螢光增強實驗

透過光學特性量測，確定元件之共振波長與建立其頻譜結構後，可以開始螢光增強 的量測。首先需要將元件作表面處理，讓元件表面具有很強之疏水性，如此螢光染劑 (streptavidin-cyanine 5 , SA-Cy5)點上去之後才不容易散開，本論文是使用全氟辛基三氯 矽烷(1H,1H,2H,2H-Perfluorooctyltrichlorosilane , Alfa Aesar)作表面處理，其方式為將試片 與約 0.25 毫升裝在玻璃瓶的全氟辛基三氯矽烷一起放入真空乾燥箱中，抽真空約三分鐘

，並放置三十分鐘，使其揮發並附著在試片表面，之後將試片依序泡入甲苯(Toluene , ECHO)、甲醇(Methanol , AENCORE)與去離子水(DI water)，並各以超音波震盪器振兩分 鐘，以去除試片上沒有鍵結好的矽烷，由於表面處理後，矽烷會增加試片表面之折射率，

使共振波長變長，所以清洗後可以使其改變的幅度縮小。做完表面處理後，必須再次量 測其共振波長，以確認其是否可以達到 633 nm，確認完畢後即可以將螢光點至試片上，

本論文是 利用壓電式非接觸噴墨點樣機(Gesim , nano-plotter 2.1)來點螢光，一片試片 總共會點九個點，每個點為一滴(1 droplet)，約 1 nanoliter，其點陣至光子晶體上後螢光 點直徑約為 150 μm，點完螢光染劑後，需先將試片放入潮濕盒，在暗處培養(incubate) 三十分鐘，之後再放到乾燥盒乾燥三十分鐘，確認螢光染劑都乾了之後，要將試片表面 非專一性鍵結的螢光分子去除，以確保量測結果的準確度，其步驟依序為：1. 將試片泡 入具有 1%casein(酪蛋白)的 PBS(Phosphate buffered saline)溶液 blocking 一小時。2. 泡入 PBST 溶液三分鐘兩次，PBST 是 PBS 與 Tween 20 以體積比 2000:1 混合而成的溶液，而 PBS 是一種緩衝液，生物相容性很好，本論文也用其來稀釋螢光染劑的濃度，而 tween 20 是一種非離子表面活性劑，在此主要用其來去除非專一性鍵結的分子。3. 泡入去離子水 三分鐘，最後將試片取出並吹乾，之後就可以開始進行螢光量測。本論文是利用螢光掃 描機(Tecan , LS reloaded)掃描螢光，並分別量測窄頻與寬頻結構在激發共振與非共振情

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況下，螢光的強度，此外也比較在共振與非共振情況下，光子晶體與其他不同微陣列基 板，如載玻片上螢光的強度。此外，由於螢光掃描機在光路設計上之限制，只有在零度 時，螢光的增強激發才會比較明顯，所以本論文也建立了一套螢光量測系統，其設置如 圖 2.4 所示，此設置稱為角度解析螢光量測系統(Angle resolved fluorescence set up)[17]，

以波長為 633 nm 之氦氖雷射作為光源激發螢光，以二分之一波片(1/2 Wave plate , Newport , 10RP52-1)調整其 TE 與 TM 偏振，以光譜儀量測螢光，並利用濾鏡(692 nm band pass filter , 40 nm bandpass , Edmund , 67038 )過濾掉穿透過試片的激發光，其可以做增強 激發與增強萃取的實驗，增強激發是改變其激發光入射角度θ 與固定螢光偵測角度 φ 量 析法(ELISA , enzyme-linked immunosorbent assay)，來檢測生物分子，如圖 2.5 所示，首 先將光子晶體基材清洗乾淨，並依序加入捕獲抗體(capture antibody)、待測抗原(antigen)、

標記抗體(detection antibody)與螢光染劑(streptavidin-cyanine 5 , SA-Cy5)，將生物分子固 定到晶片表面，之後再進行螢光偵測之實驗。

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圖2.4 角度解析螢光量測系統

圖2.5 酵素免疫分析三明治法

dye

Detection Antibody

Antigen Capture antibody

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