環境及生物樣品中奈米微粒偵測技術之研究

奈米微粒定義為粒徑小於100 奈米的粒子，它具有高氣管沉積性、大的表面積、誘導發炎反應之特性及可能經由血液循環系統累積在多處器官造成健康危害。目前已知大氣中奈米微粒為人類主要的被動暴露於奈米微粒之途徑，因此，發展分析大氣中奈米微粒之技術成為評估奈米微粒健康危害時不可或缺的重要技術。研究中使用電子式低壓衝擊器(ELPI)採集奈米微粒，並嘗試發展以標準溶液滴在濾紙上模擬ELPI收集到之樣品，以此製作實驗室製備之標準濾紙樣品，後續以雷射剝蝕感應耦合電漿質譜儀(LA-ICP-MS)進行元素分析。研究結果顯示實驗室製備之標準濾紙所建立檢量線線性範圍極佳，與傳統之雙粒徑採樣器採樣後續以ICP-MS分析之比對結果證明本研究所發展的方法可靠性甚高，極具實用的價值。實驗中針對新竹科學園區及中部科學園區周界進行採樣，嘗試找出半導體業排放之特性元素。研究結果顯示細微粒之砷及矽可能來自於科學園區內半導體產業的排放，除了砷與矽外，空氣中微量元素如錳、鈷、鎳、銅、硒、銣、銀、鎘及銫亦為可能之半導體工廠排放元素。除分析大氣中奈米微粒外，研究亦將發展以LA-ICP-MS分析生物體內奈米微粒的分布狀況，實驗中用於注入生物體之奈米微粒包括掺雜釓改質之氧化鐵奈米微粒及硒化鎘/硫化鋅無機量子點(CdSe QDs)，用以釐清奈米微粒進入生物體之反應及遷移狀況。研究中以LA-ICP-MS結合MATLAB建立元素分佈的生物影像技術，分析掺雜釓改質之氧化鐵奈米微粒注入小鼠腫瘤之分布及其濃度對於磁共振熱治療(MFH)的影響。研究結果顯示奈米微粒注入腫瘤後仍保持原本結構而未分解，其分布濃度正比於熱治療效果。此外，研究中亦探討CdSe QDs經靜脈注入及氣管灌注後在小鼠器官累積及分布情形，結果顯示靜脈注射後QDs累積在肝、脾及腎上腺，氣管灌注則僅累積於肺臟。由螢光顯微鏡觀察所得到的QDs位置與LA-ICP-MS之Cd-114影像呈現相當高的一致性;而從Cd-114與Se-82樣品中的訊號相關性及比值可做為評估QDs是否有降解現象。

關鍵字

奈米微粒；雷射剝蝕感應耦合電漿質譜儀；電子式低壓衝擊器；量子點；半導體排放

參考文獻

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