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研究生: 鐘冠蘭
Chung, Kuan-Lan
論文名稱: 探討1-Thio-β-D-glucose表面修飾螢光金奈米團簇於腦瘤細胞、大腸桿菌與線蟲代謝後之螢光變化
Studies of Fluorescence Changes of 1-Thio-β-D-glucose Modified Gold Nanoclusters in U-87 MG, E. coli and C. elegans
指導教授: 陳家俊
Chen, Chia-Chun
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 化學系
Department of Chemistry
論文出版年: 2017
畢業學年度: 105
語文別: 中文
論文頁數: 73
中文關鍵詞: 螢光金奈米團簇表面修飾1-Thio-β-D-glucose螢光成像生物感測瓦氏效應
英文關鍵詞: Fluorescent Gold Nanoclusters, Surface Modification, 1-Thio-β-D-glucose, Fluorescence Imaging, Biosensor, Warburg Effect
DOI URL: https://doi.org/10.6345/NTNU202202488
論文種類: 學術論文
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  • 螢光金奈米團簇(Gold Nanoclusters, Au NCs)具有獨特的光學性質、易於進行表面修飾及良好的生物相容性等優點,使其具有生物顯影及生物感測之應用性。本研究利用穀胱甘肽做為還原劑製備出發橘紅色螢光之金奈米團簇,並以β-D硫代葡萄糖(1-Thio-β-D-glucose)修飾其表面,合成出表面修飾葡萄糖之螢光金奈米團簇(TGlu-Au NCs)。我們利用顯微注射及餵食的方式,使TGlu-Au NCs進入秀麗隱桿線蟲(C. elegans)體內,在線蟲的咽、體腔及肛門都能清楚看到TGlu-Au NCs的螢光成像。使用大腸桿菌(E. coli)觀察TGlu-Au NCs的螢光變化,得到大腸桿菌濃度上升會使TGlu-Au NCs螢光強度下降之結果,顯示TGlu-Au NCs做為生物感測器之潛力。另將腦瘤細胞之糖酵解酶取出與TGlu-Au NCs反應,發現TGlu-Au NCs的螢光強度隨著反應時間愈長而下降愈多,顯示腫瘤細胞發生糖解作用,證實TGlu-Au NCs可利用腦瘤細胞的瓦氏效應行標記之作用。

    Fluorescent gold nanoclusters have been widely employed in the bioimaging and biosensing because of their unique optical properties, facile surface modification and high biocompatibility. In this study, we used L-Glutathione as a reductant to prepared fluorescent gold nanoclusters (Au NCs) and then the surface of Au NCs was modified with 1-Thio-β-D-glucose (TGlu-Au NCs). TGlu-Au NCs were respectively microinjected and fed into C. elegans to investigate their in vivo fluorescence imaging. The fluorescence of TGlu-Au NCs was easily visible in the lumen of the digestive system, extending from the pharynx to the anal region. Furthermore, the fluorescence changes of TGlu-Au NCs were studied with E. coli. TGlu-Au NCs at 0.4 (O.D.) showed higher decreasing rate of fluorescence intensity than that of TGlu-Au NCs at 0.27 (O.D.). In addition, the glycolytic enzyme of brain tumor cells (U-87 MG) was added into TGlu-Au NCs solution. After the reaction with the glycolytic enzyme, the fluorescence intensity of TGlu-Au NCs was decreased with the increase of time. The results confirmed the Warburg effect of TGlu-Au NCs in brain tumor cell.

    摘要 I Abstract II 總目錄 III 圖目錄 VI 第一章 緒論 1 1-1 前言 1 1-2 奈米材料之簡介 3 1-2-1 表面效應(Surface Effect) 4 1-2-2 小尺寸效應(Small Size Effect) 5 1-2-3 量子侷限效應(Quantum Confinement Effect) 7 1-3 金屬奈米材料 9 1-3-1 金屬奈米材料之製備方法 9 1-3-2 金屬奈米材料之特性 12 第二章 文獻回顧與研究動機 14 2-1 金奈米材料 14 2-2 金奈米團簇 16 2-2-1 金奈米團簇之製備方法 18 2-2-2 不同模板之金奈米團簇 21 2-2-3 金奈米團簇發光機制 25 2-2-4 金奈米團簇之應用 26 2-3 秀麗隱桿線蟲之簡介 28 2-4 大腸桿菌之簡介 30 2-5 人類腦神經膠質瘤細胞之簡介 32 2-6 以TGlu-Au NCs標記腫瘤細胞之簡介 33 2-7 研究動機 34 第三章 實驗設備與方法 35 3-1 實驗藥品 35 3-2 儀器設備基本原理 36 3-2-1 高速離心機(High-Speed Centrifuge) 36 3-2-2 紫外─可見光分光光譜儀(UV-Visible/NIR Spectrophotometer) 37 3-2-3 光致發光光譜儀(Photoluminescence Spectrometer, PL) 38 3-2-4 穿透式電子顯微鏡(Transmission Electron Microscope, TEM) 39 3-2-5 能量色散X射線光譜儀(Energy-Dispersive X-Ray Spectrometer, EDS) 39 3-2-6 傅立葉轉換紅外光譜儀(Fourier Transform Infrared Spectrometer, FTIR) 40 3-2-7 分光光度計(Spectrophotometer) 41 3-2-8 雷射掃描共軛焦顯微鏡(Laser Scanning Confocal Microscopy, LSCM) 42 3-3 實驗流程 43 3-3-1 GSH-Au NCs之合成 43 3-3-2 TGlu-Au NCs之合成 44 3-3-3 秀麗隱桿線蟲之培養 47 3-3-3-1 顯微注射秀麗隱桿線蟲 47 3-3-3-2 餵食秀麗隱桿線蟲 48 3-3-4 大腸桿菌之培養 49 3-3-5 從U-87 MG中取出糖酵解酶 50 第四章 結果與討論 51 4-1 材料鑑定 51 4-1-1 GSH-Au NCs與TGlu-Au NCs之形狀與光學特性 51 4-1-2 GSH-Au NCs與TGlu-Au NCs之傅立葉轉換紅外光譜 54 4-1-3 TGlu-Au NCs之元素分析 56 4-2 TGlu-Au NCs應用於秀麗隱桿線蟲 57 4-2-1 顯微注射秀麗隱桿線蟲之結果 57 4-2-2 以TGlu-Au NCs培養秀麗隱桿線蟲之結果 58 4-3 TGlu-Au NCs應用於大腸桿菌 61 4-3-1 不同時間與條件下之大腸桿菌濃度變化 61 4-3-2 不同時間與條件下之TGlu-Au NCs螢光變化 63 4-4 糖酵解酶與TGlu-Au NCs螢光變化 67 第五章 結論與未來展望 69 參考文獻 70

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