2014 年 6 月出版
科儀新知 第 199 期
新興生醫技術專題
在微流道裝置內利用電場調控肺癌細胞的趨化現象 [ 下載 PDF ]
高于媝, 謝孟華, 劉重均, 潘慧娟, 廖唯昱, 鄭郅言, 郭柏齡, 李超煌
細胞在體內會受到許多物理性或化學性因子的影響。先前許多研究中已經證實了不同癌細胞的趨電性現象。另外，由上皮生長因子觸發的信息路徑也已被發現與數種癌細胞的移動有關。在本研究中我們建立了一個具有穩定上皮生長因子濃度梯度以及直流電場的微流道細胞培養裝置，並藉由電場調控肺癌細胞在上皮生長因子濃度梯度中的移動。結果顯示當上皮生長因子濃度梯度為 0.5 µM/mm，同時施加 360 mV/mm 反方向的電場，肺癌細胞趨化性會變得不明顯，在觀測時間內的移動路徑也會縮短。研究中也利用兩種不同的肺癌細胞株證明了電場可以調控肺癌細胞在上皮生長因子濃度梯度中的移動方向。
三維定量折射率顯微術與應用 [ 下載 PDF ]
蘇璟瑋, 許瑋真, 宋孔彬
生物細胞與組織內不均勻的結構反映在折射率的變化，可以提供顯微鏡觀察的對比，不需要外在的螢光或染色標定。無標定的觀察除了避免樣本型態或功能的改變，更使得活細胞可以長時間的觀察。相較於傳統的相位差與微分干涉差顯微術以及新興的二維定量相位顯微術等，三維折射率分布可提供更豐富的結構資訊，因此三維定量折射率顯微術近年來逐漸受到生醫光學領域的重視。本文簡介三維折射率顯微術和重建理論的發展脈絡與原理，並且以作者實驗室所發展的兩個三維折射率顯微鏡，分別為馬赫－詹德干涉和共光路干涉的架構，介紹驗證重建理論與顯微影像之結果以及活細胞影像範例。
腦波近視屈光度檢測裝置 [ 下載 PDF ]
陳德請, 邱建宏, 陳鵬元, 李錫霖, 林誌麒
腦波近視屈光度檢測裝置能運用腦波訊號作為反饋訊號，而快速正確量測近視患者的屈光度。量測系統中設置腦波單極點擷取器，用以擷取待測者配戴矯正鏡片前及矯正鏡片後之腦波訊號，並將該信號送至信號處理器作為近視屈光度放鬆值與專注值變化即時分析。當量測之放鬆值上升，且專注值下降的腦波訊號，即檢測出對應待測者之視力最佳屈光度值之矯正鏡片。故本腦波訊號輔助之近視屈光度檢測較為客觀準確，可適用於表達能力較差患者。本裝置依個人視力需求來做調整，矯正後視敏度期望值為 (V.A.) 0.8–1.2。
Continua ECG 設備解決方法：x73-PHD Bluetooth 轉換器與 x73-PHDZigBee 轉換器 [ 下載 PDF ]
李元發
隨者高齡人口的趨勢以及心血管疾病之威脅，ECG 監視系統成為重要之照護設備。然而，目前之 ECG 監視系統均為私有封閉系統。不同 ECG 設備與應用伺服主機要能夠互相操作，生理資訊要能夠互相分享成為重要需求。本研究提出一個 x73-PHD Bluetooth 轉換器及一個 x73-PHD ZigBee 轉換器之設計，其目的在於作為醫療器材之代理者，收集來自 ECG 設備的生理量測值，並分別透過 Bluetooth 健康器材概廓及 ZigBee 健康照護概廓傳送符合國際標準之 11073 資訊。本研究所提之 x73-PHD Bluetooth 轉換器是基於 MSP430F5419 與 Stollmann 藍芽模組晶片所設計；x73-PHD ZigBee 轉換器是基於 Freescale ZigBee 晶片所設計。兩者都採用 ISO/IEEE 11073 醫療器材標準規格作為其傳輸資訊格式。以 x73-PHD 轉換器作為應用伺服主機及 ECG 設備之間的橋梁。x73-PHD 轉換器收集來自 ECG 設備之生理量測資訊，並且將這些 (波形或心跳) 資訊轉換成符合 ISO/IEEE 11073 個人化健康器材相容之資訊格式。透過 x73-PHD 轉換器之 Bluetooth HDP 或 ZigBee HCP 介面，將這些標準化之生理資訊傳送到應用伺服主機。根據實驗結果，使用者能成功地透過 Bluetooth HDP 或 ZigBee HCP 介面，傳送 ECG 波形或心跳生理量測值到任何 Continua 認證之應用伺服主機。
掃描電位顯微鏡於銅銦鎵硒薄膜分析之應用 [ 下載 PDF ]
唐瑋鍾, 林偉聖, 張仁銓, 謝東坡, 張茂男
本文介紹表面電位分析於探討影響銅銦鎵硒 (CuIn1−xGaxSe2, CIGS) 太陽能電池短路電流 (short-circuitcurrent, Jsc) 因素之應用。針對三階段共蒸鍍 (three-stage co-evaporation process) 成長的銅銦鎵硒薄膜，以掃描電位顯微鏡 (scanning kelvin probe microscopy, SKPM) 取得銅銦鎵硒薄膜的表面電位縱深分布，再搭配 X 光光電子能譜儀 (x-ray photoelectron spectroscopy, XPS) 提供的銅銦鎵硒元素縱深分布輪廓，可藉以分析表面電位變化與銅銦鎵硒薄膜能隙以及內建電場的關係，並進一步探討影響元件短路電流的因素。
金奈米粒子非線性散射之研究與超解析顯微術應用 [ 下載 PDF ]
李炫, 黃彥達, 朱士維
光學顯微鏡的解析度受繞射所限，一般只能達到約波長的一半。過去二十年中，發展了許多新穎的超解析顯微技術，主要利用螢光的開關或是飽和等非線性光學特性來達到超高解析度，然而螢光具有光漂白的問題，無法做長時間的觀察。在此研究中，我們首次發現電漿奈米粒子散射具有可飽和的非線性現象。在不同的激發波長下，達到飽和散射所需的強度也不同，可推論出此飽和特性跟表面電漿共振有直接的關係。我們並利用此可飽和的散射作為顯微鏡對比機制，結合飽和激發顯微術，實現空間解析度小於 80 nm 的超解析顯微術。以散射為對比的顯微技術，不論觀察多久，信號都不會變弱，因此實現了一種可以長時間觀察的超解析顯微技術。此外，新發現的非線性散射現象，將在奈米電漿子以及超解析顯微術的領域開拓新的研究方向。
多功能白光發光二極體封裝技術 [ 下載 PDF ]
蘇忠傑
本文敘述利用光學鍍膜製作如具有之全方位反射 (omni-directional reflection) 等特性的光學元件，來達成具各種功能之白光發光二極體 (LED)。例如以光學設計出反射特定紫外光 (UV) 發光二極體之波長的全方位反射器 (omni-directional reflector, ODR) 光學鍍膜，可使 UV 光子在螢光粉層間反複多方向反射與穿過螢光粉層，而增加螢光轉換效率與發光均勻度。此外，亦可利用此一光學設計概念，加以解決其它白光發光二極體封裝所遭遇的問題，例如上述之白光發光二極體再結合以紫光與藍光 LED 激發白光的方式，更可達成可調發光顏色的功能。
乳化安定性快速檢測系統 [ 下載 PDF ]
林永昇, 周偉龍, 陳承佑, 黃暉舜, 林郁欣, 黃郁雅
本研究之目的主要在建立一套以電阻抗感測儀器來檢測乳化系統之安定性，在研究中我們以傳統肉眼觀測、電導度計與電阻抗感測儀器系統來檢測不同乳化劑對乳化安定性之影響，藉此比較傳統乳化安定性檢測方法與電阻抗感測儀器系統之優劣。由實驗證實本研究開發之電阻抗感測儀器系統比傳統乳化安定性檢測方法具有小檢測體積、快速偵測與較佳靈敏性等優勢。
室溫銨水汙染處理之表面電漿光觸媒能量轉移 [ 下載 PDF ]
黃鴻基, 劉柏亨
旋轉床式反應器與表面電漿光觸媒反應為新進幾年之重要研究課題。外加光對於白金 (Pt) 觸媒之水中銨離子 (NH4+) 氧化反應具有促進之效果，直接運用熱能變化計算反應過程中之能量減損差異，可進而量化表面電漿光觸媒反應能量轉移過程。光觸媒光波導介面旋轉床反應器具有提高處理中液體之質傳效率與降低操作消耗能量等優點，可應用於高效能之水污染處理，對於光觸媒與表面電漿輔助光化學反應之發展更具有重要意義。
