防生物分子表面吸附之介電濕潤式微液滴生物晶片研究

Abstract

微液滴生物晶片提供了一種處理微量液滴的平台，微液滴在其中是以表面張力來 驅動，而介電濕潤（electrowetting-on-dielectric）是其中一種改變表面濕潤性質的方式。 介電濕潤式的微液滴生物晶片已證實可達到：「創造」、「運送」、「分割」、與「混合」 等四個基本處理微液滴之功能。並且兼具微流體生物晶片與微陣列生物晶片之特色， 因此極適合發展成為新一代之實驗室晶片。 然而為了方便微液滴之操作，微液滴生物晶片通常建立在疏水性表面上。而此疏 水性表面卻造成生物分子吸附的問題，尤其是蛋白質在其表面上之吸附。當以介電濕 潤來操控微液滴時，微液滴中之生物分子受到一電場之作用，吸附之現象將更為複雜。 本研究目標為研究蛋白質之吸附現象，並製作一個可防生物分子吸附的介電濕潤式微 液滴生物晶片。 針對蛋白質表面吸附現象之觀測，有的研究人員是以表面疏水性來判定，但若要 更準確瞭解此現象，以光學方式觀測螢光標定的蛋白質更為適當。本計畫將更進一步 分析此吸附現象，並以全反射螢光顯微技術來做即時且動態的觀測。由於全反射螢光顯 微技術是以全反射發生時之漸逝波來激發螢光，因此只有在表面幾十奈米距離內之螢 光蛋白質可被激發，具有極佳之訊號背景雜訊比，極適合觀察表面分子之動態。 介電泳（dielectrophoresis）為一種以不均勻電場吸引或排斥粒子靠近或遠離電場 強度強的區域。以交流電場產生之介電泳可操控帶電或中性可極化粒子，因此適合作 為操控生物粒子或分子的工具。本計畫將研究蛋白質在不均勻交流電場下，受到介電 泳力之影響，並預期以全反射螢光顯微技術觀測單一蛋白質之運動。另一方面，設計 適當電極產生足夠介電泳力，驅使蛋白質遠離表面以預防其吸附；並亦可產生足夠介 電濕潤力來驅動微液滴。