應用區域表面電漿共振元件偵測蛋白質並以金奈米粒子增強偵測訊號

Gold-Nanoparticle Enhanced Protein Detection in Metallic Nanostructue

謝書宜(Shu-Yi Hsieh)

指導教授 ： 林俊成

國立清華大學/理學院/化學系/博士(2008年)

摘要

週期性奈米金屬結構藉由其金屬表面的表面電漿量子(surface plasmon ploariton; SPP)及結構中的區域表面電漿共振(localized surface plasmon resonance; LSPR)進而發展成一個光學偵測元件，以結構來說，金奈米狹縫晶片對於金奈米粒子有非常高的偵測靈敏度，本論文則是利用Pk醣體與四聚體的蛋白質PA-IL間的多價性結合產生高親合性結合能力，再進一步利用金奈米粒子為多價性載體，以及金奈米狹縫晶片對偵測金奈米粒子的高靈敏度，來進行蛋白質的偵測及訊號的放大。
透過實驗的結果發現Pk醣體與蛋白質PA-IL間的結合以狹縫中(cavity mode)所造成的波峰位移最為靈敏，因此本論文針對Pk醣體修飾之金奈米狹縫、蛋白質PA-IL與Pk醣體金奈米粒子間的結合造成穿透光譜中波峰的位移而發展成金奈米狹縫的偵測系統；爲求能重複利用晶片，透過臭氧氧化作用可以將表面所有的Pk醣體去除；以二次去離子水則可破壞Pk醣體與蛋白質PA-IL間的結合而清洗掉晶片上的PA-IL；用短暫的飽和食鹽水震洗則可以將Pk醣體金奈米粒子洗掉而再利用金奈米狹縫晶片。此外，透過偵測PA-IL可以發現狹縫週期以600 nm最為適合，在利用Pk醣體金奈米粒子增強偵測PA-IL的訊號時狹縫的寬度越窄對於訊號的放大越能增強，不同大小的金奈米粒子對於訊號增強的偵測也會造成影響。
以25% Pk醣體鍵結在金膜上，透過13 nm Pk醣體金奈米粒子的訊號增強，我們可以成功地得到10 ng/mL PA-IL的偵測極限，且在專一性的辨識中也在蛋白質混合溶液中成功地偵測到50 ng/mL的PA-IL，由這些結果顯示，週期性金奈米狹縫晶片具備著能發展成high-thoughput、高靈敏度、高專一性的偵測系統。

關鍵字

區域表面電漿共振 ； 蛋白質 ； 金奈米粒子

並列摘要

無資料

並列關鍵字

LSPR ； protein ； Gold nanoparticles

參考文獻

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