第三章 實驗結果
3.1 奈米金液滴製作及特性評估
3.1.1 粒徑及濃度
利用 Zetasizer 及 Multisizer 合併評估奈米金液滴的濃度及平均粒徑大小。
Zetasizer 雖然能夠量測到粒徑小於 1um 的對比劑,但是只能得到粒徑分布比例,
而 Multisizer 雖然能精確測量對比劑的數量,但是最小測量下限是 700nm,因此結 合兩者結果即可評估出奈米金液滴的粒徑大小濃度。
從 Zetasiser 的粒徑比例圖可知(圖 15),700nm 以上的液滴大約占全部的 15%,
而 Multisizer 測得此範圍內的液滴數量約是 2*109顆/毫升,因此奈米金液滴濃度大 約有 1010顆/毫升。
圖 15:奈米金液滴粒徑濃度測量結果。左邊是 Zetasizer 的粒徑分布圖,可以得到粒徑大於 700nm 的比例,接著比對 Multisizer 在此區域的數量,就可以推得原本的奈米金液滴濃度。
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3.1.3 離心分析
為了降低氣栓塞的機會且不同實驗架構所需的奈米金液滴大小不同,因此必 須篩選出需要的粒徑進行實驗。C5F12的密度比水高,離心後奈米金液滴會沉澱在 離心管底部,因此只要調整轉速就能得到不同體積的液滴。
將奈米金液滴以不同離心速度處理,再將沉澱物與懸浮物分開測量,可以得 到兩個結果。觀察不同離心速度下的懸浮液(圖 17),當重複使用同一組奈米金液滴 從低轉速到高轉速進行離心後,可以發現後一次的濃度都比前一次減少約 20%,
因此若用體積較小的奈米金液滴可使用的濃度較低,除此之外,利用 1500rpm 離 心後,可以使體積大於 1um 的奈米金液滴少於 10%,如此便能有效降低氣化後產 生栓塞的機會。
圖 17:懸浮之奈米金液滴粒徑濃度圖。每一次離心後的濃度,都比前一次減少 20%;當離 心速度達到 1500rpm 時可以使粒徑小於 1um 的奈米金液滴占總量的 90%以上,藉此降低氣 栓塞產生的機會。
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接著觀察沉澱的部分(圖 18),每一組結果都用同樣的條件離心兩次,再測量粒徑分 布狀況,從結果可以觀察到離心速度越快,得到的液滴粒徑越小,此數據可以當 作後續實驗的離心條件參考。
離心不只能分離出不同粒徑的奈米金液滴,也可以減少自由奈米金粒子在溶 液中的濃度,由於奈米金液滴製備時未必能將所有的奈米金粒子全部包覆,因此 會有一些自由的奈米金粒子在溶液中,雖然這些奈米金粒子可以促進溫度上升,
但是如此一來便會造成實驗上的誤差,導致我們無法確定升溫是奈米金液滴造成,
還是自由的奈米金粒子造成。因此接下來進一步分析奈米金液滴是否有包裹奈米 金粒子,及自由奈米金粒子對升溫造成的影響。
圖 18:沉澱之奈金液滴粒徑分布圖。用 600rpm 離心,平均粒徑約 2.8um;用 900rpm 離 心,平均粒徑約 1.8um;用 1200rpm,平均粒徑約 1um;用 1500rpm 平均粒徑小於 1um。
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3.1.4 升溫效率評估
為了確認液滴是否有包覆奈米金粒子,因此利用雷射加熱奈米金液滴觀察其 升溫狀況並比較奈米金液滴、一般液滴及水三種樣本的升溫變化差異。從結果(圖 19)可以發現奈米金液滴的升溫效果明顯,在 2 分半鐘內即升高約 20℃,相較於奈 米金液滴,一般液滴及水在雷射的照射下並沒有明顯的升溫變化。從此結果可以 確定本實驗室的液滴中確實有奈米金粒子,然而在當進行細胞及動物實驗時無法 去除奈米金液滴內沒有被包覆的奈米金粒子,因此必須進一步考慮這些自由的奈 米金粒子對升溫造成的影響,於是進一步使用吸光值配合升溫變化評估進行觀 測。
為了瞭解沒有被包覆的奈米金粒子對升溫變化造成的影響,因此將懸浮液濾 液、沉澱液濾液與碎片的吸光值和奈米金粒子的濃度標準曲線比較(圖 20),可以觀 察到蛋白質碎片的吸光值(0.038)接近背景值(0.03),因此蛋白質碎片造成的誤差可
圖 19:升溫變化圖。水與沒有包覆奈米金的液滴升溫變化都非常小,而包覆奈米金的液 滴則有非常好的升溫效果。
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忽略,而離心後沉澱物及懸浮液中沒有被包覆的奈米金粒子濃度約為 10%及 15%,
然而其升溫變化高於標準曲線的結果,這表示奈米金粒子的包覆效率很高,且加 熱後的升溫變化主要是被包覆的奈米金粒子造成。