Development of the Mass Production Techniques for Front-End Processes of the Micro/Nano Biochips

生物晶片為醫療檢測與生物研究帶來許多突破性的新技術，隨著日益增多的學術研究單位與科技公司相繼投入這個領域，與生物晶片製造相關之產業需求也跟著增加。雖然含有微結構之晶片可用各種不同材料和不同技術來生產，然而在大量生產之考量前提下，應用塑膠材料和射出成型技術於生物晶片之前端製程，在成本及速度上有絕對之優勢。本計畫目的在研究開發奈微米塑膠生醫晶片之前端製程量產技術， 主要針對黃光微製造 (photolithographical microfabrication) 、微電鑄(micro-electroplating)、精密模具、精密射出成型、以及產品檢測等五個部分。(1)黃光微製造：利用光阻 (photoresist) 及晶圓 (silicon wafers) 產生用於微電鑄之原始模型. 藉由製程及參數之最佳化來達成適用於塑膠射出成型之微奈米結構.(2)微電鑄：對黃光微製造所產生之原始模型進行金屬電鑄, 以得到最終用於塑膠射出成型之金屬模仁。探討各種金屬材料及製程參數對所產生模仁之尺寸精度及機械性質之影響。(3)精密模具：針對射出超微小塑膠結構之特殊規格, 設計並製造合適之模座與模具。(4)精密射出成型：研究不同塑膠材料與射出成型參數對於晶片結構與精度之影響。(5)產品檢測：利用接觸式與非接觸式量測技術研發適合模仁與塑膠晶片於量產可行之檢測方法。This project aims to develop the front-end mass production techniques for the micro/nano scale biochips.Photolithographical microfabrication, micro-electroplating, precision mold tooling, precisioninjection-molding and plastic chip analysis will be studied.(1) Photo lithographical microfabrication: Photoresists and silicon substrates will be used to produce mastermold for the following microelectroplating process. The fabrication process will be optimizedspecifically for injection-molding thermalplastic biochips.(2) Micro-electroplating: The effects of electroplating parameters and used metals on the fidelity andmechanical properties of the outcome mold insert will be studies.(3) Precision mold tooling: Design and manufacture mold housing and tooling that are optimized forinjection-molding plastic biochips with ultra small structures.(4) Precision injection-molding: Study the effects of injection-molding parameters and thermalplasticmaterials on the fidelity and dimensions of the outcome plastic biochips.(5) Product analysis: Develop practical techniques to analyze injection-molded plastic chips in amass-production setup

類神經網路在智慧型影像辨識系統之應用

本計畫擬提出一種結合電腦視覺與類神經網路之智慧型影像辨識系統，所謂智慧型影像辨識系統乃是，辨識系統除了需具有快速與正確之辨識能力外，辨識功能亦不因影像平移、旋轉與大小等因素之影響而減損。我們所構思之辨識系統包含影像處理與類神經網路兩大部分，在類神經網路部份，我們希望改良或發展出一有高度分類能力之網路模式。而在影像處理方面, 我們能研究找出諸如幾何形狀以及統計資料等足以充分代表影像特性之特徵，並以此些特徵組成特徵向量，作為類神經網路之輸入向量，待網路完成訓練後，再以線上測試方式來測試網路之性能。本計畫擬分

2010 第五屆全國奈米科技應用創意競賽

The main purpose of this project is to plan and conduct the NanotechnologyInnovation Competition 2010. Each participating team seeking to enter the contestshould propose new ideas regarding possible application of the assigned nanomaterials. After the pre-proposal review, twenty teams will be selected to the finalcontest.The period of this project is scheduled to be March. 1, 2010 to Dec. 31, 2010. Itincludes: call for innovation ideas, proposals review (in writing form), and finalcontest (oral presentation). The final contest will be held at the National Chung-HsingUniversity, Taicung on Sep. 25, 2010. The awarding ceremony will be taken place atthe Taipei World Trade Center in the opening ceremony of the Nanotech Taiwan2010 on Oct. 07, 2010.本活動將結合國立中興大學與工業技術研究院奈米科技中心之人力共同辦理「第五屆全國奈米科技應用創意競賽」，參賽隊伍針對三-四個奈米現象，提出創意構想書，初選取二十隊進入最後決賽，決賽取第一至第五名及佳作三名。計畫期程自民國九十九年三月一日至九十九年十二月三十一日，共分(一)創意構想書公開徵稿(二)初審(書面審查)(三)決選(簡報與問答)等三階段，預定在民國九十九年九月廿五日(六)假國立中興大學舉行全國奈米科技應用創意競賽決賽，並於民國九十九年十月七日(四)2010 年台灣奈米週開幕典禮中舉行頒獎典禮。本屆競賽考量前四屆之執行情形，將競賽辦法做以下調整：一、決賽移師台中舉行，以方便全國各地參賽民眾之交通，且因執行單位地緣關係，統籌更加完善。二、報名與初賽流程電子化。現代網路科技發展較為純熟，因此除保留前幾屆的線上報名方式，本屆競賽更將初賽流程一併電子化，由參賽者登入官網後台，線上編輯創意構想，使作業流程更加順暢並方便管理。本活動主旨在於激發民眾對於奈米尺度新現象的應用創意的思考，目標對象設定於全國民眾，由主辦單位提供四個簡單的奈米原理，讓民眾思考其中的奧妙性並發揮創意，即使非奈米專業人士都可以報名參加，優秀且具應用性的創意可透過工研院奈米中心之設備，讓它真正成為一個商品，上市展售

以高靈敏之奈米生醫晶片建立本土型過敏原基因資料庫及其臨床應用

目前國人之過敏盛行率高，然而過敏原之檢測常需繁複之檢測過程，且過敏原種類又多屬國人所特有，現有之檢測試劑都是仰賴歐美進口，不僅適用性不足，且這些測量方法需要大量血清。因此如何改進檢驗方式並用國人自製之過敏原，將是值得深入研究之主題。台中榮民總醫院之醫療研究團隊近年來在本土型過敏原之研究已建立初步之基礎。而近年來微奈米技術之發展對生物元件之固定化有極大之助益，使得生物感測技術有極大的突破，中興大學近年來在奈米生醫晶片技術之發展上亦有初步之成果。奈米生醫晶片之優點為：高準確性和專一性、低成本、低樣本量、可拋棄。如能以奈米生醫晶片技術建立完整之本土型過敏原基因資料庫，不僅可以做為早期診及預防之參考，對於治療之效果也更好，對國人之健康將有莫大之助益。本計畫規劃整合中興大學之奈米生醫晶片技術以及台中榮總之過敏免疫檢測診療技術，由中興大學研究團隊負責開發高靈敏度奈米生醫感測晶片，再由台中榮總之醫療研究團隊以此生醫晶片建立完整之本土型過敏原基因資料庫，並將成果進一步應用於過敏免疫臨床檢測診療。第三年之工作規劃如下：第三年：1.生物晶片性能的提升 2.可拋棄式奈米生醫晶片量產技術開發 3.陣列式過敏原檢測晶片的設計與製作 4.過敏免疫臨床檢測診療應用關鍵詞：本土型過敏原基因資料庫、奈米生醫晶片技術、過敏免疫臨床檢測診療頁數限制：1頁Nowadays, allergy is quite a prevalent pathology in Taiwan. The detection of allergen is a complicated process. In addition, most of the allergens are local species. However, the commercially available allergen databases are from foreign countries. Except the shortage of local allergen data, larger amount of blood serum requirement is another problem in clinic applications. It is thus desired to establish a local allergen database. The research group in the Taichung Veteran Hospital has been working on this task for several years and has obtained some preliminary results.Nanobiotechnology is the branch of nanotechnology that has biological and biochemical applications or uses. Recent progresses in nano technology have tremendously enhanced the quality of disease detections. The research group of nanobiotechnology in the National Chung-Hsing University has some useful achievements in nano-biochip techniques. The advantages of nano-biochip are high accuracy and high uniqueness, low cost, less requirement of testing sample, and disposable. The establishment of a local allergen database using nano-biochip techniques is not only cost effective but also is very beneficial for the clinical diagnosis and therapy of allergy of our fellow citizen.The main goal of this research is to integrate both the experts in allergic diagnosis and therapy and nano-biochip fabilication from the Taichung Veteran Hospital and the National Chung-Hsing University respectively to establish a complete local allergen database. Future commercialization and clinical applications are the ultimate target.Keywords: Local allergen database, nano-biochip technique, clinical diagnosis and therapy of allerg