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Browsing by Author "HSU LONG"

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    利用奈米技術從細胞模數及遷移行為探討大蒜精油及其含硫成分對類嗜中性球細胞遷移活性的影響
    (2009)
    徐琅
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    HSU LONG
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    國立交通大學電子物理學系(所)
    發炎細胞「嗜中性球細胞」在發炎反應中的遷移行為一直是個被廣泛研究的基本生物問題，因 此，探討大蒜的抗發炎反應機制也成為重要的研究課題。然而，由於單一細胞難於操控，過去很難 從物理角度觀察嗜中性球在遷移行為中的物理變化並量化大蒜濃度對其影響。近幾年，我們和合作 的生物學家好奇大蒜精油的抗發炎反應機制可能和發炎細胞內細胞骨架的組裝與拆解有關。為此， 我們已先自製一台簡易型原子力顯微鏡，可以初步量測單一細胞的彈性模數。此外，我們也建立微 流道技術，已可初步追蹤單一細胞的遷移軌跡。因此，我們希望在這些技術之上，加入大蒜精油這 個新元素，以其不同濃度為實驗的控制變因，繼續研究此一課題。 在本計劃中，我們擬結合操控單一細胞的最新奈米技術：雷射鑷夾、原子力顯微鏡和微流道， 藉由觀察發炎細胞的兩個相關物理指標：彈性和速度，量測大蒜精油中的三種主要硫化合物成分分 別對於發炎細胞的彈性模數和遷移速度的影響，以量化這些變化和硫化合物濃度的關係。然後，我 們將比對細胞骨架與彈性模數和遷移行為的關連性，探討大蒜精油在發炎細胞抗發炎反應機制中的 角色與影響。 在本三年計畫中，我們擬採用癌化後比較強韌的「類嗜中性球細胞」作為實驗對象，並利用已 知具有拆解細胞骨架功能的細胞鬆弛素、nocodazole，和大蒜精油同步進行對照實驗。第一年，我們 將改善自製雷射鑷夾與原子力顯微鏡的功能，量測類嗜中性球的彈性模數，以量化不同濃度大蒜精 油對彈性模數之影響。第二年，我們將利用微流道技術量測類嗜中性球的遷移速度，以量化不同濃 度大蒜精油對遷移速度之影響。第三年，我們將利用此一平台，進一步分析大蒜精油中的三種主要 硫化合物成分：二烯丙基硫化物(dially sulfide, DAS)、二烯丙基二硫化物(diallyl disulfide,DADS)與二 烯丙基三硫化物(diallyl trisulfide, DATS)分別在不同濃度下對細胞彈性模數與遷移速度的影響。最 終，我們期望找出大蒜精油中這些硫化合物成分的最佳比例組合，以有助於未來新型抗發炎反應藥 物的研發。
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    利用奈米技術改善人工受孕治療---單一精子分離與高篩選率流道
    (2010)
    徐琅
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    HSU LONG
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    國立交通大學電子物理學系（所）
    人工受孕是不孕症患者的一大福音，如何篩選出最好的精子以供卵子受孕是重點之 一，而目前的人工受孕治療技術中，精子的篩選仍是問題之ㄧ。就現有的篩選方法而言， 對於人工受孕(IUI)來說篩選率過低，這會導致成功率的下降。而顯微注射法(ICSI)中， 問題在於無法準確的挑出最好的精子。本計劃之目的在於改善現有的人工受孕技術，目 標為利用全像光學鑷夾(holographic optical tweezers, HOT)系統研發準確的單一精子分離 技術，改善ICSI 的精子篩選過程；利用三維的微流道篩選出所有具有泳動力之精子， 提高精子篩選率，使IUI 成功機率上升。最後，依據醫院的需求做改善，以求應用之實 用性。各年目標略述如下： 第一年： 旨在研發準確的單一精子分離技術。此技術的重要性在於我們可以在 一群精子或是雜碎組織中，準確且快速的單獨分離出一個目標精子，使用 HOT 系統並以目標精子為中心，清空其四週，並用微吸管吸出，達成準確 且單一分離之目的，此種用微吸管吸出的應用方式符合目前醫院的操作過 程，希望可以改善目前TESE 與ICSI 所遇到的問題。 第二年： 目的在解決IUI 中精子數量不夠導致成功率不高的問題，利用三維的 微流道設計以篩選出更多的具活動力之精子，提高篩選率，期待能達成高 篩選率之目標。 第三年： 承續前兩年，為了使我們開發的技術更貼合醫院的應用，第三年計畫 將針對這些計畫做改良與近一步檢驗。 改良部分首先考慮醫院的需求，HOT 的單一精子分離中，預計縮小 系統之體積，使用光纖傳導雷射光減少光路的耦合，達到方便且可攜之目 的。高篩選率三維流道的改良方向，則是取決於當下醫院的看法。 檢驗部分，首先檢驗單一精子分離系統中雷射造成之光傷害，比較 1064nm 與980nm 光傷害的差異，找出最好的波長；此外我們將藉由改變 培養液之折射率，使其折射率高於精子，精子得以被推離光焦點，雷射光 穿過精子的比例變少以降低雷射鑷夾之光傷害。 高篩選率的三維流道方面，我們將做更進一步的分析，方法可以有 泳動速度、活化比例、頂體反應比例、IVF 比例、精子表面的AFM 分析 等，利用這些參數檢驗精子的品質，期待得到此種方法篩選出的精子品質 皆佳的結果。
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    利用奈米技術設計與製作大腸桿菌生物幫浦
    (2008)
    徐琅
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    HSU LONG
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    國立交通大學電子物理學系(所)
    自 2005 年至今，我們執行一個三年期的國科會國家型奈米計畫：“利用奈米技術探討細菌與寄 主細胞之交互作用”；藉由量測大腸桿菌（E. coli）外膜的第三型線毛（Type 3 Pili）的機械特性，探 討線毛在感染過程中的黏附作用機制。我們和大腸桿菌相處三年，對這種會游泳的細菌之游泳能力 產生相當大的興趣。我們好奇如果能適當安排一群大腸桿菌持續“游泳踢水”，並巧妙整合其踢水的 方向與力量，或將可以發明一種水溶液中的生物幫浦。 為此，在本計劃中我們希望先分析大腸桿菌游泳的力量與機制，進而適當運用這種自然的生物 力量，最後設計並製作出一種生物幫浦。本計畫將分成以下三年逐步完成： 第一年：採購一個可程式化相位調變器 PPM（Programmable Phase Modulator），外加在現有的雷射 鑷夾上，以架設一套動態全像雷射鑷夾系統。然後利用PPM 來調控雷射鑷夾的光強度分布， 以產生一個漩渦型捕捉亮環。 第二年：將大腸桿菌侷限在漩渦型亮環內游泳，用以量化大腸桿菌游泳的速度與力量大小。然後調 控不同的溫度、光損害、或酸鹼值等參數，最後找到大腸桿菌游泳（活性）的最佳條件。 第三年：在最佳條件下，利用PPM 設計多樣性的捕捉圖案，用以整合一群大腸桿菌“游泳踢水”的力 量與方向，最後製作出一種可在微流管道中控制水流流速的自然生物幫浦。
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    利用奈米生物技術研究神經突生成、軸突分化以及神經元再生之機制
    (2011)
    徐琅
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    HSU LONG
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    國立交通大學電子物理學系（所）
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    利用奈米科技探討細菌與寄主細胞之交互作用(I)
    (2005)
    徐琅
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    HSU LONG
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    交通大學電子物理系
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    利用奈米科技探討細菌與寄主細胞之交互作用(II)
    (2006)
    徐琅
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    交通大學電子物理系
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    利用奈米科技探討細菌與寄主細胞之交互作用(III)
    (2007)
    徐琅
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    國立交通大學電子物理學系(所)
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    利用雷射鑷夾技術量測精蟲活動力之研究
    (2001)
    徐琅
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    HSU LONG
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    國立交通大學電子物理學系
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    利用雷射鑷夾技術量測細胞分裂力之研究
    (2000)
    徐琅
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    國立交通大學電子物理學系
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    利用雷射鑷夾探討嶄新的作用力測量技術
    (2013)
    徐琅
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    國立交通大學電子物理學系（所）
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    家用式精子活動性分析儀之研發
    (2014)
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    國立交通大學電子物理學系（所）
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    應用雷射鑷夾於腸壁細胞之活體奈米三維影像掃描及皮牛頓黏附力之量測(I)
    (2003)
    徐琅
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    國立交通大學電子物理學系
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    應用雷射鑷夾於腸壁細胞之活體奈米三維影像掃描及皮牛頓黏附力之量測(II)
    (2004)
    徐琅
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    HSU LONG
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    交通大學電子物理系
    病原體感染致病是對於人類健康的一大威脅，其中黏附於寄主細胞是許多微生物病 原體感染寄主細胞的第一個步驟。除了單純的附著之外，微生物也可能造成寄主細胞的 形態改變，甚至損害。目前生物學家並不清楚微生物附著於寄主細胞力量的強度，也無 法在活體系統中觀察寄主細胞接觸微生物後在不同時間的形態變化。因此，在2003 年 國科會計劃中，我們提出」應用雷射鑷夾於腸壁細胞之活體奈米三維影像掃瞄及皮牛頓 黏附力之量測」的三年計畫目標，其目的即在結合我們純熟的光電技術與奈米尺度之下 的分子生物問題，希望能研發新的研究工具以開拓奈米生物科技中新的研究領域。具體 而言，本計畫主要的工作包括：(1)利用自製的雷射鑷夾，量測各種經過基因工程修改過 的腸內菌對培養的腸壁細胞黏附力大小，及其受溫度、營養等環境變數的影響；(2)尤其 特別的是，我們計劃觀察單一腸壁細胞受腸內菌黏附後，其立體形態隨時間變化的情形。 在2003 年，即上述三年計畫中的第一年，我們已完成具100nm 解析度的三維影像 掃瞄功能的捕捉探針光學顯微鏡(Scanning Trapped-probe Optical Reflective Microscope， STORM)之基本架設，並得到初步的奈米三維掃瞄影像。此外，我們也利用雷射鑷夾測 得強度在皮牛頓(pN)數量級的克雷白氏肺炎桿菌(病原體)與膠原蛋白(寄主)之間的黏附 力。我們可以說已達到本計劃第一年的預定目標。 我們期望本三年期計畫的後兩年計畫(2004 年~2005 年)能繼續得到支持。在第二年 (2004 年)，我們將接續建構目前半完成之光子力顯微鏡(Photonic Force Microscope， PFM)，用以發展一種快速又簡便測量低於皮牛頓數量級的微生物力的技術。此外，我 們也將提昇目前已建構之掃瞄式捕捉探針光學顯微鏡(STORM)的解析度由100nm 至 1nm，以用於活體微生物的三維形態顯微影像掃瞄。 最後在第三年(2005 年)，我們計劃應用前兩年所研發出來的雙功能顯微鏡，來研究 腸內菌對培養腸壁細胞黏附的力量大小以及形態的影響。我們預期本三年期計畫的成 果，將可建立一套具有1nm 解析度與0.1pN 精確度的即時三維影像掃瞄及微生物力量測 的工作平台，用以操控、觀察、與量測微生物黏附於寄主細胞的過程。我們相信本計畫 的研究成果，對於瞭解病原體感染致病的機制，會有很大的助益。
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    細菌黏附力的快速量化檢驗平台之研發
    (2015)
    徐琅
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    HSU LONG
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    國立交通大學電子物理學系（所）
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