2006 年 8 月出版
科儀新知 第 153 期
生醫感測應用專題
奈米核殼複合粒子的製備及生醫應用 [ 下載 PDF ]
林芳新, 董瑞安
核殼複合粒子是利用二種或二種以上不同的材料以逐層包覆方式形成具有內核與外殼結構的奈米顆粒，應用性不僅較單一成分的奈米顆粒廣泛，調控性及材料選擇也相當多樣化。核殼複合奈米粒子受到殼層材質的包覆會改變粒子整體的功能性、表面帶電性、催化活性、化學反應性、選擇性及顆粒溶解性等物化性質，甚至也會改變粒子的分散度、穩定性及生物親和性等，因此藉由殼層物質的選擇和設計，可將磁性、電性、催化與光學等特殊功能性質導入顆粒當中，使其能被廣泛的應用於奈米感測、免疫分析、藥物傳遞及分子影像與治療等方面。目前核殼複合奈米粒子在生醫應用上主要有 CdSe/ZnS 量子點和 SiO2/Au 二大類，主要都是著眼於其光學特性與粒子大小的獨特性。文中將介紹核殼複合粒子的製備及其生醫應用，同時討論核殼複合粒子作為奈米感測器未來的發展。
微奈米生物感測系統在生物醫學的應用 [ 下載 PDF ]
張景裕, 張憲彰
微奈米生物感測器 (micro/nano biosensor) 之發展非但為生物醫學研究建構了一個嶄新的平台，也開啟了理、工、醫、農等跨領域研究之必然性的新視野，其結果一方面提供世人可一窺細胞內部或細胞間反應的奧妙，並得以重新驗證先前的假說與理論，另一方面，也在一般生醫檢驗上逐漸展露蹤跡且扮演重要角色。隨著奈米科技一波波的刺激，如今生物感測器也起了不少變化，其應用遂也包羅萬象。本文在簡述其基本感測特性之同時，也匯集了一些新穎且獨特之生物醫學應用詳加說明，除針對以人類血液中各項生化 (biochemistry)、免疫 (immunological protein) 與遺傳分子 (genomic nucleotides) 為檢測目標，所呈現出的各類微奈米生物感測器舉例之外，並就各項檢測時所能達到的效果與可能遭遇的困難進行剖析，且將現有方法與發展中的技術作比較，嘗試歸納出各類血液檢驗之未來可能的發展與可再著力之處，最後以市場與實用的觀點，提出其未來的挑戰與需求趨勢。
奈米感測系統在生物醫學的應用 [ 下載 PDF ]
白佳巾, 林群欽, 楊重熙
奈米科技在分子生物學已造成革命性的影響，特別是在分子與細胞層級的診斷與治療上，結合了奈米科技、生物化學及光電工程，開啟了偵測分子及原子的可能性，在細胞層級的醫藥研究將有相當大的應用潛能，許多研究群均朝此方面努力。本文簡介了生醫感測系統原理、國內外應用奈米材料應用於生物醫學的分析原理及各式奈米粒子的化學表面修飾。
貴金屬奈米粒子感測器 [ 下載 PDF ]
許偉庭, 周禮君
貴金屬奈米粒子在吸收光譜中會產生特性吸收帶，此特性稱為定點化表面電漿共振波帶 (localized surface plasmon resonance, LSPR)。其波長的位置與吸收度對外在環境的改變相當敏感。若要增加貴金屬奈米粒子的感測靈敏性，可以從粒子形狀作選擇，也可利用光波導多次內反射來增加光學路徑，同時也可透過貴金屬奈米粒子的表面官能化修飾增加感測器的選擇性。由於偵測是靠待分析物結合在奈米粒子的表面導致介電性質的改變，因此不必因為待測分析物沒有特殊的光譜特性 (例如：螢光基團、發光團等) 而需要額外進行標記的動作。
可攜式血液凝固時間測定儀之原理及新技術開發 [ 下載 PDF ]
陳家成, 林尊湄, 張憲彰
隨著醫學的進步、生活型態的改變及老年人口的增加，心臟血管疾病與血液凝固功能過高的疾病愈盛行之外，侵襲性的醫療手段及抑制凝血功能的藥物也愈發達，因此檢測血液凝固功能之可攜式床邊檢測儀器的開發益形重要。此類儀器的開發，應強調可攜性、快速檢測、使用簡易、多功能、安全及低廉的操作成本。本文先釐清開發可攜式血液凝固時間測定儀器所需之背景知識，並就現今的檢測法和產品之設計理念進行介紹，最後提供一些未來的展望以供參考。
磁性奈米粒子於生醫領域之應用 [ 下載 PDF ]
李昆峰, 高肇鴻, 陳錚誼, 趙啟民, 卓慧如, 林玉娟
由於磁性奈米粒子所具有之獨特性質，例如超順磁性、高飽和磁化量與高有效表面積等，因此已被應用於生物醫學診斷造影、疾病治療及生化分離等生醫領域。生物醫學診斷造影方面主要是作為提高影像對比之顯影劑及標定特定標的之追蹤劑；疾病治療方面可作為藥物輸送之載體或者是利用外加磁場，使注入體內的磁性奈米微粒產生熱能，以殺死癌細胞，改善傳統化療方式對正常細胞的傷害；生化分離方面則是利用經表面修飾之磁性奈米粒子與目標物質接合，在磁場作用下，可有效率的將微量目標物質從複雜的混合物中分離，得到純度高的物質，不致破壞生物物質之活性，可免除使用過濾、層析與離心等複雜的分離方法。在本文中筆者將針對磁性奈米粒子在生醫應用上之發展現況加以介紹。
氣相層析同位素比質譜儀的原理與應用 [ 下載 PDF ]
凌永健, 徐明聖, 邵震茹, 殷裕勝, 楊家懿
自然界中的有機化合物多由原子和分子等基本單位組成，組成原子之同位素比，會受到原物料 (即反應物) 之產地環境、反應途徑 (如生產方法、合成方法、成長方法)、存在環境 (即風化作用) 和樣品採樣、儲存、製備、前處理、方析等之影響而有所不同，且變異性高。氣相層析同位素比質譜儀使用氣相層析儀分離出樣品中各個有機化合物，再經高溫 (800–950 °C) 爐燃燒，產生 CO2、H2O 等，去除 H2O 後再進入同位素比質譜儀，測定 m/z = 44 (12C16O2)、45 (13C16O2) 及 46 (12C16O18O) 三種離子。本文先簡介有機化合物多組成原子之同位素差異原因，接著介紹氣相層析同位素比質譜儀之儀器原理和儀器組成，再從五篇回顧論文，討論氣相層析同位素比質譜儀在食品科學、禁藥、環境科學及生物降解等領域之應用。
熔燒與漸變折射率式光纖透鏡之研製 [ 下載 PDF ]
翁俊仁, 謝哲偉, 姚志賢
本文將探討如何分析、製作熔燒式及漸變折射率式光纖透鏡，並比較兩種光纖透鏡之差異及使用上之限制。目前熔燒式光纖透鏡可控制的曲率半徑範圍為 70–125 µm，誤差約 ±1.5 µm，漸變折射率式光纖透鏡之切割長度可控制在 100 µm – 10 mm，誤差約 ±10 µm。熔燒式光纖透鏡偏心所造成之光軸傾斜約 4.9°，漸變折射率式光纖透鏡光軸傾斜僅約 0.5° 左右。
