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研究創新的幕後功臣:貴重儀器中心 加速研究成果產出 增加跨國合作契機
臺師大於去年成立「跨域科技產業創新研究學院」(College of Industry Academia Innovation, CIAI),成為產官學合作新典範,也為科技研究注入強勁動能。而為提供師生更優質的研究環境,由李以仁主任領軍的研究發展處貴重儀器中心,積極發揮資源整合功能,除了加入國科會基礎研究核心設施,近年自行採購的貴重儀器中,還包含一臺最新型「雷射剝蝕—感應耦合電漿—質譜儀」(Laser Ablation-Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometer, LA-ICP-MS/MS),不僅加速產出研究成果,也吸引許多跨國合作機會。
LA-ICP-MS/MS主要用於準確偵測樣品中的微量化學元素,應用範圍涵蓋地質學、地質化學、環境科學、材料科學、生物學等等。本校於2019年購入後,現已完成第一階段的校準和測試,並成立實驗室,是全臺擁有此類技術的菁英機構之一,更是亞洲地區少有的高規格儀器實驗室。
LA-ICP-MS/MS實驗室負責人、地球科學系謝奈特(J. Gregory Shellnutt)教授解釋,LA-ICP-MS/MS結合兩種先進技術:一是「雷射剝蝕」,能用雷射去除樣品中的微量物質;二是「電感耦合電漿體質譜法」,能完整且精確分析物質的同位素以及元素組成,包含岩石、礦物等,甚至可以剖析恐龍骨骼。
地科系謝奈特教授(右)指導LA-ICP-MS/MS實驗室Sam Uthup博士後研究員(左)操作儀器,該儀器能夠分析物質的同位素以及元素組成,包含岩石、礦物等,甚至可以剖析恐龍骨骼。
謝奈特教授說:「以往要做年代序列分析,需要花費好幾年的時間才能完成;但自從有這臺儀器之後,實驗就能在一、兩天內得到結果,而且非常準確。」
然而,過去幾年因為遭受疫情影響,及其造成的供應鏈中斷,導致LA-ICP-MS/MS實驗室的運作略有延遲;但研究團隊已完成許多地質年代學研究,如:塞席爾共和國(Republic of Seychelles)火山—深成岩複合物(Volcanic-Plutonic Complex)、印度北部喀什米爾潘加爾火成岩區矽質岩鉿(Hf)同位素、加拿大魁北克省馬德萊娜群島(Magdalen Islands)矽質熔結凝灰岩層碎屑鋯石(Zircon)。在未來一年內,實驗室也將開放與外部機構合作,預計吸引更多跨國團隊共同研究,促進地質年代學門更進一步發展。
「多功能超高解析熱電子型—場發射—掃描式電子顯微鏡」(FE-SEM)用於材料科學和奈米技術上,能夠提供精細表面影像及定性與定量分析。
LA-ICP-MS/MS實驗室是臺師大校園內16間尖端科學實驗室之一,而由其他教授領導的實驗室,也同樣搭配先進的貴重儀器,如:機電工程學系鄭淳護教授管理的「多功能超高解析熱電子型—場發射—掃描式電子顯微鏡」(Ultra High Resolution Thermal-Field Emission-Scanning Electron Microscope, FE-SEM),用於材料科學和奈米技術上,能夠提供精細表面影像及定性與定量分析;光電工程學士學位學程廖書賢教授管理的「電磁現象實驗器」(Magnetically Shielded Room for Magneto Encephalography, MSFM),為非侵入性腦功能成像設備,可記錄實驗中腦部活化區域和受測對象視覺注視點;機電系張天立教授管理的「高精度多軸雷射設備」(Multi-axis Short Pulse Laser Processing System, PLS),應用於微型裝配、表面處理以及光電器材製造,是從事尖端研究的必要工具。
貴儀中心也受到國科會補助,提供八種貴重儀器量測服務,其中一項是2020年引進的「基質輔助雷射脫附游離—飛行時間式—質譜儀」(Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization-Time of Flight-Mass Spectrometry, MALDI-TOF/TOF-MS/MS),能分析生物高分子的結構和序列,如核酸、蛋白質、多醣等,可應用於疾病診斷、藥物研發、食品安全、環境監測等領域。
這些貴重儀器是輔助各項實驗的關鍵角色,也是臺師大研究創新的幕後功臣。通過運用頂尖科技儀器,不僅提升研究的準確度,也擴展本校與國內外學者的交流,促成更多跨校和跨國研究的合作機會。(撰文:王怡文、曾秉芳/資料來源:貴儀中心)
▲在貴儀中心支援下,臺師大文物保存維護研究發展中心為受損畫作進行診斷,期能恢復原作光彩,以保留文物永恆的價值。圖為X射線螢光光譜儀(X-ray Fluorescence Spectrometer, XRF)。