太神奇！「蜘蛛吐絲」竟能量測血糖！光纖偵測新突破

記者簡浩正／台北報導

▲手掌大小的人面蜘蛛，竟可製成光纖測量血糖。（圖／陽交大提供）

還記得蜘蛛人嗎？是漫威漫畫的超級英雄，蜘蛛在文學或影視作品中經常扮演不同角色，但沒想到手掌大小的人面蜘蛛(Nephila pilipes)，竟也可以測量血糖，作為糖尿病管理工具。陽明交大成功利用人面蜘蛛吐出的蜘蛛絲，開發出一款「光纖糖度感測器」，能夠在萬分之一秒(0.1 ms)內有效量測果糖、蔗糖與葡萄糖濃度，且量測範圍已包含人體血液中所有可能的糖濃度，將可做為下一世代的血糖偵測利器。研究成果將刊登於今年9月的《Biomedical Optics Express》，並獲選為該刊物的編輯精選。

隨著人口老化，糖尿病是目前常見疾病。依據國健署資訊，糖尿病是國人位居十大死因之ㄧ，每年近萬人因糖尿病死亡；而據統計，全國約有200多萬名糖尿病的病友，且每年以新增2萬5000名的速度持續增加。患者自行在家穿刺監測血糖，不僅容易有感染風險，而且穿刺針頭使用一次後就成為醫療廢棄物，因此科學家無不致力於研發更方便、即時的血糖偵測方式。

▲研究者陽交生醫工程系劉承揚教授（左一）及鄂暄蓓碩士（右一）。（圖／陽交大提供）

陽明交大生物醫學工程學系劉承揚教授及鄂暄蓓碩士發現，有別於傳統利用玻璃或塑膠材料製作的光纖，蜘蛛絲不僅有良好的延展性、光波傳輸等物理性質，而且還有高度的生物相容性，相當適合用於人體。劉承揚團隊與國研院台灣儀器科技研究中心研究員陳維鈞、陳哲勤及北醫醫學系教授鄭嘉雄合作，從活蜘蛛取得天然的蜘蛛絲後，先是利用光固化樹脂穩定蜘蛛絲的結構，再用斜向薄膜濺鍍技術，在固化的蜘蛛絲表面濺鍍一層薄薄的奈米金薄殼，以增加蜘蛛絲光纖對糖濃度的靈敏度，最後做成了一根直徑約略為頭髮，肉眼可視的光纖感測器。

透過「表面電漿子共振」(SPR)的光學物理原理，科學家可以計算出不同糖類在金屬上的折射率，藉以得知其濃度變化。劉承揚研發的這款光纖感測器，經實驗證實其感測功能在一年內都能保持相同靈敏度，且在室溫與人體溫度下都能正常運作。

事實上，為了找尋適合的材料，研發團隊嘗試過2到3種不同品種的蜘蛛，也在校內自行捕捉蜘蛛來做實驗，可惜蜘蛛絲品質都不甚穩定，經過多方嘗試才選定人面蜘蛛為主要取絲對象。為了取出高品質的蜘蛛絲，研發團隊還必須學習如何飼養蜘蛛、設計取絲方法等。

鄂暄蓓表示，人面蜘蛛不僅巨大，一開始也很害怕背上有長臉的蜘蛛，取絲過程中蜘蛛不受控制亂跑也讓研究團隊夥伴們驚叫連連。研發團隊在製作蜘蛛絲光纖的過程中，也嘗試多種樹脂、金銀銅等金屬，因此認識了爬蟲店老闆、樹脂廠商等，算是意外收穫。

劉承揚說，糖尿病患者需要餐前餐後監測血糖，這款可長期適用於人體內，且即時精準測量血糖的感測器，不僅解決病患的難題，也能達到精準醫學的目標，未來預期可造福更多的慢性病患者。