|
大腸桿菌 重0.0000000000000823克
〔記者郭怡君╱台北報導〕中央研究院原子與分子科學研究所最近成功設計出全球第一台可量測完整細胞質量的生物質譜儀,首度突破過去科學界一直無法精密量測生物大分子質量的瓶頸,很有潛力用來作為新一代快速檢測細菌或病毒的方法,生醫界同時看好它可用在尋找幹細胞的研究潛力。
量測完整微生物的質量有助於了解細胞生長速率和產量,攸關生命科學領域的基礎研究,但傳統量測微生物質量的方法,如流動細胞計數器和重力天平分析法都費力費時,新發展出來偵測單一細菌或病毒粒子質量的超導量子干涉儀等技術,誤差普遍大於十%,而原分所設計的生物質譜儀量測細菌質量的誤差,僅在千分之一以內。
這項研究由原分所研究員張煥正領導,團隊核心份子包括台大物理系博士生彭文平及碩士生楊易昌、交通大學生物科技所碩士康名慰、原分所電子工廠技術員丁維生,身為原分所特聘研究員的中研院院長李遠哲也在研究過程裡提供不少建議。
生物質譜儀發展已有廿年的歷史,但一直無法量測分子量大於百萬等級的分子如細菌或病毒,主因在於傳統質譜儀的「離子偵測器」不合用。一直從事光譜動力學研究的張煥正考慮到大氣懸浮粒子的尺寸約與細菌相當、約為病毒的十倍,便首度將量測大氣粒子的「光子偵測器」運用到新型生物質譜儀的設計中,果然成功測出細菌質量。
張煥正描述,該質譜儀是先用雷射光照射與有機酸混合的脫水大腸桿菌樣品,有機酸會吸收雷射光的能量產生小型爆炸,就像火箭升空一樣協助將離子化的大腸桿菌托到空中,再用交流電場所形成的離子陷阱將大腸桿菌抓住來測質量,如此量得的脫水大腸桿菌平均約為一百萬億分之八點二三公克重,實驗共量測了六十個脫水大腸桿菌,發現此種細菌個體質量差異分布約在正負三%之間。張煥正的研究團隊的下個目標,是研發可量測單一病毒質量的生物質譜儀。
原分所設計的新生物質譜儀論文發表後,即有中研院基因體研究中心相關人員表示濃厚興趣,因當前幹細胞研究最棘手的問題之一,即如何從一堆長得很像的胚胎細胞裡確切分離出幹細胞。
|