Abstract
中文摘要 本論文的研究目標為發展微脂球免疫分析型之可拋棄式電化學生化感測器。由於未來希望將此系統發展成快速檢驗大腸桿菌 O157:H7 與其毒素－類志賀毒素 2 (shiga-like toxin 2) 的生化感測器，因此系統必須具有成本低、容易使用、可攜帶性且有足夠的靈敏度。偵測速度快且具有高靈敏度的電化學偵測法被選為本系統的分析基準。本篇論文的第一部份選用鉛筆筆芯作為可拋棄式工作電極，基於其成本低、體積小、取得容易，極適合大量製造檢測電極。經抗體修飾流程之最佳化後，以生物素 (biotin)，也就是維生素 H，作為本研究的分析物。包裹電化學物質－亞鐵氰化鉀 (potassium ferrocyanide) 且表面連接有生物素的微脂球則作為該感測系統之訊號放大器。本研究利用生物素與修飾有生物素的微脂球競爭筆芯電極表面有限的生物素抗體，成功發展出生物素拋棄式電化學生化感測器，該感測系統對生物素的偵測極限為 2.44 ng (相當於 200 uL 的 50 nM 之生物素溶液)，線性範圍為 10-8~10-4 M。 論文第二部份以開發免疫偵測平台技術。利用可拋棄式的網版電極，分析腸出血性大腸桿菌 O157:H7 所分泌的類志賀毒素 2。該類毒素會先與嵌有 GM1 (monosialotetrahexosylganglioside) 的微脂球進行特異性結合，接著與電極表面上的毒素抗體形成免疫複合物。在低壓下打破連接在電極上的微脂球，再以高靈敏度的方波伏安法 (square wave voltammetry) 偵測從球體空腔中釋放出來的亞鐵氰化鉀。修飾在電極表面的金奈米棒可以促進溶液與工作電極間的電子傳輸，使得此分析系統對類志賀毒素 2 之偵測極限可以達到 0.33 femtomole (相當於 3 uL 的 7.52 ppb 之類志賀毒素 2 溶液)，線性範圍為 7.5~750 ppb，對於每一次的樣品偵測只需極少的樣品量 (3 uL)，且僅需時 15 分鐘。