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Please use this identifier to cite or link to this item: http://ntour.ntou.edu.tw:8080/ir/handle/987654321/43182

Title: 低濃度石斑魚卵病原菌遠端自動化檢測暨滅菌系統(I)
Authors: 吳志偉
Contributors: 國立臺灣海洋大學:機械與機電工程學系
Keywords: 病原菌;石斑魚卵;分離純化系統;主被動微混合器;水膠複合材料
Date: 2013
Issue Date: 2017-06-06T06:24:21Z
Publisher: 行政院國家科學委員會
Abstract: 摘要:本研究擬以三年的時間,完成『低濃度石斑魚卵病原菌遠端自動化檢測暨滅菌系統』 研究計畫。傳統之病原菌檢測方式,皆由人員至現場檢測或採樣後攜回實驗室進行病原 菌分離培養,所需之時間,樣本採集、保存、搬運所造成的污染,都將影響檢測結果之 準確性,且需昂貴設備方能為之。若能於養殖環境現場進行檢測,且在發現病原菌後自 動進行滅菌處理,將可提高石斑魚卵之孵化率;若無發現病原菌,實無投餵藥劑之必要, 如此可減少抗生素殘留的問題,以維護國人衛生安全。 本計劃目標在於將實驗室晶片技術應用於石斑魚卵病原菌檢測與滅菌處理,檢測系 統包含微閥門、分離純化系統、斜結構微混合器、LED 光源、液態波導管、光學偵測系 統等;滅菌系統包含三維水膠滅菌複合材料、LED 可見光源、幫浦等。系統將主動吸取 微量待測樣本並注入檢測晶片內,經由分離純化系統將樣本內之病原菌順利分離純化; 隨後開啟微閥門並利用微混合器使病原菌與事先標定螢光分子之抗體充分反應後,進入 光學檢測區內;以 LED 激發螢光分子且由液態波導管將有限之螢光訊號完整地傳送到 檢測端,藉由量測螢光強度即可達到低濃度病原菌即時檢測之目的。若病原菌之濃度高 於設定值,系統則主動將全部樣本注入滅菌系統內,藉由含奈米銀與二氧化鈦顆粒之三 維水膠滅菌複合材料,配合適當波長之可見光光源照射以進行滅菌處理,並再次由檢測 系統確認滅菌結果,直到完全淨化為止。 因本研究使用水膠材料製作微閥門、分離純化系統、斜結構微混合器、滅菌複合材 料等重要元件,故計畫第一年之工作重點為充分掌握水膠材料特性(組成成分比例最佳 化)與機械性質(降伏強度、膨脹收縮率、疲勞測試),進而建立水膠形變數學模式以供計 畫第二年製作水膠微結構之參考。計畫第二年將以水膠製作微閥門、分離純化系統、斜 結構微混合器、滅菌複合材料等重要元件並評估個別性能,亦需完成液態波導管製作; 第三年將所有元件整合於檢測與滅菌系統內,另結合無線模組與可程式化自動控制器以 完成病原菌遠端自動化檢測暨滅菌系統,並實際進行低濃度石斑魚卵病原菌檢測與滅 菌,更將與傳統技術進行交叉比對,進而驗證系統之整體性能與準確性。 就學術研究而言,本研究所提出之『分離純化系統』、『斜結構微混合器』、『三維水 膠複合滅菌材料』、『低濃度石斑魚卵病原菌遠端自動化檢測暨滅菌系統』皆極具學術發 表與專利申請之價值。此外,所需之反應劑量極少,故可降低檢測成本,對學術研究與 產業之貢獻將更為可貴。而藉由與本校水產養殖學系周信佑教授合作,亦可有效提升跨 領域的學術研發能力。就水產養殖產業而言,依據農委會九十九年的統計資料,台灣石 斑魚養殖的魚塭總面積約為 2338 公頃,略估一年的產值約為新台幣 36 億台幣,此系統 每提高一成的孵化率與存活率,即可提高約 3.6 億台幣產值。而即時進行病原菌檢測, 另可降低藥物或抗生素使用,以維護消費者食用水產品之安全性。故本計畫除了具有學 術研究價值外,對整體養殖產業亦有極高之助益,更可開創一個全新之水產病原菌檢測 暨滅菌系統產業,相信不論是學術研究或產業應用都具有極高的價值。
URI: http://ntour.ntou.edu.tw:8080/ir/handle/987654321/43182
Appears in Collections:[機械與機電工程學系] 研究計畫

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