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開發奈米預濃縮與週期性奈米金屬閘表面電漿共振感測器結合於免標定光學免疫分析平台

為了解決氣泡水330ml的問題，作者李瑋航 這樣論述：

在現今免疫分析方法中，要做到免標定的超低濃度檢測是目前多數生物感測平台所面臨的一大困難。雖然預濃縮方法可以有效地降低檢測濃度，但現今搭配預濃縮的免疫分析方法皆需要以螢光標記。螢光標記方法不僅使檢測流程較為繁複，且分析上較為困難。我們團隊於 2013 年成功地提出了以迴路電流表現觀察微奈米濃縮現象的方法，藉由此方法我們可以從電流圖表現分辨濃縮是否發生以及發生的位置。因為這個電流檢測技術讓我們離免標定免疫分析和預濃縮的結合更加接近。在本文中，我們進一步成功地結合了微奈米預濃縮機制與奈米金屬週期性表面電漿共振的光學免疫分析到一個微小化平台上，進而實現了全程免標定的可濃縮免疫分析平台。 免標定的奈

米金屬週期性表面電漿共振檢測有許多優點，例如：整體元件體積小、不需特定入射光角度以及更高的表面靈敏度。然而，現今免標定的奈米金屬週期性表面電漿共振檢測的檢測極限，僅有到 ng/ml 的大小而已。因此，我們將免標定的奈米金屬週期性表面電漿共振檢測技術結合微奈米預濃縮機制，以讓檢測極限可以到達更低的水平（pg/ml）。 本研究使用導電性光阻在玻璃基板上以電子束微影方式製作出奈米金屬週期性結構 ( 週期 ~ 550 nm )，藉由傳統黃光製程以及軟微影製程做出以聚二甲基矽氧烷 ( Polydimethylsiloxane, PDMS ) 為基材的微流道，以奈米多孔性材料Nafion 實現奈米流道並對

準於玻璃基板上之表面電漿檢測晶片旁，以完成微奈米預濃縮的結構。最後藉由氧電漿結合，將玻璃基板和 PDMS 基板結合( 共價鍵 )，以完成全程免標定的可濃縮免疫分析平台。 文中將討論，在整合兩項技術時所遇到的困難，以及對應不同檢測需求時，可以改變的晶片設計參數。進而提出整個免疫分析平台在製作時整合的條件以及相對應的解決辦法。文末也分析了在使用此免疫分析平台時，所遇到的異常現象及可能原因。 在可濃縮的免疫分析平台的驗證上，我們使用牛血清 (Bovine SerumAlbumin, BSA) 蛋白來做免疫分析，藉由通入 20 ng/ml 的牛血清抗體於濃縮流道中(10 min)，觀察有濃縮與沒有濃縮

的共振光譜紅移現象。我們得到在沒有濃縮的晶片上，共振波長的紅移量僅有 0.42 nm，而有濃縮晶片共振波長的紅移量為5.33 nm。考慮量測好的牛血清抗體之參考光譜特性，我們發現濃縮區塊的濃度約為 200 µg/ml，進而推得濃縮倍率約為 10000 倍，且推出理論最低可以檢測濃度為 2 pg/ml。 總的來說，本論文表述了首次成功結合兩個技術於一個平台上並且成功運作的成果。在此之前，增強表面電漿共振感測器訊號的方法皆需要耗時的前處理，如金奈米粒子修飾。除此之外，本實驗也是首次利用表面電漿共振的訊號來驗證預濃縮技術的濃縮倍率，並且驗證奈米預濃縮的濃縮倍率可達一萬倍。在此可預濃縮的光學免疫分析平

台上，我們搭配一自組的配電系統與光學系統即可以完成全程免標定的超低濃度目標生化物質檢測。

二氧化氯之電解製備及其應用於改善養殖水體之研究

為了解決氣泡水330ml的問題，作者蔡翼澤 這樣論述：

近數十年來，由於二氧化氯(Chlorine dioxide, ClO2)優異的消毒效能及其相較於氯(Chlorine, Cl2)有較佳的有害消毒副產物控制能力，因而被廣泛的應用到各相關領域，包含如淨水程序、冷卻水系統、廢水處理、室內空品及環境消毒滅菌等。二氧化氯於傳統上之製備方式多以純化學酸化法來進行操作，但其仍舊有產製濃度不易控制及無法連續製備等缺欠，相較於傳統方式，電化學技術可透過電解含特定化學物質之陽極電解液來產製同時具備高純度及高濃度特性之二氧化氯，且該法有用藥簡單、操作容易及現地連續產出等優勢。本研究擬以自行架設之隔膜電解機組做為產製二氧化氯溶液之電解設備，並透過各相關軟硬體參數之

調控，以尋求適用於本研究之最佳操作條件，期供未來各相關領域之研究參酌。此外亦同時以養殖水體為試驗目標，進行水質改善之可行性研究，用以探討本研究所自行產製之二氧化氯溶液是否於該應用領域具相對之實用價值。 本研究之實驗內容包含有「以電化學法產製二氧化氯」及「改善養殖水體之可行性」等兩階段試驗。研究結果顯示，由第一階段之試驗成果可知，當以固定操作電壓12 V、陰極電解液0.5 % NaOH、陽極電解液2 % NaCl混合6 % NaClO2及陽極電解液初始溫度30 ℃進行批次電解操作時，可於操作達20分鐘得濃度及純度分別為906.5 mg/L及98.4 %之二氧化氯溶液。若進一步以陽極電解液進

流速率120 ml/min及固定操作電流70 A進行連續電解操作時，可於操作達30分鐘後連續且穩定產出濃度大於600 mg/L且純度高於98 %之二氧化氯溶液；由第二階段之試驗成果可知，當以氨氮及亞硝酸根離子為待處理目標污染物，同時亦將硝酸根離子納入質量平衡計算時，其質量平衡之損失與所添加處理藥劑中氯之含量多寡成正相關性。此外本研究所自行產製氯及二氧化氯重量比為1 : 1之混合性溶液，於降解氨氮及亞硝酸根離子之去除效能明顯優於高純度二氧化氯，且亦可有近似於氯降解污染物之能力。