石墨烯氧化物用於生醫感測器的先期研究_感測 (#45*) *規劃中

2015-6-27

現在回頭來看看，進行石墨烯研究不要盡往洞里鑽。多層石墨烯比單層石墨烯應用面更廣，而石墨烯氧化物也比石墨烯更多用途。還好我家的石墨烯氧化物還比傳統氧化還原法的石墨烯氧化物物性佳，具體來說，傳統的石墨烯氧化物是石墨烯的前驅物，接近絕緣﹔但我們的石墨烯氧化物是石墨烯加酸，作用時間縮短，含氧率可以有效控制。

這篇談到感測類應用技術的生醫感測器。這篇延續上篇談到氣體感測器部分章節，石墨烯氧化物應用於感測器方面有相當大的發展性，但常用來製備石墨烯氧化物的方法是化學法，不僅製備時間長，而且使用大量的化學藥品，不僅破壞的材料本身物性，對環境也是傷害甚巨。另一個問題是石墨烯氧化物成膜於基板上亦有不均勻的問題，懸浮於水中的石墨烯氧化物皆為微小片狀，成膜後基板上不同的位置則會堆棧不同層數的石墨烯氧化物，會大大影響此感測界面的均勻性與穩定性。我們利用前篇提到自行開發之低損傷電漿製程式控制制石墨烯之氧化程度，再利用原先已擁有的轉印技術，將大面積的石墨烯氧化物轉印至電梳狀電極之基板，石墨烯氧化物的層數可由轉印次數來決定，更可確定大面積的範圍內層數的一致性。

傳統的電漿製程中，高能量離子轟擊及真空紫外線不可避免地造成材料的缺陷，高能量離子轟擊所影響的範圍僅局限於表面數個納米的厚度，而紫外線則是會滲入材料影響數十個納米的厚度，而這樣的缺陷不論是對於電性質、光學性質、機械性質等都會有很大的影響。在生物感測是透過石墨烯氧化物將生物反應轉換成電訊號，進而獲得該生物物質的濃度。過去學者利用 drop-casting 法將石墨烯氧化物成膜在 Pt圓盤上，藉由石墨烯氧化物上的 carboxyl group 與一種酵素-葡萄氧化酶的胺基 (-NH2)形成共價鍵，會影響石墨烯氧化物本身的電導特性而達到感測目的。

nn我們將進行 DNA生物感測器的項目。其感測機制主要是基於 DNA雜合而形成 DNAnduplex，進而造成感測界面與 DNA溶液間產生了電化學訊號，藉此可讀取而達到感測目的。經由電訊號的量測可以發現，當單鍵 DNA接到石墨烯氧化物時，感測界面的電導性有所提升，而在後續的雜合後，電導性有更一步的提升，而且這是可逆的步驟，也就是在去雜合後，電導性會恢復。而這電導性的提升是由於帶負電的 DNA在接上石墨烯氧化物後，會增加本身就為 p-type 石墨烯氧化物的電洞密度，因此提升了電導性。
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