPTMS). The performance of this MPTMS/BSA-ChOx/nano Pt/PANI/Pt biosensor in sensing cholesterol is excellent. The linear range of detecting free cholesterol was 1~13 mM with a correlation coefficient (R) 0.9908. Its detection limit and sensitivity were 14.9M and 20.95 A.cm-2mM-1, respectively. In the studies of pH and temperature effects, the biosensor showed maximum responses at pH 7.5 and 45 oC. For the study of biosensor fabrication reproducibility, the biosensor preparation processes repeat 5 rounds. The biosensor fabricated in each round was used to detect same concentration of cholesterol. The current responses from the five biosensors in cholesterol detections showed a relative standard deviation of 4.68%. This implies that our fabrication processes are good in terms of biosensor reproducibility.

並列關鍵字

(3-mercaptopropyl)trimethoxysilane ； polyurethane ； poly-aniline ； platinum nano-particle ； thermal polyurethane. ； cholesterol biosensors

參考文獻

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