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系統識別號 U0002-1608201715055400
中文論文名稱 液晶生物檢測系統之探針改良
英文論文名稱 The Improvement of the Probe for Liquid Crystal Biosensor
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 化學學系碩士班
系所名稱(英) Department of Chemistry
學年度 105
學期 2
出版年 106
研究生中文姓名 黃致為
研究生英文姓名 Jhih-Wei Huang
學號 604160241
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2017-07-18
論文頁數 70頁
口試委員 指導教授-陳志欣
委員-李偉
委員-徐秀福
中文關鍵字 液晶檢測器  生物檢測  免疫分析 
英文關鍵字 LC sensor  biosensor  immunoassay 
學科別分類 學科別自然科學化學
中文摘要 免疫分析法一直是在作疾病檢測時所使用最主要的方法,近年來,關於免液晶檢測系統在免疫分析上的研究越來越多,因為液晶檢測系統兼具便宜、容易操作以及方便判讀等優點。
目前在所有液晶檢測系統中,液晶固體介面為最常運用在免疫分析上的一個系統,但是相較於其他的液晶檢測系統,液晶固體介面的操作較為繁瑣,且人為變因較大,所以本篇研究提出幾個改善液晶檢測系統在免疫分析上運用的方法,比如利用奈米金粒子放大訊號以改善偵測極限;利用毛細管取代傳統的液晶玻璃系統檢測法或是利用有機化學合成生物檢測用的探針,並將探針運用於液晶液體檢測系統等,將液晶型免疫分析法設計得更便利。
英文摘要 Immunoassay is the most employed method in disease detection. In recent years, more and more studies have been done on immunoassay of liquid crystal sensor system. Due to its advantages of cheap, easy operation, and convenient interpretation.
In all liquid crystal sensor systems, liquid crystal (LC) solid interface is the most used system on immunoassay. Compared to the other LC sensor systems, the operation of LC solid interface is more complex. Therefore, we come up with several methods to improve the immunoassay of LC sensor system. For example: Using gold nanoparticles to amplify signals to improve detection limits. Using capillary instead of glass to construct LC solid interface system. Designing selective probe for detecting bio-molecule via organic chemistry synthesis. Make LC immunoassay more convenient.
論文目次 目錄
第一章 緒論 1
1-1 液晶型檢測器 1
1-1-1 液晶介紹 1
1-1-2 液晶種類 2
1-1-3 液晶型檢測器介紹 4
1-1-3-1 何謂液晶型檢測器 4
1-1-3-2 液晶-固體介面 (LC-solid interfaces) 6
1-1-3-3 液晶-液體介面 (LC-liquid interfaces) 9
1-1-3-4 液晶液滴 (LC droplets) 11
1-2 液晶型檢測器免疫分析系統 13
1-2-1 液晶-固體介面免疫分析法 13
1-2-2 液晶-液體介面免疫分析法 15
1-3 液晶生物檢測系統之探針改良 16
1-3-1 液晶-固體介面免疫分析法探針改良 16
1-3-2 液晶-液體介面免疫分析法探針改良 18
1-3-2-1 機制證明方法: biotin & streptavidin 18
1-3-2-2 探針合成策略 19
1-3-2-2-1 利用biphenyl增加溶解度 19
1-3-2-2-2 利用長碳鏈增加溶解度 20
1-4 研究動機 20
第二章 實驗器材以及方法 21
2-1 實驗藥品及材料 21
2-2 實驗儀器 22
2-3 實驗方法 23
2-3-1 溶液配製方法 23
2-3-1-1 緩衝溶液配製 23
2-3-1-2 人類血清白蛋白、人類血清白蛋白抗體、人類免疫球蛋白、牛免疫球蛋白、牛免疫球蛋白抗體等蛋白質溶液配製 23
2-3-1-3 Tween-20水溶液配製 23
2-3-1-4 奈米金水溶液配製 24
2-3-1-5 奈米金修飾的牛血清白蛋白抗體、奈米金修飾的anti-biotin、奈米金修飾的anti-avidin等的溶液配製 24
2-3-1-6 Avidin水溶液配製 24
2-3-1-7 Streptavidin水溶液配製 24
2-3-1-8 金屬氯化物水溶液配製 25
2-3-1-9 介面活性劑水溶液配製 25
2-3-2 製備PDMS培養皿 25
2-3-3 製備DMOAP修飾玻璃 26
2-3-4 製備DMOAP修飾毛細管 26
2-3-5 修飾biphenyl的探針製備 27
2-3-6 修飾長碳鏈的探針製備 28
2-3-7 製備不同摻雜物的5CB 29
2-3-8 螢光修飾streptavidin水溶液的配製 29
2-3-9 製備液晶元件 30
2-3-9-1 液晶-固體介面 30
2-3-9-2 液晶-液體介面 30
第三章 結果與討論 32
3-1 毛細管型液晶-固體介面蛋白質檢測實驗 32
3-1-1 實驗動機 32
3-1-2 毛細管修飾DMOAP實驗 33
3-1-3 毛細管粗細討論 34
3-1-4 檢測人類血清白蛋白抗體實驗 35
3-1-4-1 毛細管修飾第一層蛋白質最佳條件尋找 35
3-1-4-2 人類血清白蛋白抗體之偵測極限尋找 36
3-1-4-3 檢測器之選擇性測試 37
3-1-5 檢測牛血清白蛋白抗體實驗 38
3-1-5-1 毛細管修飾第一層蛋白質最佳條件尋找 38
3-1-5-2 牛血清白蛋白抗體之偵測極限尋找 39
3-1-6 毛細管液晶固體介面的定量分析法 40
3-1-7 結論 41
3-2 奈米金放大液晶-固體介面之蛋白質檢測訊號實驗 42
3-2-1 實驗動機 42
3-2-2 Avidin修飾於玻璃的濃度測試 43
3-2-3 奈米金粒子訊號放大測試 44
3-2-4 奈米金粒子第二層訊號放大測試 45
3-2-5 奈米金粒子對訊號的影響 47
3-2-6 結論 48
3-3 液晶-液體介面之蛋白質檢測實驗 49
3-3-1 實驗動機 49
3-3-2 修飾biphenyl的探針部分 49
3-3-2-1 Biphenyl的探針合成以及摻雜條件 49
3-3-2-2 檢測機制 50
3-3-2-3 螢光實驗 51
3-3-2-4 偵測極限測試 52
3-3-2-5 干擾測試 53
3-3-2-6 選擇性測試 54
3-3-2-7 酸鹼值對檢測器之影響 55
3-3-2-8 定量實驗 56
3-3-3 修飾長碳鏈的探針部分 57
3-3-3-1 長碳鏈的探針合成及摻雜條件 57
3-3-3-2 檢測機制 58
3-3-3-3 長碳鏈探針摻雜濃度測試 59
3-3-3-4 螢光實驗 60
3-3-3-5 偵測極限測試 61
3-3-3-6 選擇性測試 62
3-3-3-7 酸鹼值對檢測器之影響 63
3-3-4 結論 64
第四章 結論 66
第五章 參考資料 68



圖目錄
圖1 桿狀液晶示意圖 2
圖2 熱致型液晶種類 4
圖3 液晶分子5CB結構圖 5
圖4 液晶型檢測器機制圖 6
圖5液晶-固體介面檢測系統檢測機制 7
圖6 液晶-固體介面檢測系統裝置圖 9
圖7 液晶-液體介面檢測系統裝置圖 10
圖8 液晶-液體介面檢測系統檢測機制 11
圖9 液晶液滴檢測系統之光學訊號差別 12
圖10 三種免疫分析法示意圖 15
圖11 奈米金修飾的探針分子示意圖 17
圖12 Biotin分子結構示意圖 19
圖13 液晶液體介面樣品槽示意圖 26
圖14 尾端NH2之5CB衍生物合成步驟 27
圖15 5C-B-biotin之合成步驟 28
圖16 12C-biotin之合成步驟 29
圖17 毛細管修飾DMOAP實驗 33
圖18 方形毛細管示意圖 34
圖19 不同高度毛細管對液晶的控制效果比較圖 35
圖20 HSA的修飾極限測試 36
圖21 Anti-HSA之偵測極限測試結果 37
圖22 檢測器的選擇性測試 38
圖23 BSA的修飾濃度極限測試 39
圖24 Anti-BSA之偵測極限測試結果 40
圖25 待測液濃度對毛細現象高低的影響 41
圖26 Avidin的修飾極限測試 44
圖27 奈米金放大第一層結果圖 45
圖28 奈米金粒子二次放大實驗結果 47
圖29 奈米金對液晶排列的影響實驗圖 48
圖30 5C-B-biotin探針摻雜液晶之檢測機制示意圖 51
圖31 螢光驗證機制結果圖 52
圖32 不同濃度的streptavidin之偵測極限圖 53
圖33 檢測器的干擾測試結果圖 54
圖34 檢測器的選擇性測試結果圖 55
圖35 酸鹼值的影響測試結果圖 56
圖36 以灰階程度對streptavidin的濃度作圖 57
圖37 液晶檢測機制示意圖 59
圖38 摻雜濃度與控制液晶排列的關係實驗結果圖 60
圖39 螢光驗證機制結果圖 61
圖40 偵測極限測試結果圖 62
圖41 檢測器的選擇性測試結果圖 63
圖42 酸鹼值影響測試結果圖 64


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(28) 祁中威 淡江大學化學系碩士論文 2015
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