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    利用定點突變4,5多巴-雙加氧酶探討其受質選擇性及動力學之影響
    (2022) 簡雯棋; Chien, Wen-Chi
    本研究主題就是在紫茉莉花中萃取的4,5-多巴雙加氧酶 (DOPA 4,5-dixoygenase, MjDOD)可催化左旋多巴 (Levodopa, L-DOPA),但對多巴胺 (Dopamine, DA)也會產生相似的催化,然後運用不同位點突變胺基酸得其突變體,分別針對左旋多巴以及多巴胺進行酵素催化反應使其產生兩種不同的甜菜黃素 (Betaxanthin),而這兩種不同的甜菜黃素在430 nm有最高吸收鋒,因此可以最終產物甜菜黃素在430 nm的吸收值與濃度作圖,再透過Michaelis–Menten equation得出最大反應速率 (Vmax) 和酵素親和力 (Km)。此外,4,5-多巴雙加氧酶中特定的氨基酸位置突變以改變對於基質的選擇性與活性,從中挑選出對於多巴胺或左旋多巴具有獨特專一性的4,5-多巴雙加氧酶突變體,分別有比起野生型對於L-DOPA更專一的F252Y突變體,還有對於DA有良好選擇性的雙點突變體N249D&F252Y。
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    開發以4,5-多巴雙加氧酶為基礎之全細胞生物感測器用於檢測二價銅離子及多巴胺
    (2020) 石家宜; Shih, Chia-I
    左旋多巴經由全細胞生成之4,5-多巴雙加氧酶能將其催化成甜菜醛胺酸,透過加入2-胺基對苯二甲酸 (2-AIPA) ,可進一步生成具有紅螢光的甜菜色素 (2-AIPA-BX)。本研究開發了一種簡單且經濟的方法,可大量合成甜菜色素用於二價銅離子檢測,在銅離子濃度為25~500 μM的範圍內,有隨著濃度提升而紅螢光下降的趨勢,呈現出良好的線性 (R = 0.99) 且最低偵測極限為21.92 μM,也成功將2-AIPA-BX應用於人工尿液樣品及紙基材上的檢測,以簡單、低樣品耗量、低成本且便攜式的設置進行二價銅離子的檢測。此外,本研究也經由4,5-多巴雙加氧酶上特定的胺基酸位置突變以改變其反應的選擇性,成功使其反應選擇性從左旋多巴變成多巴胺,證實此方法的可行性及未來發展性。
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    中孔洞複合材料應用於電化學與拉曼感測器
    (2020) 李宜蓁; Lee, Yi-Chen
    本研究以類史托伯方法 (Stöber method) 藉由沸石晶種與界面活性劑在40度下自組裝形成中孔洞沸石奈米粒子 (MZNs)。這種以沸石為組成的奈米粒子具有高結晶性所產生之微孔性質,同時具備耐高溫及水氣之性質。MZNs具有高比表面積 (SBET > 800 m2/g) 與大孔徑 (~5 nm)能同時作為硬模板,用於限制銀奈米粒子之生長能有效作為表面拉曼增強 (SERS) 的基材,將所合成的中孔洞奈米銀複合材料 (Ag@MZNs) 負載到晶片上製成簡易型SERS感測晶片,能夠有效進行10-1 M可多普洛菲 (Ketoprofen) 等濫用藥物之檢測。 本研究另一個材料為合成中孔洞氧化石墨烯奈米粒子 (MGNs),此材料負載於高比表面積 (SBET > 800 m2/g) 之MZNs上,經由高溫乙烯處理石墨烯化,表面沉積類氧化石墨烯 (GO) 使其具有半導體特性,可浸塗於網印碳電極 (SPCE) 上進行電化學感測10 mM易氧化之人體精神分子,成為多巴胺電化學檢測時的理想選擇,透過修飾MGNs增強電極的靈敏度,讓MGNs@SPCE能有效應用於檢測微量多巴胺。
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    以酪氨酸酶、殼聚醣、氧化還原石墨烯製備高靈敏度和選擇性的網印印刷碳電極用於多巴胺檢測
    (2018) 柳承佑; Liu, Cheng-You
    多巴胺是人體中重要的神經傳遞物質,其對於帕金森氏症、阿茲海默症皆有重大的影響。在實驗中以酪胺酸酶 (tyrosinase)、殼聚醣 (chitosan)、氧化還原石墨烯 (reduced graphite oxide,rGO) 修飾於網印印刷碳電極 (Screen-printed carbon electrode,SPCE) 作為電化學生物感測器,用於多巴胺的檢測。並且針對抗壞血酸以及尿酸,這類在生物體內常見的干擾物,可以避免此感測器不被干擾而影響偵測誤判。利用循環伏安法測量證明了,所提出的電化學感測器的高靈敏度和選擇性,偵測極限為22 nM,並且與先前文獻相比,有較廣的線性範圍為0.4-8 μM和40-500 μM。此外,所提出的電極被應用於健康人體的尿液樣品時,取得了令人滿意的準確率,表示其適用於生理樣品中多巴胺的分析。
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    開發大腸桿菌之雙訊號多巴胺全細胞生物感測器
    (2017) 林于寬; Lin, Yu-Kuan
    多巴胺為一兒茶酚胺類之神經傳導物質且在人體中扮演著不可或缺的角色,而不正常的多巴胺濃度會導致一些疾病的產生,如:帕金森氏症以及亨丁頓舞蹈症。因此檢測多巴胺是一門很重要的課題。我們設計了一組感測多巴胺之大腸桿菌全細胞生物感測器,運用大腸桿菌中單胺類調控組作為感測機制,並以紅色螢光蛋白作為訊號來源,針對多巴胺濃度能夠有良好的相關係數以及偵測極限 (1.43M),且將紅色螢光蛋白置換為紫茉莉之4,5-多巴雙加氧酶 (MjDOD),4,5-多巴雙加氧酶能將左旋多巴轉換為甜菜醛胺酸 (具有432nm特徵吸收峰,為甜菜黃色素之前驅物),推測多巴胺也能透過4,5-多巴雙加氧酶催化而形成同樣具有432nm特徵吸收峰的6-去羧基甜菜醛胺酸,置換4,5-多巴雙加氧酶後在偵測多巴胺以及左旋多巴時,同時具有相當不錯的相關係數以及偵測極限,也經由酵素的置換,我們成功地消除了苯乙胺以及苯乙醛的干擾。最後我們結合紅色螢光蛋白以及4,5-多巴雙加氧酶,設計出足以區分苯乙胺、多巴胺、左旋多巴以及腎上腺素等四種類似物,透過偵測紅色螢光以及432nm特徵吸收峰,這四種類似物的訊號消長不盡相同,因此可以製作其特徵訊號圖譜。此生物感測器有著相當不錯的偵測極限以及區分多巴胺類似物的特性,在未來偵測與多巴胺相關的疾病能夠更加精準且有效。
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    毛細管電泳-不均勻電場效應輔助線上掃集法/紫光LED誘導螢光偵測法對尿液中多巴胺及正腎上腺素之分析研究
    (2005) 李晏誠; Yen-Cheng Li
    毛細管電泳-不均勻電場效應輔助線上掃集法第一次被提出並且與一般的掃集法在靈敏度上以及分離效果作比較。本實驗選擇的分析物是經由NDA (naphthalene-2,3-dicarboxaldehyde) 螢光標識試劑衍生後的多巴胺以及正腎上腺素。在使用一般的掃集法技術下,當毛細管的進樣長度為30 cm (大約佔毛細管總長的1/3) 時,此時的分離度僅有1.5;然而當使用不均勻電場效應輔助線上掃集法時,分離度可以很明顯的增加到9.2。另外在偵測靈敏度上,以紫光/發光二極體 (發光功率大約2mW) 為螢光激發光源時,對於多巴胺衍生物其偵測極限大約是10-9 M,與使用一般的掃集法的偵測極限相近,因為此時的進樣量是相同的。除此之外,這個技術對於偵測尿液中低濃度的多巴胺也提供了足夠的靈敏度以及分離效果。