近來，微量元素的重要性已相繼被證實，無論是從生物醫學研究或是環境科學的角度視之，均有越來越多的證據指出，微量元素在其中扮演了極為關鍵的角色。回顧過去微量分析工作中，儘管分析儀器在分析化學家持續努力下屢屢推陳出新，然而就在儀器測定能力大獲提昇的同時，欲準確測定待測物濃度極低且基質成份複雜的樣品仍舊十分棘手，即便是素來為人們所稱道的感應耦合電漿質譜儀亦無法自外於其中；因此，在將樣品導入後端儀器測定之前，妥適進行樣品前處理步驟被認為是解決此一困境所需採取的必然措施。
綜觀現今樣品前處理技術，固相萃取技術又因效能優異且操作容易而頗受青睞，但諸如操作費時、高分析空白值等缺點仍舊限制了其應用空間。為了滿足微量元素分析測定時對前處理方法的需求，本研究即嘗試利用市售常見壓克力材料─聚甲基丙烯酸甲酯為晶片基材，運用雷射加工技術對其進行加工製成晶片型固相萃取裝置。同時，配合二位向電子致動閥與電子閥序列控制介面連結固相萃取晶片與感應耦合電漿質譜儀，實現自動化連線分析系統的建立；且為確實滿足不同應用領域對微量元素分析的需求，研究已分別建立兩套各具功能性的連線分析系統。
首先，針對現今生物醫學對活體動物內微量元素動態變化監測的需求，研究初期將先行發展出一單流道式固相萃取晶片連線分析系統，並於之後嘗試結合微透析取樣技術，以其進行模擬樣品中微量元素變化之連續動態監測，藉此評估研究所開發之連線分析系統未來實際應用於活體動物內微量元素動態變化監測之潛力。根據實驗結果顯示，本研究所開發之連線分析系統確實可以快速且準確的測定微透析樣品 (15 uL) 中之微量金屬元素，初步亦證實其應具有長時間連續測定活體動物體內微量元素動態變化之能力。
此外，為實現環境監測工作對高通量分析方法的需求，研究則是藉由圓形環狀平行多流道設計輔助，配合於晶片混合室內置入一鐵氟龍小球，藉以改善高操作流速下溶液混合效率不佳的問題。根據實驗結果顯示，此一高通量連線分析系統不僅已將分析通量提升至每小時12次，同時亦仍保有相當理想的萃取效率。經實際用於天然水樣的分析後，初步業已證實本研究所開發之連線分析系統未來確實具有應用於環境監測工作上之潛力。

摘要…………..……………………………………………………………………………..I
Abstract…………………………………………………………………………………..III
目錄…………………………………………………………………………………...……V
圖目錄………………………………………………………………………………….....IX
表目錄…………………………………………………………….……….……………..XII
第一章 緒論………………………….……………………………………………..…….1
1.1. 微量元素的重要性及現代生物醫學、環境科學對微量元素分析的需求……..1
1.2. 現行微量元素分析方法及遭遇困境………………………………………...….7
1.3. 晶片型固相萃取技術回顧……………………………………………………..11
1.4. 研究目的與因應策略……………………………………………………….….19
1.5. 參考文獻……………………………………………………………………..…22
第二章 聚甲基丙烯酸甲酯晶片製程之研究……………………………………….….28
2.1. 前言……………………………………………………………………………..28
2.2. 實驗部份………………………………………………………………………..32
2.2.1. 製程設備……………………………………...…………………………32
2.2.2. 試劑與材料………………………………………………………...……32
2.2.3. 晶片製程………………………………………………..……………….33
2.3. 結果與討論……………………………………………………………..………35
2.3.1. 雷射加工技術之研究………………………………………...…………35
2.3.2. 機械加工鑽孔之研究…………………………………………………...40
2.3.3. 接合製程之研究………………………………………………...………41
2.3.4. 保養與維護………………………………………………………..…….42
2.4. 結論……………………………………………………………………………..44
2.5. 參考文獻…………………………………………………………..……………45
第三章 開管式活化型固相萃取晶片搭配感應耦合電漿質譜儀之連線分析系統開發及其於高鹽微透析樣品中微量元素分析之應用………………………………..………47
3.1. 導論…………………………………………………………………….……….47
3.2. 實驗部份………………………………………………………..………………51
3.2.1. 試劑與材料…………………………………………………...…………51
3.2.2. 儀器設備………………………………………………….……………..52
3.2.3. 活化型固相萃取晶片之製作…………………………………………...55
3.2.4. 活化型固相萃取晶片−感應耦合電漿質譜儀連線系統之建立.............56
3.2.5. 紅外光譜分析樣品之製備……………………………………..……….60
3.3. 結果與討論………………………..……………………………………………61
3.3.1. 活化型聚甲基丙烯酸甲酯晶片萃取金屬陽離子機制之探討……..….61
3.3.2. 活化型固相萃取晶片之設計………………………………………..….64
3.3.3. 活化型固相萃取晶片操作條件最適化探討………………..………….67
3.3.3.1. 調態試劑濃度對萃取效率的影響………………..……………..67
3.3.3.2. 樣品pH值對萃取效率的影響…………………………………..69
3.3.3.3. 萃取流速對萃取效率的影響…………………………………....70
3.3.4. 連線系統分析系統特性與效能評估………………………………...…73
3.3.4.1. 連線分析系統特性與分析方法確效……………………………73
3.3.4.2. 模擬樣品之連續動態監測評估………………………………....79
3.4. 結論……………………………………………………………………………..82
3.5. 參考文獻……………………………………………………………………..…83
第四章 高通量活化型固相萃取晶片搭配感應耦合電漿質譜儀之連線分析系統開發及其於天然水樣中微量元素分析之應用………………………………………………..85
4.1. 導論………………………………………………………………………….….85
4.2. 實驗部份…………………………………………………………………..……92
4.2.1 試劑與材料………………………………………………………………92
4.2.2 儀器設備…………………………………………………………………93
4.2.3. 高通量活化型固相萃取晶片之製作………………………………...…95
4.2.4. 高通量活化型固相萃取晶片−感應耦合電漿質譜儀連線系統之建立.97
4.2.5. 混合效率評估………………………………………………………….101
4.3. 結果與討論……………………………………………………………………102
4.3.1. 高通量活化型固相萃取晶片之設計……………………………….…102
4.3.2. 高通量活化型固相萃取晶片混合效率評估………………………….108
4.3.3. 高通量活化型固相萃取晶片操作條件最適化探討………………….111
4.3.3.1. 微混合器可耐受操作流速評估………………………………..111
4.3.3.2. 萃取流速對萃取效率的影響………………………………..…113
4.3.3.3. 樣品pH值對萃取效率的影響…………………………………114
4.3.4. 連線系統分析系統特性與效能評估………………………………….116
4.3.4.1. 連線分析系統特性與分析方法確效…………………………..116
4.3.4.2. 環境真實水樣分析……………………………………………..122
4.4. 結論………………………………………………………………………124
4.5. 參考文獻…………………………………………………………………126
第五章 結語…………………………………………………………………………....128
第六章 未來展望……………………………………………………………………...131

Ch1:
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