Advanced NBP Chemistry of Materials Lab(ACML:Nano/Bio/Photonics)
先進奈米生醫光電實驗室
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本實驗室致力於研究多種光訊號轉換機制,包含分子反應動力學探討、高靈敏表面增強拉曼散射檢測技術研發,並結合標靶光學影像與癌症治療應用。迄今超過20位研究生畢業,大多服務於南科、竹科、路科的科技公司,累計發表30餘篇的國際期刊論文,主要研究工作分為三個類別:
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光學氧化鐵奈米顆粒開發與應用:本實驗室在早年透過 metal-organic framework 螯合物製作出光學可調性的氧化鐵顆粒,可透過激發發射出多光子螢光,為全球首創以氧化鐵顆粒作為螢光標定劑,並應用於癌細胞螢光影像,同時可配合外加磁場作為光學同調斷層掃描術顯影劑,協助癌細胞的觀測與執行光熱治療,也可作為 PCR 設備的光熱加熱器,將血液中僵直性脊椎炎基因訊號放大,另獲得國內外專利及獎項;近期則探討利用氧化鐵顆粒產生三倍頻螢光的特性作為血管造影劑的可行性,也嘗試採用綠色化學技術,以水熱方式將單寧酸錯合於奈米氧化鐵表面,提升 interfacial ligand-to-metal charge transfer ,讓光熱轉換效率更高,並透過實驗驗證了 100 度光熱殺菌的能力。
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奈米拉曼光譜學的研發:開發具先進奈米電漿特性的材料,透過表面電漿共振特性與雷射光產生強交互作用,產生高強度的拉曼增強散射,可用於檢測低濃度的汙染物與生物檢體,本技術亦可即時探測催化反應過程中的分子動態變化。
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新穎光療影像技術生醫研發:開發具有生物相容性的奈米光學材料,針對放光特性與光治療功能進行生醫探討,研究標的包括癌細胞及活體腫瘤,並進行抗菌研究。這是一項整合性的生醫光電研究課題,可結合抗癌藥物、建立多種標靶修飾技術、具備螢光影像,或是搭載拉曼定位光學進行單細胞實驗。
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光治療結合免疫療法:本實驗室近年對於光治療如何引起生物免疫變化相當感興趣,尤其光學奈米材料通常具有額外的酵素反應特性,例如讓癌細胞對抗自由基傷害的能力下降,產生細胞膜氧化,進行鐵凋亡途徑,透過光刺激的多重效應可讓周遭的巨噬細胞與T細胞一同產生更高的免疫表現,長時間抑制腫瘤生長與提高生存率。
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新穎奈米級半導體墨水材料開發:金屬氧化表現出優異的n-或是p-型半導體特性,但是如何大量製作成大面積chip是一項相當具有挑戰性的工作,本實驗室最近與工研院合作開發奈米金屬氧化物的氣體感材,可以配置成墨水噴印至電路上,對患有糖尿病或是癌症病患偵測呼出的氣體,進行疾病監控與預測。