台日科技資訊網 -- 宮原裕二教授團隊推動半導體、生技與醫療融合,帶動各領域活用生物晶片科技
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宮原裕二教授團隊推動半導體、生技與醫療融合,帶動各領域活用生物晶片科技   

宮原裕二教授日前接受臺灣日本關係協會科技交流委員會邀請,預計參加今(2020)年7月2日舉辦的「台日智慧生活科技應用策略研討會」擔任主講者。他所領導的東京齒科大學生體材料工學研究所,近年來積極推動半導體、生技與醫療間的融合,帶動生物晶片科技的發展。
然而,處理奈米分子大小的新技術日新月異,未來可透過半導體微細加工技術,提升「生物電晶體技術」(Bio-transistor)的整合性以及精密度,將反應直接轉換為電訊號(electrical signal),可望加速定量與簡易性的生物分析技術。
「生物電晶體技術」與既有直接檢測形式電荷的技術原理不同,毋須檢測螢光所需的雷達等光學系統,有效建構小型生物分子分析系統。在中小型醫院、診所等醫療機構提供更簡便的分析分法,例如,根據DNA鹼基序列分析,檢查藥物對不同個體的效用與副作用。也為了就近進行訪問診療或是對居家護理的患者進行檢查與診斷,善用雙電晶體管(Bi-transistor)的特性,達成簡便的檢查設備之需求。
另外,在醫材、藥物與化妝品的領域,利用培養細胞的解析技術取代動物實驗已成為現今的趨勢,但是在培養細胞進行分析時合成新化合物的成本十分昂貴。因此,只能從使用少量的樣品,縮小反應場(reaction field)以及檢波器(detection field)著手進行。該研究所認為,結合半導體與細胞的「細胞電晶體」是滿足上述需求的關鍵技術。事實上,在再生醫學(regenerative medicine)領域,需確認植入活體內之組織細胞的安全性,若使用「細胞電晶體」找尋評估參數,便可完成非侵入性的評估工作。
在細胞生物學等基礎科學領域,細胞電晶體可以檢測絕緣膜表面附近電荷密度的變化,可以對膜蛋白和載體蛋白進行反應作用的分析、監控與細胞分化有關的電信號等,期望藉此研究獲得嶄新的發現。
上述細胞電晶體,係透過結合微米/奈米技術、生物/醫學領域的技術完成。因此藉由整合微米/奈米技術精確的控制微細加工技術、高精準度測量技術,達成對生物的高度選擇性反應,藉此塑造新的學術領域,引領新興產業發展。

資料來源:東京齒科大學生體材料工學研究所

<原文>

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