生物系統之偵測與材料(分子辨識):
--生化作用之超快偵測研究
生化作用通常在常溫、常壓之水溶液中快速進行。以酵素之催化為例,其反應
速率可快至106 – 107 s-1,亦即其反應半生期可短至微秒〈μs〉的層級,
因此一般動力學將無法研究其反應細節和分子的動態現象〈molecular dynamics〉
,然而凝態超快偵測恰可在此發揮所長,例如了解小分子與大分子或大分子與
大分子間的動態現象。國內過去已有不少傑出的氣態超快動力學的學者,應鼓勵
他們和生物,物理領域學者合作,跨入研究生物分子間的反應細節和分子的動態現象。
-- 新穎的探測技術
研究生化反應的瓶頸之ㄧ為作用過程中生物分子的變化不易觀測,可嘗試使用
新式的物理探測法,如:表面電漿共振效應〈surface plasma resonance, SPR〉
、反射式光干涉光譜〈Reflectometric Interference Spectroscopy, RIFS〉,
石英晶體微量天平〈Quartz Crystal Microbalance, QCM〉等,來研究生化分子
間的交互作用。本規劃案將可鼓勵化學專家與其他專家合作,投入開發創新性的
生物偵測方法。
-- 生物晶片
在科技急速發展的今天,單位時間及付出代價所要求得到的資訊越來越多。以
人類基因體計畫為例,基因體計畫刺激了毛細電泳技術的提升,現在的技術在
基因定序上,每秒可定出一個base pair。在DNA定序及組合式合成需快速提供
分析結構與活性資訊的要求下,衍生了「平行分析」的概念,同時分析多個不
同樣品的儀器因應而生,而且衍生出分析量測「微小化」的觀念,在微小裝置
中具有微晶片可以快速分析微量樣品。雖然此類微晶片的真正能力仍然在確認
中,但是以目前可以做到的結果,已經令人刮目相看。
-- 生物感測器
利用化學技巧來銜接生物的功能(biological function)與有用的電子訊號是
感測科技的尖端技術,此種尖端技術將改變人類未來在醫學、環境、及個人
防護上的重要策略。利用分子辨識及奈米科技將可提升藥物篩選的能力。