簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 鄭文媛
Jheng, Wun-Yuan
論文名稱: 奈米金局部修飾原子力顯微鏡探針技術應用於單分子檢測
Electric-Field-Assisted Transport of Nanogolds on a Localized-AFM-Tip for Single-Biomolecule Detection
指導教授: 曾繁根
Tseng, Fan-Gang
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 原子科學院 - 工程與系統科學系
Department of Engineering and System Science
論文出版年: 2009
畢業學年度: 97
語文別: 中文
論文頁數: 65
中文關鍵詞: 原子力顯微鏡奈米金電場單分子檢測修飾
外文關鍵詞: Atomic Force Microscopy, nanogold, electric field, single molecule detection, modify
相關次數: 點閱:2下載:0
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報
  • 摘要
    原子力顯微鏡在科學上的應用並不只侷限於奈米尺度表面影像的量測,更廣為應用於探索奈米尺度下,生物力學的量測,對研究生物間交互作用有直接的助益。而原子力顯微鏡探針的奈米加工則是利用AFM探針與樣品間的交互作用,改變樣品表面,也同時改變探針尖端的形貌。但由於修飾方法之限制,過去利用原子力顯微鏡研究生物分子多為修飾群體分子於探針上,得到群集反應結果,再藉由統計分析的方式推測單一生物分子的行為表現。
    本實驗藉由電場修飾非常微量的金於原子力顯微鏡探針上,再將修飾過的探針經由化學修飾接上蛋白質。由於金的量非常少(假設金球被蒸鍍在探針上為一層單層原子厚度金膜,其面積約為5nm2),利用空間之侷限,極有可能接上大小為10∼15奈米的單一蛋白質。之後,利用全內反射式螢光顯微鏡觀測修飾於蛋白質上的螢光。藉由螢光強度對時間的關係圖,可以得知在全內反射式螢光顯微鏡下的螢光個數。
    本研究提出一個修飾探針的新方式,並且可以精準控制修飾於探針的奈米金金數量,並且成功將這個技術延伸至單分子蛋白質檢測。


    目錄 摘要 Ⅱ Abstract Ⅲ 致謝 Ⅳ 目錄 Ⅴ 圖目錄 Ⅷ 第一章 緒論 1 1.1 前言 1 1.2 研究目的 2 第二章 文獻回顧 3 2.1 非場蒸鍍方式修飾探針表面 3 2.1.1 黏膠修飾法 3 2.1.2 化學方式修飾探針表面 6 2.2 穿隧式掃描顯微鏡/原子力顯微鏡的場蒸鍍機制 9 2.3 螢光的光漂白機制 17 第三章 實驗原理及方法 18 3.1 儀器介紹及原理 18 3.1.1 原子力顯微鏡原理 18 3.1.2 原子力顯微鏡機台介紹 21 3.1.3 原子力顯微鏡操作模式介紹 23 3.1.4 原子力顯微鏡表面成像原理 25 3.1.5 全內反射式螢光顯微鏡機台介紹 27 3.2 實驗流程 28 3.2.1儀器設備 28 3.2.2溶液及試片製備 30 3.2 實驗步驟 31 第四章 實驗結果與討論 34 4.1 樣品表面為金膜 34 4.2 樣品表面散佈1.8奈米金球 35 4.2.1 限流電阻加入系統 35 4.2.2 示波器量測結果 36 4.2.3 在工作電壓範圍內進行1.8奈米金球實驗 39 4.2.4 機制理論 45 4.2.5 能量估算 46 4.2.6 更換探針材質為矽 48 4.3 修飾奈米金之探針應用於quantum dot檢測 52 4.4 修飾奈米金之探針應用於V-PPase檢測 55 第五章 結論 59 第六章 未來工作 62 參考文獻 63

    參考文獻
    【1】 黃英碩 『生根在中研院物理所的掃描探針顯微術』, 科儀新知
    【2】 A. D. William, J.S. Tim, and M. P. Richard ”Direct measurement of colloidal force using an atomic force microscopy”, Nature, vol.353, Sep 1991, pp.239-241
    【3】 Quy K. Ong, and Igor Sokolov “Attachment of nanoparticles to AFM tips for direct measurements of interaction between a single nanoparticle and surfaces”, Journal of Colloid and Interface Science, vol.310, 2007,
    pp. 385-390
    【4】 Ican U. Vakarelski, and Ko Higashitani “Single-Nanoparticle-Terminated tips for scanning microscopy ”, Langmuir, vol.22, 2006, pp. 2391-2394
    【5】 H. J. Mamin, P. H. Guethner, and D. Rugar “Atomic emission from a gold scnning-tunneling-microscope tip”, Physical Review Letters, vol.65, Nov 5, 1990, pp.2418-2421
    【6】 Daisuke Fujita, Qidu Jiang, and Hitoshi Nejoi “Fabrication of gold nanostructures on a vicinal Si(111) 7×7 surface using ultrahigh
    vacuum scanning tunneling microscope and a gold-coated tungsten tip” , Microelectronic and Nanometer Structures, vol.14, Nov 1996, pp.3413-3419
    【7】 Kang-Ho Park, Jeongyong Kim, Jeong Sook Ha, and Ki-Bong Song “Field emission induced fabrication of nanostructures on Au thin films using non-contact mode atomic force microscope”, Microelectronics and Nanometer Structures, vol.21, Jul 2003, pp.1357-1360
    【8】 M.E. Pumarol, Y. Miyahara, R. Gagnon, and P Grutter “Controlled deposition of gold nanodots using non-contact atomic force microscopy”, Nanotechnology, vol.16 , 2005 , pp.1083-1088
    【9】 Liming Ying, and X. Sunney Xie ” Fluorescence Spectroscopy, Exciton Dynamics, and Photochemistry of Single Allophycocyanin Trimers”, Journal of Physical Chemistry B., vol.102, 1998, pp. 10399-10409
    【10】 VeecoDI MultiMode SPM Manual
    【11】 JPK instrument The Nano Wizard Handbook
    【12】 S. Belaidi, P. Girard, and G. Levque ”Electrostatic forces acting on the tip in atomic force microscopy: Modelization and comparion with analytic expresions”, Jurnal of Applied Phsics, vol.81, Feb 2007, pp.1023-1030
    【13】 Digital Instruments Handbook
    【14】 J. Kim, K. I.-B. Song, S. Q. Lee, E. U. N. K-. Kim S.-E. U. L. Choi, Y. Lee, and K. H-. O. Park “Near-field imaging of surface plasmon on gold nano-dots fabricated by scanning probe lithography”, Journal of Microscopy, vol. 209, Mar 2003, pp.236-240
    【15】 黃英碩『掃描探針顯微術的原理及應用』, 科儀新知
    【16】 R. E. Thomson and John Moreland “Development of highly conductive cantilevers for atomic force microscopy point contact measurements”, Journal of Vacuum Science Technology B., May 1995, pp.1123-1125
    【17】 Vincent B. Engelkes, Jeremy M. Bebee, and C. Daniel Frisbie “Length-Dependent transport in molecular junctions based on SAMs of alkanethiols and Alkandithiols : effect of metal work function and applied bias on tunneling efficiency and contact resistance”, J. AM. CHEM. SOC, vol. 126, no. 43, 2004, pp.14288-14296
    【18】 L. Nilsson, O. Groening, O. Kuettel, P. Groening, and L.Schlapbach ”Microscopic Characterization of electron field emission”, Journal of Vacuum Science Technology B., Jan 2002, pp.326-337
    【19】 D. Erts, A. Lohmas, R. Lohmas, H. Olin, A. V. Pokropivny, L. Ryen, and K. Svensson “Force interactions and ahhesions of gold contacts using a combined atomic force Microscope and transmittion electron microscope”, Applied Surface Science, Sep 2001, vol.188, pp.460-466
    【20】 C. Eggeling, J. Widengren, R. Rigler, and C. A. M. Seidel ” Photobleaching of Fluorescent Dyes under Conditions Used for
    Single-Molecule Detection: Evidence of Two-Step Photolysis ”, Analytical Chemistry, vol.70, 1998, pp.2651-2659
    【21】 Matthew P. Gordon, Taekjip Ha, and Paul R. Selvin” Single-molecule high-resolution imaging with photobleaching”, BioPhysics, vol.101, 2004, pp.6462-6465
    【22】 B.jayant Baliga , power semiconductor devices, p.167

    無法下載圖示 全文公開日期 本全文未授權公開 (校內網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)

    QR CODE