在生醫感測領域中,檢測deoxyribonucleic acid (DNA)的方式主要有兩種,
第一種為利用正負電相吸第二種為共價鍵鍵結。以第一種方式為例,當修飾上
其結構為 O=C-C-C-C-C=O,APTES 末端 NH2會攻擊 Glutaraldehyde 的 O=C 鍵,
形成 C-N-C 鍵,APTES 和 Glutaraldehyde 相接,欲修飾的 probe DNA 末端帶有 NH2故可和 Glutaraldehyde 另一端 C=O 相接,形成 C-N-C 鍵使得 DNA 可修飾於 APTES 上,最後再將 target DNA 利用氫鍵和 probe DNA 互補相接。
實驗先利用 2-3-1 節修飾上 MPEG-sil,再利用旋轉塗佈機將光阻 FH-6400 塗佈在修飾好的晶片;圖 3-3-1 (a),接著利用接觸式印像機,使用和 3-2 節相同 的紫外光波長與強度並定義圖案,圖案為方塊陣列其大小為 10 µm、20 µm,利 用顯影液 FHD 5 將未曝光光阻去除,最後利用去離子水定影;圖 3-3-1 (b),利用 氧電漿(O2 Plasma)將曝光顯影定義方塊陣列中 MPEG-sil 去除,功率和時間與 3-3 節相同,接著用丙酮將光阻去除;圖 3-3-1 (c)所示,之後按照 2-4-1 修飾上 APTES;圖 3-3-1 (d)所示,再按照 2-4-3 節修飾上 Glutaraldehyde;圖 3-3-1 (e)所 示,之後按照 2-4-3 節修飾上 probe DNA,其序列為 5’-AAA AAA AAA ACG TGA CAT CAT GCA TG-3’;圖 3-3-1 (f)所示,最後再修飾上互補之 target DNA,其序 列為5’-AAA AAA AAA ACA TGC ATG ATG TCA CG-3’;圖 3-3-1 (g)所示。
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圖 3-3-1、不同自組裝單分子層選擇性修飾 DNA 流程 (a) 修飾上 MPEG-sil 並塗 佈光阻 (b) 曝光顯影定義圖案 (c) 氧電漿去除未被光阻保護之 MPEG-sil (d) 修 飾 APTES (e) 修飾 Glutaraldehyde (e) 修飾 probe DNA (f) 修飾 target DNA。
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圖 3-3-2,為按照上述步驟完成選擇性修飾完帶有螢光之 DNA 螢光顯微鏡 圖。圖 3-3-2 (a)為放大 100 倍的方塊陣列大小為 10 µm,圖中紅色螢光區域為經 由曝光顯影以及氧電漿去除 MPEG-sil 後沉積 APTES 修飾上 DNA 的結果其餘部 分則是 MPEG-sil,由螢光圖可得知 DNA 只會修飾在 APTES 的方塊陣列中,其 餘部分則無 DNA 螢光表現,證實的確可以選擇性修飾 DNA;圖 3-3-2 (b)為放大 1000 倍結果,由圖可得知 DNA 可經由固定化修飾均勻地修飾在欲定義圖案之 處;圖 3-3-2 (c)為放大 100 倍的方塊陣列大小為 20 µm;圖 3-3-2 (d)為放大 1000 倍結果,DNA 螢光表現在所定義圖案之處相當均勻。
圖 3-3-2、不同自組裝單分子層選擇性修飾帶有螢光之 DNA 方塊陣列圖 (a) 方 塊陣列大小 10 µm,放大 100 倍 (b) 方塊陣列大小 10 µm,放大 1000 倍 (c) 方
塊陣列大小 20 µm,放大 100 倍 (d) 方塊陣列大小 20 µm,放大 1000 倍。
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基於上述基礎,將實驗設計若修飾上未互補序列 DNA,觀察其螢光表現。
按照 3-3 節方式修飾至序列為 5’-AAA AAA AAA ACG TGA CAT CAT GCA TG-3’probe DNA,再修飾未配對之 target DNA 其序列為 5’-AAA AAA AAA AAC TGG TAT GCG AAT CC-3’,末端為 Alex 488 故帶綠色螢光。
圖 3-3-3,為按照上述步驟完成選擇性修飾完帶有螢光之 DNA 螢光顯微鏡 圖。圖 3-3-3 (a)為放大 100 倍的方塊陣列大小為 10 µm,未配對修飾結果,圖中 幾乎沒有螢光表現;圖 3-3-3 (b)為將亮度對比調高之結果,由圖可知雖有些許螢 光,但量已非常稀少,故可以確定這樣的修飾步驟具有選擇性,只可將有配對的 DNA 修飾於晶片,對於生醫感測研究是非常重要。
圖 3-3-3、未配對修飾帶有螢光之 DNA 方塊陣列圖 (a) 方塊陣列大小 10 µm,放 大 100 倍 (b) 提高亮度對比後的螢光圖。
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