銪修飾檸檬酸基 銪修飾檸檬酸基
銪修飾檸檬酸基Gd
2O3： ：Eu-CA的 ： ： 的 的 的光學性質
光學性質光學性質光學性質（（（（UV-PL）））） 3-4-1 氧化氧化氧化氧化釓釓釓釓Gd2O3 奈米粒子的奈米粒子的奈米粒子的光學性質奈米粒子的光學性質光學性質光學性質（（（（UV-PL））））在 UV-Vis 吸收光譜中以甲醇做為標準品(standard)，故在圖 3-22 中可以看到 220nm 附近有一 sharp 的吸收峰是甲醇所造成的。量測 Gd2O3溶液可以觀察到在 220nm 之後並沒有明顯的吸收峰，而在量測 PL 放射光譜時也沒有觀察到有明顯的強度變化；此外，利用簡單的
UV 燈照射 Gd2O3溶液，也沒有觀察到有明顯螢光放光的情形。
200 300 400w a v e l e n g t hw a v e l e n g t hw a v e l e n g t hw a v e l e n g t h500 600 700
( (( (n mn mn mn m
) ) ) )
intensity(a.u.)
uv G dG dG dG d2222 OOOO 3333
PL G dG dG dG d2222OOOO 3333
圖 3-22 Gd2O3 UV-PL圖
3-4-2 氧化氧化氧化氧化釓摻雜銪釓摻雜銪釓摻雜銪釓摻雜銪Gd2O3：：：：Eu 奈米粒子與奈米粒子與奈米粒子與氧化奈米粒子與氧化氧化釓摻雜銪修飾檸檬氧化釓摻雜銪修飾檸檬釓摻雜銪修飾檸檬釓摻雜銪修飾檸檬 酸基酸基
酸基酸基的的的的光學性質光學性質光學性質（光學性質（（UV-PL）（ ）） ）
將摻雜銪之氧化釓與其表面修飾上檸檬酸基之奈米粒子溶液以 甲醇做為 standard，一樣會在 220nm 附近看到一 sharp 的吸收峰為 甲醇之貢獻。有別於單純氧化釓無明顯其它的吸收峰，可以從圖3-23 中觀察到在 278nm 附近，摻雜銪之氧化釓與其表面修飾上檸檬酸基 之奈米粒子都有一個明顯的吸收峰，對照相關文獻45(c)、52指出，此為 Eu3+離子所造成之 O2-→Eu3+ charge transfer（CT） band的貢獻。
200 300 400 500 600 700
G d2O
3:Eu G d2O
3:Eu-C A
w avelength(nm )
intensity(a.u.)
圖 3-23 Gd2O3：Eu 與 Gd2O3：Eu -CA 的 UV圖
另外，為了更加一步確定此吸收峰的貢獻來源，亦有將合成所用 之二甘醇溶劑做測試，而從圖3-24 測得的 UV 吸收圖中可以觀察到 在 245nm 附近有一吸收峰，因此我們可以更加確定在 278nm 附近的 吸收的確如文獻52所說是 Eu3+離子所造成的。
200 300 400 500 600 700
intensity(a.u.)
wavelength(nm) DEG
圖 3-24 二甘醇（DEG） 的 UV 吸收圖
而在以 278nm 當做激發波長後可以得到如圖 3-25 的 emission 放射譜圖，我們可以觀察到有五條主要的 emission 峰，分別是 580nm、
593nm、614nm、624nm 和 697nm，儘管摻雜銪之氧化釓表面修飾上 檸檬酸基後會對螢光強度造成影響，也有文獻45(a)提到此種以有機酸 官能機修飾之奈米材料會有螢光淬息（quench）的現象出現，但五條 主要的emission 峰之位置是一致的，其放光主要是 Eu3+ （4f orbital）
在 f-f transition 遷移造成。
文獻上45(c)有提到 Gd2O3：Eu 在 394nm 處有一個吸收峰，而以 此波長做為激發光源可以得到一樣的放射圖譜。實際操作的確可以得 到如文獻所說的圖譜，而為了確認 Gd2O3：Eu 是否還有其他可能的 激發波長，利用 PLE（Photoluminescence Excitation）的方法去找尋其 激發波長。
從圖 3-26 我們可以看到除了 278nm 和 394nm 外，在 363nm、
384nm 和 463nm 處都有明顯的訊號峰，由於 PLE 是以 Gd2O3：Eu 放 射圖譜中訊號峰最強的波長 624nm 來做 PLE，故圖 3-26 中 312nm 為 二倍頻所造成的，並非真正的 Gd2O3：Eu 的 PLE 訊號。
400 450 500 550 600 650 700
intensity(a.u.)
wavelength(nm) Gd2O3:Eu
Gd2O3:Eu-CA
圖 3-25 Gd2O3：Eu 與 Gd2O3：Eu -CA 的 PL圖
150 200 250 300 350 400 450 500 550 600
PLE Gd2O3:Eu
intensity
wavelength(nm)
圖 3-26 Gd2O3：Eu 的 PLE圖
3-4-3 氧化氧化氧化氧化釓釓釓釓摻雜不同比例摻雜不同比例摻雜不同比例%銪摻雜不同比例 銪銪銪 Gd2O3：：Eu 的螢光表現與淬息：： 的螢光表現與淬息的螢光表現與淬息的螢光表現與淬息 試著去比較摻雜不同比例銪之氧化釓奈米粒子的螢光表現，以 PL 放光強度最高的波長 624 nm 來做比較，經過三次的量測取平均值 後可得到如圖3-27 的結果，發現摻雜 20%的螢光是最強的，而摻雜 40%反而下降，開始有螢光淬息的情形出現，摻雜 60%螢光淬息現象 更為明顯，但仍然比摻雜 5%來的亮。文獻53有指出摻雜 40% 後開 始出現螢光淬息，這與實驗的結果相比算是符合的，文獻53的解釋為 當摻雜的元素越多，摻雜元素彼此間的距離越近，則 excitation transfer rate 越快，使 non-radiactive decay（放熱之形式）的機率變高，而相 對 radiactive decay（放光之形式）的機率變低，因而產生 luminescence trap( or quenching )的現象出現。
圖 3-27 不同摻雜比例 Gd2O3：Eu 的螢光強度圖
5 20 40 60
intensity(a.u.)
Eu(%)
3-5 氧化
氧化 氧化 氧化釓
釓釓Gd釓 2O3、 、 、 、氧化 氧化 氧化 氧化釓
釓釓釓摻雜銪摻雜銪 摻雜銪 摻雜銪Gd
2O3： ： ： ：Eu與 與 與氧化 與 氧化 氧化釓 氧化
釓釓釓摻雜摻雜 摻雜 摻雜 銪修飾檸檬酸基
銪修飾檸檬酸基 銪修飾檸檬酸基
銪修飾檸檬酸基Gd
2O3： ：Eu-CA的 ： ： 的 的 的磁性質
磁性質磁性質磁性質（（（（SQUID））））分析分析分析分析 根據文獻45(a)指出，Gd2O3 為一具有順磁性質之材料，經由 SQUID 的分析，在不同溫度下（300K 和 5K）所測得之磁滯曲線如 圖 3-28 和圖 3-29 皆能得到順磁性的判定。摻雜銪之氧化釓Gd2O3：Eu 所測得之磁滯曲線和氧化釓Gd2O3非常相近，由此可推知摻雜並
不影響其磁性的表現。
相較之下，修飾檸檬酸基後之 Gd2O3：Eu 的飽和磁化率在 300K 下為 1.83emu/g，和 Gd2O3及 Gd2O3：Eu 約為 2.3 emu/g 比起來有下 降的趨勢；同樣從 5K 下也可以看到修飾檸檬酸基後之 Gd2O3：Eu 的 飽和磁化率會有下降的情形（Gd2O3及 Gd2O3：Eu 約為 63. 2emu/g，
Gd2O3：Eu-CA 為 60.75 emu/g），可以推知 Gd2O3：Eu 在表面 capping 上檸檬酸基後會對原來奈米粒子的磁性表現造成減弱的影響。
圖 3-28 Gd2O3、Gd2O3：Eu 和 Gd2O3：Eu-CA 300K 下 SQUID圖
圖 3-29 Gd2O3、Gd2O3：Eu 和 Gd2O3：Eu-CA 5K 下 SQUID圖
-60000 -40000 -20000 0 20000 40000 60000
-3
-60000 -40000 -20000 0 20000 40000 60000
-80
3-6 氧化
氧化 氧化 氧化釓摻雜銪修飾檸檬酸基以醯胺鍵和核酸適體結合
釓摻雜銪修飾檸檬酸基以醯胺鍵和核酸適體結合釓摻雜銪修飾檸檬酸基以醯胺鍵和核酸適體結合釓摻雜銪修飾檸檬酸基以醯胺鍵和核酸適體結合 Gd2O3： ：Eu-AP 合成與 ： ： 合成與 合成與 合成與鑑定 鑑定 鑑定 鑑定
3-6-1 氧化氧化氧化氧化釓摻雜銪修飾檸檬酸基以醯胺鍵和核酸適體結合釓摻雜銪修飾檸檬酸基以醯胺鍵和核酸適體結合釓摻雜銪修飾檸檬酸基以醯胺鍵和核酸適體結合釓摻雜銪修飾檸檬酸基以醯胺鍵和核酸適體結合Gd2O3：：：： Eu-AP
將離心後回溶於甲醇之 Gd2O3：Eu-CA 溶液抽乾成白色粉末固 體，秤取 10mg 溶於 1ml 的 PBS 中，以莫耳數一比一的方式分別加 入不同體積 1mM 的 EDC/NHS cross linker 與 100µM 的 aptamer，
如表 3-4 所示。EDC/NHS 加進含 Gd2O3：Eu-CA 的 PBS 溶液中，攪 拌一段時間使 EDC/NHS 可以充分活化 Gd2O3：Eu-CA 中的羧酸基
（-COOH），之後再加入修飾胺基的 aptamer ，以醯胺鍵（-CONH）
conjugate 的方式使 aptamer 與 Gd2O3：Eu-CA 結合形成 Gd2O3： Eu-AP。
接著在 4℃ 下以 1,3000 r.p.m.的轉速離心兩次以洗掉沒有
binding 上 Gd2O3：Eu-CA 的 aptamer，回溶於 PBS 中在 4℃ 下保存。
EDC/NHS ( 1mM ) µl aptamer ( 100µM ) µl
1 10
2 20
5 50
6 60
7 70
8 80
10 100
表 3-4 不同體積之 EDC/NHS 與 aptamer
3-6-2 氧化氧化氧化氧化釓釓釓釓摻雜銪修飾檸檬酸基以醯胺鍵和核酸適體結合摻雜銪修飾檸檬酸基以醯胺鍵和核酸適體結合摻雜銪修飾檸檬酸基以醯胺鍵和核酸適體結合Gd摻雜銪修飾檸檬酸基以醯胺鍵和核酸適體結合 2O3：：：： Eu-AP qPCR 分析分析分析分析
由於qPCR 所使用的螢光染劑SYBR Green 可嵌入DNA雙股螺 旋結構中而能產生螢光，用來標定與半定量DNA，而本實驗所選用 之NCL-T19 aptamer 為DNA 中篩選出之一段序列，故我們能透過 qPCR 的方式來間接證明核酸適體的確有和奈米材料結合。
取特定重量之 Gd2O3：Eu-CA 溶於 1ml 的PBS中，以莫耳數一 比一的方式加入 100μM 的 aptamer 與 1mM 的 EDC/NHS ，此時 便能根據加入不同量之 aptamer 來換算理論加入的 aptamer 濃度。
經過stir 與兩次的離心，將最後產物回溶於PBS中測量 qPCR。經過 內插法和 standard Ct- aptamer 條數 curve 的換算，我們可以得到實 際上經過qPCR 所測得之aptamer含量，而後將條數除以亞佛加厥常數
（6.02*1023）得到aptamer莫耳數，再除以進行 qPCR 時所用之體積1 μl 便能得到實際測得之aptamer濃度。
分別加入100μM 的 aptamer 10μl、20μl、50μl 、60μl、70 μl 、80μl 與100μl ，換算後之理論與實際測得之 aptamer 濃度如 表3-5所示，將理論估計之 aptamer 濃度與經由 qPCR 測試所得之 aptamer 濃度比較做圖，從圖3-30可以看到 qPCR 在 50μl 與 60μ l間差了一個 order，而加入 80μl 時達到最高值而飽和，再繼續加
至 100μl 濃度反而下降。
3-7 氧化
氧化 氧化 氧化釓
釓釓釓Gd2O3數據處理與分析的部分則是將儀器所測得的relaxation time
後與不同濃度之 Gd 做圖，便能從斜率中求得
relaxation time 做倒數 便能從斜率中求得 所計算出之 r1為 5.8875