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高靈敏度的一維繞射感測器應用於反射雷射系統進行現場快速無標記鼠疫桿菌檢測

為了解決BOSCH NS300 吵的問題，作者林豐平 這樣論述：

本研究對於疑似新興傳染病、生物病原恐怖攻擊或感染急症之快速檢測，所進行之技術開發與應用研究，由於高傳染病的感染診斷一般需要將病患檢體送至微生物實驗室進行培養與核酸檢測，雖然市面上有部分快篩試劑產品，檢測靈敏度不足始終是最大的問題，因此開發現場可執行之高傳染性病原快速且靈敏度高的檢測方法是相當重要且迫切需要，可即時為患者提供適切的治療，並立即採取必要的感染管控措施，避免疫情擴散。我們建置一個簡單的方法可在採樣現場直接快速檢測血液檢體當中的病原，以解決目前現行檢測方法需要將檢體送入實驗室進行微生物培養與分析的不便性，首先利用鼠疫桿菌(Yersinia pestis)作為偵測標的物以確認方法的可行

性，發現此法對於偵測鼠疫桿菌而言呈現高靈敏度，檢測極限可達100 CFU/mL，線性範圍很廣在102~107 CFU/mL之間。在此研究中我們採用自製的一維繞射感測器(one-dimensional diffraction grating sensor，簡稱ODGs)，即線型生物矽晶片，並以聚多甲基丙烯酸（PMAA）刷的頂端連接抗體，抗體可專一性地抓取目標病原體，不會抓取其他細胞或病原體，操作方式是將血液檢體滴加到一維繞射感測器上，將雷射光以45°的角度射入，並測量其反射繞射的強度，當晶片上有特定病原體存在時，反射繞射的強度會降低。我們發現當雷射光照射入晶片，且雷射光方向與溝槽平行，使雷射投影

到晶片平面上時，在這樣的配置下偵測靈敏度更高。另外，2D和3D反射繞射的特點則是繞射階數的角度和振幅表現出對稱和不對稱的特性，這取決於晶片的方向，因此，可依雷射強度的變化作為特定病原體存在的指標。使用一維繞射感測器偵測微生物病原的優勢是僅需病原的專一性抗體，無需搭配任何螢光標記，儀器可輕易攜帶到實驗室以外的場域進行分析，且整個操作反應時間小於1小時。另外，我們製作具有線陣列的一維繞射光柵晶片，透過乙基（二甲氨基丙基）碳二亞胺(EDC)和N-羥基琥珀醯亞胺(NHS)即EDC/NHS反應，將明膠(gelatin)選擇性地固定在具有2微米解析度的光刻模板溝槽陣列的醯胺基改質的基底上。已固定明膠的線陣

列經過溴化後產生可用於原子轉移自由基聚合(ATRP)的大分子起始劑，再從大分子起始劑這一層開始接枝Poly(methacrylic acid) (PMAA)形成高分子刷線陣列。在接枝PMAA的不同聚合時間中，以雷射光束系統分析晶片，沿橫向磁極化(TE)和逆向電極化(TM) 45°分析觀察繞射效應的光學特徵，我們發現PMAA線陣列矽晶片隨著時間PMAA生長而增加了線刷的高度和寬度，導致反射繞射強度出現變化。通過用胰蛋白酶(trypsin)分解明膠，將不同接枝聚合時間下的PMAA刷從晶片基質上裂解下來，並通過膠體滲透層析儀分析它們的分子量。發現當PMAA分子刷的分子量在135到1475 kDa範圍

下，PMAA刷的分子量與繞射強度的變化程度呈現線性關係，且相關係數高。使用反射繞射強度判斷聚合物刷分子量的測定方式，無需斷裂聚合物刷，提供可即時監測分子刷生長的簡單方法。

由番薯皮製備類胡蘿蔔素奈米乳化液及其對乳腺癌細胞MCF-7與小鼠腫瘤之影響

為了解決BOSCH NS300 吵的問題，作者許馨勻 這樣論述：

番薯為非常重要的糧食作物，含有豐富的必需營養素及具有抗癌活性的植化素如類胡蘿蔔素。然而，番薯的塊莖在加工的過程中通常會經削皮處理，而番薯皮則被視為廢棄物丟棄，可能造成環境污染的問題。台農66號番薯為台灣消費者食用最普遍的品種，目前已有許多研究指出其為重要的類胡蘿蔔素來源之一，具有重要的抗氧化和抗癌活性。本研究目的為由番薯皮廢棄物萃取類胡蘿蔔素，再以HPLC-DAD-MS定性定量，製備類胡蘿蔔素奈米乳化液，同時探討對抑制乳癌細胞及小鼠腫瘤之效果。結果顯示，使用YMC carotenoid S-5µm型號之C30管柱 (250×4.6mm I.D., 5 µm particle size

)，偵測波長為450nm，以甲醇 /氰甲烷/水 (74:14:12, v/v/v) (A) 和二氯甲烷 (100%) (B)為梯度動相，流速1 mL/min，柱溫控制在25℃，偵測波長450 nm並以質譜儀鑑定，定量使用內標 (canthaxanthin)，可於30分鐘內分離出10種類胡蘿蔔素，其中以all-trans-β-carotene含量最高 (663.8 μg/g)，次為13- or 13'-cis-β-carotene (255.8 μg/g)，all-trans-β-cryptoxanthin (155.9 μg/g)，all-trans-α-carotene (75.59 μg/

g)，15- or 15'-cis-β-cryptoxanthin (72.37 μg/g)， 15- or 15'-cis-β-carotene (65.67 μg/g)，all-trans-lutein (42.93 μg/g)，all-trans-zeaxanthin (25.57 μg/g)，cis-lutein (18.35 μg/g) 及 all-trans-violanxanthin (5.48 μg/g)。五種類胡蘿蔔素標準品的回收率介於86.1% - 94.7%，偵測極限和定量極限分別介於0.025 - 0.1 μg/mL和0.075 - 0.3 μg/mL。日內精密度和日間

精密度偏差係數分別介於0.3 - 2.1% 和0.3 - 4.2%。類胡蘿蔔素奈米乳化液可由類胡蘿蔔素萃取液、TWEEN 80、PEG 400、大豆油和去離子水以適當比例混合製備而成，其平均粒徑大小13.3 nm，分散性指數為0.238，包覆率為97%，界面電位為 -69.8 mV；此種奈米乳化液於25℃儲藏90天或於100℃加熱兩小時均具有良好的穩定度。在模擬胃液中體外釋放率為 22.5%，在模擬腸液中體外釋放率為 54.7%。類胡蘿蔔素萃取液及類胡蘿蔔素奈米乳化液皆可抑制人類乳線癌細胞 MCF-7 之增生，經培養48小時之IC50值分別為14.2 μg/mL及9.8 μg/mL，顯示類胡蘿

蔔素奈米乳化液的抑制效果較萃取液佳。動物實驗結果顯示，萃取液低濃度組 (10 μg/mL)、萃取液高濃度組 (20 μg/mL)、奈米乳化液低濃度組 (10 μg/mL)、奈米乳化液高濃度組(20 μg/mL) 及紫杉醇藥物組 (10 μg/mL) 相較控制組分別減少約18.7、36.1、40.3、56.2及77.4% 的腫瘤重量，腫瘤體積則分別減少26.5、46.7、49.7、65及75.4%，且類胡蘿蔔素萃取液及奈米乳化液皆可降低小鼠血清中EGF與VEGF含量 (p < 0.05)。綜合上述結果，本實驗製備之類胡蘿蔔素萃取液及奈米乳化液可能具有抑制腫瘤生長之效果，且類胡蘿蔔素奈米乳化液效果

較萃取液佳。