阳明交大研发蜘蛛丝光纤测血糖 有助糖尿病管理

阳明交大生物医学工程学系教授刘承扬(左一)、硕士生鄂暄蓓硕士(右一)与研究团队成员。(阳明交大提供／李侑珊台北传真)

手掌大小的人面蜘蛛(Nephila pilipes) 。(阳明交大提供／李侑珊台北传真)

手掌大小的人面蜘蛛(Nephila pilipes)外表总是更是令人畏惧，不过阳明交大生物医学工程学系教授刘承扬及硕士生鄂暄蓓，成功利用人面蜘蛛吐出的蜘蛛丝，开发出一款光纤糖度感测器，能够在万分之一秒内有效量测果糖、蔗糖与葡萄糖浓度，且量测范围已包含人体血液中所有可能的糖浓度，将可做为下一世代的血糖侦测利器。

有别于传统利用玻璃或塑胶材料制作的光纤，蜘蛛丝不仅有良好的延展性、光波传输等物理性质，而且还有高度的生物相容性，相当适合用于人体。

刘承扬率领研发团队携手台北医学大学及国研院台湾仪器科技研究中心合作，从活蜘蛛取得天然的蜘蛛丝后，先是利用光固化树脂稳定蜘蛛丝的结构，再用斜向薄膜溅镀技术，在固化的蜘蛛丝表面溅镀一层薄薄的奈米金薄壳，以增加蜘蛛丝光纤对糖浓度的灵敏度，最后做成了一根直径约略为头发，肉眼可视的光纤感测器。

研究团队透过「表面电浆子共振」(surface plasmon resonance SPR)的光学物理原理，科学家可以计算出不同糖类在金属上的折射率，借以得知其浓度变化。

刘承扬研发的这款光纤感测器，经实验证实其感测功能在1年内都能保持相同灵敏度，且在室温与人体温度下都能正常运作。

事实上，为了找寻适合的材料，研究团队尝试过2到3种不同品种的蜘蛛，经过多方尝试才选定人面蜘蛛为主要取丝对象。为了取出高品质的蜘蛛丝，研发团队还必须学习如何饲养蜘蛛、设计取丝方法等。

鄂暄蓓表示，人面蜘蛛不仅巨大，一开始也很害怕背上有长脸的蜘蛛，取丝过程中蜘蛛不受控制乱跑也让研究团队伙伴们惊叫连连。研发团队在制作蜘蛛丝光纤的过程中，也尝试多种树脂、金银铜等金属，因此认识了爬虫店老板、树脂厂商等，算是意外收获。

刘承扬教说，糖尿病患者需要餐前餐后监测血糖，一款可以长期适用于人体内，且即时精准测量血糖的感测器，不仅解决病患的难题，也能达到精准医学的目标，造福更多的慢性病患者。

这项研究成果除了阳明交大外，也包含国研院台湾仪器科技研究中心陈维钧研究员、陈哲勤研究员以及北医医学系教授郑嘉雄的参与。研究成果将刊登于今年9月的《Biomedical Optics Express》，并获选为该刊物的编辑精选。