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研究生：	陳毓菁 Yu-Ching,Chen
論文名稱：	製備功能性磁性奈米材料及其在DNA與RNA分離純化上的應用 Preparation and Application of Functional Superparamagnetic Nanoparticles in the Purification of DNA and RNA
指導教授：	陳家俊 Chen, Chia-Chun
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	化學系 Department of Chemistry
論文出版年：	2010
畢業學年度：	98
語文別：	中文
論文頁數：	94
中文關鍵詞：	超順磁性、四氧化三鐵、核酸吸附、核酸脫附
論文種類：	學術論文
相關次數：	點閱：76 下載：0
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本文實驗利用製備具有功能性磁性奈米材料，以及分離純化所使用分解溶液、洗滌溶液以及析出溶液，利用磁性材料與溶液的搭配使用，發展出一套高效率自動化核酸純化試劑，應用於人類血液、組織以及細胞中，從中萃取純化DNA與RNA。首先我們先合出具有超順磁性的水相四氧化三鐵，並且利用十八烯酸(Oleic Acid)修飾，讓奈米粒子能夠均勻分散在溶液中，提升純化效率；接著再製備純化試劑，首先配置具有分解細胞效果的分解溶液，讓DNA與RNA可以裸露出來，由於磁性奈米粒子的表面是帶有負電荷，因此利用分解溶液中的Guanidine thiocyante 作為架橋，幫助DNA和RNA與磁珠結合，之後配置洗滌溶液，目的是為了將吸附在磁珠上的蛋白質及不純物質，藉由洗滌的步驟，將不純物質去除，最後利用析出溶液的配製，以pH值調控的方式將吸附於磁珠上的DNA或RNA脫附下來。這套自動化的設備，在施以外加磁場的情況下，不需要離心的動作即可在數十分鐘內完成多組血液樣品、組織以及細胞中DNA與RNA的純化過程，除了能夠在醫療的診斷上節省時間，也能夠節省人力資源，最後希望這套自動化純化核酸試劑，廣泛應用於疾病的檢測、親子鑑定、標靶治療上。

In this work, we described a simple and convenient process for the separation of deoxyribonucleic acid(DNA) and ribonucleic acid(RNA) with functionalized oleic acid-coated magnetic nanoparticles. First, the magnetic particles of iron oxide(Fe3O4) were coated with oleic acid to enhance the adsorptive capcity of DNA and RNA. Second, The nanoparticles were characterized by transmission electron microscopy, fourier transformation infrared spectroscopy, X-ray diffraction, supercunducting quantum interference device. We also prepared solution Kits such as Blood DNA Auto Kit, Tissue DNA Auto Kit, Blood RNA Auto Kit and Cell RNA Auto Kit. The Kits include Lysis buffer, Wash buffer and Elution buffer. The Blood DNA Auto Kit and the Tissue DNA Auto Kit have been used in the separation of DNA from human blood and human tissue, respectively. The Blood RNA Auto Kit and the Cell RNA Auto Kit have been individually used in the separation of RNA from human blood and Mammalian cells. Furthermore, we analyzed the purified productions of DNA and RNA with gel electrophoresis, micro-volume Uv-vis spectrophotometer and polymerase chain reaction. Finally, the results indicate that the magnetic separation can be applied for clinical diagnoses.

總目錄    I
圖目錄    VII
表目錄    X
中文摘要    XI
英文摘要    XII
第一章 緒論    1
　1-1奈米科學    1
　1-2磁性奈米粒子    5
　1-2-1 磁性分類    5
　1-2-2磁滯曲線(hysteresis curve)     6
　1-3磁性奈米粒子在生物醫學的應用    10
　1-4 去氧核糖核酸與核糖核酸簡介    14
　1-4-1去氧核糖核酸    14
　1-4-2核糖核酸    17
　1-5傳統方式純化DNA與RNA    19
　1-6 聚合酵素鏈鎖反應    21
　1-7磁性奈米材料於DNA純化的應用    24
　1-8超順磁氧化鐵奈米粒子的介紹與製備方式    30
第二章 實驗    34
2-1研究動機與目的    34
2-2製備功能性四氧化三鐵奈米粒子(Fe3O4@OA)    36
  2-2-1實驗藥品    36
  2-2-2 實驗儀器    37
  2-2-3 實驗步驟    38
  2-3 DNA分離純化之緩衝溶液    39
    2-3-1配製流程    39
2-4 功能性十八烯酸包覆四氧化三鐵奈米粒子分離純化血液中DNA     40
2-4-1 實驗藥品    40
    2-4-2 實驗儀器    40
2-4-3 實驗步驟    40
2-5 功能性十八烯酸包覆四氧化三鐵奈米粒子分離純化大腸組織中DNA   43
    2-5-1 實驗藥品    43
    2-5-2 實驗儀器    43
    2-5-3 實驗步驟    44
2-6 RNA與功能性十八烯酸包覆四氧化三鐵奈米粒子    46
    2-6-1 實驗藥品    46
    2-6-2 實驗儀器    46
    2-6-3 實驗步驟    46
2-7聚合酵素鏈鎖反應(PCR)     50
    2-7-1血液純化DNA之PCR    50
          2-7-1-1 實驗藥品    50
          2-7-1-2 實驗儀器    51
          2-7-1-3實驗步驟    52
     2-7-2大腸組織純化DNA之PCR    53
         2-7-2-1實驗藥品    53
         2-7-2-2實驗儀器    53
         2-7-2-3實驗步驟    54
     2-7-3血液純化RNA之cDNA製備與PCR分析    56
         2-7-3-1實驗藥品    56
         2-7-3-2實驗儀器    57
         2-7-2-3實驗步驟    57
2-8 DNA與RNA之電泳分析    60
     2-8-1 實驗藥品    60
     2-8-2 實驗儀器    60
     2-8-3 實驗步驟    61
第三章 結果與討論    62
3-1 Fe3O4@OA磁性奈米粒子TEM分析    62
3-2 Fe3O4@OA 磁性奈米粒子之XRD分析    65
3-3　Fe3O4@OA 磁性奈米粒子的 FT-IR光譜分析    66
3-4　Fe3O4@OA 磁性奈米粒子的SQUID分析    67
3-5　Fe3O4　@OA 磁性奈米粒子的 Zeta Potential 分析    68
3-6  Fe3O4　@OA 磁性奈米粒子的細胞毒性測試    70
3-7 利用磁性奈米複合材料自動化分離血液中DNA    72
    3-7-1 Fe3O4@OA 磁性奈米粒子純化分離血液中DNA    72
    3-7-2 Fe3O4@OA 純化分離血液中 DNA之膠體電泳分析    74
    3-7-3 Fe3O4@OA 純化血液中 DNA之PCR分析    75
3-8 利用磁性奈米複合材料自動化分離大腸組織中DNA    77
    3-8-1 Fe3O4@OA 磁性奈米粒子純化分離人類大腸組織中DNA    77
    3-8-2 Fe3O4@OA 純化大腸組織中 DNA進行PCR與定序分析    79
3-9 利用磁性奈米複合材料自動化分離乳癌細胞與血液中RNA    82
    3-9-1 Fe3O4@OA 磁性奈米粒子純化分離人類乳癌細胞中RNA    82
    3-9-2 Fe3O4@OA 磁性奈米粒子純化分離人類血液中RNA    84
     3-9-3 Fe3O4@OA 純化血液中 RNA進行PCR與定序分析    85
第四章 結論   89
未來展望    90
參考文獻    91
                                

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