4-1 實驗結果與討論
4-1-1 pH 緩衝溶液即時量測結果
pH 緩衝溶液即時量測實驗共有四組，我們先將沒有修飾的兩組放在一起比較，觀察 VDS control method 的效果，如圖 30。實驗結果顯示，使用 VDS control method 的結果進行 兩個循環的 ph 緩衝溶液實驗表面電位的變化為-12.15 mV，小於參考電極不接地的-20.34 mV，可以看出使用 VDS control method 是對於溶液較穩定的，時漂效應(drift effect)的程度 也較小。
圖 30 左圖為 bare ITO 在 VG不接地時的 pH 緩衝溶液即時量測實驗；右圖為 bare ITO 在 VG接地，使用 VDS control method 之 pH 緩衝溶液即時量測實驗
圖 31 是 bare ITO 的兩組實驗結果換算成表面電位的圖。並計算出回歸直線，由公式 看來，斜率代表增加或減少一個 pH 值會增加的表面電位，兩個實驗計算出的數值分別為
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-54.759 及-55.049 mV，符合表一中 ITO 的 pH sensitivity。
圖 31 利用圖 30 計算出 bare ITO 之表面電位變化以及其回歸直線。
圖 32 是由圖 31 的表面電位和其回歸直線計算出各點的表面電位殘餘值，方法是將 各點的 pH 值帶入回歸直線公式，得到回歸直線之表面電位，再和實際量測到之表面電位 相減。由此圖可以觀察實驗是否有時漂效應(drift effect)以及遲滯效應(hysteresis)。在左圖，
參考電極不接地造成的時漂效應(drift effect)較嚴重，反之右圖可以使用 VDS control method 時漂的程度較不明顯。
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圖 32 由圖 31 計算出 bare ITO 的表面電位殘餘值。
有修飾 APTES 的兩組的實驗圖如圖 33 所示，左圖為 APTES modified ITO 在 VG不 接地時的 pH 緩衝溶液即時量測實驗；右圖為 APTES modified ITO 在 VG接地，使用 VDS control method 之 pH 緩衝溶液即時量測實驗。最後計算出來 VG不接地時的表面電位變化 量-14.25 mV，在 VG接地，使用 VDS control method 之變化量為-10.33 mV。
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圖 33 左圖為 APTES modified ITO 在 VG不接地時的 pH 緩衝溶液即時量測實驗；右圖為 APTES modified ITO 在 VG接地，使用 VDS control method 之 pH 緩衝溶液即時量測實驗。
同樣的，將圖 33 計算表面電位和其回歸直線計算出各點的表面電位值如圖 34。
圖 34 利用圖 33 計算出 APTES modified ITO 之表面電位變化以及其回歸直線。
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從圖 34 計算 APTES modified ITO 在各 pH 下的表面電位殘餘值如圖 35。由圖可發現 仍然是使用 VDS control method 所量測到的結果較佳。
圖 35 由圖 34 計算出 APTES modified ITO 的表面電位殘餘值。
使用反向器控制法(inverter control method)下以 Bare ITO 以及 APTES modified ITO 進 行 pH 緩衝溶液即時量測實驗的結果如圖 36。圖中可以得知，未經修飾的 ITO 在經過兩 次 pH 緩衝溶液的循環後，其表面電位的漂移量為 25.65 mV；修飾完 APTES 後的 ITO 在 進行同樣量測，其變化量為 8.726 mV。
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圖 36 使用反向器控制法(inverter control method)下以 Bare ITO 以及 APTES modified ITO 進行 pH 緩衝溶液即時量測實驗的結果。
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最後，我們使用 inverter control method 的實驗中，修飾後的試片對於量測的穩定性 亦有改善的影響，並且修飾後進行兩次 pH 緩衝溶液的循環後，造成的表面電未變化的改 變也是最少的，表格顯示如表四。
表 四 三種量測方式對於 ITO 電極修飾與否在 pH 緩衝溶液下的表面電位之改變比較。
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4-1-3 Streptavidin 即時量測結果
在這個實驗中我們在 EGFET 裝置中掛載了一個反向器(inverter)，如章節 2-3 所提。
所有的訊號會因反向器而相反。Streptavidin 之 pI 點為 5，在 pH 7.4 的溶液下為帶負電 的結構，當和修飾 Biotin 之 ITO 鍵結時，會使 ITO 表面帶負電，經過反向器之後又變為 帶正電，正電會在 NMOSFET 元件的通道感應負電，因此我們看到的電流值會變大。實 驗的結果如圖 37。圖中顯示有修飾 Biotin 之 ITO 電極對於流入不同濃度的 Streptavidin 有成正比的電流(ID)變化；沒有修飾的 bare ITO 對於 Streptavidin 就沒有電流變化，流入 buffer 後被沖洗回原準位，對於 Streptavidin 濃度變化沒有相依性。
圖 37 bare ITO 以及 Biotin modified ITO 之 SA real-time measurement。
圖 38 是將圖 37 的電流變化計算誠 ITO 電極之表面電位變化。圖中顯示經過 Biotin 修飾之後的 ITO 表面電位的變化與 Streptavidin 濃度變化呈現正比關係，最大濃度的電位 變化為 27.21 mV；而 bare ITO 的表面電位幾乎沒有變化，接近原始的準位。
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圖 38 將圖 37 的電流變化計算誠 ITO 電極之表面電位變化。
圖 39 將量測完 Streptavidin 的 ITO 量測螢光強度。有修飾 Biotin 之 ITO 螢光強度明 顯強於 bare ITO，證明我們的修飾是沒有問題的。
圖 39 流道中流入不同濃度 SA 之螢光強度。
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做了三次重複的實驗之後，將三次實驗的的結果作濃度對訊號的檢量線以及 error bar，
圖 40 所示，實驗的 SA 濃度和表面電位的變化如表四所示。
圖 40 SA real-time measurement 之濃度檢量線與 error bar。
ΔV (mV) 42 pM 420 pM 4.2 nM 42 nM
blank -0.74 ± 2.5 -2.43 ± 2.17 -3.72 ± 3.98 -3.18 ± 5.57 Biotin modified 3.59 ± 0.6 9.20 ± 1.69 15.37 ± 2.05 23.86 ± 3.15
表 五 SA 濃度與表面電位的變化。
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4-1-4 Streptavidin 即時量測結果討論
通過反向器控制(inverter control method)，我們同樣可以精準且簡單的控制 FET 元件 的臨界電壓的位置，並且應用於 Streptavidin 及時量測實驗。通過 APTES 以及 Biotin 的 修飾，對於不同濃度的 Streptavidin，ITO 所產生的表面電位變化有正向的關係。相反的，
未修飾的 bare ITO 就無相依性質。
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