團隊主持人:黃志嘉副教授 (國立成功大學奈米醫學研究中心、光電科學與工程學系)

 

本研究團隊近年來致力於發展先進無機、有機和蛋白質體的光學奈米材料,探討奈米尺度材料的特殊光學特性,可應用於微量感測、新型光電影像平台、癌細胞標定、光熱治療、光動力治療、拉曼標誌生物追蹤。在前瞻性的學術研究上,團隊對於光譜學解析金屬離子聚集反應與電子能階轉移有深入研究,也應用磁性奈米粒子進行尿結晶的分離與辨識,在拉曼分子感測與光動力治療等領域也有所涉略。除了純學術研究之外團隊也努力以專業去進行貼近大眾的研究,對於近年來一再爆發的食安問題,本團隊開始著手於表面增強拉曼散射檢測試紙的開發,並在105與107年(進行中)兩度與台達電公司進行產學合作計畫,且成果已取得一項的國內專利與台綜大傑出獎肯定,目前正努力將此拉曼檢測試紙往商品化發展並推廣到各個政府民間的檢測單位。近五年來本研究團隊共發表SCI期刊16篇(一篇被Journal Materials of Chemistry B 選為inside cover)、取得國內專利一項,團隊主持人於104、105年獲得國家新創獎、106年獲得台灣綜合大學系統年輕學者創新研發成果選拔傑出獎,而團隊成員曾獲得2018立創光電應用論文比賽獲得實作特別獎與佳作獎、中技社獎學金與多次最佳壁報論文獎。

 

 

 


專案研究主題:微量拉曼光學檢測試紙

 

本團隊(Dr. Chih-Chia Huang, Dr. I-Ling Hsu, Dr. Hsiao-Chien Chen, and Mr. Chien-Wei Lee)已開發出表面增強拉曼散射(Surface Enhanced Raman Scattering; SERS)基板、奈米顆粒、電極,解決現今市售基板昂貴、高背景雜訊影響靈敏度、檢體廣泛適用性不足、保存性不佳等缺點。新一代SERS材料以高靈敏度、高訊號信賴度為開發目標。SERS光譜有許多優勢: 1)屬於非破壞性的檢測、2)可直接檢測氣體、液體和固體樣品、3)分析不受水分子干擾(優於紅外線光譜最大原因)、4)微量檢測、和5)指紋光譜訊息,不易與其他物質的拉曼光譜重疊。團隊設計兩步驟綠色化學反應法製作出具有三維纖維結構的奈米-微米SERS基板,可以偵測到極低濃度之待測分子,故此技術在生活上可以應用於:農藥殘留、重金屬汙染、食安問題,以及毒化物之檢測、內容物之確認等相關的議題,其偵測極限可達ppb等級,目前也正與政府檢測單位致力於建立抗生素與細菌的拉曼光譜譜線資料庫、進行快速檢測與鑑定尿液中的致病細菌,提供即時地監測尿液中的細菌數與抗生素含量,未來計畫搭配國內廠商所開發之攜帶式與手持式拉曼光譜儀達到即時性的檢測效果。此外團隊也以化學法製作合金奈米顆粒、電化學氧化還原循環方式製備出奈米金-氧化金檢測晶片,可用於監控催化反應,奈米金與氧化金能分別增強電磁場與化學效應,並可輕易個別分辨生物潛在危害藍色色素一號與藍色色素二號之混合物,並且具極高的靈敏度於低的偵測極限。以上所提出之各項SERS材料優點包含製備快速、製程穩定、高增強因子、拉曼訊號分佈均勻及高安定性等。我們也成功與奈米磁性顆粒結合,製作出具有感測病原菌與光消融特性的殺菌能力,相信本團隊研發的各種SERS材料與生物抗體結合,未來具有開發疾病與癌症之生物晶片潛力。