圖一
圖一、(a) 穀氨酸氧化酵素在電極表面的酵素反應。穀氨酸氧化酵素在氧和水同 時存在的環境下，催化谷氨酸使其氧化脫氨產生α-酮戊二酸，氨和過氧化氫 (H2O2)；過氧化氫會在電極表面被氧化，得到可供測量的電流信號。(b)穀氨酸感 測器製備示意圖。最底層為白金微電極；接著，使用具有不同的滲透選擇性高分 子薄膜修飾電極表面，首先以電聚合方式沉積聚吡咯，可阻隔帶有正電荷之多巴 胺干擾物；接著塗佈Nafion®層，可阻隔帶負電荷之抗壞血酸干擾物；最後，電 沉積幾丁聚醣以吸附穀氨酸氧化酵素，可催化穀氨酸並產生具電化學活性的過氧 化氫中性小分子，並在白金電極表面上被氧化，產生感測電流。
圖二
圖二、顯微鏡下，穀氨酸氧化酵素選擇性固定在陣列微電極上的照片。左圖，四 個微電極都有修飾滲透選擇性高分子膜，但只有底部的兩個微電極表面沉積幾丁 聚醣，穀氨酸氧化酵素選擇性固定在其上；而上面兩個微電極表面並沒有幾丁聚 醣沉積。右圖為底部兩個沉積幾丁聚醣微電極的放大圖。每個微電極的尺寸約為 40×100 平方微米，微電極之間水平方向的距離約為 40 微米，垂直方向距離約 為 100 微米。
圖三
圖三、穀氨酸微電極感測器的干擾物測試與選擇性測試。此感測器可同時偵測穀 氨酸感測器的感測電流訊號(黑線)與對照感測器(其上無穀氨酸氧化酵素)的感測 電流訊號(灰線)。感測器依序進行以下濃度測試：多巴胺濃度為 5 μM 和 10 μM，表示為 DA；抗壞血酸濃度為 250 μM 和 500 μM，表示為 AA；穀氨酸 濃度為 20 μM 和 40 μM，表示為 Glut；高濃度 240 μM 穀氨酸，表示為 10×Glut；過氧化氫濃度為 20 μM，表示為 H2O2。實驗結果顯示，無論是穀氨 酸感測器或對照感測器，都沒有偵測到干擾物的電流，代表滲透選擇性高分子膜 可有效阻擋干擾物；當加入穀氨酸時，只有穀氨酸感測器有感測電流訊號，而對 照感測器則完全偵測不到穀氨酸的感測電流訊號，代表穀氨酸氧化酵素能選擇性 的在緊密排列的微電極上沉積固定。感測電位恆定在 0.7 V 之氧化電位(相對於 Ag/AgCl 電極)。
圖四
圖四、微電極探針穀氨酸感測器之感測電流與時間的響應圖。穀氨酸感測器分別 在以下穀氨酸濃度依序進行測試： 20 μM, 40 μM, 60 μM, 99 μM, 138 μM, 234 μM 與 329 μM，當穀氨酸濃度增加時，可看出其相對應的感測電流也隨之上升，感 測電位恆定在 0.7 V 之氧化電位(相對於 Ag/AgCl 電極)。
圖五
圖五、穀氨酸感測器的校正曲線。擷取圖四的電流值，與其相對應的穀氨酸濃度 作圖，可得一校正曲線，其線性感測範圍高達 100 μM，響應時間約為 1 秒，
靈敏度約為 23 nA/μM∙cm2(n = 4)。
國科會補助計畫衍生研發成果推廣資料表
日期:2012/10/29
國科會補助計畫
計畫名稱: 酵素於微電極陣列之選擇性固定法以應用於神經傳導物質之感測 計畫主持人: 曾婷芝
計畫編號: 101-2218-E-011-031- 學門領域: 電化學
無研發成果推廣資料
101 年度專題研究計畫研究成果彙整表
計畫主持人：曾婷芝 計畫編號：101-2218-E-011-031- 計畫名稱：酵素於微電極陣列之選擇性固定法以應用於神經傳導物質之感測
其他成果
國科會補助專題研究計畫成果報告自評表
目前本計劃的研究成果已投稿至 Biochemical Engineering Journal 並且正在進行 revision 中。