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研究生: 史薏琪
Yi-chi Shih
論文名稱: 利用均相酵素免疫分析法研發5-羥色氨酸感測技術
The Development of Homogeneous Enzyme Immunoassay Technology for 5-Hydroxytryptophan Detection
指導教授: 曾婷芝
Tina T.-C. Tseng
口試委員: 何明樺
Ming-hua Ho
鮑致寧
Chih-ning Pao
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 化學工程系
Department of Chemical Engineering
論文出版年: 2014
畢業學年度: 102
語文別: 中文
論文頁數: 75
中文關鍵詞: 均相免疫分析葡萄糖-6-磷酸脫氫酶5-羥色氨酸5-羥色氨血清素
外文關鍵詞: homogeneous enzyme immunoassay, glucose-6-phosphate dehydrogenase, 5-hydroxytryptophan, 5-hydroxytryptamine, serotonin
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  • 本研究方法以發展低成本、操作便利、省時的均相酵素免疫分析技術(homogenous enzyme immunoassay, EIA)為研究目標,有別以往的非均相酵素免疫分析(heterogeneous enzyme immunoassay)方法,需要繁複耗時的操作程序、昂貴的偵測儀器系統,或是使用不安全且危險性高的化學試劑;本研究使用葡萄糖-6-磷酸脫氫(glucose-6-phosphate dehydrogenase , G6PDH)作為均相酵素免疫分析法的報告酵(reporter enzyme),其因抗體誘發造成活性改變的特性,使之被應用在 5-羥色氨酸的標記,5-羥色氨酸為血清素的前驅物,在人體中為影響神經傳導與腦功能的重要物質;利用均相免疫分析的原理,不須額外的分離程序,即可使用簡易的紫外光、可見光光譜儀,於數分鐘內偵測奈米濃度範圍的 5-羥色氨酸。在研究中,一開始我們會先進 5-羥色氨酸與報告酵素的生物交聯,並利用蛋白質電泳與西方墨點法來確定生物交聯的結果,再進一步探討最佳化的實驗條件,以不同參數來進行酵素的修飾(包括改變 5-羥色氨酸抗原與交聯劑的反應活化時間,以及與酵素生物交聯的反應時間與濃度等),並探討酵素活性抑制率與最佳化實驗參數的關係,從中獲得最高之酵素活性抑制的結果。


    The goal of this study is to develop a less expensive, more convenient, less time-consuming homogenous enzyme immunoassay. Compare to the traditional heterogeneous enzyme immunoassay which requires tedious and time-consuming procedures, expensive detection systems, or involving hazardous chemicals, homogeneous enzyme immunoassay technology utilizes a reporter enzyme, such as glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PDH), which has the characteristics of antibody-induced inhibition and the enzyme will be used as the label of 5-hydroxytryptophan (5-HTP) which is the precursor of serotonin (5-hydroxytryptamine, 5-HT) and plays an important role in neurotransmission and the brain function. Based on the principle of homogeneous enzyme immunoassay, no additional separation process is required during the immunoassay process. The assay signal can be detected using a regular spectrophotometer and the concentration of 5-HTP at nanomolar levels can be detected in a few minutes. In this study, we will first start using protein electrophoresis and Western blot to determine the results of bioconjugation cross-linking and then we will optimize the experimental conditions, such as the activation time for modifying the carboxyl groups of 5-HTP and regent concentrations or the reaction time during the bioconjugation process, finally obtain maximum inhibition of enzyme activity results.

    研究動機 中文摘要 ABSTRACT 誌謝 目錄 圖目錄 表目錄 第一章、 緒論 1.1、 生物感測原理簡介 1.2、 免疫分析技術簡介與原理 1.3、 免疫分析法文獻探討 1.3.1、 放射免疫分析法 1.3.2、 酵素連結免疫吸附法 1.3.3、 均相酵素免疫分析法 第二章、均相酵素免疫分析法之5-羥色氨酸感測技術製備 2.1、 酵素的特性及報告酵素的選擇 2.1.1、酵素的特性與簡介 2.1.2、報告酵素的特性與選擇 2.2、血清素與5-羥色氨酸待測物之簡介及其與現代疾的關係 2.3、均相酵素免疫分析法之製備:5-羥色氨酸流程與分析概要 2.3.1、5-羥色氨酸的活化流程 2.3.2、已活化之5-羥色氨酸與報告酵素的生物交聯流程 2.3.3、生物交聯反應後之蛋白質分離程序 2.3.4、生物交聯結果之測定與分析方法 2.3.4(a)、蛋白質電泳技術之簡介與原理 2.3.4(b)、西方墨點法之簡介與原理 2.3.5、均相酵素免疫分析法之光譜測定分析 第三章、 實驗方法 3.1、 實驗設備 3.2、 實驗藥品與耗材 3.3、 實驗方法 3.3.1、均相酵素免疫分析法之藥品配製 3.3.2、蛋白質電泳與西方墨點法之藥品配製 3.3.3、5-羥色氨酸抗原(5-hydroxytryptophan,簡稱5-HTP)活化的製備流程 3.3.4、已活化的抗原與酵素生物交聯的製備流程 3.3.5、蛋白質分離程序:凝膠層析法與離心過濾 3.3.6、紫外光/可見光光譜儀(JASCO,V-630)使用前之設定 3.3.7、以紫外光/可見光光譜儀測量交聯後酵素之活性與抑制率 3.3.8、蛋白質電泳操作流程 3.3.9、西方墨點法操作流程 第四章、 結果與討論 4.1、進行酵素抑制最佳化的實驗參數測定 4.1.1第一組:反應參數為活化時間1 hr、交聯時間40 min,與加入已活化5-羥色氨酸總濃度1.460 mM (加入次數10次)之實驗結果與分析………………………………………… 4.1.2第二組:反應參數為活化時間1 hr、交聯時間40 min,與加入已活化5-羥色氨酸總濃度1.402 mM (加入次數9次)之實驗結果與分析 4.1.3第三組:反應參數為活化時間1 hr、交聯時間40 min,與加入已活化5-羥色氨酸總濃度1.266 mM (加入次數8次) 之實驗結果與分析 4.1.4第四組:反應參數為活化時間1 hr、交聯時間40 min,與加入已活化5-羥色氨酸總濃度 1.266 mM (加入次數8次) 之實驗結果與分析 4.1.5第五組:反應參數為活化時間1 hr、交聯時間40 min,與加入已活化5-羥色氨酸總濃度 0.980 mM (加入次數6次) 之實驗結果與分析 4.1.6第六組:反應參數為活化時間1 hr 30 min、交聯時間40 min,與加入已活化5-羥色氨酸總濃度 1.266 mM (加入次數8次)之實驗結果與分析 4.1.7第七組:反應參數為活化時間1 hr、交聯時間1 hr,與加入已活化5-羥色氨酸總濃度 1.266 mM (加入次數8次) 之實驗結果與分析 4.1.8第八組:反應參數為活化時間30 min、交聯時間40 min,與加入已活化5-羥色氨酸總濃度1.266 mM (加入次數8次) 之實驗結果與分析 4.2、酵素抑制最佳化的實驗參數結果與討論 4.3、利用蛋白質電泳技術與西方墨點法進行生物交聯結果之確認 4.3.1、第一組蛋白質電泳與西方墨點法結果與分析 4.3.2、第二組蛋白質電泳與西方墨點法結果與分析 4.3.3、第三組蛋白質電泳與西方墨點法結果與分析 4.3.4、第四組蛋白質電泳與西方墨點法結果與分析 4.4、利用蛋白質電泳與西方墨點法分析與討論生物交聯實驗的結果 結論 參考文獻 附錄 附錄A: 相關實驗需注意細節 附錄B: 相關儀器使用需注意細節 附錄C: 葡萄糖-6-磷酸脫氫酶 2860 unit/mL詳細配製與分裝方法 附錄D: 5-色氨酸一次抗體詳細配製與分裝方法 附錄E: 蛋白質分離程序之凝膠層析法與離心過濾法詳 細操作步驟 附錄F: 進行蛋白質電泳與西方墨點時法常見的問題(Troubleshooting) 附錄G: 耗材與藥品廠商資訊

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