100 學年度第二學期奈米粉體報告
evelopment of new nano-tools: Towards an
integrative approach to address the societal
question of nanotechnology?
（發展新的奈米工具：邁向一個綜合性的方法來解決奈米技術的社會問題？）
指導教授：李友竹教授
學校／系：南台科技大學／機械系
班
級：自動化控制組三年甲班
組
員：陳巧雯 ４９８１２０３９
謝智中 ４９８１２０２９
發展新的奈米工具：邁向一個綜合性的方法來解決奈米技術的社
會問題？
KEYWORDS（關鍵字）：
Nanotechnology（奈米技術）;
Biomedical（生物醫學）;
Human health（人類健康）;
Environment（環境）;
Societal（社會）;
QDs（量子點）
Abstract The impressive development of
nano-sciences and technologiesraises
currently important and crucial
questions. Scientists have a large choice
of techniquesto test the
differ-enteffects of nano-particles on
human healthand assess
theirenvironmental risk. We believe
thatthe development of a new
nano-technology has to integrate a complete chain of action including
chemical,physical, biological and environmental sciences.
摘要:
奈米科學和科學技術的深刻的發展，是目前重要和關鍵的問題。
科學家們有一個重大的選擇對於測試不同的奈米粒子對人體健康的影響
和評估對環境的風險。我們相信發展一個新的奈米技術，能擁有完整的產
業鏈整合的行動，包括化學，物理，生物和環境科學。
Besides the technological benefits expected from the impressive
development of nanotechnologies, the potential arrival on the market of
several hundreds of nano-products raises crucial important questions
dealing with both human and environmental risk assessment. The importance,
but also the fear, of the ‘‘nano revolution’’ can be illus-trated by
the public initiative recently launched in France
數百奈米產品的市場潛力的到來除了印象深刻的奈米技術發展的預
期技術優勢，更提出了處理人類和環境風險評估的重要關鍵問題。重要，
但也恐懼，“奈米革命”可以迷幻了最近在法國推出了公共倡議
In this national debate, sci-entific and non-scientific people are
currently around the globe examining the nanotechnology question in terms
of societal benefits and risks. The development of new nan-otechnologies
needs innovative approaches encompassing both scientific and societal
issues. Here, we propose an inte-grative approach from chemical synthesis
to environmental fate, including ecotoxicology and genotoxicology, to
evalu-ate the societal impact of a new nanotechnology.
The construction of new nano-tools is presented here using the example
of fluorescent semiconductor nanocrys-tals, quantum dots (QDs). The
implementation of new nano-material based technologies
must address
four issues including (I) fundamental aspects (chemistryand physics),
(II) applications (biological tools, mate-rials, etc.),
but also the unavoidable evaluation of their potential impact on (III)
human health (nano-genotoxicity) and (IV) ecological systems
(nano-ecotoxicity)
在這個國家的辯論中，SCI-entific 和非科學性的人是目前全球各地
在研究奈米技術在社會利益和風險方面的問題。新南，otechnologies 的
發展需要創新的辦法，涵蓋科學和社會問題。在這裡，我們建議從化學合
成環境的命運，包括生態毒理學和 genotoxicology，集成 grative 方法評
估了一個的奈米技術的社會影響。
使用熒光半導體奈米晶技援貸款，量子點（量子點）例如，在這裡建設的
新的奈米工具。實施新的奈米材料為基礎的技術必須解決四個問題，其中
包括（一）
（化學基本方面和物理）
，
（三）
（二）應用（生物工具，的隊友
材料，等等）
，但也不可避免的評估其潛在影響人體健康（奈米基因毒性）
和（四）（奈納米生物毒性生態系統）
。
To address the societal questions, the development of a new
nano-technology should integrate: (I) fundamental and (II) application
aspects, (III) human health studies and (IV) the evaluation of the
ecological impact. (a) Biofunctionalized QDs;(b) transmission electronic
microscopy image of QDs; (c) QDs in living cells; (d) micronucleus assay,
(e) comet and (f) Ames assays; (g—i) freshwater invertebrates: (g and
h) carnivorous, (i) phytophagous; (j) transmission electronic microscopy
imageof QDs internalization in invertebrate cell.
要解決的社會問題，一個新的奈米技術的發展應結合：（一）基本和（二）申請
方面，
（三）對人類健康的研究和（四）生態影響的評價。（一）Biofunctionalized
量子點;（五）（二）量子點傳輸電子顯微鏡圖像;（三）在活細胞中的量子點;
（四）微核試驗，彗星和（f）艾姆斯檢測;（G-I）淡水無脊椎動物：（G 和 H）
食肉， （一）植食性;（J）傳輸量子點內化在脊椎動物細胞的電子顯微鏡圖像。
Because of the increasing production and use of QDs over the next decade
[3—5], it is anticipated that these nanoparticles will be introduced into
the environment through accidental release during the production,
trans-port or disposal process. Hence, new disciplines such as
nano-ecotoxicology and nano-genotoxicology must be devel-oped to
evaluate the global impact of these new systems satisfactorily. We
believe that the ecotoxicity of QDs may be investigated in both the common
standard freshwater invertebrate species for toxicological studies
由於增加生產和使用的量子點，在未來十年[3-5]，預計通過意外釋
放到環境中，這些奈米粒子將生產，轉運港口或處置過程。因此，必須開
發新的學科，如奈米生態毒理學和奈米 genotoxicology 圓滿評估這些新
系統對全球影響。我們認為，量子點的生態毒性毒理學研究，可能會在雙
方的共同標準的淡水無脊椎動物物種調查
(i.e. Daphnia magna [6]) and in many other relevant species
(bioindica-tors) chosen according to their different living and feeding
behaviors (i.e. water or sediment living species; motile, sedentary or
sessile species; primary consumers, carnivo-rous, detritivorous,
limnivorous. . .). It is necessary to shed light on
the potential toxic effects of dietary intake of food-associated QDs.
Therefore, bioaccumulation, bioam-plification, vertical spread [7] and
possible chronic effects
of QDs on freshwater organism reproduction have to be studied in any
microcosm and/or mesocosm [8]. One such pioneering facility is the Center
for the Environmental Implications of NanoTechnology (CEINT) at Duke
University ( http://www.ceint.duke.edu/facilities).
即大型溞[6]）和其他許多相關物種（bioindica 的職權範圍）根據各自不
同的生活和餵養行為（即水或沉積物生物物種;運動，久坐或無蒂的物種，
主要消費者，carnivo 多孔選擇，detritivorous，limnivorous...）
。闡
明潛在的毒性作用的膳食攝入的食物相關的量子點的光，這是必要的。因
此，生物蓄積性，bioam 擴增，垂直傳播[7]和慢性影響可能對淡水生物繁
殖的量子點可以在任何一個縮影和/或圍隔[8]研究。一個開拓等設施為中
心的奈米技術（CEINT）在美國杜克大學
（http://www.ceint.duke.edu/facilities）對環境的影響。
Finally, in regard to abiotic [9] and biotic conditions, the degradation
of QDs must be further investigated. The effects of QDs on mobility,
reproduction, mortality rates for exposed organ-isms, and fundamental
biochemical mechanisms of their toxicity and genotoxicity [10] have to
be explored. To evaluate nano-ecotoxicology and nano-ecogenotoxicology
several methods can be used for detection of cellular stress
biomarkers (ELISA, qPCR, Western blot. . .) and to investi-gate DNA
damages (Comet assay, Micronucleus assay. . .). Part of the challenge will
be to combine data from bioindi-cator organisms, which reflect
environmental health, and suitable biomarkers,
which enlighten physiological pro-cesses.
最後，在逆境[9]和生物條件方面，量子點的退化，必須進一步調查。
移動，複製，死亡率暴露器官主義，其毒性和遺傳毒性的基本生化機制的
量子點的影響[10]探討。為了評估奈米生態毒理學和奈
-ecogenotoxicology 的幾種方法可用於細胞應激生物標誌物檢測
（ELISA，定量 PCR，Western 印跡...）和 DNA 損傷的研究門（彗星，微
核試驗檢測...）
。挑戰一部分將結合數據 bioindi 指示燈的有機體，它反
映的環境健康，合適的生物標誌物，開導生理過程。
As with biomedical technological progress, scientists have to make sure
that the ‘‘one nano step for man’’ must not be ‘‘a giant’’ risk
‘‘for mankind’’ and its envi-ronment. Scientists have a large choice
of technologies to test nanoparticle effects on human health and to assess
the environmental risk. For us, the development of a new nan-otechnology
has to integrate chemical, physical, biological and environmental
sciences.
至於與生物醫學技術的進步，科學家們必須確保“奈米人一步”絕不能
“對人類造成巨大的”風險“''和環境影響。科學家們有大量的技術測試
奈米粒子對人體健康的影響和評估環境風險的選擇。
對我們來說，一個新南 otechnology 的發展，可整合化學，物理，生物和
環境科學。
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讀後心得
陳巧雯：
奈米科技是現代欲突破的科技技術，但是也必須規範在不
害到自然環境與不造成人類風險的情況中，完整的發展可以讓
我們的生物、醫學……等，發展得更完善，可是我們也必須思
考，奈米科技的發展是否會對大眾的雙眼受蒙蔽。
全文環繞在奈米科技的發展是否對環境風險有影響，個人
觀點為奈米科技如果發展的好，固然對各方面都有突破與處，
但是也不能忽略潛在的風險。如果用奈米科技改良吃食，改良
出新的品種，好是多了一種選擇或許口感更不錯，但是因為是
改良，在生態上已經是不自然，也說不定已經是病變，對人類
而言，吃下去也許沒有立即性的傷害，但是是日積月累的，那
更是恐怖。
研究的相關國家，也對納米科技可能會相關的生態毒學做
研究，可見奈米科技對未來好壞，便在人類運用的一念之間。
謝智中：
奈米的發展很多都應用在醫學食品、美妝、食物……等等，
所以要研究改善奈米對人體或環境的傷害或危險，不然長時間
累積的話可能會造成無法收拾的傷害，不管對人體、生物或環
境循環都是一樣重要的。
開發出新的奈米科技優先條件還是會不會影響人體健康還
是環境污染，就像題目所說的，要以綜合性的方法解決，這個
解決的方法必須同時可以解決各方面的問題才是最完善的，但
是我想現在連還有哪些後發的問題，大概都還不知道吧。
參考資料
南台圖書館 SDOS ( Science Direct Onsite)
http://lib.stut.edu.tw/research/EDataBase/EDatabase.PHP?title
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