網版印刷金電極的電漿再生與重複使用

網版印刷金電極常用於生物感測器開發，但完成一次量測後，表面固定的辨識分子與捕捉到的目標物會留下原有的感測層。若要重新製作感測器，就需要移除這些分子，恢復可供修飾的電極表面。對需要反覆測試的研究工作而言，電極再利用有助於減少貴金屬耗材與基材的廢棄。

加拿大新不倫瑞克大學（University of New Brunswick）與澳洲雪梨大學等機構的 Ardalan 研究團隊，於 2026 年在《RSC Sustainability》發表以空氣電漿再生網版印刷金電極的研究，探討使用後的金電極能否重新建立生物辨識介面，並維持後續感測功能。

研究以凝血酶感測器為例，在金電極表面固定 DNA 適體，再讓適體捕捉凝血酶。適體是一段能辨識特定目標的核酸序列，在此負責辨識蛋白質；量測後，適體與結合的凝血酶都留在電極表面，成為再生時需要移除的感測層。

空氣電漿的作用，是協助分解並移除附著於金電極上的有機物。射頻放電使氣體產生電子、離子與活性物種，其中含氧活性物種可參與有機污染物的分解。在這個案例中，清潔的對象包括先前固定的適體、捕捉到的凝血酶，以及表面多餘的有機黏結材料。

再生流程採用 Harrick Plasma PDC-002 Expanded Plasma Cleaner，以空氣電漿清潔電極 10 分鐘，並透過遮蔽方式，只讓工作電極暴露於電漿中。比較不同處理條件後，僅經電漿再生的電極，其適體固定表現低於新電極，因此研究進一步加入電化學拋光。經此處理後，適體固定與凝血酶感測表現均獲得改善。

表面是否清潔，可從不同量測交叉確認。X 光光電子能譜（XPS）顯示，電漿處理後的表面碳、氮含量下降，支持有機覆蓋減少的判斷；水接觸角則由使用後的約 76° 降至約 33°，顯示水滴更容易在表面鋪展。

電極能否恢復反應能力，則以電化學阻抗頻譜（EIS）與循環伏安法（CV）評估，分別觀察界面的電荷傳遞阻力與氧化還原反應。再生電極的電化學活性表面積約為新電極的 1.24 倍。

在 50 nM 凝血酶的測試條件下，經上述完整流程再生的電極，相較於新電極，適體固定量約為兩倍，感測訊號約為三倍。

反覆清潔的表現則以巰基己醇（MCH）表面層進行評估，共完成三次電漿清潔與電化學拋光循環，各次清潔後均呈現相近的電化學表現。

這項研究展示了空氣電漿在網版印刷金電極再利用上的應用：移除表面的適體、凝血酶與多餘有機物後，搭配電化學拋光，可重新建立感測介面，並改善適體固定與凝血酶感測表現，為減少一次性電極的耗用與廢棄提供一種再生方法。