第三章 實驗結果與討論
3.1 ITO 表面修飾類核黃素酵素電極螢光光譜分析
Phenothiazine 是一具有氧化還原活性的雜環化合物，因其可加速 或抑制生物體內電子的傳遞反應，是模擬核黃素在生物體中電子傳遞 的理想素材之一，故可視為人工核黃素或類核黃素（artificial flavin），
圖3-1 所示為本論文所探討的三種類核黃素：
Toluidine Blue (TB) Thionine Chloride (TC)
根據本實驗室先前研究結果，phenothiazine 可經由化學或物理方 式修飾於ITO 導電玻璃上，並保有原有之光電性質，且具有作為蛋白 質分子膠的應用潛力。有鑒於此，本論文將結合螢光光譜儀與流動式 注射分析儀對此作進一步的分析與探討。實驗結果顯示TC、TB 與 MB 均具有螢光發射潛力，如圖 3-2 顯示。
400 450 500 550 600 650 700 750
Intensity (a.u.)
Wavelength (nm)
TC
450 500 550 600 650 700 750 800 0.0
Intensity (a.u.)
Wavelength (nm)
TB
400 500 600 700 800
0.0
Intensity (a.u.)
Wavelength (nm)
MB
圖3-2 TC、TB 與 MB 在水溶液中(10 μM)所測得之激發與螢光放射 光譜圖。
根據上述性質，我們進一步以氧化聚合法與偶氮還原法分別TC、
TB 與 MB 修飾於 ITO 電極，再觀察其是否仍保有此項特性。實驗結 果顯示：無論以氧化聚合法或偶氮還原法進行表面修飾，三者均可顯 現螢光，而且其螢光強度會隨氧化圈數或是還原圈數增加而增加，實 驗結果如圖3-3 與 3-4 所示。我們也對兩種方法進行比較，發現以氧 化聚合方式所得的ITO 電極，其螢光強度普遍比以偶氮化方式修飾者 強。推測其原因可能是當類核黃素被氧化成陽離子自由基後，可經由 C-N coupling 反應形成多層聚合而沉積於電極表面上，故比偶氮還原 法修飾者，即僅能形成單層吸附，所發射出的螢光強度強。此外，我 們也發現TB 或 MB 薄膜電極所得到的螢光強度比 TC 弱。究其原因，
可能是TC 結構上擁有兩個一級胺基，TB 只有一個，至於 MB 則無，
故TC 較易被氧化聚合。反觀以偶氮化還原法所修飾的 TC 與 TB 較 無此差異性，暗示以此法修飾者與所含一級胺基數目較為無關。至於 MB，因其不具一級胺基，故僅能以物理吸附方式沉澱於 ITO 上，所 以其螢光強度比TC 與 TB 弱。對於上述推測，我們也以循環伏安法
對上述電極進行偵測，發現所修飾上的修飾物，其特徵峰高度以TC
最高，TB 次之，而 MB 又次之，與漫射式螢光光譜所得結頗為相似，
如圖3-5、3-6 所示。
600 620 640 660 680 700
Intensity (a.u.)
Cycle
Intensity (a.u.)
Wavelength (nm)
TC
640 660 680 700 720 740 760 0.0
Intensity (a.u.)
Cycle
Intensity (a.u.)
Wavelength (nm)
TB
660 680 700 720 740 760 780 0.0
Intensity (a.u.)
Cycle
Intensity (a.u.)
Wavelength (nm)
MB
圖3-3 TC、TB 與 MB (10 μM) 經不同掃描圈數氧化後所得漫射式 螢光光譜圖與掃瞄圈數之關係。
600 620 640 660 680 700
Intensity (a.u.)
Cycle
Intensity (a.u.)
Wavelength (nm)
TC
640 660 680 700 720 740 760 0.0
Intensity (a.u.)
Cycle
Intensity (a.u.)
Wavelength (nm)
TB
660 680 700 720 740 760 780 0.0
Intensity (a.u.)
Cycle
Intensity (a.u.)
Wavelength (nm)
MB
圖3-4 TC、TB 與 MB (10 μM) 在偶氮還原修飾中經不同圈數還原 後，電極所測得的漫射式螢光強度與掃瞄圈數之關係。
1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 -0.2-0.4-0.6 Blank ITO
I / μA
6 ITO|TB
Blank ITO
I / μA
Blank ITO ITO|MB
I / μA
E/V v.s SCE
圖3-5 TC、TB 與 MB (10 μM) 在電位 -0.4~1.2 V 間連續掃描 30 圈
氧化聚合
1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 -0.2 -0.4 -0.6
Blank ITO ITO|TB
Blank ITO ITO|MB