臺灣博碩士論文加值系統

本論文之研究是製作一台精巧、低成本、功能強大的共焦顯微鏡系統，並用LabVIEW撰寫該顯微鏡之控制程式與數據分析，做單分子的區域掃描。一個標準的單分子實驗需要樣本的準備與光柵的掃描，並且尋找單分子分佈的位置，接著利用時間追跡(Time trace)去了解光致螢光的改變情形。我們利用這台顯微鏡去探索共軛高分子對環境的光物理影響，並且藉著單分子的生命期(Lifetime)了解溼度與氧氣，是否會造成單分子的快速衰退的行為，與探索共軛高分子螢光熄滅的物理變化。

We propose to set up a compact confocal microscope and write controlling programs of confocal microscope by LabVIEW. A standard single molecule experiment involves do raster scanning and prepared sample to find a single molecule, or position a single molecule in the focus and observing changes in photoluminescence with time. In addition, new algorithm is developed to allow high speed single molecule photon correlation spectroscopy. We hope to utilize this confocal microscope to explore the effect of environment on the photo-physics of luminescent conjugated polymers answering whether humidity or oxygen is more detrimental to polymer lifetime and exploring the fluorescence quenching mechanism in conjugated polymers.

書名頁.......................i
口試委員會審定書............ii
授權書.....................iii
中文摘要....................iv
英文摘要.....................v
誌謝........................vi
目錄.......................vii
圖目錄.......................x
表目錄.....................xiv
第一章 緒論.................1
1.1 前言....................1
1.2 共焦顯微鏡之發展與原理................2
1.3 共焦顯微鏡較傳統顯微鏡之優勢..........3
1.4 單光子與雙光子激發之比較..............4
第二章 硬體設置與掃描樣本製作.............6
2.1 共焦顯微鏡之系統架設..................6
2.1.1 元件功能說明........................8
2.1.2 真空系統(Vacuum system)的設置.......9
2.1.3 電源供應器(Power supply)之製作.....10
2.1.4 降低外在雜訊(Noise)干擾之方法......12
2.2 光路校準(Alignment)..................14
2.2.1 平行光路之校準原則.................14
2.2.2 平行光束位置平移之準則.............18
2.2.3 螢光檢測之校準.....................20
2.3 高分子螢光球(Fluorescence bead)樣本製作.......22
第三章 Labview程式撰寫與實驗流程..................24
3.1 時間追跡(Time trace)與控制掃描程式之撰寫......24
3.1.1 各程式使用流程與功能說明....................25
3.2 各類高分子之螢光掃描..........................37
第四章 實驗結果與討論.............................39
4.1 單顆螢光球掃描與螢光之時間追跡(Time trace)....39
4.2 真空系統對高分子材料之影響....................48
4.3 物鏡聚焦與油量之影響..........................50
第五章 結論.......................................54
參考文獻...........................................56
附錄一:真空系統操作流程(英文版)....................57
附錄二:本系統程式與實驗操作流程....................58
附錄三:論文發表清單................................66

[1] T. Yamazaki,I. Komuro.amd Y. Yazaki,J. Mol. Cell Cardiol. 27,133 (1995).
[2] J. D. White, J. H. Hsu, C. F. Wang , Y. C. Chen , R. C. Hxiang , S. C. Su, W. Y. Sun, and W. S. Fann ,"Single Molecule Fluorescence Spectroscopy.", Journal of the Chinese Chemical Society (Taipei), 49, pp. 669-676 (2002).
[3] W. Denk, D.W. Piston, and W.W. Web, Chap. 28, Handbook of
Biological Confocal Microscopy, edited by J.B. Pawley, Plenum
Press, New York, 1995.
[4] W. Denk, J.H. Strickler, and W.W. Webb, Science, 248, 73 (1990).
[5] M. Born and E. Wolf, Principles of Optics (Pergamon Press, Oxford, 1980).
[6] 物理雙月刊[二十四卷三期]，2001年6月。
[7] 惠汝生，LabVIEW 8.X 圖控程式應用，台北市，全華科技圖書股份有限公司，2006年10月。
[8] 惠汝生，LabVIEW 7.1 Express圖控程式應用:含自動量測及硬碟應用，台北縣土城市，全華科技圖書股份有限公司，2008年6月。
[9] 林俊宏，蕭子健，圖形系統設計之硬體介面專題製作LabVIEW 8X，台北縣，高立，2007年。