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用於細胞與奈米造影之表面增強式全內反射散射顯微平台設計

為了解決5050 led規格的問題，作者侯姿吟 這樣論述：

摘要 IAbstract II致謝 III目錄 VI圖目錄 VIII第一章、緒論 11.1 前言 11.2 研究動機 11.3 研究目的 2第二章、理論背景與文獻回顧 32.1 顯微鏡 32.1.1 螢光顯微鏡 (Fluorescent microscopy) 32.1.2 共軛焦顯微鏡 (Confocal microscopy) 42.1.3 暗視野顯微鏡 (Dark field microscopy) 52.1.4 全內反射螢光顯微鏡 (Total internal reflection fluorescent microscopy, TIRFM) 62

.2 金奈米粒子 72.2.1 金屬奈米粒子的光學特性 72.3 金屬奈米粒子散射 82.3.1 瑞利散射 82.3.2 金屬奈米粒子散射之暗視野顯微鏡檢測 92.4 各種顯微鏡和細胞的交互作用 102.4.1 螢光顯微鏡觀察量子點和細胞的交互作用 102.4.2 使用光學顯微鏡觀察細胞 102.4.3 全內反射顯微鏡觀察奈米粒子和細胞的交互作用 11第三章、研究方法 123.1 整體架構 123.2 利用TIRF觀測肺腺癌細胞A549的螢光 133.3 螢光細胞來源 143.4 比較暗視野顯微鏡和TIRS的散色光差異 153.5 利用TIRS觀測金奈米粒子的散射光

163.6 利用TIRS觀察金奈米粒子跟巨噬細胞的交互作用 18第四章、結果 194.1利用TIRS觀測肺腺癌細胞A549的螢光 194.1.1 TIRS的製作 194.1.2 初版 194.1.3 第二版-插取式 194.1.4 第三代磁吸式TIRS 204.1.5 TIRF觀測肺腺癌細胞A549的螢光 204.1.6測TIRS的漸逝波的概念 254.1.7蓋玻片放置位置 26第五章、結論與討論 27第六章、參考資料 28 圖目錄圖1. 1、超高分辨率螢光顯微鏡。[1] 2圖2. 1、螢光顯微鏡光路示意圖。 3圖2. 2、共軛交顯微鏡光路線示意。[6] 4圖

2. 3、數值孔徑定義說明。 5圖2. 4、暗視野顯微鏡成像示意圖。 5圖2. 5、漸逝波原理示意圖。[7] 6圖2. 6、(A)三稜鏡式全內反射顯微鏡(p-TIRFM)；(B)物鏡型全內反射顯微鏡(o-T)。[8] 7圖2. 7、局域化表面電漿共振。當入射光打入金屬奈米粒子時，會使得粒子表面的電子雲產生集體震盪，此現象稱為表面電漿共振效應(SPR)，當入射光波遠大於粒子直徑時，表面電漿共振被侷限在粒子周圍，稱為局域化表面電漿共振(LSPR)。[9] 8圖2. 8、暗視野光譜系統。暗視野光譜系統包括光源、暗視野聚光鏡、物鏡，經由稜鏡轉向後，一部分散射光進入彩色相機形成影像，一部分散射

光進入單光儀的光閘分光後，進入相機擷取光譜及奈米粒子光譜圖像。[9] 9圖2. 9、FluoroBrite™ DMEM和DMEM於背景訊號之比較。FluoroBrite™ DMEM明顯降低約90% 的背景螢光訊號，提高了接近9倍的信噪比。 10圖2. 10、洋蔥的表皮。 10圖2. 11、(A)細胞貼附在正電的奈米微脂體上。(B)有miR-21的地方發光；（c，d）A4F-MASLS和DLS測量顯示與正常的HBEC細胞相比，A549癌細胞分泌的外泌體更多，更小。[10] 11圖3. 1、設計概念流程圖。 12圖3. 2、觀察螢光細胞和非螢光細胞之流程圖。 13圖3. 3、(A)全內

反射螢光系統(Total internal reflection fluorescent system)，(B)自組裝螢光顯微鏡。 14圖3. 4、用暗視野顯微鏡跟TIRS比較散射光之流程圖。 15圖3. 5、用暗視野顯微鏡觀測巨噬細胞吞噬金奈粒子的位置。(A)暗視野顯微鏡無法觀測金奈米粒子在巨噬細胞裡的Z軸位置；(B)暗視野顯微鏡粒用聚光鏡搭配高NA值的物鏡，突顯樣品的散射光。 15圖3. 6、(A)顯示可利用TIRS觀測到奈米粒子在巨噬細胞裡的位置；(B)利用白光在蓋玻片內產生全內反射反應觀測奈米粒子的散射光。 16圖3. 7、觀察金奈米粒子的散射光流程圖。 17圖3. 8、(A

)暗視野顯微鏡成像原理。(B)TIRS成像原理。 17圖3. 9、微孔陣列光波導全內反射顯微平台設計。(A)爆炸圖，(B)成品示意圖，(C)黏附24孔微陣列之蓋玻片，(D)剖面圖，(E)光波導全內反射原理圖。 18圖3. 10、觀察巨噬細胞和金奈米粒子的交互作用之流程圖。 18圖4. 1、(A)光波導生物晶片(TIRF-chip)初步成品；(B)使用透明膠固定貼片型LED 於蓋玻片上；(C)5050 貼片型綠光 LED 規格；(D)蓋玻片上使用銀鏡反應成品圖 19圖4. 2、插取式TIRS漏光現象。 20圖4. 3、改良TIRS製作的流程圖。 20圖4. 4、表面增強式光波導玻片技

術於肺腺癌細胞 A549 造影。 21圖4. 5、(A)綠光SMD LED製成的TIRS系統在20倍物鏡下所拍攝出40 nm金奈米粒子的散射光；(B)同等的40 nm金奈米粒子搭配20倍物鏡在暗視野顯微鏡下觀測之散射光。(C) 綠光SMD LED製成的TIRS系統在40倍物鏡下所拍攝出40 nm金奈米粒子的散射光；(B)同等的40 nm金奈米粒子搭配40倍物鏡在暗視野顯微鏡下觀測之散射光。 22圖4. 6、利用出插取式卡槽光波導全內反射顯微平台拍攝60 nm金奈米粒子。 22圖4. 7、利用60nm金奈米粒子驗證插取式卡槽光波導全內反射顯微平台。(A) 24孔PDMS實體圖；(B) 60

nm金奈米粒子接枝在APTMS上，光波導後肉眼下拍攝圖，可以看出圓形孔洞內的金奈米粒子，也有隨著濃度變化，顯示在肉眼下影像中；(C)選用20倍物鏡，使用CCD拍攝，得到不同濃度的金奈米粒子影像圖。 23圖4. 8、磁吸式白光LED全內反射系統。(A)製作實體圖；(B)於暗室環境下實際圖。 24圖4. 9、接續利用磁吸式光波導全內反射顯微平台觀測金奈米粒子和巨噬細胞RAW264.7交互作用，於結果顯現利用調整物鏡的高度對焦，可以得到奈米粒子在細胞的不同高度位置，當金奈米粒子對焦和背景一致時，代表此時金奈米粒子貼附蓋玻片表面，於細胞範圍則代表金奈米粒子位於細胞內部底層，如圖4.8(A)之紅色箭

頭所示；當背景金奈米粒子失焦，細胞範圍的金奈米粒子卻變清楚，代表金奈米粒子位於細胞表面頂端，如圖4.8(B)所示，故驗證利用此磁吸式光波導全內反射顯微平台，還有類似共軛焦螢光顯微鏡拍攝Z軸一平面影像。 24圖4. 10、60奈米金粒子和巨噬細胞交互作用。(A)對焦底部的60奈米金粒子，藉以判斷60奈米金粒子Z軸的位置；(B)焦距逐漸忘上移動，使背景變得模糊，發現本來在巨噬細胞裡本來模糊的60奈米金粒子變得清楚，推測60奈米金粒子位在細胞偏上方的地方。 25圖4. 11測量TIRS漸逝波高度的方法(A)結合原子力顯微鏡(AFM)和(B)高靈敏度的相機和(C)其軟體，以測量其探針碰觸到蓋玻片光

亮強度。 25圖4. 12、玻片放置位置影響光全內反射強度(A)玻片插到底(B)玻片留意點空隙，可看出(B)比(A)還要亮。 26

新式LED矽控調光電路

為了解決5050 led規格的問題，作者林鼎鈞 這樣論述：

本論文以矽控調光理論為基礎，改良現有LED矽控調光電路，提出一新型式的LED矽控調光電路。 本論文提出之電路，主要是利用與LED串聯之光藕合元件導通之後，藉由光耦合元件控制SCR支路中的等效電阻。藉此減少LED導通後在控制支路上的不必要耗能。同時加入一恆流電路達到保護LED，使其故障之機率降低。