核奈米粒子的制备与性质-东海大学化学工程与材料工程学系.doc

發展可供感染性生物材料快速檢測之拉曼指紋圖譜技術 研究生：張嘉紋 指導老師：林其昌 摘要--本研究希望能夠發展一種快篩工具－「微生物拉曼光譜指紋技術」，在快速及微量樣本之檢測限制原則下，協助醫師於第一時間掌握更多的感染資訊以利於更正確的診斷及用藥，更能減少病患治療時間及藥物資源浪費。本研究主要分為三個部分：(1)利用拉曼光譜分析沙門氏菌(Salmonella)、鮑式不動桿菌(Acinetobacter baumannii)和克雷伯氏菌(Klebsiella pneumonia)及其各株之噬菌體；(2)針對10株不同鮑式不動桿菌進行拉曼圖譜分析；(3)研究奈米增顯粒子對微生物樣本之拉曼光譜增顯圖譜。首先將針對不同革蘭氏陰性菌圖譜分析，初步結果顯示沙門氏菌之碳水化合物成分明顯高於鮑氏不動桿菌和克雷伯氏菌，而此兩株細菌則在部份官能基呈現有特別差異，此處利用條碼型式更易進行區分與鑑別。以10株鮑氏不動桿菌配合其抗藥性測試進行分析，發現其高抗藥性菌株於1048 cm-1之特徵峰明顯強於其於特徵峰，而低抗藥性菌株則各特徵峰比例接近，顯示高抗藥性之細胞膜上蛋白質結構有所不同。本研究也應用表面增顯拉曼圖譜，利用奈米金粒子改變尺度 (0.9±0.3，0.8±0.3和0.7±0.3 ?m)和含金比例(0、2、8、13和30%)進行增顯，結果顯示以研磨45分鐘(0.7±0.3 ?m)和含金比例30%的增顯效果為最佳。 關鍵字：拉曼光譜、抗藥性、細菌、噬菌體、表面增顯拉曼圖譜 一、緒論 1-1 前言 在人類環境中，存在各式各樣的微生物，並且扮演著各種角色。然而由於人類的用藥習慣，使得許多威脅性的微生物產生了抗藥性，而成為現代醫療上更嚴重問題。透過目前臨床檢測方式，在速度上、準確度和靈敏度上，皆還有可改善的空間，倘若在此加入一個輔佐的快篩技術，能在第一時間輔助醫生，給與其一定正確比率的資訊，應能有助其判斷病人病情，亦將能夠節省醫療資源和減少病情延誤的問題產生。 1-2 研究動機 目前有許多的人力投入於臨床檢測方法的研究，希望能建立快篩機制，使醫生在第一時間能掌握更多更有把握的訊息。本研究嘗試建立拉曼光譜於微生物指紋分析技術進行檢測。拉曼光譜是利用雷射激發物質分子，使分子產生了電子的躍遷並且產生了偶極矩的改變，造成官能基的震動。所以不同官能基的其釋放的能量不同，光的波長也會有所改變，因此獲得該物質的特徵光譜。本研究希望未來可以於臨床上添加一個快篩方法，於第一時間能增加醫生判斷的資訊以及投藥的準確性。另外透過搭配表面增強拉曼光譜的方式，利用表面共振的電漿原理，使分子指紋圖譜的訊號更佳的明顯，以達到更佳的辨識度。 二、文獻回顧 2-1 細菌簡介 2-1-1 Klebsiella spp. Klebsiella spp.由德國病理學家Edwin Klebs所發現並命名，其為革蘭氏陰性兼厭氧型的細菌，形狀為桿狀。在分類上其域為細菌域(Bacteria)、變形菌門(Proteobacteria)、γ-變形菌綱(Gammaproteobacteria)、腸桿菌目(Enterobacteriales)、腸桿菌科(Enterobacteriaceae)與克雷伯氏菌屬(Klebsiella)，在哺乳動物的黏膜表面或自然環境中無所不在。 2-1-2 Acinetobacter spp. Acinetobacter spp.為變形菌門(Proteobateria)、γ-變形菌綱(Gammaproteobateria)、假單胞菌目(Pseudomonadales)、莫拉菌科(Moraxellaceae)、不動桿菌屬(Acinetobacter)。此種細菌為無移動性、葡萄糖非發酵性之革蘭氏好氧型球桿菌，於大部份的培養基和溫度下皆易培養，其普遍存在於自然環境中，亦為人類皮膚、腸胃道、黏膜、唾液中常見的正常菌株。 2-1-3 Salmonella spp. Salmonella spp.於1880年首度被德國細菌學家Karl Joseph Eberth發現，後由美國一位獸醫病理學家Daniel Elmer Salmon命名，其為革蘭氏陰性菌，形狀為桿狀，被分類為細菌域(Bacteria)、變形菌門(Proteobacteria)、 \o Γ-變形菌綱γ-變形菌綱(Gammaproteobacteria)、腸桿菌目(Enterobacteriales)、腸桿菌科(Enterobacteriaceae)和沙門菌屬(Salmonella)。Salmonella廣泛分布於環境中，也常出現於農場的動物排泄物中或存在於受到排泄物汙染的環境中，其感染普遍發生於密集飼養動物的地方。 2-2 噬菌體簡介 於1896年時生物學家Ernest Hank