●技術簡介：
使用PCB製程大量化製作的銅電極發展出磷酸根離子感測晶片，藉由本實驗室專利技術可快速沉積磷酸銅層於銅電極表面，再經自行合成的離子選擇膜修飾於該磷酸銅電極後，可有效提高磷酸根離子的選擇性，並降低土壤中其他陰離子(如磷酸根、硝酸根與氯離子)的干擾。配合手持式電化學設備，該三極式檢測晶片在無須外部參考電極協助下，即可直接使用安培法對土壤萃取液中的磷酸根離子檢測，配合滴定法可使整體檢測時間在10分鐘內完成，符合現場檢測的需求。
●技術之科學突破性：
目前對磷酸根離子的檢測法大都使用實驗室設備如搭配導電度感測器的離子層析儀，可對多種陰離子進行分離後再檢測，以獲得高選擇性的磷酸根濃度訊號；或是透過化學反應呈色反應，使用鉬酸銨與正磷酸鹽產生鉬酸銨後，再使用維生素C還原成鉬藍(molybdenum blue)後以光譜儀獲得檢量線，以比對計算出原本的磷酸根濃度。然而溶液中的六價鉻、亞硝酸鹽、硫化物、矽酸鹽皆會對該化學呈色反應產生干擾。上述方法除需要昂貴的分離或是檢測設備外，繁複的液體操作程序限制了現場檢測的應用性。
而本技術開發的磷酸根離子感測晶片，使用PCB製程大量化生產的銅基電極為基材，可降低檢測成本。銅基材經本實驗室專利以化學氧化法浸泡於含有雙氧水與磷酸根液體後，可直接沉積磷酸銅於PCB電極上。由於磷酸銅電極對磷酸根的氧化具有高靈敏性，再加上本技術內所開發的感測膜液體混合配方，對工作電極表面滴入塗佈乾燥後，即可調整該化學修飾層的親疏水性，使磷酸根離子易於該修飾層內傳輸，並阻擋其他陰離子(SO4-2, NO3-, Cl-)的干擾，以提高磷酸根離子檢測的選擇性，目前該感測晶片在其他干擾性離子濃度為磷酸根離子濃度的1-3倍下，僅會有約5％的誤差。由於該檢測晶片在0~1.0 mM 磷酸根離子濃度內呈現良好的負相關性，即隨著磷酸根濃度增加氧化電流下降，且到1.0 mM濃度後，電流變化即變得不顯著(定義為高原濃度)，因此利於透過安培法與外部磷酸根離子的滴定，可在10 分鐘內快速判斷出萃取液內原本的磷酸根濃度範圍(當滴定濃度加上樣本內既有濃度大於1.0 mM高原濃度後，電流不再變化，藉以推算樣本濃度)，該檢測法不會受到晶片批次製造所產生的特性差異影響，更有利於電極的商業生產製造與現場檢測應用。目前該感測晶片已實際使用可攜式電化學設備量測出土壤萃取液中的磷酸根濃度，未來可應用於土壤磷肥含量、水體磷酸優養化或水產製品磷酸鹽保水劑過量添加程度的安全性評估。
●技術之產業應用性：
正磷酸根離子(H2PO4-, HPO4-2)為植物能有效吸收的無機磷，其濃度與植物根系發育和生殖發展有密切關係，因此檢測土壤或是環境水體中的正磷酸根離子濃度對作物生理、施肥標準與水體優養化程度評估，有重大意義。此外，水產製品中也常添加磷酸根離子當作保水劑，使該類產品富含水分增加賣價，然而消費者吃下過高的磷酸鹽製品會引發高血磷併發症(如各器官的鈣化與骨質流失)，因此食品藥物管理署也公告肉製品與水產品的磷酸鹽檢測法，在一般公告法中，離子層析儀為標準檢測法，除檢測費用昂貴外，花費的時間需五天，對食品安全來說常緩不濟急。在土壤或是環境水體的磷酸根檢測在一般須將樣本帶回實驗室後再使用鉬藍法定量，該方法須多道程序化學反應與光譜儀檢定，無法應用於現場檢測，常因戶外環境變異大，致使檢定後的結果與當下土壤狀況已產生差異，無法給予確切的施肥建議。而本技術所開發的磷酸根感測晶片以定電位安培法配合滴定方式可快速進行高選擇性的磷酸根離子檢測，可滿足需要在現場即時檢測磷酸根離子的需求，能應用於土壤肥力檢定、環境水體優養化監測或食品安全檢測等應用領域。

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