交大生物科技新研發 磁性蛋白質

http://www.nownews.com/2010/11/25/11462-2667911.htm

記者房書勤‧陳心雅 交通大學生物科技學系張家靖教授、應用化學系孫建文教授與中央研究院甘魯生教授等多位教授共同創造出「磁性蛋白質」，將「金屬硫蛋白」與兩個錳，五個鎘金屬離子鍵結產生有序的排列，產生室溫下具有弱鐵磁性的蛋白質。經實驗測試，磁性蛋白質可與半導體基材結合，將可應用於新型半導體元件之開發，成為台灣開發生物有機半導體元件開發的先驅。

張家靖教授表示，將「金屬硫蛋白」裡的鋅離子取代，並藉由生物分子自組織之特性使錳、鎘金屬離子有序排列並維持蛋白質原有結構特性，此金屬離子排列結構與稀磁性半導體類似，目前研究目標朝向將磁性蛋白質與半導體結合以開發生物基材為基礎之可感磁有機半導體元件。

甘魯生教授強調，決大多數的有機物在室溫下多不具有鐵磁特性，將變性(構形錯誤)的蛋白質按其本質排列後，回復其原有結構，並在室溫下產生鐵磁特性，是本研究最大的發現。另外，若將此類蛋白質結合在半導體上形成記憶元件，其可能之儲存量將非常的大，未來有可應用於記憶儲存元件之潛力。

孫建文教授進一步說明，半導體元件製程複雜，將半導體基材加入生物有機分子，好處是生物分子可自行組裝，在被侷限的空間裡與矽基板表面形成共價鍵結，進而形成具有磁性的奈米結構，此一結合將為半導體技術開創新的局面。同時，將生物材料與半導體材料結合，也可取代無機材料的使用，讓環境得以永續發展。

未來應用方面，與稀磁性半導體類似特性之磁性蛋白質中含有重金屬鎘離子，對人體與環境有不良影響，研究團隊目前正設法研發出可取代、並且對環境較環保的金屬離子，以製成生物相容磁性分子。除應用於磁性半導體元件之開發外，亦可運用此類生物磁性分子在與其他生物分子結合後其磁性之變化特性，製做成生物感測元件或磁振造影之顯影劑，讓病患未來在做磁振造影檢查時，透過磁性顯影劑讓影像增強或抑制，以突顯要檢查的部位之影像。

由於以往傳統自動物中萃取之「金屬硫蛋白」雖具有多種生物醫學應用之特性，但其產製過程較不符合現今保育觀念，因此原料取得不易。張家靖教授說，本研究團隊除了研究蛋白質中的磁性外，運用原本專精之基因重組與蛋白質摺疊技術，使細菌產製具功能性之「金屬硫蛋白」，也是此研究領域一大發展。

張家靖教授表示，室溫弱鐵磁性蛋白質材料之開發為目前世界首創，與半導體或金屬基材皆有良好結合與應用的潛力，未來團隊也會持續磁性蛋白質基礎研發工作，測試各種可能性。甘魯生教授笑言，雖然「金屬硫蛋白」本身也具有多重生理功能，應用性廣泛，可用於食物添加與化妝品添加劑之用，將「金屬硫蛋白」量產之商業價值很大，但團隊同仁仍舊站在學術性、基礎研究的角度，將進一步的研發視為重點，「因為重覆做相同的事是工作，嘗試做不同的事是冒險！基礎研究本身就是一種冒險！」