雷射光鉗系統之微型加熱裝置設計與研究

Microfluidic Heating Device in Optical Tweezers System

鄭淑娟(HASH(0x1c7bed50))

指導教授 ： 許志楧

國立清華大學/原子科學院/生醫工程與環境科學系/碩士(2008年)

摘要

生命系統具有高度的複雜性，各領域的研究學者常採用不同的研究技術，探索生命架構中尚未發掘的運作奧秘。在生物物理相關研究範疇中，藉由光電技術的輔助，重要的理論參數可由實驗資料獲得佐證；而舉凡巨觀及微觀尺度，溫度參數皆在其中扮演重要角色。在雷射光鉗系統中，因使用高度聚焦的雷射光束進行單分子層級的操控與觀測，溫度效應亦為此領域廣泛研究的主題。
半導體相關產業的製程技術在本世紀發展迅速，電子元件的線寬由毫米、微米，減小至奈米尺度。實驗裝置的微小化可由製程技術設計達成，讓使用的樣本體積減少至微升等級；結合製程技術，雷射光鉗的單分子研究更相得益彰。
本篇研究使用半導體微影技術，於微流道腔體中製作微米尺度的圖形化金屬薄膜，整合應用至雷射光鉗系統。經由光路設計，高度聚焦的雷射光束打入微流道腔體中之特定位置；由於圖形化金屬薄膜的吸收及傳導特性，雷射聚焦處將產生升溫現象，並形成不同的溫度梯度分佈於腔體中。藉由探討生物分子於此溫度場中的構形變化，可反應出腔體中溫度及對流行為的分佈，進而於特定加熱點整合雷射光鉗系統，達到生物單分子熱運動行為觀測之研究目的。

關鍵字

雷射光鉗 ； 單分子操控 ； 溫度參數 ； 半導體微影技術 ； 圖形化金屬薄膜

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無資料

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參考文獻

楊自森，吳見明，蔡旻龍，莊淳宇，崔豫笳，許志楧，2005，分子生醫光電科學與技術，物理雙月刊，27：670-686

[ 2 ] Peterman, E. J. G., F. Gittes, and C. F. Schmidt. 2003. Laser-induced heating in optical traps. Biophys. J. 84:1308–1316.

[ 3 ] Mao, H., J. R. Arias-Gonzalez, S. B. Smith, I. Tinoco. Jr., and C. Bustamante. 2005. Temperature control methods in a laser tweezers system. Biophys. J. 89:1308–1316.

[ 4 ] Zondervan, R., F. Kulzer, H. v. d. Meer, J. A. J. M. Disselhorst, and M. Orrit. 2006. Laser-driven microsecond temperature cycles analyzed by fluorescence polarization microscopy. Biophys. J. 90:2958–2969.

[ 5 ] Eriksson, E., J. Enger, B. Nordlander, N. Erjavec, K. Ramser, M. Goksor, S. Hohmann, T. Nystrom, and D. Hanstorp. 2007. A microfluidic system in combination with optical tweezers for analyzing rapid and reversible cytological alterations in single cells upon environmental changes. Lab Chip. 7:71–76.