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奈米鑽石應用生物醫學 未來應用層面廣

奈米鑽石應用生物醫學 未來應用層面廣
中央研究院原子及分子研究所研究員張煥正所領導的團隊,繼推斷太空中奈米鑽石極有可能無所不在後,目前研究團隊正利用螢光奈米鑽石應用在生物醫學,尤其是做定位、標記用,仍在細胞和動物實驗中,未來應用層面非常廣。 張煥正是在1995年利用購得的約 100奈米大小的人工奈米鑽石,與氫原子相互反應,然後鑽石表面結合了碳氫鍵,並觀察鑽石的變化,當年即獲得光譜;到了1999年一組法國天文學家根據張煥正的紅外線光譜,在蝘蜓座和金牛座黑暗星雲內的兩顆星中,發現了太空鑽石的蹤跡。

張煥正聯合中研院天文所所長郭新,模擬外太空的條件,在實驗室中先以中研院物理所高能加速器產生的質子束轟擊市售的人工奈米鑽石,製造晶格缺陷,接著再以攝氏800度的高溫加熱,退火後得到螢光奈米鑽石。這些鑽石與太空望遠鏡所觀察到的大紅射線非常相似,推斷鑽石在太空中極有可能無所不在。

張煥正研究團隊中的副研究員韓肇中表示,其實奈米鑽石是可以用在生物醫學實驗上,過去在蛋白質的標記上大都使用螢光染料分子,但是受到時間短的限制,壽命不長,研究人員若要反覆觀察得重新再來。

不過,在十餘年前科學界出現了奈米級的「量子點」(半導體的化合物),被生物學家引進取代螢光染料分子,它的優點是永遠都會發光,而且隨著量子點的尺寸大小會呈現不同顏色,對於穿透軟組織等相當有用。

韓肇中指出,至於螢光奈米鑽石經過激發後就會發光,因此正經過實驗確認對人體有無傷害,目前所知正在進行「血管造影術」的動物實驗中。

另外,醫學界也運用「人工奈米鑽石」做為人體替換組織的耐磨程度上,例如早期的心血管支架都是純金屬,表皮細胞很容易長上去,久而久之心血管又變細,但新的心血管支架表面鍍上鑽石膜,結果可以讓支架保持暢通更久。

人工髖關節的更換上,也是鍍上一層鑽石膜,可以增加耐磨程度,避免產生疤痕組織等;韓肇中強調,研究團隊正在進行細胞實驗,確定螢光奈米鑽石在人體內定位和標記的可靠度。