dihydrogen phosphate)
𝐒𝐢𝐠𝐦𝐚 𝟗𝟗%，𝟓𝟎𝟎𝐠
磷酸氫二鈉(Disodium hydrogen phosphate)
𝐒𝐢𝐠𝐦𝐚 𝟗𝟗%，𝟓𝟎𝟎𝐠
氯化鉀(Potassium chloride) 𝐒𝐢𝐠𝐦𝐚 𝟗𝟗%，𝟏𝐤𝐠
L-離胺酸(L-lysine) 𝐒𝐢𝐠𝐦𝐚 𝟗𝟗%，𝟓𝐠
L-色胺酸(L-tryptophan) 𝐒𝐢𝐠𝐦𝐚 𝟗𝟗%，𝟐𝟓𝐠
3-2 儀器設備與材料
本研究所使用的設備及電及材料之型號與出廠公司如下表示:
設備或電極名稱 廠商 型號
電化學分析儀 CH Instraments，Inc 𝑪𝑯𝑰𝟔𝟔𝟎𝑪 𝑪𝑯𝑰𝟖𝟒𝟎𝑪 磁石攪拌加熱器
𝐂𝐨𝐫𝐧𝐢𝐧𝐠公司 𝑷𝑪 − 𝟒𝟐𝟎
超音波震盪器 𝐃𝐄𝐋𝐓𝐀 𝑫𝟏𝟓𝟎𝑯
熱風循環烘箱 𝐃𝐄𝐍𝐆𝐘𝐍𝐆 𝑫𝑶𝑺 − 𝟒𝟓
微量移液吸管 𝐍𝐈𝐂𝐇𝐈𝐑𝐘𝐎 𝟏𝟎𝒎𝒍
𝟏𝐦𝐋 氧化鋁粉、拋光布
𝐂𝐇 𝐈𝐧𝐬𝐭𝐫𝐚𝐦𝐞𝐧𝐭𝐬，𝐈𝐧𝐜 白金線(Platinum wire)
麗山行 𝟗𝟗. 𝟗%、直徑𝟏. 𝟎𝒎𝒎
商用白金電極
𝐂𝐇 𝐈𝐧𝐬𝐭𝐫𝐚𝐦𝐞𝐧𝐭𝐬，𝐈𝐧𝐜 𝟗𝟗. 𝟗%、直徑𝟐. 𝟎𝒎𝒎
銀/氯化銀參考電極
(Ag/Cl) 𝐂𝐇 𝐈𝐧𝐬𝐭𝐫𝐚𝐦𝐞𝐧𝐭𝐬，𝐈𝐧𝐜
微量電子天平 𝐒𝐂𝐀𝐋𝐓𝐄𝐂公司 𝑺𝑩𝑪𝟑𝟏
pH meter 𝐒𝐔𝐍𝐓𝐄𝐗 𝑷𝑪 − 𝟑𝟏𝟎
3-3 分析儀器
(1) 傅利葉轉換紅外光譜儀 (FT-IR)
機型:Nicolet 5700，掃描波長範圍=650~4000 c m-1IR 光譜 當分子中的 原子間發生振動或轉動時，會吸收特定的能量，每一特定的分子振動或轉動 時，均會有特定波長的吸收，因此可藉由 IR 光譜做為鑑定分子結構的工具。
而 FTIR 是利用化合物分子的官能基吸收特定波長之紅外光來觀察分子的基 本結構，以紅外光照射至樣品後得到電流，經傅利葉轉換之後，得到 FTIR 光 譜
(2) 掃描式電子顯微鏡(scanning electron microscope，SEM) SEM 機型:Hitachi-4700
a、0.5~30KV
b、墊子光源:冷場發射電子槍 c、放大倍率:X 10~X500K
d、高解像能觀察: Resolution:1.5nm
利用電子束掃描樣品表面從而獲得樣品信息的電子顯微鏡。能在樣品表 面得到高解析度圖像，且圖像呈三維，掃描電子顯微鏡能被用來鑑定樣品的 表面結構。
3-4 電化學系統介紹
Electrode)、2.參考電(Reference Electrode)、3.對應電極(Counter Electrode)，對 於三電極敘述如下:1、工作電極: 為研究及反應進行的電極。此電極並沒有一定為陽極或陰 極，視不同反應而有所差異。當發生氧化反應時，工作電極為陽極；相反的，
發生還原反應時，工作電極則為陰極。常見之固態工作電極有白金(Pt)、玻璃 碳棒(Glassy carbon)、金(Au)及銀(Ag)…等。本研究之工作電極為玻璃碳棒電 極。
2、參考電極:主要為準確設定工作電極上之電位。因此參考電極必須具 備四個條件 :
(A) 可逆性及穩定性要好)
(B) 應近似理想非極化電極(Ideal nonpolarizable (C) 遵守能士特方程式(Nerest equation)
(D) 溫度效果不大或容易校正
常用的參考電極有兩種分別為甘汞電極(Calomel electrode)和銀/氯化銀電極 (Ag/AgCl electrode)。本研究則使用銀/氯化銀參考電極。
3、對應電極: 是對應工作電極，故可為陽極或陰極。對應電極最大之功 能為在進行電化學反應時，可維持溶液的電中性，該電極的反應以不影響工 作電極為主要考量。本研究對應電極為白金絲。
本實驗裝置如圖 3-1 所示，三極電解槽如上述之外，尚有電解質系統，
主要之作用在於減少電移(Migration)及降低電雙層(Double layer)的效應，進而 增加溶液的導電度。因此這也是實驗上應該注意的，比需降低電解質系統之 電阻，以便於工作電極電位的測定以及設定。
(A) 對應電極:白金絲
(B) 參考電極:銀/氯化銀電極(Ag/AgCl) (C) 工作電極:玻璃碳棒電極
圖 3-1. 本實驗電化學三極式系統裝置圖
3-5 實驗流程
本研究之實驗流程如下:
工作電極-白金電極前處理
配置谷氨酸與單體吡咯濃度比 1:5 之混合鍍液
組裝三極式系統：1.工作電極-直徑 2mm 的白金 電、2.對應電極-直徑 1mm 的白金絲、3.參考電 極-Ag/AgCl 參考電極。使用 chronopotentiometry 聚合方式電聚分子模板。
利用 NaOH 萃取移除模板裡的目 標物
辨識選擇性檢測
3-6 實驗方法
本研究分子模板電極在對谷胺酸分子感測器之方法如圖 3-2 所示，將利 用白金電極與厚膜網印技術製作成可拋棄式電極，然後再將砒咯導電性單體 材料與目標物調配適當比例使之產生均勻混合水溶液，進行電沈積產生分子 模板薄膜在工作電極上，在用此感測電極進行一系列谷胺酸分子感測特性分 析，研究方法將分成幾個方向分述如下：
圖 3-2. 本實驗的電極的檢測方法
3-6-1 白金工作電極之前處理
要進行模板聚合之前，需先將工作電極－白金電極，利用 1N HCl 在電壓 10 伏特條件下清洗 20 分鐘後用 1N NaOH 在電壓 -10 伏特條件下清洗 20 分 鐘，直到電極表面光滑如鏡面一般，最後將白金工作電極置入去離子水中，
一樣以超音波震盪洗滌 20 分鐘，而超音波震盪槽中水溫為 27~30℃，至此，
電極前處理工作完成；其中對應電極為直徑１ｍｍ的白金絲；參考電極為銀
／氯化銀參考電極。
3-6-2 電聚合成分子模板電極
將配置好的目標物分子溶液－谷胺酸溶液和吡咯單體依計算好的比例混合 (以 1N HCl 及去離子水配置，Py:glutamine = 5:1)，混合後將聚合溶液在室溫 25０Ｃ下靜置５分後即可進行聚合。聚合溶液總體積為 20ml，組裝三極式系 統：1.工作電極-直徑 2mm 的白金電極
2.對應電極-直徑 1mm 的白金絲 3.參考電極-Ag/AgCl 參考電極
利用恆電位儀裡的計時電位法(chronopotentiometry，CP)，設定其參數條件進 行分子模板之合成。使用 CP 電聚方法，施以固定之陽電流 0.001A 進行 1 個 小時，在工作電極表面進行導電性高分子模板製備。後續谷氨酸感測及其他 參數改變對其選擇性之效果即可隨即展開。製備好的模板會隨著時間而影響 到靈敏度，不宜久放須馬上檢測。
3-6-3 分子模板電極中對目標物之移除萃取
將製備好的分子模板電極取出後，再利用 0.1N NaOH 在電壓 -1V 條件下進 行 20 分鐘將其目標分子移除。萃取過程是關鍵因素之一，通電壓之大小時間 也會影響選擇性結果。本研究將使用 Amperometric i-t Curve (i-t)法，在 NaOH 萃取溶液下，將目標物移除，觀察其辨識效果。
3-6-4 選擇性測驗
一般電化學感測是利用目標分子對電極有電活性反應，才能將目標分子與 電極作用的訊號讀出其作用分子的特性。選擇性的檢測影響因素包括：濃度、
PH 值、感擾性、等因素，然而因為 L 與 D-谷氨酸具有相同的官能基，僅有 左旋右旋特性不同，因此本研究利用 Multi-Potential Steps 來進行感測與辨 識。
本研究的實驗是以 potentiostate CHI 840 於溫度 23~28 0C 下完成。L-谷胺酸 分子與砒咯所電聚合製備而成的分子模板之選擇性辨識是以恆電位儀所提供 的正電荷吸引谷胺酸分子上的酸性官能基，當 L-谷胺酸被吸附後會放出電子 給電極，使得電化學反應得到一個電流值變化△I，因此本研究利用此電流的 變化比(S= I1/ I2)做為選擇性的比較。如圖 3-3 所示掃描電壓分別為 V1=0 伏特(vs. Ag/AgCl)持續 1 秒與 V2=5 伏特 (vs. Ag/AgCl) 持續 2 秒，進行 20 個 循環 觀察其差異性。
在電化學系統吸附反應可以利用監測電流變化。從理論上來說，在涉及
電子的釋放聚吡咯膜的吸附或陰離子的反應可以表示為方程式【64】: PPy + A− ↔ [(PPy)+A−] + e−
圖 3-3. 本研究使用多電位手段 multi-potential step 檢測方法，反覆改變 不同電位 V1和 V2，觀察電流變化 。