1.電化學分析儀(Electrochemical analyzer)
CHI-630a Electrochemical analyzer(CH Instruments, Inc.made in U.S.A.),進 行毛細管電泳偵測時,採用Amperometric i-t Curve method。
2.電極偵測系統
工作電極(Working electrodes): copper rod electrode
參考電極(Reference electrodes): Ag/AgCl electrode (SSCE): MW-2030(BAS Inc. made in U.S.A.)
輔助電極(Counter electrodes): platinum electrode 3.高壓電源供應器(High-voltage power supply)
為BERTAN series-230 model 10(BERTAN Hickville,Now York, U.S.A ),可 提供+/-0~10 KV 電壓及 0~1.5mA 電流。
4.記錄器
由 CHI-630a Electrochemical analyzer 的系統軟體搭配個人電腦當作記錄 器,具有data acquisition 及 data processing 等功能。
5.電化學偵測槽
以壓克力材質所製成。
6.微操控器
以壓克力材質所製成。
7.毛細管(Capillary)
使用內徑 20µm,外徑 150µm 之 polyimide coated fused silica capillary column,購自 Polymicro Technologuies, L.L.C.,長度可自行裁切。
8.套管
使用內徑 200µm,外徑 350µm 之 polyimide coated fused silica capillary column,購自 Polymicro Technologuies, L.L.C.,長度可自行裁切。
9.計時器
用來控制毛細管電泳之電壓注入樣品的時間。
10.微量吸量管(Micropipet)
使用 Gilson Pipetman Model P1000(200µl~1000µl)、P200(20µl ~200µl)、
P20(10µl ~20µl)等微量吸量管,可精確取少量溶液。
11.砂紙(1000 號及 4000 號) 用來拋亮銅電極表面。
12.超音波振盪機
由 Elma 公司,Typ T710DH,用來清潔電極表面。
13.純水製造機
Mill-Q 製造出純水裝置。
14.電子天平
型號: AND FR-120A,以小數點以下四位數精確稱取所需藥品的重量,購 置艾安得股份有限公司。
二、藥品及溶液之配製 (一)藥品
1.本實驗所使用的醣類標準品皆為分析級試藥,均購 Sigma 公司,其名 稱及分子式如下:
葡萄糖(Glucose,C6H12O6,FW=180.16) 半乳糖(Galactose,C6H12O6,FW=180.16) 甘露糖(Mannose,C6H12O6,FW=180.16) 甘露醇(Mannitol,C6H14O6,FW=182.17)
2.以下試藥皆為 Merck 公司出品的分析級試藥,其名稱及分子式如下:
氫氧化鈉(Sodium hydroxide,NaOH,FW=40) 氯化鉀(Potassium chloride,KCl,FW=74.55)
(二)溶液之配製
1.緩衝液(running buffer)配製
秤取 40.0g NaOH,以純水溶解並稀釋至 1000ml,即得 1.0M NaOH 溶 液裝入 PE 瓶中,配製其它較低濃度 NaOH 溶液時,可由 1.0M NaOH
溶液以純水適當稀釋即可。秤取1.1183g KCl,以 0.050M NaOH 溶解並 稀釋至 100.0ml,得到 0.050M NaOH, 0.15M KCl 緩衝液。
2.醣類標準儲存溶液 (a)葡萄糖溶液:
秤取 0.0360g 葡萄糖粉末,以緩衝液溶解並稀釋至 20.0ml,得到 10.0mM 葡萄糖溶液,當要配製其它較低濃度時,再以緩衝液稀釋即 可。
(b)半乳糖溶液:
秤取 0.0360g 半乳糖粉末,以緩衝液溶解並稀釋至 20.0ml,得到 10.0mM 半乳糖溶液,當要配製其它較低濃度時,再以緩衝液稀釋即 可。
(c)甘露糖溶液:
秤取 0.0360g 甘露糖粉末,以緩衝液溶解並稀釋至 20.0ml,得到 10.0mM 甘露糖溶液,當要配製其它較低濃度時,再以緩衝液稀釋即 可。
(d)甘露醇溶液:
秤取 0.0364g 甘露醇粉末,以緩衝液溶解並稀釋至 20.0ml,得到 10.0mM 甘露醇溶液,當要配製其它較低濃度時,再以緩衝液稀釋即
可。
以上醣類溶液均當天配製使用。
三、北冬蟲夏草萃取與配製方法 (一)材料
由某生技公司提供之冬蟲夏草樣品
某生技公司培育之北冬蟲夏草(Cordyceps militaris)子實體。
(二)方法
1.樣品之抽取
精確秤取(一)材料項中由某生技公司所提供之北冬蟲夏草樣品 5.0 克,於 250ml 圓底燒瓶中,加水 50ml,置於 60℃水浴器中加熱 1 小時,過濾,再加 50ml 水,重複上步驟,直到抽出液無色。合 併抽出液,濃縮至乾,秤重。
2.樣品溶液之製備
精確稱取(二)方法將北冬蟲夏草樣品抽取物各 25.0mg,加入緩 衝液稀釋至 25.0ml,經 0.45µm 濾膜過濾後成毛細管電泳定量分析 之檢品。
3.D-Mannitol 標準溶液之製備及檢量線之建立
精確吸取 D-Mannitol 標準儲存溶液,以緩衝液稀釋調配成
5.00、3.00、1.00、0.50、0.30、0.10、0.050、0.030、0.010、0.0050mM 等 10 種濃度標準溶液,經 0.45µm 濾膜過濾後,以電壓注入法注入 毛細管 10 秒鐘,進行分析。以毛細管電泳圖(Electropherogram)之 標準品波峰電流值為 Y 軸,濃度為 X 軸,繪圖製作檢量線,並求 得其線性迴歸方程式(y = ax + b)及相關係數(R)。
4.D-Mannitol 之再現性試驗
在同一天內,以緩衝液稀釋調配成 0.50mM 濃度標準溶液,利
用相同的分析條件做16 次同樣的分析,計算相對標準偏差(RSD),
求其再現性。
5.分析條件
毛細管:內徑 20µm,外徑 150µm,長度 20cm。
分離電壓:3.50KV。
緩衝液(running buffer):0.05M NaOH, 0.15M KCl。
樣品注入方式:電壓注入法。
樣品注入時間:10 秒。
工作電極:改良式柱狀銅電極,直徑 180µm。
參考電極:銀/氯化銀電極(3.0M NaCl)。
輔助電極:白金電極。
偵測電位:0.40V。
四、改良式柱狀銅電極之製作
以細純銅絲(直徑 180µm)插入長 3.5cm、內徑 250µm、外徑 350µm 之毛 細管內,一端露出銅絲,另一端再以 Epoxy 封埋銅絲與毛細管出口邊緣,
並露出約 5.0mm 的銅絲(見圖 7A)。圖 7B 為傳統式盤狀銅電極。
五、改良式柱狀銅電極之前處理與再生
改良式柱狀銅電極使用之前,先用細砂紙(1000 號)將電極前端磨平,
再用更細的砂紙(4000 號)將銅電極表面拋光,最後在酒精溶液,使用超音 波振盪器振盪 10 秒,然後利用微操控器將此銅電極送入電化學偵測槽內,
槽內進行毛細管電泳之分離電解質溶液,然後在 0.0V~+0.80V(vs.Ag/AgCl) 的電位範圍內,以 100mV/sec 掃瞄速率連續做循環伏特安培法(cyclic voltammetry, CV)之電位掃瞄活化電極,每次實驗進行之前,皆進行此活化
電極的過程,連續掃瞄兩次氧化還原反應,以縮短安培法偵測時背景訊號 達到穩定所需的時間。
六、外加套管之高電壓分離裝置
以長 4.0cm、內徑 200µm、外徑 350µm 的毛細管作為本實驗所使用之 分離毛細管的外接套管,將套管的一端置於電泳平檯上之高電壓槽,另一 端則與毛細管出口端一同置於電化學偵測槽內作為分離毛細管外加套管,
及施加另一高電壓進行分析研究(見圖 8)。
七、實驗過程
電化學的方法是利用三電極系統來進行偵測。圖 8 是本實驗中所使用 的改良式毛細管電泳電化學偵測法之系統裝置,其中 W.E.、R.E.、C.E.分別 表示工作電極(Working electrode)、參考電極(Reference electrode)及輔助電極 (Counter electrode),使用的工作電極是改良式柱狀銅電極,參考電極是銀/
氯化銀 (3.0M NaCl 溶液中保存)電極,而輔助電極是白金電極。
新毛細管在第一次使用時,要先用針筒連接毛細管,先將純水推擠入 毛細管內,然後再改抽 0.10M NaOH 溶液,之後,將此充滿 0.10M NaOH 溶液之毛細管置於毛細管電泳系統中,施加分離電壓利用電滲流沖洗毛細 管約 30min,然後,改用分離之緩衝液沖洗毛細管,待毛細管內電流值達到 穩定即可進行分析。
之後,在每次進行樣品的分析之前,亦需先以分離之緩衝液在相同的 分離電壓下,利用電滲流沖洗毛細管,使其達到穩定的狀態。再將活化過 的銅電極,利用微操控器送到最接近毛細管的出口端,但是不碰觸到毛細 管距離大約 50µm 處,以免阻礙到毛細管的出口端,而影響到偵測結果。樣 品的注入則採用電壓注入法的方式,注入數秒,施加的電壓為進行毛細管 電泳分離時所使用的電壓,樣品的偵測則以安培法偵測之,再由電腦記錄
實驗資料。
在每次分析完一次樣品之後,必須更換毛細管注入端及出口端的電解 液,因為防止不同樣品之間的干擾,再進行下一次的樣品分析。各種醣類 標準儲存溶液的循環伏特安培圖是在一容積30ml 的圓筒形電化學偵測槽中 所測得,使用的銅電極及銀/氯化銀參考電極皆與進行毛細管電泳偵測時所 使用的相同,輔助電極為白金電極,而電位掃瞄是以CHI-630a 電化學分析 儀來控制。
第三章 結果