微流體MTC產學技術聯盟

Microfluidics Technology consortium

August 2013 no.2

技 術 說 明 會 紀 實

人 才 培 訓 工 作 坊

專 題 報 導

歡迎學界與業界新成員

聯 盟 運 作 現 況

召 集 人 的 話

實 驗 室 介 紹

召集人的話

國立清華大學微流體產學技術聯盟(Microfluidics -

Technology Consortium)於2013年2月1日開始至今已有半年。

本聯盟成立宗旨為提供微流體相關領域之業界與學界一個資訊及技術流通的互動平

台，進而推廣學界所研發的高端技術，並促成產學共同研發合作。初期我們期望能

整合微流體學界上游晶片設計、中游微機電製程以及下游自動化科技的各方資源，

並連結業界從事相關晶片檢測、微機電製程以及檢測設備等公司單位，形成一個完

整的微流體生醫聚落。目前聯盟已匯集了來自清大與台大八系所(動機系、奈微所、

光電所、工科系、化學系、材料系、醫工所以及應力所）二十個實驗室以及九家業

界成員。

以學界豐富的研發資源和業界資金人力投入為後盾，本聯盟僅運作半年就創下了

促成十一件合作研究案、四件學界實驗室可移轉技術、兩件技術移轉案以及五件技

術諮詢與服務案等佳績。其中十一件合作研究案除校內跨領域合作外，學界會員也

分別跟林口長庚、國研院儀科中心、成大醫學院以及工研院共同合作研發，豐碩的

成果也包含了已授權給聯盟廠商會員綠點高新科技的兩樣技術，以及四項成熟待商

品化的可移轉技術。更有甚者，為滿足業界不斷創新研發的需求，聯盟也會特別安

排學界會員與業界會員個別對談，以尋找新的產學合作契機。

為了讓聯盟運作一切訊息透明化，聯盟行政團隊也特別設立了專屬網頁平台

http://mbl.pme.nthu.edu.tw/mftc/，以方便會員和有興趣者隨時更新微流體聯盟

的最新訊息。九月十二日本聯盟將舉辦技術說明會，現場除了三位教授會蒞臨介紹

實驗室研究成果外，亦有其他兩位教授針對一些可移轉技術進行深入演講。在此我

代表微流體產學技術聯盟誠摯邀請大家一同參與盛會，以產學聯合的力量帶領台灣

微流體產業邁向新紀元。

特聘教授

國立清華大學動力機械工程系/生物醫學工程研究所/奈米工程及微系統研究所

1

Content 目錄

召集人 / 李國賓

總編輯 / 王婉如

地 址 /

新竹市光復二段 101號

科儀中心S17

連絡電話 / 03-5742834

傳 真 / 03-5742495

E-MAIL /

doraemo19@gmail.com

微流體產學技術聯盟季 刊第2期 / August.2013

聯盟現況

專題報導

活動回顧

實驗室介紹

活動邀請

歡迎業界與學界新成員…………………………3

聯盟運作現況…………………………………………5

整合度微流體晶片實驗室之PDMS

微流體晶片和光學鑷子粒子操控技術

清大電子所/楊雅棠教授…………………......12

六月份技術說明會紀實…………………………6

七月工作坊紀實…………………………………..10

高整合度微流體晶片實驗室

清大電子所/楊雅棠教授…………………......13

生物電子與奈米系統實驗室

清大奈微所/王玉麟教授…..............................14

2

聯 盟 現 況

歡迎業界與學界新成員

繼五月出版第一期季刊後，在聯盟原有十七位教師成員與行政團隊的努力下，微流體產學技術

聯盟陸續增加了來自學界與業界等六名生力軍。首先介紹新加入學界成員，除原有十七位老師之外，

最近尚有台大應力所胡文聰教授、清大材料所王子威教授以及清大醫工所萬德輝教授等三位老師新

加入。業界成員近來更增加為九家，分別為綠點高新科技、保生國際生醫、普生公司、台灣康寧顯

示玻璃、國研院儀科中心、穩銀科技、仁記科技、凌越生醫以及上準微流體公司。

迄今為止本聯盟共有二十位學界成員以及九家廠商會員，詳細資料如下:

表一、微流體產學技術聯盟業界會員一覽表

公司名稱 產業別/公司產品

(1)綠點高新科技股份有限公司 模具、塑膠成型、3C零組件、塑膠件

(2)保生國際生醫股份有限公司 醫材業血液檢測儀器

(3)普生股份有限公司 體外診斷試劑與自動化檢驗系統

(4)康寧研發中心 材料

(5)財團法人國家實驗研究院儀器科技研究中心

儀器開發

(6)穩銀科技股份有限公司 微流體製程技術

(7)仁記科技有限公司 設備製造業、光電膠帶＆壓感膠帶

(8)凌越生醫股份有限公司 體外診斷試劑、功能性益生菌

(9)上準微流體股份有限公司醫療器材產業

癌症檢測微流體及晶片

3

歡迎業界與學界新成員

表二、微流體產學技術聯盟學界會員一覽表

合作機關/單位 姓名

國立清華大學/動力機械工程學系＆

生醫工程研究所李國賓 教授

國立清華大學/動力機械工程學系 洪建中 教授

國立清華大學/動力機械工程學系 黃智永 教授

國立清華大學/動力機械工程學系 劉承賢 教授

國立清華大學/動力機械工程學系 衛榮漢 教授

國立清華大學/電機工程學系 楊雅棠 教授

國立清華大學/電機工程學系 盧向成 教授

國立清華大學/奈米工程與微系統研究所 饒達仁教授

國立清華大學/奈米工程與微系統研究所 陳致真 教授

國立清華大學/奈米工程與微系統研究所 王玉麟 教授

國立清華大學/奈米工程與微系統研究所 傅建中 教授

國立清華大學/奈米工程與微系統研究所 鄭兆珉 教授

國立清華大學/奈米工程與微系統研究所 賴梅鳳 教授

國立清華大學/光電工程研究所 李明昌 教授

國立清華大學/工程與系統科學系 曾繁根教授

國立清華大學/化學系 黃哲勳 教授

國立清華大學/材料工程學系 嚴大任 教授

國立清華大學/材料工程學系 王子威 教授

國立清華大學/生醫工程研究所 萬德輝 教授

國立台灣大學/應用力學研究所 胡文聰教授

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聯盟運作現況

表三、聯盟目前績效進度表

量化KPI項目 目前進度

每年招募廠商會員五家 十家(已達成)

每年延攬跨領域合作團隊兩家 八系所二十實驗室(已達成)

每年舉辦說明會、工作坊等活動四場已辦說明會與工作坊各一場

目前尚餘兩場說明會籌備中

每年每季發行電子報 已發行兩季

每年促成跨機構合作團隊兩家 七家(已達成)

每年促成廠商技術諮詢案件五件 五件(已達成)

每年促成廠商技術服務案件五件 五件(已達成)

每年促成儀器分享案十件 兩件

每年促成人才培訓五十人 工作坊培訓高達六十人(已達成)

每年促人才媒合五件 進行中

每年促成廠商研發投資案一件 兩件(已達成)

每年輔導會員申請與政府產學合作計畫一件 一件(已達成)

每年促成合作研究案兩件 九件(已達成)

每年促成公司e化宣傳十件 十件(已達成)

每年促成學界會員專利授權兩件 進行中

每年促成學界會員專利申請兩件 兩件(已達成)

每年促成可移轉技術四件 四件(已達成)

聯盟運作之初設立許多目標與願景，歷經學界會員與行政團隊長期推動，

僅止半年就獲得以下豐碩成果，以下以量化KPI來呈現:

5

活 動 回 顧

六月份技術說明會紀實

2012年6月26日下午於清大工程一館108室，微流體產學技術聯盟

在清大動機系主辦規劃以及工學院、奈微所的共同協助下，舉辦產學

首次對談的技術說明會。現場與會者除了十五家廠商外，還有九位來自於清大動機系、奈微所、

電機系和光電所的老師們以及四位博後代表教師會員參與盛會，加上學生數名，本次說明會參與

人數高達五十五人。此次技術說明會我們首次邀請業界會員與學界會員面對面，透過工學院產學

研聯盟執行長劉承賢教授、微流體產學技術聯盟召集人李國賓教授以及聯盟教師會員的演講，讓

業界會員能夠充分了解聯盟運作機制與願景以及學界會員的研發現況與成果。

大小聯盟相輔相成產學合作邁向新紀元

本次說明會聯盟邀請到工學院產學研合作聯盟執行長劉承賢教授，來向貴賓們介紹該聯盟。產

學研合作聯盟是清大工學院為增進本校工程應用領域教師與產業、研究界交流與合作，以提升產

業技術及學術水準，於民國89年所成立之產學合作聯盟。有鑑於近年科技產業之趨勢多走向高度

跨領域統整，企業也紛紛採取多角化經營策略以求創新、創造學習經驗、分散風險以及增加企業

價值（例如鴻海集團為涉足生醫產業和半導體

設備領域而成立永齡生技以及京鼎精密科技），

單一聯盟服務已不能滿足企業之需求。適逢去年

國科會為鼓勵產業加速起飛特設產學小聯盟之機

制，以政府資金鼓勵各研究單位集結跨領域團隊

以及產學合作研發，本校工學院特別輔導轄下系

所申請此國科會計畫，催生本校三個工學院產學

小聯盟，而微流體產學技術聯盟正是其中跨足生醫領域的產學小聯盟。此後工學院產學研合作聯

盟除了保有原本機制運作外，將帶領底下三個專業領域聯盟一起邁向產學合作的新紀元。

6

六月份技術說明會紀實

微流體領域產學合作的搖籃

繼劉教授之後，接著聯盟召集人李國賓教授也為大家介紹微流體產學技術聯盟的背景、

願景以及總目標。本計畫實為全台灣目前唯一專精微流體領域的產學小聯盟。李教授在會中說明

未來微流體技術將挾帶自動化、簡易化以及快速檢測之競爭優勢，市場總值將持續倍數成長，而

台灣微流體領域卻因相關上下游產業尚未系統化、產學不同調等因素，造成產值停滯不前。因此

李教授在工學院輔導下特別召集成立本聯盟，希望以清大學界為中心向外推展，吸引微流體廠商

以及他校學界一同打造微流體產業聚落。

本聯盟有三大宗旨:一則是提供業界和學界一個

互動平台，二則是推廣學界高端技術應用，最終

期望能透過產學合作研發開發新技術。我們欲透

過微流體現有技術整合包含學界整合、業界整合

和產學合作以及未來投資包含創新研發投資、人

才投資來達成這三大目標。學界整合囊括上游晶片設計、中游微機電製作技術以及下游自動化科

技與生醫感測技術；業界整合則期望亦能整合上中下游廠商形成完整產業鏈。最終產學合作部分

我們希望由學界提供實驗室晶片和完整生醫感測技術給業界，並協助之後產品良率和品質提升等

工作。更有甚者，本聯盟亦鼓勵教師與廠商共同開發新技術，並開設工作坊等訓練課程讓業界適

時補充新知，並協助校內此領域學生於生醫領域就業。透過學界整合、業界整合、資源共享、創

新研發以及人才投資等五大方針，李教授期盼此聯盟將是台灣微流體產業起飛的幕後推手。

九位老師以及博士接力演講 學界研究精彩可期

稍後會議由九位本聯盟教師會員以及其博士

後研究員代表接力演講。首先由李國賓教授

介紹其微流體生醫晶片實驗室之動植物病

原體快速檢測。

7

六月份技術說明會紀實

然而，李教授實驗室所發展之微流體晶片結合

整合性機台「台農一號」，使檢測流程全自動

化可達到減少人力成本、及降低人為操作的誤

差。最重要的是，可將分子診斷檢測時間有效

縮短至一小時，達到快速檢測的效果。

此外，奈微所饒達仁教授也研發新型微流體晶片

應用於人工生育技術，其生醫微熱流實驗室也另

有智慧氣體感測系統應用、數位介電濕潤微流體

系統等技術。電子所楊雅棠教授則專精高複雜度

的微流控，其高整合度微流體晶片實驗室除致力

於多層軟性製程外，也另外研發生物力學矽膠微

懸臂以及奈米光學鑷子。奈微所賴梅鳳教授之奈米光電與生醫工程實驗室也全力製作微流體裝置

設計，並將有效操控液滴、氣泡之技術充分應在新型產品開發。動機系衛榮漢教授的奈米工程與

生醫感測實驗室也利用奈米磁技術達到有效流體操控。

奈微所王玉麟教授之生物電子與奈米系統實驗

室以半導體材料與微小化製程技術為核心，製

作各式微型感測器元件如氣體與離子感測器、

氧化壓力偵測器以及各種代謝物質偵測器。其

他另有光學熱流量測系統實驗室(動機系黃智永

教授)和微奈米光學系統實驗室(光電所李明昌

教授)之光介電泳力研究以及奈微米生醫微流體實驗室(工科系曾繁根教授)之微型甲醇重組式燃料

電池。

8

六月份技術說明會紀實

最後由超材料與奈米元件實驗室(材料系嚴大任教授)來介紹超材料於活體細胞內影像觀測等應用，

以及利用矽奈米製作徑向式太陽能電池和單晶銀結構達成潔淨水等其他研究。

李明昌教授介紹微奈米光學系統實驗室 賴梅鳳教授之博後介紹奈米光電與生醫工程實驗室

衛榮漢教授之博後介紹奈米磁與生物感測器

嚴大任教授之博後介紹超材料與奈米元件實驗室

技術說明會參與盛況 技術說明會參與盛況

9

2012年7月18日於清大工程一館108室微流體產學技術聯盟在

清大動機系主辦規劃以及工學院、奈微所的共同協助下，展開為

期兩天的工作坊。此次工作坊目的在於培訓業界以及學界人才，業界廠商可藉此補充新興或其他

相關領域新知，並尋找研發能量，而學界們也能藉此機會進修更上一層樓。現場除四位主要授課

老師外，另有業界學員三十餘名、學界學員十餘名，總參與人數高達六十名。

此次工作坊由奈微所饒達仁教授、電機系楊雅棠教授、奈微所王玉麟教授以及奈微所陳致真教

授在7/18、7/19兩天各自授課，題目分別為「微流體系統簡介」(饒教授)、「微米製程技術介紹」

(楊教授)、「半導體材料與元件於生物醫學之應用」(王教授)與「表面改質與細胞微型圖像技術」

(陳教授)。

18日上午九點由饒達仁教授先行開講，介紹微流體系統的背景、現況與未來趨勢。饒教授由科

技與生活層面切入，引導出科技走向與人類需求息息相關。而正因微系統微小化、積體化以及大

量製造等特性，再再衝擊現代人生活，全世界對於微機電的依賴越發加重，未來市場產值無可限

量。接著饒教授由微機電概念切入正題－生物微機電與微流體，以實驗室晶片為中心訴求，講求

微流體領域的歷史背景、整合發展現況。接著電子所楊教授PDMS微流體為主軸介紹微流體歷史、

相關原理以及其他整合元件。19日上午由奈微所王教授介紹生醫感測器，從基本感測概念介紹引

導至以半導體材料、元件所製作的生醫感測器。最後由亦是奈微所的的陳致授教授講授表面改質

與細胞微型圖像技術，由微型元件常見材料特性講起，囊括了修飾表面和特徵量測方法講解、修

飾後表面新功能如捉取細胞、液滴推進等。

此次工作坊除了四堂講習課程外，尚有四個與之相對應的實驗教學，實驗主題分別「氣體量測

操作」、「PDMS軟微影製程」、「晶片量測教學」以及「細胞捉取晶片」。會後眾多業界會員

反應甚佳，此 次活動算是圓滿落幕。

七月份工作坊紀實

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饒達仁老師講授微流體系統簡介 楊雅棠老師講授微米製程技術介紹

王玉麟老師講授半導體元件與材料於生物醫學之應用

陳致真老師講授表面改質與細胞微型圖像技術

氣體量測操作示範教學 PDMS軟微影製程實驗

晶片量測教學 細胞捉取晶片示範教學

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專 題 報 導

PDMS微流體晶片簡介

聚二甲基矽氧烷(Polydimethylsiloxane，簡稱PDMS)，是一種高分子有機化合物，因其具備透明、

惰性、無毒等特性，被廣泛的運用在製作生物晶片，基於聚二甲基矽氧烷多層軟性微影製程

(Multilayer soft lithography, MSL) 發明使得微流體晶片遵守了類似積體電路的摩爾定律，也就是單位面

積的元件密度，也就是微流體操作的複雜度可以隨著時間，(以及投入的工程人力)，指數性的增加。

微流體晶片之微流控與製程

本實驗室專注在高整合度的聚二甲基矽氧烷微流體晶片，特別是在高複雜度的納升(nano liter)範圍

內流體操作，這樣核心的技術，是基於PDMS的微機電薄膜技術，並且透過氣壓控制，利用這樣的技

術，我們可以整合多層次通道，閥門(switch valves)、泵浦(pump) 多工定址(multiplexing addressing)，

等流體元件。所有的流體操作都可以利用電腦以組合邏輯的序列加以自動化，利用這樣的技術，可以

在很短的時間，製作出原型(prototype)，以進行微流體晶片的實驗。我們實驗室有完整的製程技術，

可以驗證和測試高整合度的晶片，所有的設計規則(design rule)也和史丹福大學的微流體代工實驗室

(Stanford Microfluidic Foundry)相容。

微流體晶片之微生物學應用

我們把這樣的技術應用在微生物學上， 也可以培養常見的微生物，例如大腸桿菌，目前正在發展

長期的自動化細菌培養晶片，或者一般稱為恆化器 (chemostat)，其應用在病原菌的抗藥性研究

(antibiotic resistance)。

光學鑷子粒子操控

除了微流體晶片外，楊教授的實驗室也有光學鑷子(optical tweezer)的技術，光學鑷子在 1970年代

由A. Ashkin發明，原理是利用聚焦的雷射光束在微型物體施加力量，目前已經是微米等級操控細胞或

生物分子的標準技術，基於聚焦光學的光學鑷子受到繞射極限限制，楊教授的實驗室突破繞射極限的

電漿子奈米光學鑷子的技術，可以操控微米尺度到奈米尺度的粒子，

高整合度微流體晶片實驗室之PDMS微流體晶片以及光學鑷子粒子操控技術

文/清大電子所楊雅棠教授

12

實 驗 室 介紹

現有計畫：結合奈米電漿光學鑷子和

微流體晶片應用在病毒學的整合研究

可移轉技術：微流體微生物恆化器培養

專長：微生物學，奈米機電，光學鑷子

實驗室名稱 : 高整合度微流體晶片實驗室

www.ee.nthu.edu.tw/ytyang/ytyang/Principal_ Investigator.html

清大電子所

楊雅棠教授

定量的測量是物理學偉大的傳統，近幾年來的生物學，不只可以定性，更可以定量的量測

出生物細胞的許多變數，並且建立物理模型。這個領域可以稱為細胞的物理生物學(Physical

biology of the cell) 。本人到清大把物理學和工程學的傳統移到生物學的研究，此理念為從基

礎的科學出發，才更有機會可以找出生物醫學具有基本突破性的技術。目前本人實驗室的研

究有兩個主要的技術發展途徑，第一是應用微流體大規模集體流路 (large scale integration)，第

二是突破光學鑷子的繞射極限。我們所製作的高整合度微流體晶片，特別是指應用多層指軟

性顯影 (multi-layer soft lithograghy) 的技術製作，包含了主動的流體閥、主動的泵浦與混合器。

本實驗室的的技術和史丹福大學的微流體代工實驗室(Stanford Microfluidic Foundary) 完全相容，

可以執行納升(nano liter)等級的流體體積。我們將這樣的技術集中應用在微生物學上，包括發

展細菌的長期培養晶片或成為恆化器以及研究病原菌(pathogen)在藥物下的抗藥性的演化行為，

並以此開發新的臨床診斷晶片, 長期的目標是建立完整的桌上型微生物實驗室, (total lab on a

chip solution for microbiology)。

目前除了和醫院的醫生有合作外，也與研究微生物恆化器理論的理論學家有合作。

而另一個研究的主線是突破光學鑷子的繞射極限。利用奈米電獎子的產生的光學鑷子，我們

希望可以捕捉遠小於波長的奈米粒子。目前本實驗室也在這個領域第一個發展出奈米電獎子

的光學晶體(optical lattice)。 本人2004年從在美國加州理工學院應用物理系畢業，博士論文作

的是奈米機械(nanoelectromechanical system) 的研究，研究怎麼用奈米機械量測最小的質量。

最重要的研究結果(zeptogram)的測量在2005年3月美國物理年會的記者會上發表，而製作的奈

米機械元件也登在Physics Today 封面。在2005到2010年間，本人在全球最大的半導體設備商

美國應用材料 (Applied Materials, Inc.) 的AKT (Applied Komatsu Technology) 部門，研究製作大

面積的化學成膜(chemical vapor deposition) 以及薄膜電晶體 (thin film transistor) 。迄今，本人

在奈米科技領域的論文總引用(total citation)也已超過 1000 次。

學界會員實驗室介紹

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清大電子所

王玉麟教授

學界會員實驗室介紹

專長:半導體元件與材料，奈米材料，生物電子

可移轉技術:各式感測器 專利: 1

研究室現有計畫:

胚胎細胞培養之代謝物質偵測與分析系統 實驗室網頁：生物電子與奈米系統實驗室

wang.nems.nthu.edu.tw

本實驗室專注於生物電子與奈米系統之研究與開發，主要由三大領域所建構而成：半導體

元件與材料，奈米材料與技術，以及生物分子。我們利用各種半導體元件與材料之特性，

結合各種奈米材料與奈米技術，再搭配各種生物分子，以製做各種氣體，化學，與生物感

測器。感測器的應用包括像是醫學研究，臨床診斷，藥物開發，健康照護，或農魚業養殖，

環境保護，以及公共安全方面的應用。利用這樣的技術所開發出來的感測器，具有靈敏度

高，價格便宜，體積小，重量輕，可隨身攜帶，所需樣品量小，反應快，並且操作簡單等

諸多優點。具體的來說，氣體感測器包括氧氣，二氧化碳，氫氣，氨氣等，離子感測器有

氯離子，汞離子，氫離子等。蛋白質的生物標記，如乳癌，前列腺癌等，另外還有像是代

謝物質，如葡萄糖，乳酸，膽固醇，過氧化氫等。此外還有像是酒精，藥物，或毒品的快

速篩檢等。這些微小化的感測器因為具有上述明顯優勢，因此能夠取代傳統的分析方式，

進而在未來產生革命性的影響。

14

活 動 邀 請

15

102年微流體產學技術聯盟技術說明會報名表

活動時間:民國一○二年九月十二日星期四13:30-16:30

活動地點:清華大學工程一館108室

參加方式:

(1)以傳真、E-Mail或其他方式將報名表傳送給助理王婉如

電話: (03)5742834/0987556968 Fax: (03)5742495

E-mail:doraemo19@gmail.com

(2)由助理確認報名成功後，請匯款至以下帳戶

清大401專戶 015-036-07004-1

收費標準請參考以下表格

(3)報名截止日期:至9/9(一)截止，9/2(一)前報名享有優惠價。

國立清華大學 NATIONAL TSING HUA UNIVERSITY

微流體產學技術聯盟 MICROFLUIDICS TECHNOLOGY CONSORTIUM

網址: :http://mbl.pme.nthu.edu.tw/mftc/

頁1由報名者留存以方便匯款

技術說明會收費標準一覽表9/2(一)前報名 9/2(一)後報名

非學生會員 同單位2人免費，

第3人酌收NT$1000/人

同單位2人免費，第3人酌收NT$1200/人

非會員 NT$1000/人 NT$1200/人

學生 聯盟教師會員之學生

NT$500/人 NT$700/人

非聯盟教師會員之學生

NT$1000/人 NT$1200/人

102年微流體產學技術聯盟技術說明會報名回函

公司名稱

參加者 共_________人

姓名 部門/職位 電話 E-mail

收據抬頭 同公司名 其他:_________________________________

應繳金額 NT$_______________________元

聯絡

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電話

E-mail

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