教授課程

基因重組技術、生物化學、工程數學、輸送現象、輸送程序

研究概述與方向

蛋白質工程
利用基因工程之技術來改進基因重組蛋白質之特性及其純化與固定化程序，為本研究室的研究重點之一；所研究的蛋白質包括glutathione-S-Transferase (GST)、N-carbamoyl-D-amino acid amidohydrolase (DCase)與bacteriorhodopsin (BR)。藉著基因工程我們於蛋白質之前後端加入一小段具有高特異性的親和性多生太，以簡化並整合此蛋白質之純化與固定化程序。目前所研究的親和標籤端為具有金屬親和性的 polyhistidine tag、GST tag、Strep tag以及我們自隨機胜組合庫中所篩選具有較高streptavidin (SAv) 親和性的多胜；探討的方向包括此親和標籤之效益、其對於蛋白質活性與穩定性之影響、以及於蛋白質固相再摺合復性程序上之應用。此外，利用基因之定點與定點隨機突變二種方法，我們探討影響蛋白質活性與穩定性的重要胺基酸位置，並進而利用突變法改進其特性。

生物晶片
具有高敏感度、快速應答與低價位等優點之石英晶體微量天平(quartz crystal microbalance, QCM)為本研究室所研發的生物感測儀器之一。結合自排性單分子膜以及水膠塗覆之表面修飾法，我們成功提高壓電生物感測晶片的使用穩定性、特異性、與活性，並據此製備出可商業化的 protein A、nitrilotriacetic acid (NTA)以及biotin/SAv 生物晶片，可分別應用於抗體、具polyhistidine tag重組蛋白質與標定有biotin之蛋白質之檢測與親和固定化上，以及後續的免疫檢測。此外，我們也以QCM系統即時偵測正常與癌化動物細胞之貼附、生長、分化及死亡情形。於微陣列生物晶片之研發方面，我們製作鞭毛表現隨機胜組合庫之細胞微陣列生物晶片，並結合自動化QCM系統應用於高親和性胜之快速篩選；同時，也進行奈米微粒子於微陣列生物晶片檢測應用之技術開發。最近，具有光驅動性質子唧筒特性，以及光致變色、瞬態光電響應、與非線性光學等特殊性能與功用之細菌視紫質（BR）為我們的研究新方向；重點為BR蛋白質的大量生產與純化、基因工程突變、以及其光電晶片製作技術之開發，將可應用於生物光學電腦、三維光學記憶體、全息影像儲存系統、影像顯示器、光開關、光電感測器、人工視網膜、生物性圖像傳導器、像緣檢測器、光學圖像單調濾波系統、三維圖像邊緣光調製器等多種生物光電晶片以及奈米生物材料之開發上。

代表近作

1. Lin, F.-Y., W.-Y. Chen, and H.-M. Chen “Microcalorimetric study of the effect of hexa-histidine tag and denatruarant on the interaction mechanism between protein and metal-chelating gel” J. Colloid Interface Sci. 238, 333-339 (2001) (SCI).
2. Chen, H.-M.*, C.-W. Ho, J.-W. Liu, K.-Y. Lin, Y.-T. Wang, C.-H. Lu, and H.-L. Liu ”Production, IMAC purification, and molecular modeling of N-carbamoyl-D-amino acid amidohydrolase C-terminally fused with a six-His peptide” Biotech. Prog. 19, 864-873 (2003) (SCI).
3. Chen, H.-M.*, W.-C. Wang, and S.-H. Chen ”A metal-chelating piezoelectric sensor chip for direct detection and oriented immobilization of polyHis-tagged proteins” Biotech. Prog. 20, 1237-1244 (2004) (SCI).
4. Chen, H.-M.*, K.-Y. Lin, and C.-H. Lu “Refolding and activation of recombinant N-carbamoyl-D-amino acid amidohydrolase from Escherichia coli inclusion bodies” Process Biochem. 40, 2135-2141 (2005) (SCI).
5. Chen, H.-M.* and C.-W. Lin “Hydrogel-coated streptavidin piezoelectric biosensors and applications to selective detection of Strep-tag displaying cells” Biotech. Prog. Biotech. Prog. 23, 741-748 (2007) (SCI)