三维气凝胶阵列生物晶片之开发.pdf

行政院國家科學委員會專題研究計畫 成果報告 三維氣凝膠陣列生物晶片之開發(3/3) 研究成果報告(精簡版) 計 畫 類 別 ： 個別型 計 畫 編 號 ： NSC 99-2622-E-033-016-CC1 執 行 期 間 ：99年08月01日至 100年07月31日 執 行 單 位 ：中原大學化學工程學系 計 畫 主 持 人 ： 吳瑞璋 共 同 主 持 人 ：陳玉惠 計畫參與人員： 碩士班研究生-兼任助理人員：鄭丹蘋 碩士班研究生-兼任助理人員：張雅茹 碩士班研究生-兼任助理人員：林彥旭 博士班研究生-兼任助理人員：賴彥榤 處 理 方 式 ： 本計畫涉及專利或其他智慧財產權，研究成果報告(精簡版)2 年後可公開查詢 中 華 民 國 100 年 09月 23 日 專題研究計畫 (產學合作研究計畫-先導型) 三維氣凝膠陣列生物晶片之開發(3/3) 1 99-2622-E-033-004-CC1 研究成果報告 (精簡版) 1. 前言 本提案在第一年已開發出一種全新製程的氣凝膠 (aerogel) 材料，其主要使用 TEOS 為矽源，並以離子熔液 (ionic liquid) 為溶劑兼模板藉溶膠-凝膠 (sol-gel) 聚合反 應製備而成。所製備多孔性氣凝膠之性質也已提供第二年（ DNA 生物晶片）亦開發出 高靈敏度生物晶片。第三年（蛋白質生物晶片）亦開發出高靈敏度蛋白質晶片。以下報 告內容將討論成果。 2.研究目的 第一年( ) 凝膠製備法、凝膠分類、離子熔液特性、氣凝膠特性、氣凝膠已有的應用來 說明本提案以創新之常壓製備氣凝膠程序, 可預計達低成本低公害之目標。 第二年( ) 以 DNA晶片種類及應用及 DNA晶片之偵測訊號放大技術 , 來說明本提案之 新型製備程序所製備氣凝膠, 可進一步發展出三維 DNA晶片 , 捕捉 DNA 分子, 進一步 辨識其序列達, 並信號放大之效果。 第三年( )預備以蛋白質晶片之應用及偵測訊號放大 , 來說明三維陣列氣凝膠蛋白質生物 晶片之立體結構經改質後，表面官能基可捕捉抗體及抗原等生物分子，可進行三明治免 疫反應 (sandwich immunoassay) 。其特性是利用三維立體結構廣大之比表面積，以提高 單位面積佈放之一級抗體數量，達到提高偵測靈敏度之目的。 3. 結果與討論 3-1 、二氧化矽氣凝膠之鑑定 為了能在氣凝膠表面種上抗體 ，以便進行免疫反應，氣凝膠表面需先改質成帶有環 氧之官能基，以下茲對改質前 後做材料之鑑定：/ 3-1-1 、固態核磁共振光譜 利用 29Si固態 NMR能夠分析 Si在氣凝膠中的鍵結分佈，藉以了解 TEOS在溶 膠 -凝膠反應中所形成的網狀交聯結構中的鍵結情形。根據文獻記載，二氧化矽中之 矽原子會有不同類型之共振位置，在 -80 ~ -110 ppm間。 Qn 分別表示矽氧矽間的鍵結 4 數 ,n = 1-4 。當二氧化矽網狀交聯形成四組≡Si-O-Si≡鍵 (Q時，在) -105 -115 ppm 處有 共 9