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研究亮點
(1)  生醫晶片微系統

  目前台灣醫療器材產業供應鏈之缺口在於產業中游之醫療電子、感測元件與生醫材料,其中「生醫晶片微系統」將會是生技產業的一種主要趨勢。有鑑於此,本中心快速生化及醫療篩檢系統研究小組根據相關生技業者未來之實際需求,投入產品商品化前期的基礎研發;針對「微生醫系統應用於疾病檢驗之研發」議題進行深入研究,期能建構出生技產業的未來發展與合作之平台。然而,目前市場上的疾病檢測儀器主要是傳統的大型醫療分析儀器,所使用之試劑用量較高、測定時間較長、儀器體積較大且儀器價格非常昂貴,有鑑於上述現階段相關檢測試劑與分析儀器之缺失,本計畫團隊開發出一種可即時檢測、低成本、試劑用量極少且攜帶方便之隨身生醫感測分析器。
本中心所研發之產品同時結合了新興奈米科技、微機電系統技術與IC 晶片設計,使其具有較優勢的技術領先性。

(2) 海洋醫藥

  中心除了致力於生物晶片與微感測系統之開發外,我們亦有團隊著重於現今文明疾病與體內各項生理相關機制進行探討。此部分主要是利用斑馬魚建立活體骨骼生長檢測模組,與高雄醫學大學跨校合作,發現一個具有標定骨組織的胜肽,研究發表於Organic Letters影響因子為6.324,未來可以極具發展為骨骼組織之藥物傳遞系統。同時以phenotype篩選方式,一共發現8個化合物在動物實驗具有對抗頑固型疼痛、巴金森氏症、脊神經損傷、異位性皮膚及傷口癒合之作用,未來具有發展醫藥之潛力。中心成員溫志宏及戴明泓連續第二年共同執行科技部產學小聯盟計畫,目前已有七項商品研發成功,且102年度被科技部選為十大績優聯盟之一,代表本校生技醫藥、美容及保健品之研發實力被受肯定。在了解疾病與生理知各相關控制因素後,可藉由前項所開發的生物晶片與微感測系統來進行偵測與監控。
(3) 以老鼠腦切片研究古柯鹼成癮機制

  此外,中心成員劉昭成以老鼠腦切片進行古柯鹼成癮機制之研究:主題鎖定在“PKMz在cocaine藥物成癮過程中所扮演角色之研究”,來探討一種非典型protein kinase M在cocaine成癮過程中所扮演的角色,我們以電生理、蛋白質表現及行為試驗三個部分來進行全面性的探討。部分的實驗結果已經發表在Biological psychiatry,該期刊impact factor 8.674,在Psychiatry領域排名3.13%。以胚胎期的爪蟾運動神經、肌細胞的混合細胞培養為動物模式,選擇已與肌細胞形成突觸的運動神經元細胞,利用電生理,免疫螢光染色,測量細胞內鈣離子、H2O2濃度以及基因重組蛋白等技術的應用伴隨各種藥理拮抗劑的使用而設計了許多實驗。這些實驗結果將可以確立H2O2在此胚胎時期運動神經發育與功能的成熟過程中所扮演重要的角色,也將使我們對IGF-1促進突觸形成的作用的機制原理,填入幾塊重要的拼圖

(4)  熱脫附電噴灑游離質譜法

  由於實驗室所開發的大氣質譜法之一:熱脫附電噴灑游離質譜法(Thermo desorption-Electrospray ionization/Mass Spectrometry, TD-ESI/MS)可在30秒內,不經任何樣品前處理過程即可快速決定各式農藥及藥物組成,因此實驗室和高醫急診科李啟偉醫師及毒物室陳百薰主任合作,開發將TD-ESI/MS應用於急診室內快速鑑定病人(含自殺、中毒及誤食等)口水及胃液中所含的農藥或是藥物的方法。和傳統毒物室所使用的鑑定流程比較,TD-ESI/MS只需花費10數秒即可完成分析,而傳統的氣相層析質譜法(GC/MS)或是液相層析質譜法(LC/MS)因需要進行前處理,因此往往需耗時一小時以上。此方法在縮短鑑定時間上,有非常大的優勢也可應用在第一線的急診醫學上,有效挽救病人的性命。研究結果已被J. Mass Spectrometry 期刊接受。另一篇論文已送到Clin.Chem. Acta審核中。此項研究結果也以口頭方式發表在“Mass Spectrometry for Clinical Diagnosis 2015” 的研討會上。(11月6日, 2015, 國立中山大學),此外也以投稿到明年二月在美國加州Palm Spring召開的Mass Spectrometry: Application for Clinical Laboratory, MSACL 2016會議上,申請口頭報告中。

(5) 大氣質譜法結合固相微萃取快速進行血中藥物動力學的探討

傳統上要進行血中藥物動力學的研究,其作法不外乎先以萃取,濃縮及分離等方法將血中的藥物分子和血液中所存在其他的生化物種分開後,再以質譜法游離及偵測這些藥物分子。因前處理的時間長,因此要完成一個藥動研究需耗時2~4星期之久。本研究中,我們以固相微萃取裝置(Solid phase microextraction, SPME)對血中所含的微量藥物進行濃縮和萃取,平均一個樣品只需花費一分鐘即可完成前處理,再以TD-ESI/MS對濃縮在SPME纖維上的藥物進行快速篩檢,平均要完成一個樣品的分析只要花費2分鐘,由於可使用多根SPME纖維對不同樣品同時進行萃取和濃縮,因此每一個樣品真正需要的分析時間約在1分鐘以內。此種SPME結合TD-ESI/MS的分析大略因可大大縮短藥動研究所需花費的時間,因此可大大節省執行藥動分析公司的花費,極具產業價值。此研究的結果以撰寫成論文,現在投稿中。

(6) 建立各種基因鼠癌症模式平台及應用於癌症新藥及癌症快篩晶片的開發

  人類惡性腫瘤是致命的,如果不及時治療,以標準或手術移除,化療或放療控制,獲得只有幾個月到幾年增量的生存。反思失敗的臨床試驗的歷史,實驗室的目標是改善治療癌症的療效,而且更好地了解致癌及癌症惡化的機制,不僅在紊亂和癌症細胞及致癌機制下手從而獲得治療的新知能力,確立異常的腫瘤微環境為支持,維持和增強腫瘤進展做不斷的基因與訊息調控的詳細知識探索及對抗。很多時候,建立從患者來源的腫瘤組織異種移植腫瘤模型被認為是保護原始腫瘤特性,雖然異種移植的主要缺點是,腫瘤進展的微環境和自然演化的進展歷史常常不能代表真正的人類腫瘤的演變。對比異種移殖的研究中,轉基因小鼠是組織學和人類癌症具有異質性相同的特性,延遲和腫瘤生長的缺點的基因準確的活體模型。通過結合腫瘤微環境的嚴格生化機理研究及其遺傳控制與實驗治療試驗是利用機制既得到的知識,從頭開發癌症基因工程小鼠活體模型去模擬人類癌症的發生及發展。我們已經開發出 一、不同的基因變異誘導出三種不同病理特徵的胰臟癌基因鼠模型。 二、研究團隊成功開發出前列腺癌基因鼠模型,並鑑定出高轉移型的前列腺癌基因鼠模型。 三 、團隊成功開發出人類惡性神經膠質纖維瘤的基因鼠模型, 目前透過血漿蛋白質體學的分析研究, 企圖找出能早期診斷腦炎的血中蛋白標記。 透過成功開發的模式生物平台將應用於對抗癌症的新藥物開發及早期嚴正生物標誌的臨床前研究試驗。這個功能強大的活體疾病平台將與臨床腫瘤及生物科技公司相配合找出新的化療藥物,與前景改善這些致命疾病的治療。初期找到的腫瘤標記將結合團隊杜立偉老師的團隊研究氮化物高電子遷移率場效電晶體應用於生物感測晶片的開發,並計畫達到大量生產、價格便宜、快速檢測的癌症快篩晶片。未來著手於可同時偵測多種腫瘤標記之癌症快篩晶片,以提高檢測專一及準確性。
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