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智慧生物工程專題中心

關於智慧生物工程專題中心1
關於智慧生物工程專題中心2
智慧生物工程專題中心是一個致力於生物醫學工程的頂尖研究單位。我們的專題中心致力於透過最先進的感測、成像、表徵量測和製造技術,改變生物醫學應用的方向。我們專題中心旨在透過利用尖端技術和合作創新來應對迫切的基礎生物科學和臨床挑戰。

願景與使命

我們的使命是推動生物技術和臨床應用的重大進步,專注於具有轉型潛力的創新解決方案。
憑藉一支堅實的專家團隊和戰略合作夥伴,
我們致力於突破現有醫療技術的界限,創造對醫療保健有影響力且可持續的技術。

研究重點

研究重點
先進成像與感測技術
  • 我們在開發如層光擴張顯微術這樣的精密成像方法上是該領域的領導者,該技術提供與電子顯微鏡相當的分辨率,並應用先進的質譜技術研究複雜的生物材料。
生物工程中的人工智慧
  • 我們中心已開發突破性的人工智能應用,包括一款獲得國家新創獎的非侵入式血糖計。我們還使用人工智能增強生物分子交互作用分析和藥物發現的計算方法。此外,我們也運用人工智慧技術來提高偵測技術的靈敏度與三維影像技術的分析速度及準確度。
創新藥物傳遞系統
  • 我們正在開創新的藥物傳遞方法,包括用於控制釋放治療化合物的水凝膠系統,提供治療慢性疾病如癌症與肥胖的新方法。

聚焦研究計畫

建構智慧自動化醫療藥物篩選與遞送平台
建構智慧自動化醫療藥物篩選與遞送平台
此計畫將以癌症相關疾病為主要研究議題,利用人工智慧來篩選適合相關癌症標靶的候選藥物,並利用自動化設備合成相關藥物,以自動化系統評估藥物與標靶位點的結合效率,藉以篩選出最佳藥物。此外,我們將利用取自病人檢體的癌症細胞,建立可用於檢測多種癌症的研究平台,作為藥物篩選篩選平台以及細胞與藥物交互作用的檢測平台。我們亦將開發空間轉錄組技術,以了解檢體中,基因表現在空間的分布。我們也將發展奈米化藥物劑型來改善藥物的輸送模式與難溶藥物與在體內之分佈。本計畫亦將藉由奈米化藥物劑型表面的修飾達到標靶治療之目的,並進行功能化修飾奈米粒子,以達到智慧型標定的目的,藉以有效控制藥物形成微脂體後在體內的分佈及釋放。
智慧生醫影像技術之開發及在疾病治療之應用
智慧生醫影像技術之開發及在疾病治療之應用
生醫影像可以提供結構,分子組成等資訊。我們已建立多種生醫影像平台,可以用來研究多尺度的生物樣品如單一細胞,細胞球狀體,各種器官及活體的影像。我們將建立高時間與空間解析度的五維活體光學影像系統與質譜細胞影像造影技術,以研究疾病的致病機制與藥物治療的效率。我們也將引入單分子轉錄組分析技術,提供基因在三維空間不同位置的表現分布,我們將可研究少數卻重要之細胞在癌症抗藥機制所扮演的腳色,進而尋找治療對策。我們也將結合免標定生醫影像技術,微流體細胞晶片,以及人工智慧影像分析,發展可以快速分析細胞品質,大量製備及控管細胞品質的細胞活性檢測方法,以應用於細胞療法的細胞分析與製備。
智慧生物工程專題中心

專題中心成員

我們團隊的專業知識涵蓋了生物工程的全部範疇,從分子生物學到奈米製造技術。
這種多樣的專業知識確保了我們研究項目的全面性和多學科性。
合作是我們的關鍵理念,
本專題中心與中央研究院生命科學同仁及台灣眾多醫學院所都有著緊密的聯繫,
促使學術研究與實際應用的無縫整合。

研究內容

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創建高效藥物開發平台

這個平台包括智慧運算、高效化學合成、數位生物感測以及用於藥物測試的病人衍生類器官模型。在個性化醫療迅速獲得關注的時代,這個計畫既及時又重要。雲端運算和人工智慧的整合可以加速藥物開發,也許能使患者更快地獲得新療法。
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建構新型顯微術,提升光學顯微鏡的空間解析度,使其媲美電子顯微鏡,同時保有其化學資訊與3D成像能力

這項努力可能會徹底改變我們對生物結構如突觸的理解,例如神經學及相關領域的重點議題-突觸,透過提高光學顯微鏡的解析度和能力,我們可以對突觸連結進行更全面的研究,進而更加了解大腦中的訊息傳遞。

研究成果

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影像和感測方面

  • 建立層光膨脹顯微鏡,使其達到電子顯微鏡的解析度相。
  • 使用簇離子束和二次離子質譜來研究有機-無機複合物質。
  • 建立了利用細胞牽引力的高速藥物篩選平台。
  • 開發了一種利用表面電漿共振(SPR)的數位奈米等離子體測量(DiNM)方法,在無需標記的情況下,能靈敏地檢測生物分子。
  • 利用三維細胞共培養系統測試抗纖維化藥物與抗癌藥物對肺癌細胞與癌關聯纖維母細胞的交互作用,並找到纖維母細胞內四個可能被抗纖維化藥物nintedanib抑制的基因。
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人工智慧整合方面

  • 我們的「AI 演繹法非侵入式血糖機」獲頒國家新創獎。
  • 發展了一套全原子圖像生物分子系統的標準自由能計算方法,此計算方法是利用統計力學進行推導,而且已應用在多個蛋白質與蛋白質、蛋白質與胜肽、蛋白質與小分子的交互作用系統中。
  • 結合機器學習與拉曼光譜影像分析以應用於毒品檢測。
  • 合成各種寡胜肽片段和複合金屬奈米結構,幫助開發用於農藥分子的生物醫學感測器。
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藥物傳遞方面

  • 冷模擬物質與熱模擬物質的遞送系統。以薄荷醇做為冷模擬物質,能夠於可溶性水膠中緩慢釋放並誘導脂肪細胞棕化,具有治療肥胖和相關代謝性疾病的潛力。
  • 以微流體技術為基礎的體外細胞培養模型,以在更接近體內微環境的條件下研究血管形成過程,如血管生成和血管新生。