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Enhanced Plasmonic Biosensors of Hybrid Gold Nanoparticle-Graphene Oxide-Based Label-Free Immunoassay
(2018-05-16) Chiu, Nan-Fu; Chen, Chi-Chu; Yang, Cheng-Du; Kao, Yu-Sheng; Wu, Wei-Ren
Abstract In this study, we propose a modified gold nanoparticle-graphene oxide sheet (AuNP-GO) nanocomposite to detect two different interactions between proteins and hybrid nanocomposites for use in biomedical applications. GO sheets have high bioaffinity, which facilitates the attachment of biomolecules to carboxyl groups and has led to its use in the development of sensing mechanisms. When GO sheets are decorated with AuNPs, they introduce localized surface plasmon resonance (LSPR) in the resonance energy transfer of spectral changes. Our results suggest a promising future for AuNP-GO-based label-free immunoassays to detect disease biomarkers and rapidly diagnose infectious diseases. The results showed the detection of antiBSA in 10 ng/ml of hCG non-specific interfering protein with dynamic responses ranging from 1.45 nM to 145 fM, and a LOD of 145 fM. Considering the wide range of potential applications of GO sheets as a host material for a variety of nanoparticles, the approach developed here may be beneficial for the future integration of nanoparticles with GO nanosheets for blood sensing. The excellent anti-interference characteristics allow for the use of the biosensor in clinical analysis and point-of-care testing (POCT) diagnostics of rapid immunoassay products, and it may also be a potential tool for the measurement of biomarkers in human serum.
Graphene oxide-based SPR biosensor chip for immunoassay applications
(2014-08-28) Chiu, Nan-Fu; Huang, Teng-Yi; Lai, Hsin-Chih; Liu, Kou-Chen
Abstract This work develops a highly sensitive immunoassay sensor for use in graphene oxide sheet (GOS)-based surface plasmon resonance (SPR) chips. This sensing film, which is formed by chemically modifying a GOS surface, has covalent bonds that strongly interact with the bovine serum albumin (BSA), explaining why it has a higher sensitivity. This GOS film-based SPR chip has a BSA concentration detection limit that is 100 times higher than that of the conventional Au-film-based sensor. The affinity constants (KA) on the GOS film-based SPR chip and the conventional SPR chip for 100 μg/ml BSA are 80.82 × 106 M-1 and 15.67 × 106 M-1, respectively. Therefore, the affinity constant of the GOS film-based SPR chip is 5.2 times higher than that of the conventional chip. With respect to the protein-protein interaction, the SPR sensor capability to detect angle changes at a low concentration anti-BSA of 75.75 nM on the GOS film-based SPR chip and the conventional SPR chip is 36.1867 and 26.1759 mdeg, respectively. At a high concentration, anti-BSA of 378.78 nM on the GOS film-based SPR chip and the conventional SPR chip reveals two times increases in the SPR angle shift. Above results demonstrate that the GOS film is promising for highly sensitive clinical diagnostic applications.
主動式色變電漿子可視化生醫感測晶片之研發
(2017) 顏昱捷; Yen, Yu-Chieh
傳統的SPR檢測儀器擁有即時檢測、免標的、靈敏度高等優點，本研究將傳統的SPR檢測儀器積體微型化設計，提出新型主動式色變電漿子可視化生醫晶片，用於定點照護檢測、即時檢測與早期診斷提高現今社會的醫療品質。奈米壓印顯影技術是一種簡易製程技術，此技術應用於奈米結構的複印具有成本低，產量高等優勢，對於日後主動式色變電漿子生醫晶片的製造有極高的產業化優勢。主動層以有機發光二極體具備放光強度的均勻性，在電漿子生物檢測晶片的檢測過程中是不可或缺的條件。利用奈米壓印製作的奈米光柵激發表面電漿波，以下分別將實驗分為三大類，實驗一：奈米光柵於不同折射值環境內的共振角位移及色變能力，實驗二：金奈米粒子增強表面電漿量測生物分子訊號的靈敏度，實驗三：結合有機放光二極體的主動式色變電漿子晶片於生物反應檢測。光柵週期555 nm的結構，當折射值從n = 1到1.33，其耦合波長位移約190 nm，得到最低折射值變化量為1.736×10-3 RIU。利用金奈米粒子(15 nm)鍵結Peptide (1 mM)後的反應液與hCG (1 µM)鍵結反應，相較於未添加金奈米粒子的反應提高約43.88倍，其最低折射值變化量的靈敏度提高至3.956×10-5 RIU。相同條件下，使用金奈米粒子(33 nm)鍵結Peptide後與hCG特異性鍵結的參數用於主動式色變電漿子晶片中，固定量測角度：5°，因為環境折射值改變，以致電漿子放光波長位移16 nm，固定量測角度：-5°，其電漿子放光波長位移4 nm。我們預期色變電漿子生醫晶片未來可用於疾病的診斷，國人的健康是國家成長的動力，診斷科技可以改善人類於早期診斷及提早治療。
以奈米光柵耦合表面電漿子共振增強拉曼散射於生醫感測之應用
(2024) Cagayan, Gerald Reymari Acoba; Cagayan, Gerald Reymari Acoba
none
以官能化二硫化鉬增強表面電漿子生醫晶片的靈敏度於新型妊娠相關血漿蛋白(PAPP-A2)在臨床血清的檢測
(2017) 林庭莉; Lin, Ting-Li
表面電漿子共振生物感測器具有高靈敏度、免標記和即時檢測的特性，原理是利用光學感測生物分子結合後其相關折射率變化，進而達到分子診斷之效果。本研究提出新型感測材料，以二硫化鉬為基材進行表面改質修飾羧基(-COOH)，以提升生物間的親和力(affinity)，及增強界面的功函數(work function)與電場傳播特性進而提升檢測靈敏度。本研究使用兩種方式製備官能化二硫化鉬晶片，分別為將草酸(Oxalic)及氯乙酸(MCA)兩種有機酸的羧基(-COOH)修飾至二硫化鉬表面，進行感測材料的優質化比較。其中氯乙酸修飾技術，主要是以氯原子佔據硫空缺，有較高的穩定性及結合率，有別於傳統的方法以硫醇直接吸附於硫空缺。利用XPS、FTIR、TEM、UPS和Zeta potential等方式成功證實羧基修飾至二硫化鉬表面，且於XPS的分析結果顯示，羧基在碳原素的含量佔24.4%，在氧原素中佔28.2%。在生物檢測方面，提出低注入量(20 μL)和低流速(6 μL/min)於牛血清白蛋白免疫法實驗，進行與傳統SPR晶片靈敏度比較，在氯乙酸修飾的官能化二硫化鉬晶片靈敏度提升2.35倍。在PAPP-A2重組蛋白的實驗，迴歸係數達到R2=0.99，而加入干擾物後並不影響靈敏度與線性值。於檢測臨床血清樣本之新型妊娠相關血漿蛋白(PAPP-A2)的實驗，將檢體稀釋至40,000倍(0.05 pg/mL)，仍可檢測到共振角位移量為0.96 mo，且線性迴歸係數可達到R2=0.958。由此可證明本研究開發的官能化二硫化鉬感測晶片具有高靈敏度及高親和性之優勢，且PAPP-A2擁有高的專一性，有潛力成為未來在妊娠疾病診斷的新型指標蛋白，有望成為唐氏症之篩檢蛋白，可達成快速篩檢及高檢出率之目標。
以石墨烯量子點調制表面電漿子能量於生物感測器之研究
(2018) 吳瑋仁; Wu, Wei-Ren
疾病的早期發現早期治療，是近代醫學的檢測與診斷的方向，生物醫學晶片能夠提供快速、準確、低成本的檢測，以實現精準醫療的目標。本研究提出利用石墨烯量子點(GQDs)結合表面電漿子共振(SPR)技術來開發能夠快速檢測胰臟癌疾病的生物晶片。石墨烯量子點是二維的新穎材料，具有良好的生物相容性與優異的光致發光之螢光效益。因此本研究使用水熱合成法自行合成石墨烯量子點，並進行光學特性分析、元素分析以及形態分析驗的驗證，證實透過材料顆粒大小可以調控光致發光的螢光顏色。在石墨烯量子點修飾於金奈米粒子的實驗中，發現石墨烯量子點和金奈米粒子之間的交互作用，能誘導表面電漿子的能量轉移特性產生耦合現象，並藉由調制表面電漿子能量來控制螢光的色變，開發螢光生物感測技術。石墨烯量子點藉由表面電漿子共振技術檢測生物分子間的交互作用，進行檢測胰臟癌腫瘤指標物CA19-9之免疫反應的實驗，透過快速低成本的檢測技術進而開發高靈敏度及高準確性之快速篩檢的生物感測器。本實驗最低檢測可達約10 Unit/ml的變化，且線性迴歸係數可達R2 = 0.9，透過此檢測技術即能快速診斷胰臟癌。由此實驗可證明石墨烯量子點具有良好的生物相容性，結合生物晶片亦能提高檢測的靈敏度，並能夠用於開發具有專一性的快速篩檢的癌症生物感測晶片。
以表面電漿共振技術探討電化學法之石墨烯氧化物去氧還原過程
(2013) 郭峻銓; Kuo, Chun-Chuan
表面電漿共振(surface plasmon resonance，SPR)技術利用表面電漿波(surface plasmon wave，SPW)可偵測固體表面物質的些微變化。本論文利用電化學循環伏安法(cyclic voltammetry，CV)還原石墨烯氧化物(graphene oxide，GO)並搭配SPR技術即時檢測GO的還原現象，其還原態則稱為「還原石墨烯氧化物(reduced graphene oxide，rGO)」。在去氧還原的過程中因為GO的折射率變化使得SPR角度產生位移現象。因此可藉由位移角度的變化量推測rGO的還原程度。實驗流程首先在在金膜表面連結十八烷基硫醇(1-Octadecanethiol，ODT)，作為GO的連結層。然後將金膜浸泡於GO水溶液裡，使GO連結在金膜表面。使用電化學CV還原GO以得到rGO，還原過程中同時記錄SPR角位移。除了1層GO，本實驗另外製作多層GO，比較層數對於電化學還原法與SPR角變化的影響。最後以X光光電子能譜儀(X-ray photoelectron spectroscopy，XPS)驗證經CV不同掃描圈數所得之rGO的碳含量。當GO層數越來越多時，介電層的整體折射率以及厚度造成SPR角往大角度移動，降低漸逝波與表面電漿波的耦合效率。經過電化學法還原GO後，rGO的SPR角將會往小角度移動，且SPR曲線也會因此變得比較窄以及SPR耦合效率提升。
以重組酶聚合酶擴增(RPA)新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)之定性與定量感測晶片技術開發
(2022) 王映皓; Wang, Ying-Hao
從2019年，由嚴重急性呼吸道症候群冠狀病毒2型(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2, SARS-CoV-2)引起2019新型冠狀病毒疾病(Coronavirus Disease 2019, COVID-19)已迅速傳播至全球，各國急需要高效、快速、具特異性和低價的診斷方法，以早期檢測到受感染的人，對抗SARS-CoV-2。其中，逆轉錄聚合酶鏈反應(reverse transcription-polymerase chain reaction, RT-PCR)是標準常用和準確度較高的方法檢測SARS-CoV-2，但缺點是檢測耗時、需要昂貴的設備與專業人員在生物安全第二等級(biosafety level-2, BSL-2)實驗室操作。本研究利用具有快速、高效、高靈敏的重組酶聚合酶擴增法(recombinase polymerase amplification, RPA)來檢測SARS-CoV-2高度保守N基因序列，並且結合規律間隔重複短迴文序列簇(clustered regularly interspaced short palindromic repeats, CRISPR)的Cas12a酶做專一性檢測，以減少恆溫擴增的假陽性結果。透過開發RPA-CRISPR/Cas12a方法以檢測 SARS-CoV-2，使用側向流分析(lateral flow assay, LFA)和螢光強度(fluorescence intensity, FI)做定性分析。此外，定量RPA的方法較少，本研究使用表面電漿子共振(surface plasmon resonance, SPR)和電化學阻抗譜(electrochemical impedance spectroscopy, EIS)做SARS-CoV-2的 RPA 定量分析與專一性檢測，檢測極限(limit of detection, LOD)為每微升(μL) 1個SARS-CoV-2的去氧核醣核酸(deoxyribonucleic acid, DNA)拷貝數。本研究開發定性與定量專一性檢測SARS-CoV-2方法，具有快速和準確高的特性，可作為COVID-19早期診斷的有力工具。
光學共振⽣物感測器的計算和實驗⽅法：從LSPR到SPR - 拉曼積分和無⾦屬有損模式共振
(2025) Nurrohman, Devi Taufiq; Nurrohman, Devi Taufiq
none
增強鉛離子吸附於EDTA-矽烷修飾氧化石墨烯之感應耦合電漿原子發射光譜儀檢測研究
(2016) 盧冠霖; Lu, Kuan-Lin
氧化石墨烯(Graphene Oxide, GO)由於它擁有大比表面積與豐富含氧官能基，因此具備了高效率、高吸附量的優秀吸附劑條件，是目前研究中，重金屬鉛離子吸附量最大的奈米材料。本研究利用矽烷化學法將GO表面的羥基(-OH)與材料乙二胺四乙酸-矽烷(EDTA-Silane)中的矽形成共價鍵結，將合成材料命名為GO-EDTA，利用修飾後表面豐富的羧基群，增加吸附點位，進一步提升吸附量與吸附效率。本研究設計四種實驗方式探討GO與GO-EDTA對於鉛離子之吸附能力，實驗一：等溫吸附平衡實驗，探討初始濃度對於吸附量的影響 ; 實驗二：吸附動力學實驗，探討時間對於吸附量的影響 ; 實驗三：不同pH值之吸附平衡實驗，探討在不同pH值下對於吸附量的影響 ; 實驗四：不同溫度下之吸附平衡實驗，探討不同溫度下對於吸附量的影響，四種實驗吸附前後的鉛離子濃度皆透過感應耦合電漿原子放射光譜儀(Inductively Coupled Plasma with Atomic Emission Spectroscopy, ICP-AES)進行測量。合成材料的表面特性分析，採用傅立葉轉換紅外線光譜儀(Fourier-Transform Infrared Spectrometer, FTIR)與掃描式顯微鏡(Scanning Electron Microscope, SEM)進行驗證。並將吸附實驗數據以不同吸附模式進行分析，使用的模式有：Langmuir等溫吸附模式、Freundlich等溫吸附模式、偽一階吸附動力學模式、偽二階吸附動力學模式、Van’t Hoff吸附熱力學模式。本研究成功運用矽烷鍵結法合成出GO-EDTA材料，於25°C下，GO與GO-EDTA之最大吸附量分別為251.05 mg/g、416.78 mg/g，提升約1.66倍，GO與GO-EDTA吸附達飽和時間由40分鐘降至約30分鐘，吸附時間縮短，初始吸附速率從42.88 mg/g.min提升至72.46 mg/g.min，另外，在25°C、45°C、65°C下，GO-EDTA之最大吸附量分別為416.78 mg/g、603.90 mg/g、713.07 mg/g，從25°C至65°C吸附量共提升1.71倍，總體而言，吸附點位的增加同時提升了吸附量與吸附效率，經判斷其吸附機制主要為化學吸附之離子交換吸附，而GO-EDTA吸附Pb2+過程為自發性的吸熱反應。期盼此GO-EDTA材料未來能應用於水質淨化、污水處理或生醫光電等多種領域。
探討逐步調控氧化石墨烯之含氧官能基於電化學表面電漿子共振技術增強免疫感測晶片靈敏度之應用
(2016) 陳吉助; Chen, Chi-Chu
本研究利用電化學表面電漿子技術(Electorchemical surface plasmon resonanc, EC-SPR)進行氧化石墨烯(Graphene Oxide, GO)還原。透過SPR即時監測其還原過程，藉由偵測金屬-介電質之間表面折射率的變化與SPR角位移的改變，判斷氧化石墨烯的還原狀況。將電化學還原後的還原氧化石墨烯(Electrochemical Reduce Graphene Oxide, ERGO)進行阻抗分析，觀察其還原後的導電特性。並將此薄膜作為生物蛋白分子檢測薄膜，分析其檢測靈敏性。本實驗採用兩種不同電化學還原技術進行GO的還原與比較，分別為循環伏安法(cyclic voltammetry, CV)與定電位還原法(Constant voltage)。在不同還原條件的ERGO薄膜，將使用電化學阻抗譜(Electrochemistry Impedance Spectroscopym, EIS)、X射線光電子能譜(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)以及傅立葉轉換紅外光譜(Fourier-Transform Infrared Spectrometer, FTIR)進行分析。分析的結果顯示，利用電化學表面電漿子技術可以即時監測與逐步控制GO的碳氧比。還原後的ERGO薄膜，其氧官能基比例大幅的下降。使用恆定電位還原120秒之ERGO，其碳氧比由3.97增加至71.46，阻抗值也大比例下降，大幅度提升其導電性。在生物感測方面，將牛血清蛋白(Bovine Serum Albumin, BSA)修飾於薄膜，並注入不同濃度的Anti-BSA進行阻抗分析，其偵測極限濃度可達到100 pg/ml的高靈敏性。而恆定電位還原法120秒的ERGO薄膜，其Anti-BSA的阻抗響應高於循環伏安法還原100圈的ERGO薄膜約兩倍。
探討電化學表面電漿技術於即時監測與調控氧化石墨烯能隙之研究
(2016) 楊承都; Yang, Cheng-Du
表面電漿共振(surface plasmon resonance, SPR)技術可即時監測金屬-電介質表面折射率變化的特性。本研究利用SPR即時監測以電化學技術還原氧化石墨烯(Graphene oxide, GO)的去氧過程，藉由SPR角位移量的改變，判斷出不同還原時間下的氧含量，達到即時調控GO之碳氧比與能隙。本研究採用三種不同的實驗方式還原GO，分別為實驗一：以循環伏安法(cyclic voltammetry, CV)還原GO膜；實驗二：以定電壓還原GO膜；實驗三：以CV還原GO混合溶液。前兩個實驗以胱胺(Cystamine, Cys)作為連接層，在金膜上形成穩定共價之GO膜，並分別以不同電化學模式CV與恆定電壓法進行還原。第三個實驗則是將GO溶液與NaCl電解質混合，形成GO混合溶液，之後再以CV法進行還原。不同還原程度之GO膜，將採用X射線光電子能譜(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)與Raman光譜分析特性，並利用XPS的結果搭配Essential Macleod模擬軟體計算出不同還原程度之GO折射率。不同還原程度之GO混合溶液則採用光致螢光光譜(Photoluminescence, PL)與雙光束分光光譜儀系統(UV-Vis)進行分析。本研究利用實驗與模擬結果證明了利用電化學表面電漿共振(Electrochemical surface plasmon resonance, EC-SPR)技術可以即時監測與逐步調控GO之碳氧比。使用定電壓還原在120秒內，可利用SPR技術調控GO之碳氧比，由4.10至71.41，折射率則可由1.7 + i0.17調控至1.83 + i0.42。而GO混合溶液則可用CV法調控GO之放光波長由470~600 nm。
超高靈敏度的羧基改性氧化石墨烯之生醫感測於表面電漿子共振晶片之研發
(2017) 范仕遠; Fan, Shi-Yuan
本論文使用以羧基改性氧化石墨烯為基材的表面電漿子共振感測晶片檢測牛血清蛋白以及糖類抗原19-9。首先使用牛血清蛋白比較羧基改性氧化石墨烯生醫晶片、氧化石墨烯生醫晶片、傳統生醫晶片的靈敏度。再由靈敏度最高的羧基改性氧化石墨烯生醫晶片檢測糖類抗原19-9。本論文也探討羧基改性氧化石墨烯、氧化石墨烯、石墨烯三種材料的導電性和單位折射率角位移靈敏度(S_RI)以及生物分子的吸附效率(E)比較。羧基改性氧化石墨烯擁有比氧化石墨烯更高的導電性，因為羧基能增加碳鏈的可饒性，且讓電荷載體更容易地沿著碳鏈移動。而導電性的提昇能增加表面電漿子極化的傳播常數，其與S_RI是正比的關係。表面電漿子共振系統被用來驗證羧基改性氧化石墨烯的S_RI度比氧化石墨烯更高。多功能電漿量測系統用來觀察羧基改性氧化石墨烯在640 mn-700 nm波長內表面電漿子共振角的特性。而穿透光譜系統以及掃描式電子顯微鏡則是被用來觀察羧基改性氧化石墨烯鍵結在晶片的特性。在實驗中證明了以羧基改性氧化石墨烯為基材的表面電漿子共振生物晶片於檢測牛血清蛋白時擁有超高的靈敏度和超低的檢測極限。0.275 mg/ml的羧基改性氧化石墨烯生醫晶片靈敏度比2 mg/ml的氧化石墨烯生醫晶片提升了2.1倍。除此之外，羧基改性氧化石墨烯生醫晶片在檢測牛血清蛋白抗體時最低檢測極可達10 fg/ml，明顯優於傳統生醫晶片。最後使用羧基改性氧化石墨烯進行糖類抗原19-9免疫反應的檢測。文獻指出有79%的胰腺癌病患體內糖類抗原19-9的含量在37 unit/ml以上。實驗結果發現以羧基改性氧化石墨烯為基材的表面電漿子共振生物晶片最低的抗原檢測極限可達10 unit/ml。基於本論文的實驗結果，以羧基改性氧化石墨烯為基材的表面電漿子共振生物晶片未來可以被使用在臨床診斷，廣泛應用於製藥行業、農業與環境檢測，大幅改善國人的健康品質。
通道環繞式場效電晶體數值模擬
(2025) 廖心慈; Liao, Hsin-Tzu
鐵電場效電晶體寫入後讀取速度及鐵電隨機存取記憶體印記效應研究
(2025) 劉冠麟; Liu, Guan-Lin
隨著非揮發性記憶體（Non-Volatile Memory, NVM）技術廣泛應用於人工智慧（Artificial intelligence, AI）與嵌入式系統領域，鐵電隨機存取記憶體（Ferroelectric Random Access Memory, FeRAM）與鐵電場效電晶體（Ferroelectric Field-Effect Transistor, FeFET）因具備高速、低功耗與互補式金屬氧化物半導體（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor, CMOS）相容等優勢，被認為次世代記憶體架構的關鍵候選。然而在實際操作條件下，元件易受電子陷阱（Trap）與缺陷（Defect）影響，導致臨界電壓（Threshold Voltage, VT）漂移、記憶視窗（Memory Window, MW）衰退與資料保持性劣化等可靠度挑戰。本研究針對鐵電隨機存取記憶體與鐵電場效電晶體分別使用的元件結構為金屬-鐵電-金屬（Metal-Ferroelectric-Metal, MFM）與環繞式閘極（Gate-All-Around, GAA），探討元件在電子陷阱分佈與內建電場形成交互作用下的電性行為。於鐵電場效電晶體部分，提出雙層鐵電氧化鉿鋯（HfZrO2, HZO）夾氮化鈦（Titanium Nitride, TiN）結構，透過上下層厚度差異設計矯頑場（Coercive Field）不對稱性，並抑制短延遲讀取下的電子陷阱行為，有效提升高速讀寫下之寫入後讀取（Read-After-Write）穩定性。於鐵電隨機存取記憶體部分，則藉由控制溫度與厚度變因，系統性分析印記效應（Imprint Effect），並證實其由極化導致的陷阱再分佈與氧空缺（Oxygen Vacancies, VO）狀態變化所主導。實驗結果顯示，陷阱行為與內建電場交互作用為鐵電記憶體失效之關鍵，亦為未來可靠度設計之核心議題。本研究提出結構設計與量測方法兩面向之改善策略，期望能作為高穩定度鐵電記憶體元件開發之參考。
開發新型顯微式表面電漿子共振與拉曼散射光譜整合系統應用於外泌體分子的即時檢測及分子成份分析
(2025) 林柔辰; Lin, Jou-Chen
開發硫摻雜石墨烯量子點之電漿子胜肽晶片於人工唾液中檢測人類角細胞蛋白 19 分子
(2024) 郭昭顯; Guo, Jhao-Sian
開發胺基改性氧化石墨烯之電漿子胜肽適體感測器於臨床血清樣本中人類絨毛膜促性腺激素檢測
(2017) 郭佳詞; Kuo, Chia-Tzu
本論文提出一個簡易的胺基修飾法之氧化石墨烯(amine modified graphene oxide, GO-NH2)，作為非免疫反應、超高靈敏度表面電漿子共振生物感測器之感測層，用以偵測人類絨毛膜促性腺激素(hCG)，此激素已用在多種孕婦問題，諸如：早產、唐氏症、子宮外孕，也和卵巢癌、乳癌、睪丸癌等性腺相關癌症有關聯，此激素在健康未懷孕個體的血漿中約含有0.45 nM 的濃度。而本實驗利用胜肽取代抗體，擁有能夠保存於相對高溫的空間以及製造成本便宜等優點，為了達到早期檢測以及利於商業化， GO-NH2修飾的生物感測器是同時具有高親和性與高靈敏度優勢的技術。修飾的步驟將GO中的羥基利用亞硫醯氯(SOCl2)的氯元素取代，生成中間產物氯基修飾氧化石墨烯(GO-Cl)，再利用氨水將氯基取代為胺基，採用X射線光電子能普儀(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)驗證，其結果氮元素比例增加至5.7%，而氧元素的比例由原本約27%降至約17%。傅立葉轉換紅外光譜(Fourier transform infrared spectroscopy, FTIR)分析，在1064 〖cm〗^(-1)、1579 〖cm〗^(-1)以及3361 〖cm〗^(-1)的波段均得到氨基的震動吸收峰。藉由共振角模擬的折射值結果為1.55 + C_1 λ/n i，而電化學阻抗模擬得到R_(GO-NH_2 )的阻抗為89.16 Ω，相較於R_GO的733.6 Ω降低了8.23倍。重組蛋白實驗中，GO-NH2對於本實驗使用的胜肽親和性比起之前提出的羧基修飾氧化石墨烯(GO-COOH)高出2.45倍，比起傳統晶片，GO- NH2在2 nM的濃度下反應提高了約2.68倍，而線性迴歸斜率提高了1.5倍，並在臨床血清檢測則發現唐氏症樣本的反應高於非唐氏症樣本約1.6倍，並且都擁有良好的迴歸係數。希望在未來可以規劃成唐氏症早期篩檢系統協助臨床醫師進行診斷。