奈米磁性載體的應用—幽門螺旋桿菌抗體的

圖 4.6、磁滯曲線，於室溫中量測。

4.2.3.2 奈米磁性載體的應用—幽門螺旋桿菌抗體的 ELISA 檢測

（1） 傳統 ELISA 系統的建立

本研究首先將 Hp 蛋白質(抗原)固定在微孔盤底部，建立微孔盤 傳統 ELISA 的分析系統，並測試其靈敏度。在樣品中的初級抗體濃 度低於 1 x 10^-3μg/ml 以下即失去線性無法與背景值區分。故其偵 測的極限或靈敏度約在 1 x 10^-3μg/ml。

（2） ELISA 系統的改良

將抗原固定在奈米免疫磁珠，但是仍使用吸光訊號，即使使用過 量的奈米免疫磁珠，其靈敏度只比傳統 ELISA 稍好，但是使用冷光訊 號後，僅 1x10⁵個奈米免疫磁珠，就可以偵測到的初級抗體，濃度已 達到 2 x 10^-5 μg/ml（或是 0.02 ng/ml）以下，比傳統的 ELISA 靈 敏度約高 50~100 倍。且反應時間縮短至 5 min 其訊號強度亦不減弱。

Magnetic hysteresis of the magnetic particles,measured at room temperature.

-60-50 -40-30 -20-101020304050600

-15000 -10000 -5000 0 5000 10000 15000 Field(G)

M(emu/g)

進一步將反應體積縮小到 0.02 ml，反應時間縮短到 30 sec，

10^-5 10^-4 10^-3 0

1x10⁷ 2x10⁷ 3x10⁷ 4x10⁷ 5x10⁷

初 級 抗 體 濃 度 ( µg/ml)

Signal

5 min 10 min 15 min

圖4.8、使用自製奈米免疫磁珠建立的分析系統--比較不同反應時間所 產生的冷光訊號強度。

4.2.4 結論

以高分子分散劑形成的微乳液系統，所合成的奈米氧化鐵，經 PMAA 被 覆 後 ， 表 面 會 形 成 COOH 官 能 基 ， 此 時 其 酸 基 密 度 為 1.139g/ml；其飽和磁化強度為 48emu/g，具超順磁特性。此經被覆 的粒子，即形成所謂的奈米免疫磁珠。

奈米免疫磁珠，用於幽門螺旋桿菌（Hp）抗體的 ELISA 檢驗，實 驗證實，其靈敏度達到 10^-5μg/mL，與市售的磁珠 Dynabeads M450 相當，顯示其效果相當好。

4.2.5 參考文獻：

1、 Choi, J. W., Kwang, W. oh, Thomas, J. H., Heineman, W.

R., Halsall, H.B, Nevin ,J. H., Helmicki, A. J.,

Henderson, H.T., , Chong H.A., 2001,＂ An intergrated microfluidic biochemical detection system with magnetic bead-based sampling and analysis

capabilities＂,0-7803-5998-4/01.

2、 Y. H. ZHU and A. F. WU, J. Nanopart. Res. 1（1999）393.

3、 T. G. CATTENOM and P. MORALES, Mater. Lett.18（3）（1993）

151.

4、 Y. B. KHOLLAM, S. R. DHAGE, H. S. POTDAR, S. B. DESHPANDE, P. P. BAKARE, S. D. KULKARNI and S. K. DATE, ibid.56

（2002）571.

5、 Z. L. LIU, X. WANG, K. L. YAO, G. H. DU, Q. H. LU, Z. H.

DING, J. TAO, Q. NING, X. P. LUO, D. Y. TIAN, D.XI, J.

Mater. Sci.39（2004）2633.

6、 L. LIZ, M. A. LOPEZ QUINTELA, J. MIRA, J. RIVAS, J. Mater.

Sci.29（1994）3797.

7、 K. M. LEE, C.M.SORENSEN, K. J. KLABUNDE, G. C.

HADJIPANAYIS. IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS,VOL.28, NO.5（1992）3180.

8、 Solnick, J.V. and Tompkins L.S. (1992)

Helicobacter pylori

and gastroduodenal disease: pathogenesis and

host-parasite interaction.

Infect. Agents Dis.

, 1, 284-309.

9、 Dooley, C.A., Cohen H., Fitzgibbons P.L., Bauer M., Appleman M.D., Perez-Perez G.I. and Blaser M.J. (1987) Prevalence of Helicobacter pylori infection and

histologic gastritis in asymptomatic persons.

N Engl J Med

, 321, 1562-1566.

10、 Parsonnet, J., Samloff I.M., Nelson L.M., Orentreich N., Vogelman J.H. and Friedman G.D. (1993) Helicobacter pylori, pepsinogen, and risk for gastric adenocarcinoma.

Cancer Epidemiol Biomarkers Prev

, 2, 461-6.

11、Nomura, A. and Stemmermann G.N. (1993) Helicobacter pylori and gastric cancer.

J Gastroenterol Hepatol

, 8, 294-303.

12、Wyatt, J.I., Shallcross T.M., Crabtree J.E. and Heatley R.V. (1992) Helicobacter pylori, gastritis, and peptic ulceration in the elderly.

J Clin Pathol

, 45, 1070-4.

13、Hosking, S.W., Ling T.K., Yung M.Y., Cheng A., Chung S.C., Leung J.W. and Li A.K. (1992) Randomised controlled trial of short term treatment to eradicate Helicobacter pylori

in patients with duodenal ulcer.

Bmj

, 305, 502-4.

14、Hentschel, E., Brandstatter G., Dragosics B., Hirschl A.M., Nemec H., Schutze K., Taufer M. and Wurzer H. (1993) Effect of ranitidine and amoxicillin plus metronidazole on the eradication of Helicobacter pylori and the recurrence of duodenal ulcer.

N Engl J Med

, 328, 308-12.

15、Graham, D.Y., Lew G.M., Klein P.D., Evans D.G., Evans D.J., Jr., Saeed Z.A. and Malaty H.M. (1992) Effect of treatment of Helicobacter pylori infection on the long-term

recurrence of gastric or duodenal ulcer. A randomized, controlled study.

Ann Intern Med

, 116, 705-8.

16、Patchett, S., Beattie S., Leen E., Keane C. and O'Morain C. (1992) Helicobacter pylori and duodenal ulcer

recurrence.

Am J Gastroenterol

, 87, 24-7.

17、Taylor, D.N. and Blaser M.J. (1991) The epidemiology of Helicobacter pylori infection.

Epidemiol Rev

, 13, 42-59.

18、Peeters, M., Ghoos Y., Geypens B. and Rutgeerts P. (1997) Breath tests in Helicobacter pylori infection:

methodological aspects.

J Physiol Pharmacol

, 48 Suppl 4,

67-73.

19、Goddard, A.F. and Logan R.P. (1997) Review article: urea breath tests for detecting Helicobacter pylori.

Aliment Pharmacol Ther

, 11, 641-9.

20、Atherton, J.C. and Spiller R.C. (1994) The urea breath test for Helicobacter pylori.

Gut

, 35, 723-5.

21、Gerstenecker, B., Eschweiler B., Vogele H., Koch H.K., Hellerich U. and Kist M. (1992) Serodiagnosis of

Helicobacter pylori infections with an enzyme immunoassay using the chromatographically purified 120 kilodalton protein.

Eur J Clin Microbiol Infect Dis

, 11, 595-601.

22、Sugiyama, T., Imai K., Yoshida H., Takayama Y., Yabana T., Yokota K., Oguma K. and Yachi A. (1991) A novel enzyme immunoassay for serodiagnosis of Helicobacter pylori infection.

Gastroenterology

, 101, 77-83.

23、Makristathis, A., Pasching E., Schutze K., Wimmer M., Rotter M.L. and Hirschl A.M. (1998) Detection of

Helicobacter pylori in stool specimens by PCR and antigen enzyme immunoassay.

J Clin Microbiol

, 36, 2772-4.

24、Enroth, H. and Engstrand L. (1995) Immunomagnetic

separation and PCR for detection of Helicobacter pylori in water and stool specimens.

J Clin Microbiol

, 33, 2162-5.

25、S. E. KBALAFALLA and G. W. REIMERS,“Preparation of dilution-stable aqueous magnetic fluids, ＂IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS,VOL.16（1980）178.

第五章 結論

一、本研究論文以高分子分散劑之立體障礙穩定機制作基礎，進而對 奈米 ZnO 粉體作濕式分散，實驗結果證實，以 Disperbyk 190 分 散劑，在添加量為 50wt%時，可以較低的比能量，即較高的分散 效率，對 30wt%固含量的水性 ZnO 漿料，進行均勻的分散。此分 散之表現為：D（90）=130nm，並且因粉體已同時完成界面改質，

因此可與水性 PU 樹脂相容。此為所謂的 Top Down 製程。本實驗 成功的關鍵為經實驗與分析後，使用了適當的分散劑（包括添加 量），其靜電立體障礙效果促使粒子達到均勻的分散。

二、利用高分子分散劑所形成的液體系統，亦可用以合成奈米氧化 鐵，實驗證實，所合成的奈米粒子，其粒徑大小與尺寸分佈的標 準偏差隨分散劑濃度量的增加而下降。DLS 質點大小量測及界面 張力量測證實，此系統為一微乳液系統。使用本法之優點為方法 簡便，操作時無需添加其他助劑或溶劑，且因分散劑有一所謂的 binder compatible chain 被覆於新生粒子表面，因此可同時完 成界面改質。此即所謂的 Bottom Up 製程。

三、以本法所合成的奈米氧化鐵，具超順磁特性，且由於分散劑的表 面被覆與立體障礙機制，因此具獨立（isolated）分散的狀態。

粒徑分佈則是遵循 Gibbs-Thompson 方程式（式 1-11），即產物

的粒徑尺寸 r^c與添加物濃度 c 有關，濃度越大，粒徑越小，但此 濃度有一臨界值，超過此臨界值則粒徑反而會上昇；另由於分散 性及與樹脂相容性佳，因此可直接加入樹脂合成塗料，並均勻地 於玻璃上成膜。光學量測（uv-vis，200-800nm）結果顯示，此 奈米氧化鐵薄膜，具有接近 100%的 UVB（290-315nm）吸收能力，

可見光穿透率約為 87%，因此是一極佳的抗 uv 光學材料。再者，

由於此分散劑適用於無機粉體的表面被覆，因此本法亦適合於奈 米銀之合成。實驗證明，以本法所合成之奈米銀，粒徑大小隨分 散劑量之增加而減小，且具有獨立的分散狀態及表面修飾，可與 PU 相容。

四、經分散後之奈米 ZnO 漿料及奈米銀，取適量加入水性 PU 後，形 成抗菌漿料。經 SGS 實驗證實，此漿料對金黃色葡萄球菌及肺炎 桿菌等指標性細菌，具有非常好的抑制效果。此優異的效果，除 歸因於奈米粒子的物理特性之外，理想的分散與界面改質，形成 巨大的反應比表面積是一大主因。

五、本論文亦針對光觸媒（TiO²）之超親水性進行研究，實驗結果證 實，奈米光觸媒粉體經濕式分散後，可合成塗料，並均勻地被覆 於 PET 膜上。其可見光穿透率為 86%，經 UV 光照射 16 小時後，

接觸角為 3 度，已具備超親水之特性。此處，均勻的分散與塗佈，

是本實驗成功的關鍵所在。

六、以本研究方法合成的磁性奈米載體（奈米免疫磁珠），經表面官 能基被覆後，可與特定的抗原抗體結合，而完成 ELISA 檢測。實 驗證實：（1）以本法合成的奈米磁性載體，其以 PMAA 包覆後的 粒徑約為 40nm，飽和磁化強度為 48 emu/g，接近超順磁性，其 外接 COOH 官能基，酸基密度為 1.139g/mL。（2）奈米磁性載體 應用於幽門螺旋桿菌抗體的 ELISA 檢驗上，其靈敏度為

10^-5μg/mL，為傳統 ELISA 檢驗的 50-100 倍，與市售 Dynabeads M450 磁珠效果相當。

七、綜合以上所述，高分子分散劑，因其具立體障礙與表面改質之特 性，不僅可以分散奈米粒子，亦可用以形成微乳液系統，進而合 成具表面修飾之奈米粒子，並加以應用。

在文檔中 以高分子分散劑作為奈米粉體濕式分散研磨、界面改質及合成的研究 (頁 118-0)