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DNA搭乘頭等艙：清華大學高中學術列車叢書

為了解決質子大小的問題，作者國立清華大學出版社 這樣論述：

　　清華大學為國內學術重鎮，在學術上有著許多卓越的成就。為了讓更多的社會大眾可以分享學術的趣味，得以一窺學術殿堂之奧妙，國立清華大學與各地高中合作，推出國立清華大學「高中科普列車」。此科普列車之教育推廣成果展現，將以目前國立清華大學的學術研究成果為主，講員為參與研究之教師與研究人員。 　　本書內容為清大頗受好評的高中校園巡迴演講，透過圖文編排集結成冊，除生活化主題亦介紹科學新知，以饒富趣味筆觸呈現。透過此科普列車，清華大學主動向社會呈現學術成果，達成以學術關懷社會之使命，希望將學術的種子播灑在年輕的生命中，讓科普列車的功效發揮更大之效益。 本書特色 　　．橫跨自然科學、社會科學、應用科學多

方領域　　．集結清大教授演講內容，萃取科普最精華知識　　．時時保持好奇心，領略蘊含無限奧秘的科學現象

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金奈米粒子作為放射增敏劑應用於光子及質子治療的功效

為了解決質子大小的問題，作者羅章耘 這樣論述：

中文摘要 iABSTRACT iii目錄 v圖目錄 ix表目錄 xxi中英文專有名詞對照表 xxii第一章 緒論 11.1 前言 11.2 光子與質子 31.3 活性含氧物質(Reactive Oxygen Species, ROS) 41.4 奈米粒子作為放射增敏劑 61.5 光子、質子(Proton)作用於金奈米粒子(GNPs)產生ROS機制 91.6 活性含氧物質對細胞之損傷 101.7 金奈米粒子毒性 111.8 研究動機與目的 14第二章 材料與

方法 202.1 藥品 202.2 儀器 222.3 實驗方法與步驟 242.4 金奈米粒子之製備及分析 252.4.1 製備金奈米粒子 252.4.2 金奈米粒子定性分析 252.4.3 金奈米粒子濃度之定量分析 272.5 輻射照射金奈米粒子產生ROS之定量分析 282.5.1 不同劑量Cs-137照射金奈米粒子產生ROS定量分析 282.5.2 Cs-137 照射不同濃度GNP產生ROS之定量分析 292.5.3 不同劑量Proton照射金奈米粒子產生ROS

定量分析 302.6 人類表皮癌細胞之培養 312.6.1 人類表皮癌細胞培養 312.6.2 TEM觀測金奈米粒子於細胞內之分布 312.6.3 定量分析不同培養時間胞噬GNP濃度 312.6.4 定量分析不同濃度下胞噬GNP濃度 322.6.5 細胞活性之分析 322.7 細胞長期存活率分析 Clonogenic Assay 332.8 定性分析細胞內ROS 352.9 定量分析細胞內ROS 362.10 骨架狀態定性分析 372.11 細胞經高能放射後，粒腺

體狀態定性分析 382.12 統計分析 40第三章 實驗結果與討論 413.1 定性定量分析金奈米粒子對細胞影響 413.1.1 WST-1分析金奈米粒子對細胞活性影響 413.1.2 Clonogenic Assay分析金奈米粒子對細胞活性影響 423.1.3 TEM與暗場顯微鏡觀測吞噬金奈米粒子之細胞 443.1.4 定量分析細胞胞噬金奈米粒子濃度 453.2 金奈米粒子增強Cs-137放射效果分析 473.2.1 Cs137照射金奈米粒子促使ROS的產生 473.2.2 Cs

-137照射吞噬金奈米粒子之細胞，導致存活率下降 523.2.3 金奈米粒子增強細胞對Cs-137照射效果分析 553.2.4 Cs-137照射吞噬金奈米粒子之細胞促使ROS上升 563.2.5 Cs-137照射吞噬金奈米粒子之細胞，促使骨架斷裂 613.2.6 Cs-137照射含金奈米粒子之細胞，促使粒腺體活性下降 693.3 金奈米粒子增強Proton放射效果分析 763.3.1 Proton照射金奈米粒子促使ROS的產生 763.3.2 Proton照射吞噬金奈米粒子之細胞，導致存活率下降 803.

3.3 金奈米粒子增強細胞對Proton照射效果分析 833.3.4 Proton照射吞噬金奈米粒子之細胞促使ROS上升 843.3.5 Proton照射吞噬金奈米粒子之細胞，促使骨架斷裂 873.3.6 Proton照射含金奈米粒子之細胞，促使粒腺體活性下降 94第四章 結論 102參考文獻 104 圖目錄圖1-1.比較X-ray與Proton beam 物理特性 [28] 4圖1-2.呼吸鏈中超氧化物的形成[37] 5圖1-3.在哺乳動物細胞中各種酶促和非酶促作用過程可以產生活性氧 (ROS)。 其中最重要的來源是由n

icotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH) oxidase、xanthine oxidoreductase, and myeloperoxidase.。 敗血症中，活化的leukocytes是ROS 生成的主要來源。 由此產生的 ROS 會導致抗氧化劑的消耗，並會攻擊許多生物分子，包括蛋白質、脂質和 DNA。此外， ROS還在細胞存活或死亡的細胞信號傳導中發揮重要作用。 SOD，超氧化物歧化酶。 [38] 5圖1-4. 金奈米粒子(GNPs)可做為多種物質表面修飾的模板[6] 6圖1-5. X-ray照射金奈米粒子(GNPs

)所產生的二次電子與衍生hydroxyl radical (OH-) and superoxide anion (O2-) [14] 8圖1-6. 質子撞擊金奈米粒子(GNPs)後，產生大量的Auger電子及X-ray(proton induced X-ray emission, PIXE)的輻射[3] 8圖1-7. 高能射線撞擊金奈米粒子(GNPs)後，產生大量的Auger電子機制示意圖。[15] 9圖1-8. Hela 細胞與不同大小 GNP共同培養，並利用MTT進行細胞活性測定。在培養的細胞附著培養盤後，加入特定濃度的 GNP 與Hela 細胞共同培養。 此圖表將細胞存

活百分比與 GNP 濃度進行作圖。 [47] 12圖1-9. 直徑為 8 到 37 nm 之間的 GNP 溶液被注射到小鼠體內，其平均壽命會有不同程度地縮短。 平均壽命 (L50) 定義為超過一半小鼠死亡的時間。 尺寸為3、5、50、100 nm 的金奈米粒子水溶液，被注入小鼠體內，其生命體徵表現正常。 柱狀圖頂部的斷裂標記表示在實驗期間未觀察到小鼠死亡。[47] 13圖1-10. 金奈米粒子(GNPs)對增強光子、質子治療效能的可行性研究 14圖1-11. X 射線能量吸收與金、軟組織和骨骼關係圖。 對於金，absorption edges出現在：K (80.7 keV)、

L (L1 14.4 keV；L2 13.7 keV；L3 11.9 keV) 和 M (2.2–3.4 keV)； K-edge表是剛好足以將K殼層的電子擊出所需要的入射能量。 [35] 16圖1-12.螢光強度(自由基含量)與Proton照射劑量關係圖。各個濃度AuNP水溶液0 ( □ ) -, 10 ( ○ )-, or 25 ( △ )-μM 經45-MeV traversing proton beam 照射後，使用APF (A) 或 DHE (B) 進行自由基定量分析。 2-[6-(4-amino)phenoxy-3H-xanthern-3-on-9-yl] benzoic a

cid (APF), Hydroethidine-dihydroethidium (DHE) [50] 17圖1-13.螢光強度(自由基含量)與Proton照射劑量關係圖。各個濃度AuNP水溶液0 ( □ ) -, 10 ( ○ )-, or 25 ( △ )-μM 經100-MeV traversing proton beam 照射後，使用APF (A) 或 DHE (B) 進行自由基定量分析。 2-[6-(4-amino)phenoxy-3H-xanthern-3-on-9-yl] benzoic acid (APF), Hydroethidine-dihydroethidium (

DHE) [50] 18圖2-1. ROS定量分析實驗流程圖 24圖2-2. 金奈米粒子(GNPs)做為放射增敏劑實驗示意圖 24圖2-3. 金奈米粒子(GNPs)之TEM影像圖(100X) 26圖2-4. 金奈米粒子(GNPs)之表面電漿共振吸收光譜圖。 26圖2-5. 定量分析金奈米粒子經Cs-137(662 KeV)照射產生ROS實驗設計概圖。 28圖2-6. 不同濃度GNP以Cs-137 (662 KeV)照射產生ROS之定量分析實驗。 29圖2-7. Proton (230 MeV) 照射GNP產生ROS之定量分析實驗概圖。 30圖2-

8.細胞長期存活率分析實驗設計。 33圖2-9. 細胞內ROS定性實驗設計。 35圖2-10. 細胞內ROS定量分析實驗設計。 36圖2-11. A431細胞經輻射線照射後，細胞骨架狀態定性分析實驗概圖。 38圖2-12. A431細胞經高能輻射照射後，細胞骨架狀態定性分析實驗概設計圖。 39圖3-1. 以WST-1試劑分析不同濃度奈米金球對細胞活性影響。 (● P < 0.05 , ★ P