國立臺灣大學醫學院
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依不同學術領域包括

光譜應用於組織病變的診斷

前對於疾病的病理診斷,主要是作活體切片檢查,再以顯微鏡進行組織結構和細胞學的形態變異性分析為主。而光學式組織取樣技術由於具有疾病即時診斷、組織切片直接取得及生理參數的直接量測等優點。因此這幾年來,光學式病理診斷技術,遂成為光電科技發展中的一個重要環節。本中心目前主要以發展光激發自體螢光光譜或外加染料螢光光譜,做為早期組織病變的輔助診斷工具和作為治療後生物標誌之研究,希望藉著這種自體或外加光感物質的螢光光譜變化,疾病或癌病變組織得以被定位出來。

光動力療法應用於各種癌症病變的治療

動力療法的基本原理就是組織中的外加光感物在受到特定波長雷射光激發後,能將光能轉移給組織內的其他物質如氧氣而發生光化學作用,進而產生對細胞有毒性的自由基,因此在光感物質所積聚的位置受到光照後會造成細胞的毒性。構成光動力療法的三個基本要素是光感物質、照射光和組織細胞內的氧氣。由於必須要在這三個要素的共同作用下才能產生療效,因此雷射光動力療法不同於傳統上單純用來切除、燒灼或汽化的雷射手術。

光動力致死效應及其抗性分子機轉探討

合光電科技與細胞生物學相關的研究工作,進行光動力效應引發生物效應的分子生物機轉研究。研究的重點在於探討光感物質受光激發後,引發之光動效應如何導致細胞之凋亡。目前之探討重點在於光動力效應下所引發的訊息傳遞變化路徑為何?而這些被激發的訊息因子是否會藉由調控細胞分裂週期因子的方式來阻止細胞的分裂或促進細胞凋亡機轉的啟動。經由這些機制的探討,我們才能對光動力效應下,細胞將來可能產生的抗光動力治療提出進一步的治療方法。

大腦功能磁振造影研究

展水分子擴散張量磁振造影技術:此技術可非侵襲性地決定活體內大腦白質纖維束的三維空間走向,再利用三維追蹤的數學模式,來重組軸突纖維在灰質或神經核間的聯結。此技術可用來研究神經聯結的三維結構,而且可以探討一些白質病變對神經纖維束傷害的程度並與臨床症狀作比對。

展視覺及運動功能磁振造影:功能磁振造影提供大腦各灰質功能區受到某種特定刺激時的反應圖。若將此技術與水分子擴散張量磁振造影結合,可研究各功能區間彼此聯結的情形。我們將克服結合這兩種技術的若干困難,從研究大腦主要視覺區與次要視覺區之間彼此聯結的情形著手。此研究有助於了解大腦視覺區的灰質如何藉白質纖維束的聯結來作功能性整合。

心臟功能磁振造影研究

展水分子擴散張量磁振技術在活體內心臟肌纖維之造影:我們利用此技術來探討不同原因所造成的心肌肥厚,它們心臟肌纖維排列狀態有何不同的變化,以及這些不同的變化對心室功能的影響。另外我們也可研究在藥物治療下如何助益心臟肌纖維排列的重塑。

展相位對比技術來量測心肌之應變張量:將此技術與水分子擴散張量磁振造影結合,來研究心肌結構與心臟舒縮功能之間的關係。此研究提供心室力學最基本且重要的資料,我們可根據這兩種技術所獲得的心肌纖維走向及心肌應變張量的資料,參照物質黏彈係數來計算心肌應力分布以及心室腔壓力,並與心導管壓力計之量測結果作比對。

心肌或血管壁在受壓狀態下進行形態重建之分子機轉探討

們利用磁振造影術定期追蹤自發性高血壓老鼠心肌或大動脈血管壁之應力及應變張量,並觀察其內部組織結構和外在形態之變化。而為更進一步了解致壓效應下細胞內在的變化,我們擬更進一步結合醫學工程和分子生物學的研究,探討在此壓力下所引發的細胞內訊息傳遞變化及此機轉如何導致細胞的生長和死亡。

生物巨分子結構原子作用力顯微技術研發

物性分子作用力顯微技術的研發其主要的重點放在觀看與生物活性相關的結構性變化及生物巨分子的立體三度空間圖譜,故其樣本製備程序的發展、生物功能的保持與原子作用力分子影像的現性是相當關鍵性的研發重點。研究關鍵技術主要在生物分子樣品與固定支架物間的相互作用力,任何在乾燥期間因表面張力所引起的分子結構瓦解,冷凍乾燥所導致的熱瓦解,與來自於包埋生物巨分子所引起的形狀扭曲等因素都是未來研究探討的重點。

壓電生物感測技術研發

來的壓電生物感測技術其研發重點將利用石英晶體微量秤來探討抗體-抗原間相互作用動力學理論與實驗驗證。單株抗體及多株抗體與其抗原在未經任何的分子修飾或聯結情況下被使用當成一種模式系統,兩分子之間的質量變化與壓電震盪頻率改變的相對應模式將被觀察,動力學上各成份分子間的相互關聯性將被建立。其真實的親合常數將被估算,其間相互作用的親合力大小被證明,其數值將由傳統的方法來相互的印證,以加速建立石英晶體微量秤壓電生物感測器未來幾年商品化的專利基石。