Title

螢光微脂球在研發光纖免疫感測器之應用

Translated Titles

Application of fluorescent liposomal biolabels in the development of a fiber-optic immunosensor

Authors

傅晨

Key Words

光纖感測器 ; 漸逝波 ; 微脂球

PublicationName

清華大學化學系所學位論文

Volume or Term/Year and Month of Publication

2009年

Academic Degree Category

碩士

Advisor

何佳安

Content Language

繁體中文

Chinese Abstract

本研究利用具有良好光傳導能力之塑膠光纖作為偵測平台,建立一套光學系統,並配合包覆有螢光訊號之微脂球當作訊號來源,研發一套光纖式生物感測器。研究初期,先以老鼠免疫球蛋白G作為分析物,以測試光學系統之穩定性及可行性,未來研究之方向將著重於癌症標誌物之偵測。 首先將免疫球蛋白G抗體以聚乙烯亞胺-戊二醛法 (PEI-GA method) 固定於塑膠光纖上;在PEI濃度為5 % 及GA在pH值為9.0的環境下反應為最佳抗體修飾條件。同時,我們也製備外接免疫球蛋白G抗體、內包羧基螢光素 (CF) 之微脂球作為訊號放大劑。在受測物-免疫球蛋白G的存在下,以免疫試紙 (Strip immunoassay) 及螢光光譜儀分別測試之。實驗結果發現,抗體、抗原及微脂球可形成穩定的三明治免疫複合體,且微脂球內包裹之螢光訊號與免疫球蛋白G濃度呈線性關係。我們因此判斷光纖上之化學修飾已成功達成;接著進行的則是光學系統之測試。 光纖感測系統是以488 nm雷射為光源,利用光纖傳導至感測區 (即為去纖皮區)。從光纖透出之漸逝波激發結合於光纖表面之三明治免疫複合體上 (微脂球內) 的螢光分子,因此可藉由光電倍增管於上方偵測並收集螢光訊號。依理論計算可得知,漸逝波之穿透深度約小於或等於入射波長,而為了有效的激發微脂球內包裹之CF螢光分子,我們選擇直徑約200 nm之微脂球作為訊號源。根據初步測試結果發現,微脂球濃度與訊號呈正比關係;未來研究將針對生醫領域上重要的分析物進行定量分析。

Topic Category 基礎與應用科學 > 化學
理學院 > 化學系所
Reference
  1. (1) Denton, K. A.; Kramer, M. F.; Lim, D. V. J. Rapid Meth. Autom. Microbiol. 2009, 17, 17-31.
    連結:
  2. (3) Lin, C. H.; Chen, H. Y.; Yu, C. J.; Lu, P. L.; Hsieh, C. H.; Hsieh, B. Y.; Chang, Y. F.; Chou, C. Anal. Biochem. 2009, 385, 224-228.
    連結:
  3. (5) Hsieh, B. Y.; Chang, Y. F.; Ng, M. Y.; Liu, W. C.; Lin, C. H.; Wu, H. T.; Chou, C. Anal. Chem. 2007, 79, 3487-3493.
    連結:
  4. (6) Chang, Y. F.; Chen, R. C.; Lee, Y. J.; Chao, S. C.; Su, L. C.; Li, Y. C.; Chou, C. Biosens Bioelectron. 2009, 24, 1610-1614.
    連結:
  5. (8) Gregoriadis, G.; Buckland, R. A. Nature 1973, 244, 170-172.
    連結:
  6. (10) Wang, C. Y.; Huang, L. Proc. Natl. Acad. Sci.USA 1987, 84, 7851-7855.
    連結:
  7. (17) Tyndall, J. Nature 1871, 4.
    連結:
  8. (18) Cronin, N. J. Microwave and optical waveguides, 3 ed.; CRC Press, 1995.
    連結:
  9. (22) Pantano, P.; Walt, D. R. Chem. Mater. 1996, 8, 2832-2835.
    連結:
  10. (26) 謝振傑 (2006)。光纖生物感測器。《物理雙月刊》,28卷,704 - 710頁。
    連結:
  11. (37) Ngundi, M. M.; Taitt, C. R. Methods Mol. Biol. 2006, 345, 53-68.
    連結:
  12. (40) 邱宗凱、錢正浩、連偉男、林奇宏 (2002)。全反射螢光顯微術於生物物理的應用。《物理雙月刊》,24卷。
    連結:
  13. (46) Avrameas, S. Immunochemistry 1969, 6, 43-52.
    連結:
  14. (47) Lequin, R. M. Clin. Chem. 2005, 51, 2415-2418.
    連結:
  15. (48) Engvall, E.; Perlmann, P. Immunochemistry 1971, 8, 871-874.
    連結:
  16. (49) Grant, J. A.; Goldblum, R. M.; Rahr, R.; Thueson, D. O.; Farnam, J.; Gillaspy, J. J. Allergy Clin. Immunol. 1981, 68, 112-118.
    連結:
  17. (62) Nagle, J. F.; Tristram-Nagle, S. Biochim. Biophys. Acta 2000, 1469, 159-195.
    連結:
  18. (63) Moussaoui, N.; Cansell, M.; Denizot, A. Int. J. Pharm. 2002, 242, 361-365.
    連結:
  19. (65) O'Connell, J. P.; Campbell, R. L.; Fleming, B. M.; Mercolino, T. J.; Johnson, M. D.; McLaurin, D. A. Clin. Chem. 1985, 31, 1424-1426.
    連結:
  20. (70) Brunner, J.; Skrabal, P.; Hauser, H. Biochim. Biophys. Acta 1976, 455, 322-331.
    連結:
  21. (72) Szoka, F.; Papahadjopoulos, D. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1978, 75, 4194-4198.
    連結:
  22. (73) Monroe, D. J. Lipos. Res. 1989, 1, 339-377.
    連結:
  23. (76) Ho, J. A.; Zeng, S. C.; Tseng, W. H.; Lin, Y. J.; Chen, C. h. Anal. Bioanal. Chem. 2008, 391, 479-485.
    連結:
  24. (81) Arseneault, J. J. Clin. Chim. Acta 1980, 107, 73-84.
    連結:
  25. (87) Zhang, L.; Liu, Y.; Chen, T. Int. J. Biol. Macromol. 2008, 43, 165-169.
    連結:
  26. (91) Bai, Y.; Huang, W. C.; Yang, S. T. Biotechnol. Bioeng. 2007, 98, 328-339.
    連結:
  27. (92) Israelachvili, J. N.; Mitchell, D. J. Biochim. Biophys. Acta 1975, 389, 13-19.
    連結:
  28. (2) Garden, S. R.; Doellgast, G. J.; Killham, K. S.; Strachan, N. J. C. Biosens Bioelectron. 2004, 19, 737-740.
  29. (4) Niu, S. Y.; Li, Q. Y.; Ren, R.; Zhang, S. S. Biosens Bioelectron. 2009, 24, 2943-2946.
  30. (7) Fendler, J. H.; Romero, A. Life Sci 1977, 20, 1109-1120.
  31. (9) Schwendener, R. A. Adv. Exp. Med. Biol. 2007, 620, 117-128.
  32. (11) Zelphati, O.; Imbach, J. L.; Signoret, N.; Zon, G.; Rayner, B.; Leserman, L. Nucl. Acids Res. 1994, 22, 4307-4314.
  33. (12) Liao, W. C.; Ho, J. A. Anal. Chem. 2009, 81, 2470-2476.
  34. (13) Viswanathan, S.; Rani, C.; Vijay Anand, A.; Ho, J. A. Biosens Bioelectron. 2009, 24, 1984-1989.
  35. (14) Frost, S. J.; Chakraborty, J.; Firth, G. B. J. Immunol. Methods 1996, 194, 105-111.
  36. (15) Ho, J. A.; Hung, C. H. Anal. Chem. 2008, 80, 6405-6409.
  37. (16) Ishimori, Y.; Rokugawa, K. Clin. Chem. 1993, 39, 1439-1443.
  38. (19) Kao, K. C.; Hockham, G. A. IEE proceedings 1966, 113, 1151-1158.
  39. (20) Xiong, Y.; Xu, J.; Wang, J. W.; Guan, Y. F. Anal. Bioanal. Chem. 2009, 394, 919-923.
  40. (21) Ferguson, J. A.; Steemers, F. J.; Walt, D. R. Anal. Chem. 2000, 72, 5618-5624.
  41. (23) 吳順正 (1990)。《光纖特性與應用》(第二版)。台北市:全華科技圖書股份有限公司。
  42. (24) 黃素貞 (2003)。《光纖技術手冊》(第三版)。台北市:新加坡商湯姆生亞洲私人有限公司台灣分公司。
  43. (25) 鄭淑芳 (2004)。表面電漿共振感測器。國立中正大學博士論文。
  44. (27) Yeh, T. C.; Tien, P.; Chau, L.K. Appl. Spectro. 2001, 55, 1320-1326.
  45. (28) Wang, K.; Xiao, D.; Zhou, Z.; Zhou, L.; Yang, X.; Li, D. Anal. Chem.2000, 72, 4282-4288.
  46. (29) Mirabella, F. M. Internal reflection spectroscopy: theory and applications; CRC Press: United State, 1992.
  47. (30) Bluestein, B. I.; Walczak, I. M.; Chen, S. Y. Trends Biotechnol. 1990, 8, 161-168.
  48. (31) Andrade, J. D.; Vanwagenen, R. A.; Gregonis, D. E.; Newby, K.; Lin, J. N. Electron Devices, IEEE Transactions on 1985, 32, 1175-1179.
  49. (32) Jorgenson, R. C.; Yee, S. S. Sens. Actuators B Chem. 1993, 12, 213-220.
  50. (33) Slavik, R.; Homola, J.; Ctyrok, J.; Brynda, E. Sens. Actuators B -Chem. 2001, 74, 106-111.
  51. (34) Slavik, R.; Homola, J.; Brynda, E. Biosens Bioelectron. 2002, 17, 591-595.
  52. (35) Slavik, R.; Homola, J.; Ctyrok, J. Sens. Actuators B -Chem. 1999, 54, 74-79.
  53. (36) Slavik, R.; Homola, J.; Ctyrok, J. Sens. Actuators B -Chem. 1998, 51, 311-315.
  54. (38) Abel, A. P.; Weller, M. G.; Duveneck, G. L.; Ehrat, M.; Widmer, H. M. Anal. Chem. 1996, 68, 2905-2912.
  55. (39) Rogers, K. R.; Valdes, J. J.; Eldefrawi, M. E. Anal. Biochem. 1989, 182, 353-359.
  56. (41) Hage, D. S.; Nelson, M. A. Anal. Chem. 2001, 73, 199A-205A.
  57. (42) Berson, S. A.; Yalow, R. S. Am. J. Med. 1958, 25, 155-159.
  58. (43) Berson, S. A.; Yalow, R. S. Adv. Biol. Med. Phys. 1958, 6, 349-430.
  59. (44) Avrameas, S.; Uriel, J. C R Acad. Sci. Hebd. Seances. Acad. Sci. D 1966, 262, 2543-2545.
  60. (45) Nakane, P. K.; Pierce, G. B., Jr. J. Cell Biol. 1967, 33, 307-318.
  61. (50) Ohashi, T.; Mawatari, K.; Sato, K.; Tokeshi, M.; Kitamori, T. Lab Chip 2009, 9, 991-995.
  62. (51) Schroder, J. P.; Kuhlmann, W. D. J. Clin. Microbiol. 1991, 29, 1504-1507.
  63. (52) Maple, P. A.; Gray, J.; Breuer, J.; Kafatos, G.; Parker, S.; Brown, D. Clin. Vaccine Immunol. 2006, 13, 214-218.
  64. (53) Yang, Z.; Liu, H.; Zong, C.; Yan, F.; Ju, H. Anal. Chem. 2009.
  65. (54) Liu, H.; Fu, Z.; Yang, Z.; Yan, F.; Ju, H. Anal. Chem. 2008, 80, 5654-5659.
  66. (55) Lee, I.; Stewart, J. D.; Zhong, W.; Benkovic, S. J. Anal. Biochem. 1995, 230, 62-67.
  67. (56) Bounaud, J. Y.; Bounaud, M. P.; Begon, F. Clin.Chem. 1988, 34, 2556-2560.
  68. (57) Vannucchi, P. L.; Messeri, G.; Bolelli, G. F.; Pazzagli, M.; Masala, A.; Serio, M. J. Steroid Biochem. 1983, 18, 625-629.
  69. (58) Beckman, E. M.; Kawaguchi, T.; Chandler, G. T.; Decho, A. W. J. Microbiol. Methods 2008, 75, 441-444.
  70. (59) Lucas, L. J.; Chesler, J. N.; Yoon, J. Y. Biosens Bioelectron. 2007, 23, 675-681.
  71. (60) 何敏夫 (2000)。《臨床化學》。台北市:合記圖書出版社,598-617頁。
  72. (61) Bangham, A. D.; Standish, M. M.; Watkins, J. C. J. Mol. Biol. 1965, 13, 238-252.
  73. (64) Lasic, D. D. In Liposomes: From physics to applications; Elsevier: Amsterdam, 1993, pp 477-488.
  74. (66) New, R. R. C. Liposomes: A practical approach; Oxoford University Press: Oxford, U.K., 1990.
  75. (67) Chen, Q.; Tong, S.; Dewhirst, M. W.; Yuan, F. Mol. Cancer Ther. 2004, 3, 1311-1317.
  76. (68) Iga, K.; Ogawa, Y.; Toguchi, H. Pharm. Res. 1992, 9, 658-662.
  77. (69) Zheng, X.; Lu, J.; Deng, L.; Xiong, Y.; Chen, J. Int. J. Pharm. 2009, 366, 211-217.
  78. (71) Kremer, J. M. H.; Esker, M. W. J.; Pathmamanoharan, C.; Wiersema, P. H. Biochem. 1977, 16, 3932-3935.
  79. (74) Ho, J. A.; Wauchope, R. D. Anal.Chem.2002, 74, 1493-1496.
  80. (75) Ho, J. A.; Hsu, H. W. Anal. Chem. 2003, 75, 4330-4334.
  81. (77) Ho, J. A.; Durst, R. A. Anal. Biochem. 2003, 312, 7-13.
  82. (78) Ho, J. A.; Hsu, H.; Huang, M. Anal. Biochem. 2004, 330, 342-349.
  83. (79) Ho, J. A.; Chiu, J. K.; Hong, J. C.; Lin, C. C.; Hwang, K. C.; Hwu, J. R. J. Nanosci. Nanotech. 2009, 9, 2324-2329.
  84. (80) Ho, J-a A.; Hung, C. H.; Wu, L. C.; Liao, M. Y. Anal. Chem. 2009, ASAP article.
  85. (82) Chu, X.; Zhao, Z. L.; Shen, G. L.; Yu, R. Q. Sens. Actuator B -Chem. 2006, 114, 696-704.
  86. (83) Yu, C.; Irudayaraj, J. Biophys J 2007, 93, 3684-3692.
  87. (84) Baldini, F.; Carloni, A.; Giannetti, A.; Porro, G.; Trono, C. Anal. Bioanal. Chem. 2008, 391, 1837-1844.
  88. (85) Campanella, L.; Lelo, D.; Martini, E.; Tomassetti, M. Sensors 2008, 8, 6727-6746.
  89. (86) Zhang, Y.; Wang, H.; Yan, B.; Zhang, Y. W.; Li, J. S.; Shen, G. L.; Yu, R. Q. J. Immunol. Methods 2008, 332, 103-111.
  90. (88) Tang, D.; Niessner, R.; Knopp, D. Biosens Bioelectron. 2009, 24, 2125-2130.
  91. (89) Zhong, Z.; Li, M.; Xiang, D.; Dai, N.; Qing, Y.; Wang, D.; Tang, D. Biosens Bioelectron. 2009, 24, 2246-2249.
  92. (90) Wang, B.; Oleschuk, R. D.; Petkovich, P. M.; Horton, J. H. Colloids Surf. B -Biointerfaces 2007, 55, 107-114.
Times Cited
  1. 余函穎(2014)。D-乳酸螢光生物感測器於人體尿液檢測方法之研究。臺北科技大學光電工程系研究所學位論文。2014。1-45。