中华民国第四十七届中小学科学展览会作品明书高中组生物(生命科学)科

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1、中華民國第四十七屆中小學科學展覽會作品說明書高中組生物(生命科學)科最佳創意獎040704眼睛的守護神--淚水測試組學校名稱：國立中和高中作者：指導老師：高二鄭瑀萱黃純秋高二李靜純高二林姿婷高二蘇凌葶關鍵詞：淚水雙氧水氧化還原摘要：雙氧水或稱過氧化氫常用於殺菌、漂白或作清潔劑使用，它亦可從生物體本身產生而傷害細胞。以前研究人體發炎時，體液中會出現大量的雙氧水。淚水是濕潤眼睛的體液，它的分泌量與眼睛疲勞或是乾眼症等眼睛不適有關。我們假設淚水中雙氧水含量可作為眼睛不適的生物指標。我們發明以氧化還原呈色原理之淚水試

2、紙偵測淚水中之雙氧水濃度。我們運用淚水測試組，比較在抽煙前後、喝酒前後與疲勞或熬夜時淚水的分泌量與雙氧水的含量。我們發現硫酸與碘化鉀淚水測試紙具有最簡便且可以定性與定量淚水中雙氧水的含量。抽煙、喝酒與眼睛疲勞時，淚水的雙氧水含量明顯增加。我們發明的淚水試紙可及早篩選出眼睛的異狀，作為預防眼睛病變之守護神。壹、研究動機：有一次家中在大掃除時，爸爸不小心將雞蛋打破，丟入水槽中，而媽媽正巧用含雙氧水之漂白劑倒入其中，適時澄清透明之蛋白變成白色混濁狀，如同眼睛發生白內障之情況。這使我們聯想到在三上生物課程第二章教到的

3、維持生物體的基本物質如醣類、蛋白質、脂質、核酸、維生素等，如果在某些狀態下如發炎的時候，是否會產生特殊的物質如雙氧水此類之氧化物(第三冊附表I)而破壞這些基本營養物質而危害細胞。最近因為讀書熬夜，眼睛常出現乾澀、異物感、眼痛、畏光、眼充血的不舒服情况，所以到醫院眼科檢查眼睛。醫師利用特殊儀器檢查後說明是因眼睛過度使用如熬夜、長期使用電腦而造成的，所以要多休息補充睡眠。回到家後看到健康雜誌說曬太陽、口瘡、還有傷口發炎會產生一些氧化物質。其中有一種是我們常用來消毒傷口的雙氧水。我們很好奇的想知道是否眼睛出問題的時

4、候，淚水中是否會有雙氧水的產生？而要如何收集測量我們的淚水呢？而雙氧水的檢驗可以用呈色的簡單方法測定嗎？是否可以利用簡易的淚水2呈色方法早期偵測出因為用眼過度、看電腦太久、眼睛發炎、抽菸或是喝酒對眼睛的傷害評估呢？所以我們有些問題要解決：問題一、有問題的眼睛，淚水中有什麼特殊成份呢？問題二、這種特殊成份可以用什麼簡易方法呈色驗出呢？問題三、抽菸會不會增加淚水中的雙氧水含量呢？問題四、喝酒會不會增加淚水中的雙氧水含量呢？問題五、長期使用電腦會不會增加淚水中的雙氧水的含量？問題六、早晨上課與晚間下課時對淚水中雙氧

5、水的含量有無影響呢？問題七、國中生與高二學生的用眼程度對淚水中雙氧水的含量有無影響?問題八、高二學生眼睛近視度數的差異,其用眼程度對淚水中雙氧水的含量有無影響?問題九、保護眼睛的方法有哪些？貳、研究目的：一、了解雙氧水的作用與角色。二、了解淚水中是否有雙氧水的存在。三、了解如何運用氧化還原呈色法測雙氧水。四、了解運用淚水測試紙收集淚水。五、了解熬夜或眼睛疲勞對淚水測試組的呈色反應。六、了解長期使用電腦對淚水測試組的呈色反應。七、了解在抽煙環境中淚水測試組的呈色反應。3八、了解如何預防眼睛傷害與及早偵測眼睛異樣

6、之方法。九、完成一項即時檢測淚水中雙氧水的測試組。參、研究設備及器材：1.淚水測試紙2.雙氧水3.20%碘化鉀4.10%硫酸5.luminol6.氯化鈰7.化學發光測試儀8.塑膠手套9.微量吸管10.微量滴管11.計時器12.微量天帄13.試管架14.攪拌器15.數位照相機16.鑷子17.白紙18.擦手紙19.試管20.有蓋試管肆、研究過程與方法:一、H2O2雙氧水和化學發光定量的方法(一）測定H2O2原理：H2O2＋luminolH2O＋發光luminol複合物(測定儀偵側總量)(二）測定H2O2的步驟：

7、1、取7個試管，其中六管（a~f）先裝入0.9（ml）蒸餾水，而甲試管置入0.9（ml）30％H2O22、從甲取0.1（ml）H2O2置入a3、再從a取0.1（ml）H2O2置入b4、如上，以此類推至f5、濾紙6張一一沾上a~e和甲46、將測試淚水或不同濃度的H2O2稀釋，利用發光試劑Luminol（避光）的加入，在冷光測定儀（ChemiluminescenceAnalyzer,CLD-110,TohokuElectronicIndustrialCo.,Sendai,Japan）進行H2O2濃度測定，觀察該樣

8、本是否含H2O2之含量。第0秒加入樣品0.2cc或淚水試紙，第60秒加入Luminol0.5cc，總測量時間為300秒。二、不同濃度的雙氧水(0-3%)和氯化鈰呈色試劑的反應(一）測定H2O2原理：H2O2＋CeCl3Ce(OH)2OOH(ceriumperhydroxide)(粉紅色)＋2H2O(二)測定H2O2的步驟：配置濃度5毫克/1cc氯化鈰：pH＝3.8用二次水稀釋；使用前配置。(三）呈