袖珍水族箱看奈米水世界
新式液態樣本槽能讓電子顯微鏡下的生物樣本不再乾巴巴，還可直接取樣。
撰文／張平
電子顯微鏡可看到奈米尺度的高解析度影像，但是電子束無法穿透氣體（更別說液體了），必須在真空中觀察樣本。若要觀察微生物，在樣本製備上可要下點功夫，因為真空環境中最怕遇到水，所有生物樣本必須經過處理（包埋、乾燥或冷凍）才能放進電子顯微鏡，於是我們看到的是高解析度的「微生物木乃伊」。這相較於在自然環境（通常含水）中觀察微生物，畢竟少了點「原汁原味」的感覺。
有沒有辦法製作出一個微型的水族箱，來把活生生的微生物放進電子顯微鏡觀察？清華大學材料工程學系教授游萃蓉和博士生劉國良突發奇想，研發出一種液態樣本槽。他們注入含有大腸桿菌的液態樣本，在照完電子顯微鏡之後，大腸桿菌表現出還具有代謝作用。
這個微型水族箱稱為「K-kit」，採用微機電系統的技術製成，也就是以半導體製造出微型的機械結構，利用兩小片矽晶片做為樣本槽，中間夾持大約高度5微米（10^-6公尺）的液態樣本，周圍用AB膠密封。兩片矽晶片背面的中央都已經事先開口到剩下10奈米（10-9公尺）厚的玻璃觀測窗，適合穿透式電子顯微鏡觀察，整個K-kit晶片各邊長都小於1.5毫米（10^-3公尺）。
完成基礎製備之後，清華大學與國家衛生研究院奈米醫學中心、閤康生物科技公司合作，進一步開發K-kit在生醫與工業的應用。例如，首度直接定量觀察血液中的奈米藥物，不需先與血液分離；觀察食品、化妝品、藥劑等產品內含奈米顆粒的種類、形貌、濃度和分佈情形，可用於檢驗防曬乳中防曬顆粒的粒徑分佈、添加碳酸鈣的營養飲品其顆粒是否分散均勻等。相關研究成果發表於2008年《實驗室晶片》（Lab-on-a-chip）期刊、2012年《分析化學》（Analytical Chemistry）期刊，此項技術也獲得2014年國家發明創作獎銀牌。
