肝癌是現今為人熟知的疾病，根據行政院衛生署統計，肝癌為台灣地區癌症死亡率的第二位，發病半年後病人有極高機率死亡。本研究架構於電化學量測系統中，針對最常用的肝癌測試指標--甲型胎兒蛋白，開發新型電化學技術，並與血清蛋白比較，電化學分析較傳統ELISA分析有更快的即時性。由於肝癌腫瘤擴散迅速，而且發現不易，因此希望發展出兼具即時與高靈敏度的偵測技術。
本實驗方法是固定甲型胎兒蛋白抗體於修飾之金電極上，同時依序接上0.1μg/mL、0.2μg/mL、0.5μg/mL 1μg/mL、10μg/mL 20μg/mL、50μg/mL、75μg/mL、100μg/mL，九個濃度的甲型胎兒蛋白，並個別在0V、-0.2V、-0.5V電壓下來測量不同濃度對平衡電流訊號所造成的變化，結果發現使用金作為參考電極在-0.5V下偵測，有最佳之線性範圍0.1 ~ 1μg/mL，線性回歸係數(R2)可達0.85，當接上濃度大於1μg/mL後，電流訊號便會慢慢趨緩，而濃度達到20ug/mL時，甲型胎兒蛋白抗體與抗原之間結合會有飽和現象。因此，選擇用金作為參考電極，並在-0.5V進行流道系統測試，結果發現量測相同濃度甲型胎兒蛋白可獲得高於靜態式系統數倍的電流訊號。

Hepatocellular carcinoma are well-known disease nowadays. Counts according to the statistical information provided by the Department of Health, it’s the second leading cause of cancer deaths in Taiwan. In this study, Alpha-fetoprotein(AFP) is a common index of Hepatocellular carcinoma test. This thesis develops a detect technology for the electrochemistry. The performance of the proposed AFP is compared with the serum albumin. It is shown that electrochemical technology is faster than the ELISA. Hepatocellular carcinoma tumor invasion is very quick, and the discovery is not easy, therefore the develops has both immediate and the high sensitivity detection technology.
The anti-AFP were immobilized on the gold electrode surface. The equilibrium current signal have measured by electrochemistry analysis Instrument under different concentration solutions (0.1μg/mL,0.2μg/mL,0.5μg/mL,1μg/mL,10μg/mL,20μg/mL, 50μg/mL,75μg/mL,100μg/mL). The result showed that the use gold takes the reference electrode to detect under -0.5V has the best linearity range(R2=0.85). The current signal difference will become slower after joining the concentration is more than 1ug/mL. When concentration is 20μg/mL, the association between antibody and antigen will be saturated. Therefore, the current signal have measured by flow injection analysis system under -0.5V. The result showed that the current signal is higher than the static system under same concentration.

目   錄
中文摘要	Ⅰ
英文摘要	Ⅲ
謝誌	Ⅴ
目錄	Ⅶ
圖示目錄	Ⅹ
附表目錄	ⅩⅡ

第一章 序論	1
1-1前言	1
1-2文獻回顧	3
1-2-1生物感測器	3
1-2-2-1電化學發展	6
1-2-2-2電化學原理	7
1-2-2-3電化學分析儀基本架構	11
1-2-2-4電極特性	12
1-2-2-5電化學分析之優點	15
1-2-3肝癌	16
1-2-4癌症腫瘤標記(Tumor marker)	17
1-2-4-1甲型胎兒蛋白(α-1-Fetoprotein，AFP)	20
1-2-4-2甲型胎兒蛋的白作用與結構	22
第二章 實驗材料與方法	25
2-1實驗材料	25
2-1-1儀器	25
2-1-2藥品	26
2-2藥品備製	27
2-3實驗方法	29
2-3-1實驗流程	29
2-3-2電化學操作模式	32
2-3-2-1循環伏安法(Cyclic Voltammetry，CV)	33
2-3-2-2安培法(Amperometry)	35
2-3-2-3流道注入分析系統(flow-injection analysis，FIA)	37
2-3-3金電極表面修飾	38
2-3-4生物樣品固定	40
2-3-5循環伏安法檢測電極電學特性	41
2-3-6最佳實驗電位之探討	42
2-3-7最佳安培法測量最佳時間之探討	43
第三章 實驗結果與討論	45
3-1循環伏安法偵測甲型胎兒蛋白濃度結果	45
3-2在靜態系統用安培法偵測甲型胎兒蛋白結果	46
3-3在流道式系統用安培法偵測甲型胎兒蛋白結果	54
3-4 結果討論	58
第四章 結論與未來發展	60
4-1結論	60
4-2未來發展	61
參考文獻	62

圖 目 錄
圖 1生物感測器的感測原理示意圖	4
圖 2基本銅(Cu)-銀(Ag)電化學系統架構	8
圖 3二極式和三極式電化學裝置差異	8
圖 4二極式系統裝置與二極式電路架構	9
圖 5三極式系統裝置與三極式電路架構	10
圖 6電化學分析儀基本架構示意圖	11
圖 7金(Au)工作電極	12
圖 8鉑(Pt)輔助電極	13
圖 9銀氯化銀(Ag/AgCl)參考電極	14
圖 10 AFP整體結構圖	22
圖 11 CHI 600C series電化學分析儀	25
圖 12電極電化學特性研究流程圖	30
圖 13甲型胎兒蛋白與甲型胎兒蛋白抗體感測特性研究流程圖	31
圖 14 循環伏安法測試圖	34
圖 15安培法法測試圖	36
圖 16兩類流道注入分析系統示意圖	37
圖 17電極表面修飾過程示意圖	39
圖 18生物樣品固定化過程示意圖	40
圖 19循環伏安法檢測電極特性結果	41
圖 20最佳實驗電位之探討	42
圖 21安培法測量時間之探討	44
圖 22循環伏安法偵測甲型胎兒蛋白濃度結果	45
圖 23在0V(Au-Pt-Ag/AgCl)中各濃度甲型胎兒蛋白和牛血清蛋白訊號	47
圖 24在-0.2V(Au-Pt-Ag/AgCl)中各濃度甲型胎兒蛋白和牛血清蛋白訊號	48
圖 25在-0.5V(Au-Pt-Ag/AgCl)系統中各濃度甲型胎兒蛋白和牛血清蛋白訊號	49
圖 26在0V(Au-Pt-Au)中各濃度甲型胎兒蛋白和牛血清蛋白訊號	51
圖 27在-0.2V(Au-Pt-Au)中各濃度甲型胎兒蛋白和牛血清蛋白訊號	52
圖 28在-0.5V(Au-Pt-Au)中各濃度甲型胎兒蛋白和牛血清蛋白訊號	53
圖 29晶片與晶片材質示意圖	55
圖 30檢測容槽與流道式系統架構示意圖	55
圖 31在流道式系統中實驗時電流變化過程	56
圖 32晶片型電極與商業販售電極訊號比較	57
圖 33在流道式系統中各濃度甲型胎兒蛋白與牛血清蛋白訊號	57
圖 34在不同系統下各濃度甲型胎兒蛋白訊號比較	59

附 表 目 錄
表 1 常用癌症腫瘤標記一覽	18
表 2 懷孕期間母體甲型胎兒蛋白參考值	21
表 3 流道式系統中各濃度甲型胎兒蛋白與牛血清蛋白訊號	57

參考文獻
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