數值模擬光纖式粒子電漿共振感測器應用於化學動力學之研究 | Faculty Open Information System

數值模擬光纖式粒子電漿共振感測器應用於化學動力學之研究

in National workshop (full text oral presentation), 國內研討會(全文口頭發表)
標題數值模擬光纖式粒子電漿共振感測器應用於化學動力學之研究
出版類型國內研討會(全文口頭發表)
出版年度2012
AuthorsChia-Yen Lee, 呂秉菘, 張廷州, 王少君, Lai-Kwan Chau 周禮君, & Wei Te Wu(Benny) 吳瑋特
會議名稱2012農機與生機論文發表會
出版日期Oct 20 2012 12:0
會議地點台南
其他編號0000
中文摘要

本論文主要利用有限元素分析軟體(COMSOL Multiphysics)建置一套數值分析技術,以模擬光纖式粒子電漿共振感測器(Fiber Optics Particle Plasmon Resonance,FO-PPR)於生物分子間化學動力學之應用,並利用實驗量測所求得之參數(如ka、kd、Kf)與模擬系統結合,求得未知的化學動力學參數如可參與結合反應之結合位置的濃度(Total active binding site concentration,B0),並可利用區域掃描法求得[B0]。在實驗的部分,主要利用卵蛋白(OVA)去檢測其抗體(anti-OVA),並求得此系統的動力學常數ka及kd。另外為了證明此模擬系統的正確性,又選擇一組生物分子老鼠免疫球蛋白(Mouse IgG)/老鼠免疫球蛋白抗體(Goat anti-Mouse IgG)亦可求得到ka及kd。
而在系統模擬的部分,首先建立FO-PPR感測器之模擬系統的模型並與實驗結果比對,由此比較的結果發現,兩者Y軸分別各為電壓訊號值(V)以及濃度(mol/m2),因此無法直接比較,但兩者X軸同為時間,因此將兩者Y軸正規化後,並利用模擬濃度值的方程式與實驗值進行擬合,方可跟實驗結果做比較。當完成正規化後,即可進行區域掃描法求得[B0],但由於區域掃描法為一範圍性的求得參數解,因此需搭配最小誤差平方和(Sum of the Squared Errors; SSE)的指標達到實驗值與模擬值最小誤差,即可反推anti-OVA antibody與Goat anti-Mouse IgG的[B0]。經過此方法後,OVA與90 nM anti-OVA的表面上結合位置B0 為2.83×10-7 mol/m2;而Mouse IgG與20 nM Goat anti-Mouse IgG的表面上結合位置B0 為2.93×10-7 mol/m2。

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