Abstract
摘要 本論文提供一種利用相變化的現象來辨識特定銅離子濃度範圍的方法，試劑的組成包括表面修飾半胱胺酸的金奈米微粒、半胱胺酸、氨水及檸檬酸緩衝液，當添加50x10-6 L銅離子溶液後，在濃度介於6.0~9.0 mM間，試劑中的金奈米微粒會構成紅色鬆散的團簇，這些團簇會均勻地分佈於澄清狀的水溶液中。添加其它銅濃度時，溶液則是均勻狀態。為了方便敘述，我們簡稱這兩種狀態為均勻相(CCu2+ < 6.0 mM, > 9.0 mM)與不均相(6.0 mM < CCu2+ < 9.0 mM)。 為了瞭解相變化的實驗機制，我們利用UV/Vis光譜儀及TEM來觀察奈米微粒的分佈情形；以ESCA觀察銅元素氧化態的變化；由滴定實驗來瞭解混合液中各組成所扮演的角色；改變配方組成比率以觀察不均相區間的增減；及利用過氧化氫來確認不均相的鬆散團簇中是否含雙硫分子(disulfide)等。 經過上述的試驗，我們推測的相變化機制如下：第一均勻相時，所添加的銅離子會先氧化溶液中的半胱胺酸以及和氨水錯合，因此金奈米微粒間不受銅離子影響而呈現分散的狀態。不均相的階段可能是因為半胱胺酸被銅離子氧化，形成disulfide，也就是cystine，藉由cystine兩端有胺基酸，都可以與銅錯合，接著再與金奈米微粒上的胺基酸相互交聯，因此可以構成鬆散的團簇狀。第二個均勻相則可能是在加入較大量的銅離子後，銅離子與金奈米微粒表面的胺基酸錯合，銨離子再包覆在金奈米微粒表面，提供微粒間正電荷的斥力，使之呈均勻相。 最後，我們也運用從實驗機制得到的概念，調降溶液中各組成的濃度，結果相變化的區間由原本6.0~9.0 mM降為(40~85)x10-6 M，可見我們能夠控制銅離子的辨識範圍，並提供了以目測法粗略判定銅離子濃度的方法。