張煥宗臺灣大學：化學研究所郭依婷Kuo, I-TingI-TingKuo2007-11-262018-07-102007-11-262018-07-102004http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/51732本論文分為兩部份：第一部份為在有電滲透流（electroosomotic flow，EOF）的存在下，利用聚環氧乙烯（poly(ethylene oxide)，PEO）為篩分介質進行毛細管電泳分離雙股DNA的實驗。第二部份為在低pH值的條件下，探討二氧化矽奈米粒子對生物胺分離的影響。第一部份的實驗成它a利用1.0% 8MDa 的PEO聚合物溶液在12分鐘內，將範圍從51 bp-23 kbp的DNA片段完全分離。在此條件下，不但大片段的DNA被完全分離開，甚至達到單一鹼基的解析度（123/124 bp）。和傳統的條件相比（在沒有電滲透流存在下），此技術提供較快速和較好解析度的分離優點。為了達到線上濃縮與分離DNA的結果，本研究發展了在有電滲透流存在下進行PEO聚合物溶液濃度和ethidium bromide（EtBr）濃度的梯度變化來分離雙股DNA。在電滲透流存在下，大片段的DNA較快遷移至負極端，因此在樣品進樣後，將PEO聚合物溶液和/或EtBr濃度由稀至濃引入毛細管中。利用此方法，我們成它a將在30公分高處以壓力進樣120秒之樣品完全分離開，並得到數十倍的濃縮效率。這樣的結果證明了利用梯度電泳來分離DNA的潛力，可以應用在基因分析-如限制片段長度多型性（restriction fragment length polymorphism，RFLP）、單股構型多型性（single-strand conformation polymorphism，SSCP）等。另外在第二部份的實驗中，嘗試在低pH值的環境下，加入二氧化矽奈米粒子，探討二氧化矽奈米粒子對胺類分子分離的影響，並將之應用到真實樣品中。結果發現加入二氧化矽奈米粒子可以縮短分析物的分離時間，如Tryptophan的分離時間縮短了將近8分鐘左右，甚至可以偵測到本來偵測不到的萘乙酸（1-NAA）。二氧化矽奈米粒子雖會消弱分析物的螢光，但其存在可以減少吸附，使訊號波寬變窄而造成某些分子的螢光訊號強度是增加的。這樣的結果對快速檢測真實樣品（如尿液）有極大的正面意義，可以在較短的時間內檢測到更多尿液的成份。論文摘要.....................................................................................................I 目錄……………………………………………………………………...III 表目錄………………………………………………………………….VII 圖目錄………………………………………………………………....VIII 第一章 毛細管電泳及奈米粒子之概述 1 1.1 毛細管電泳發展史 1 1.2 毛細管電泳分離之原理 4 1.2.1 電滲透流 4 1.2.2 毛細管凝膠電泳法 6 1.2.3 聚合物溶液 7 1.3 DNA的分離 9 1.3.1 DNA在自由溶液中的電泳遷移 9 1.3.2 傳統凝膠電泳中DNA之遷移模型 11 1.3.2.1 Ogston 模型 12 1.3.2.2 Reptation模型 13 1.3.3毛細管凝膠電泳中DNA之分離機制 13 1.4 蛋白質的分離 14 1.5 偵測系統 16 1.5.1 雷射誘導螢光偵測 16 1.5.2 DNA的偵測 17 1.5.3 蛋白質的偵測 18 1.6 樣品濃縮技術 19 1.6.1 場放大樣品堆積法 19 1.6.2 pH介面濃縮法 20 1.6.3 毛細管等速電泳法 20 1.6.4 掃掠樣品堆積法 21 1.6.5 聚合物溶液對樣品的濃縮與分離 23 1.7 奈米簡介 24 1.7.1 二氧化矽奈米粒子 26 1.7.2 二氧化矽奈米粒子的應用 27 1.7.3 奈米粒子在分離上的應用 28 1.8 研究動機 30 1.9參考文獻 32 1.10 本章圖表 40 第二章 利用毛細管梯度電泳線上濃縮與分離雙股DNA 51 2.1 前言 51 2.2 實驗 53 2.2.1 實驗儀器 53 2.2.2 實驗試藥 53 2.2.3 毛細管前處理 54 2.2.4 聚合物的製備 55 2.2.5 電泳分離實驗流程 55 2.3 結果與討論 56 2.3.1 利用PEO聚合物溶液分離雙股DNA 56 2.3.2 利用HEC聚合物溶液分離雙股DNA 58 2.3.3 利用毛細管梯度電泳技術線上濃縮與分離雙股DNA 59 2.4 結論 63 2.5 參考文獻 65 2.6 本章圖表 68 第三章 探討二氧化矽奈米粒子對胺類分子分離的影響 75 3.1 前言 75 3.2 實驗 77 3.2.1 實驗儀器 77 3.2.2 實驗試藥 78 3.2.3 毛細管前處理 79 3.2.4 二氧化矽奈米粒子的合成 79 3.2.5 真實樣品的分析 80 3.3 結果與討論 80 3.3.1 探討二氧化矽奈米粒子對胺類分子分離的影響 80 3.3.1.1 毛細管壁有無塗覆聚合物的影響 80 3.3.1.2 pH 值的影響 81 3.3.1.3 鹽類濃度的影響 83 3.3.1.4 不同濃度的二氧化矽奈米粒子對胺類分子遷移的影響 84 3.3.2 真實樣品的分析 86 3.3.2.1 尿液的分析 86 3.3.2.1 尿液中成份的定量 88 3.4 結論 88 3.5 參考文獻 90 3.6 本章圖表 92 第四章 總結 101730486 bytesapplication/pdfen-US毛細管電泳二氧化矽奈米粒子梯度濃縮技術DNA分離gradient concentration techniquesDNA separationsilica nanoparticlescapillary electrophoresisthesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/51732/1/ntu-93-R91223004-1.pdf