2007 年 4 月出版
科儀新知 第 157 期
奈米粒子專題
無機奈米材料在生醫的應用－細胞標定、藥物傳遞及磁振造影 [ 下載 PDF ]
邱惠琪, 葉晨聖
無機奈米材料的結構基本上可藉由奈米材料的表面修飾和結構上的特質－中空的內部形成奈米膠囊運用在生醫上。四氧化三鐵奈米粒子 (Fe3O4) 表面修飾 NTA-Ni，藉由與 6-His 的專一性結合可用於固定生物分子的方向性，並配合 RGD4C 胜肽對癌細胞上的 ανβ3 和 ανβ5 有專一選擇性而達到標定癌細胞。奈米棒 (β-FeOOH) 經高溫 (300 °C) 鍛燒後可得具孔洞性的氧化鐵 (β-FeOOH/α-Fe2O3)，依序包覆四層聚合物 (PAA/PEI) 在其表面使其形成奈米膠囊型態可達到藥物傳遞和保護效果。以奈米空球 (Au3Cu1) 當磁振造影 (MRI) 的顯影劑，小鼠的測試結果說明 Au3Cu1 奈米膠囊可作為正像的顯影劑同時有血管顯影的功用。
奈米微粒與健康風險 [ 下載 PDF ]
鄭尊仁
奈米科技廣泛應用於許多領域，在生物醫學的應用可幫助疾病的診斷與治療，提升大眾的健康，但是奈米材料可能引發的健康及環境危害也引發大家的關注。目前大家認為與健康危害有關的奈米材料主要是游離奈米微粒，奈米微粒於環境中可經由呼吸道、皮膚或腸胃道進入人體，而在醫療用途上，可經注射直接進入人體。目前研究顯示奈米微粒可引起肺部發炎及纖維化反應，但是對其他器官的危害並不清楚，與這些奈米微粒毒性有關的因子，包括成分、粒徑、表面積、形狀及表面特性與活性等。本文將回顧奈米微粒之毒性，也同時針對目前奈米毒理研究遇到之困難，提出可能解決辦法，希望能提升對奈米毒理的暸解。
阿茲海默症與奈米生物感測技術 [ 下載 PDF ]
隋安莉
阿茲海默症是一種神經退化性疾病，在失智症中佔了很大的比率，且在早期不易診斷出來。台灣的社會已面臨老化與少子化，此症對於家庭、社會、醫療機構勢必構成沉重的負擔。本文中將介紹阿茲海默症相關成因、分子機制以及目前的檢測方法，此外，亦將介紹兩種高靈敏度、高專一性的檢測方法：生物條碼檢測與光學生物感應器。此二種方法均以奈米科技為基礎，原理卻不相同。在發現阿茲海默症百年後的今天，尖端檢測科技將為人類早期診斷阿茲海默症提供新法，若加上新型藥物的開發，則可為此症的治療帶來希望的曙光。
奈米粒子在生物醫學的應用 [ 下載 PDF ]
張家靖, 陳佩欣, 葉奕辰, 蔡娟美, 蘇健穎, 陳至信
奈米粒子之尺寸介於數奈米至數百奈米之間，致使其量子侷限效應已成為不可忽視的因素，其理、化特性亦與一般塊材有著截然不同的改變。這些特性的改變使得奈米粒子之應用性大為增加。經結合物理、化學、生物及光電工程等科技，開啟了奈米粒子在生物醫學上分子層級的偵測、診斷及治療之應用。本文將簡介奈米粒子在生醫檢測、基因與藥物載體和光動力療法的應用原理，及現今常用之奈米粒子特性。最後討論各種奈米粒子所遇到之瓶頸及未來的發展。
奈米微粒帶電技術 [ 下載 PDF ]
簡弘民, 陳孝綸, 蔡春進
本文探討微粒充電器的設計公式、奈米微粒帶電效率、靜電損失計算以及相關量測方法，同時介紹雙極與單極微粒充電器的研究結果，特別對於奈米微粒的帶電效率，進行比較分析，顯示隨著微粒粒徑變小 (< 30 nm)，微粒靜電損失升高，因而微粒充電效率快速下降。若研究人員瞭解目前的發展現況，將有助於未來改進奈米微粒帶電裝置。
應用於 C-反應蛋白之奈米力學式無線生醫微機電感測系統 [ 下載 PDF ]
陳春豪, 黃榮章, 黃榮山, 林世明, 呂學士
我們首次發表一個安全、可重複使用、快速 (小於 30 分鐘)、無線傳輸、無需標定且與疾病相關的 C-反應蛋白 (CRP) 的偵測，其使用一覆蓋於 7 × 7 平方毫米的反應室中，200 微米長的微機電懸臂樑。此懸臂樑的彎曲是由於特定的 CRP-antiCRP 鍵結而產生，我們使用一個位移感測器，將懸臂樑彎曲所產生的光學位移量轉換成生醫的電壓訊號，然後其生醫訊號利用 0.18 微米 CMOS 製程所製作的客製化無線振幅鍵移收發機積體電路，將其傳送出去。與臨床上有重要關係的 CRP 濃度 1–500 微克／毫升，此系統皆可偵測。此外，我們使用 0.2 Hz、1 V 的交流電訊號來除去懸臂樑上的 CRP，取代傳統上需要使用強酸或強鹼的方式，達成可重複使用的目的。
InGaAs 線型短波紅外取像模組 [ 下載 PDF ]
林群富, 吳孟修, 蔡和霖, 黃泰綸, 黃哲政, 周世傑
紅外線影像對熱源具有高敏感度等特性，可應用於晶圓缺陷檢測、軟性電路板缺陷檢測等等，因此紅外線取像系統為自動光學檢測 (AOI) 之關鍵零組件。本研究以 InGaAs 線型短波紅外感測器作為基礎，發展線型短波紅外取像模組。電子電路系統以模組之觀念進行設計規劃，經電路設計製作、韌體程式撰寫、軟體程式撰寫、軟硬體整合測試，完成整體模組之製作。本 InGaAs 線型短波紅外取像模組係經由光電參數量測，取得系統之光譜響應，搭配鏡頭及對焦工作，實際進行取像。
應用全像干涉技術製作大面積二維與三維週期性結構 [ 下載 PDF ]
賴玉蝶, 林建宏, 梁文評, 許佳振
我們提出一種簡單和快速的光學干涉全像技術，可製備高品質大面積二維和三維週期性結構，此技術利用雙光束多重曝光干涉方法，藉由控制曝光劑量和每次曝光的轉動角度，可以得到很多新穎的三維週期性結構。比較特別的是，利用此方法所得到的三維週期性結構，其橫向與縱向的晶格常數非常接近，這與一般通用多光束干涉全像技術所得不同。另外，我們提出兩種新的技術，可以在光學干涉全像技術所得到的週期性結構上加入缺陷。
不同的二氧化鈦電極結構應用於染料敏化太陽能電池之研究 [ 下載 PDF ]
閔庭輝, 姬梁文, 陳文瑞, 陳胤維, 邱騰震
現今社會的發展，人們對石油的需求越來越大。但是石化燃料終會耗盡，並帶來空氣污染。所以發展乾淨、應用範圍廣、取之不盡、用之不竭的替代能源為目前當務之急。1991 年 Grätzel 教授發表關於二氧化鈦染料敏化太陽電池的應用，開啟了太陽能電池的新紀元。在本篇研究中，將探討用不同的二氧化鈦電極結構應用在染料敏化太陽能電池上。我們針對不同的二氧化鈦結構做了 X 光繞射、接觸角、紫外光／可見光光譜等分析。結果證明以具高比表面積的奈米結晶性半導體材料供染料吸附，確實可有效提升電池整體效能。從研究結果可以證明二氧化鈦電極和 TCPP 染料接觸面積的重要性，它對於染料敏化太陽能電池效率的提昇，扮演重要關鍵的角色。
從各國奈米科技核心設施規劃方向看台灣核心設施計畫 [ 下載 PDF ]
劉瑄儀, 林佳青, 簡國明
奈米科技核心設施建置是發展奈米科技的基礎，有完善的資源與儀器設備才能夠進行各項尖端的實驗研究。鑑於尖端科技之儀器成本及維護費用極為高昂，因此提升儀器的使用效率及產出表現，增進設施等資源的最大效益，培養優秀的專業技術師，是各國對於產、學、研所致力發展的關鍵指標。本篇藉由美國、日本、德國、韓國、及中國大陸近幾年奈米核心設施的規劃與發展表現，相較我國奈米國家型計畫－核心設施計畫的規劃，企圖透過世界經驗與我國第一期核心設施計畫執行成效，作為台灣下階段奈米核心設施計畫的建議與參考。
拉曼光譜在食品科學上的應用 [ 下載 PDF ]
施秀鶴, 皮亦雄
食品分子結構與食品營養價值、加工特性等皆有關係，可經由拉曼光譜得知食品分子結構的狀態，並了解食品的組成，以更能善加利用食品的特性。拉曼光譜具有快速、準確及無需使用化學試劑等優點，可以取代傳統費時耗力的食品化學分析法，如碘價滴定法等。本報告中分別以拉曼光譜偵測食品分子結構，如蛋白質、脂質、醣類與應用於食品判別鑑定分析，如蜂蜜摻假及食品包裝膜結構與厚度偵測等方面，以闡述拉曼光譜在食品科學上的應用。
