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研究生：	廖窈萱
論文名稱：	碳六十固定化免疫蛋白質石英壓電感測器的研製與應用 Preparation and Application of Fullerene C60 Immobilized Protein Piezoelectric Bio-Immunosensor
指導教授：	施正雄 Shih, Jeng-Shong
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	化學系 Department of Chemistry
論文出版年：	2004
畢業學年度：	92
語文別：	中文
中文關鍵詞：	石英壓電感測器、碳六十、蛋白質、抗體、免疫反應、肌紅蛋白、血紅蛋白、麥膠蛋白
英文關鍵詞：	QCM, Protein chip, antibody, immunoreaction
論文種類：	學術論文
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摘要
本研究在研製一抗體的壓電晶體感測器，以塗佈C60的石英壓電晶片來研究C60與肌紅蛋白（myoglobin）間的反應。結果C60與肌紅蛋白間為不可逆的化學吸附，進一步將肌紅蛋白與C60置於反應瓶中二天，發現褐色生成物，以IR光譜做鑑定，經過光譜比對，得知產物是由C60與肌紅蛋白結合而成。亦探討石英晶片上的C60/PVC塗佈量、肌紅蛋白濃度對C60－肌紅蛋白吸附量的影響。
以塗佈固定化C60/肌紅蛋白的石英晶片偵測肌紅蛋白抗體，可得到頻率下降的訊號變化，且是可逆的物理性吸附。利用此現象，可研究肌紅蛋白－肌紅蛋白抗體的反應條件，發現反應會受濃度、pH值、溫度的影響，由結果顯示，其最適的條件為：pH值約為7、溫度約為22 ℃，偵測下限為4.36μg。此晶片可以重複使用7次，儲存在水中，置於冰水用存的環境下（約1℃），保存九天後仍然還有約90 ﹪的活性。
探討各種干擾物對肌紅蛋白－肌紅蛋白抗體結合的影響，發現：血液中的干擾物對此反應的影響不大，選擇性係數皆接近1；10-5M重金屬陽離子中，Zn2+、Cu2+稍有影響，而Pb2+影響很大；10-4M有機物，隨著官能基的不同影響由大至小為：胺＞酸＞醇＞醛酮。
研製另一C60/血紅蛋白（C60－Hemoglobin）塗佈石英壓電晶體感測器。首先發現C60－血紅蛋白間為化學性吸附，針對此現象做C60塗佈量、血紅蛋白濃度的影響。以此固定化C60/血紅蛋白的石英壓電晶片偵測血紅蛋白抗體，偵測下限可至3.23μg/mL，再觀察pH值、溫度、血液中干擾物對血紅蛋白－血紅蛋白抗體的影響，結果為：最適結合的條件在pH約為7，溫度在27 ℃，而血液中的干擾物對此反應的影響則非常小。此C60/血紅蛋白晶片可重複使用6次，儲存在4℃水中，可保持幾乎100 ﹪活性至七天。
在本研究中，固定化C60－麥膠蛋白（C60－gliadin）亦被合成並做為壓電石英晶片上之塗佈物。已研製好的C60/麥膠蛋白石英壓電晶體來偵測麥膠蛋白抗體，其偵測下限為1.98μg/mL。研究麥膠蛋白－麥膠蛋白抗體間結合的條件，在pH值約為7、溫度在34℃時反應最好。此晶片可重複使用6次，儲存在4℃水中，保存期限可至12天。

目錄
英文摘要 III
中文摘要 I
目錄 V
圖目錄 VIII
表目錄 XII
第一章 緒論 1
1-1碳六十化學 1
1-1-1碳六十的發現 1
1-1-2碳六十基本性質 3
1-1-3碳六十的化學反應 6
1-1-4碳六十的應用 7
1-2生物感測器 9
1-2-1生物感測器簡介 9
1-2-2生物感測器的基本結構 10
1-2-3生物感測器的分類 10
1-2-4免疫感測器（Immunosensor） 15
1-3免疫系統 17
1-3-1免疫反應 17
1-3-2抗體（antibody） 18
1-3-3抗原（antigen） 19
1-3-4抗體－抗原的結合力 20
1-3-5自體免疫反應 21
1-3-6多發性肌炎（Polymyositis）和皮肌炎（Dermatomyositis） 21
1-3-6.1肌紅蛋白（Myoglobin） 21
1-3-7自體免疫溶血性貧血（autoimmune hemolytic anemia） 22
1-3-7.1血紅蛋白（Hemoglobin） 22
1-3-7麩質過敏症（Celiac Disease） 23
1-3-7.1麥膠蛋白（gliadin） 24
1-4壓電晶體 25
1-4-1壓電性 25
1-4-2壓電晶體 27
1-4-3石英振盪器 28
1-4-4 AT-cut石英震盪器的特性 30
1-4-5石英震盪器的線路 31
1-4-6震盪頻率的測量 33
1-4-7石英微量天平(Quartz Crystal Microbalance，QCM) 34
1-4-8分析化學領域上的應用 39
1-4-8.1石英壓電晶體在氣相方面的應用 39
1-4-8.2石英壓電晶體在液相方面的應用 42
1-4-8.3石英壓電晶體感測器在生物感測器上的應用 45
第二章 實驗部分 48
2-1實驗原理及目的 48
2-2藥品及儀器 48
2-3碳六十石英晶片 49
2-3-1石英晶片的處理 49
2-3-2石英晶體表面塗佈液(coating solution) 49
2-3-3表面塗佈法 50
2-4實驗系統 51
2-5實驗裝置 52
2-5-1石英壓電晶體靜相實驗系統 52
2-5-2石英壓電晶體動相脫附實驗系統 53
2-5-3石英壓電晶體液相實驗系統之穩定性 54
2-6 實驗步驟 55
2-6-1碳六十與肌紅蛋白間作用力的研究 55
2-6-2肌紅蛋白和其抗體間作用力的研究 55
2-6-3碳六十和血紅蛋白間作用力的研究 57
2-6-4血紅蛋白和其抗體間作用力的研究 57
2-6-5碳六十和麥膠蛋白間作用力的研究 57
2-6-6麥膠蛋白和其抗體間作用力的研究 57
第三章 實驗結果與討論 58
3-1 碳六十與肌紅蛋白間的作用 58
3-1-1 塗佈C60/PVC石英晶體對肌紅蛋白的吸附 58
3-1-2  C60/PVC的塗佈量效應 58
3-1-3 肌紅蛋白的濃度效應 59
3-1-4 肌紅蛋白的脫附行為 59
3-2 碳六十/肌紅蛋白的鑑定 64
3-3 碳六十/肌紅蛋白塗佈壓電晶體感測器 66
3-3-1碳六十/肌紅蛋白對肌紅蛋白抗體的吸附研究 66
3-3-2 肌紅蛋白抗體吸附的可逆性 66
3-3-3肌紅蛋白抗體感測的濃度效應 69
3-3-4肌紅蛋白感測的溫度效應 71
3-3-5肌紅蛋白感測的pH值效應 71
3-3-6碳六十/肌紅蛋白壓電晶體感測器的再現性 74
3-3-7碳六十/肌紅蛋白壓電晶體的儲存活性 74
3-4固定化碳六十/肌紅蛋白感測系統受到干擾物的影響 77
3-4-1血液中干擾物的影響 77
3-4-2鹽類的影響 77
3-5重金屬與有機物對肌紅蛋白抗體感測的影響 88
3-5-1重金屬的影響 89
3-5-2有機物的影響 93
3-6碳六十/血紅蛋白壓電晶體感測器的研製 99
3-6-1碳六十/血紅蛋白的結合 99
3-6-2 C60/PVC的塗佈量效應 99
3-6-3血紅蛋白的濃度效應 99
3-6-4碳六十/血紅蛋白對血紅蛋白的吸附研究 104
3-6-5碳六十/血紅蛋白－血紅蛋白抗體受環境因素的影響 104
3-6-6碳六十/血紅蛋白壓電晶體感測器的實用性 104
3-7碳六十/麥膠蛋白壓電晶體感測器的研製 112
3-7-1碳六十/麥膠蛋白間的吸附與脫附 112
3-7-2碳六十塗佈量效應 112
3-7-3麥膠蛋白的濃度效應 112
3-7-4碳六十/麥膠蛋白對麥膠蛋白吸附的研究 117
3-7-5碳六十/麥膠蛋白－麥膠蛋白抗體受環境因素的影響 117
3-7-6碳六十/麥膠蛋白壓電晶體感測器的實用性 117
第四章 結論 125
參考文獻 126
                                

參考文獻
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