上一章已介紹過，我們選擇胰島素金奈米粒子(IGNCs)作為研究樣本，原因是 因為有文獻指出，蛋白質螢光金奈米粒子比起一般螢光染劑，有較少的光漂白，
且由於螢光生命期長，因此根據 Eq. (1.3)可預測 IGNCs 應該會有較小的飽和強度 Is. 本章則會更進一步介紹 IGNCs 的性質、生物功能及其合成方式。
3.1 Introduction to Insulin-Gold Nanoclusters (IGNCs)
IGNCs 基本上是一種新開發出的、會發光的胰島素。它的核心是一個大約 1 nm 大小的金奈米粒子而周圍接上胰島素分子，因此 IGNC 的整體大小大約為 2-3 nm, 如 Fig. 3.1 所示：
Fig. 3.1 左圖中會發紅色螢光之粒子為 IGNCs. 若被胰島素降解酵素
(insulin-degrading enzyme)吃掉胰島素，則 IGNCs 將失去發螢光能力。右圖為高解 析穿透式電子顯微鏡(high-resolution transmission electron microscopy, HRTEM)所取
得之影像
而由 IGNCs 的吸收光譜及放射光譜(Fig. 3.2)可知，其 Stokes shift 很大(吸收光譜峰 值與放光光譜峰值距離遠)，因此若用它來作為螢光顯微技術的標定物，要將激發
光與螢光訊號分開，將會更加容易。
Fig. 3.2 IGNCs 的吸收光譜及放光光譜
此外，目前已有研究指出，被合成出的 IGNCs, 於 Wistar 小鼠(rats)體內所具有的 生物功能，與商用胰島素 Humulin R 相同，依然具有降血糖的能力[16]。而由於胰 島素與許多疾病息息相關，例如：糖尿病、阿茲海默症、肥胖、老化、…等，因 此 IGNCs 這種會發光的胰島素，預計將用來做與這些疾病相關的生物醫學研究。
此外，與光穩定性超高的螢光標定物，例如：nitrogen vacancies in diamond [15], 或 是與其它半導體量子點(quantum dots)相比，IGNCs 因其體積小且金核與胰島素對 生物無毒性，因此擁有更優異的生物相容性，較不會影響被標定物原本所具有的 生物活動[16]。考慮了 IGNCs 的穩定螢光及其生物相容性，我們認為將 IGNCs 搭 配超解析遠場螢光顯微技術，受激放射耗乏顯微術，將會是個非常棒的組合，預 期將能於生醫研究上提供更多應用與可能性。
胰島素金奈米粒 子(IGNCs)
半導體量子點 (Semiconductor quantum dots, QDs)
可逆可光切換之 強綠色螢光蛋白 (Reversibly switchable enhanced green fluorescent protein, rsEGFP) 低毒性
3.2 Specimen Preparation
將胰島素(insulin)與 HAuCl4加入至 Na3PO4緩衝溶液並持續攪拌，會發螢光之 IGNCs 可被合成出來。但此時溶液中包含其它產物，因此必須經過純化。此樣本 已透過離心分離的方式達到純化，以提供後續使用。本實驗中，我們的顯微鏡樣 本是藉由將 IGNCs 溶液以滴管吸取，滴至載玻片上，並覆上蓋玻片，等 IGNCs 乾 燥而製成，如 Fig. 3.3 所示。
因 IGNCs 粒子形狀接近球形，因此在乾涸過程中，還會出現咖啡漬圈環效應(coffee ring effect), 如 Fig 3.4 所示，亦即會有許多 IGNCs 聚集在邊緣。因此在實驗中尋找 樣本時，我們尋找了 IGNCs 較多、螢光較明顯的邊緣來進行實驗。
drying
咖啡漬圈環
Fig. 3.3 樣本準備方法
Fig. 3.4 咖啡漬圈環效應(coffee ring effect) [23]