論文研究與分享

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二、論文與研究分享

(一)論文

  • 題目:
    Microemulsion electrokinetic chromatography for analysis of phthalates in soft drinks

    (高雄醫學大學吳秀梅教授提供摘要)
  • 作者:Sung-Yu Hsieh、Chun-Chi Wang、Shou-Mei Wu Food Chemistry (2013), 141, 3486-3491
  • 動機
    近年來台灣發生多起非法添加物危害人體的嚴重事件,因此相關分析技術(如HPLC、GC、MS等)應用於檢測這些危害物質即顯得相當重要。本研究係利用毛細管電泳法(capillary electrophoresis, CE)於分析技術上的優勢,建立偵測飲品中鄰苯二甲酸酯類含量。
    鄰苯二甲酸酯類(phthalate esters, PAEs)目前被廣泛用於塑膠製品,可改變塑膠成形時的物理性質,使其變為較為柔軟、易於加工,因此有「塑化劑」之名。PAEs具些許芳香氣味或無氣味的無色液體,中等黏度、高穩定性、脂溶性高、成本低廉,特別是鄰苯二甲酸二丁酯(dibutyl phthalate, DBP)與鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(bis(2-ethylhexyl) phthalate, DEHP)是最被頻繁使用的PAEs,文獻報導指出DBP與DEHP會危害生物體生殖機能。而近來傳出有業者利用其特性將之添加於食品、藥物或化妝品等物質中,造成嚴重的恐慌,由於鄰苯二甲酸酯類為環境污染物,也是一種環境荷爾蒙,進入體內後會造成內分泌失調,引發惡性腫瘤與致畸胎的風險。相關文獻已證明,長期處在含鄰苯二甲酸酯類的環境中,可能引發氣喘現象和乳腺癌;PAEs進入體內後雖然九成隨尿液或排泄物排泄出體外,但仍有部分經過生物分解,從肝臟、腸、胃和腎臟吸收進入體內,對身體具相當的危害性。
    目前分析鄰苯二甲酸酯類之方法以GC和HPLC為主,其中GC 搭配質譜偵測器為較常用之方法,但由於GC分析樣品時,必須先進行前處理,因此已逐漸被HPLC之分析方法所取代。目前HPLC已被廣泛地應用於偵測各類物質中PAEs之含量,應用之檢品包含化妝品、尿液、血漿、水、塑膠包裝飲料、藥物和玩具等物質,以上HPLC之方法大都應用UV作為偵測器,因此在感度上會有所限制,為克服此一缺點,有些文獻將質譜搭配HPLC作為偵測方法,不僅可增加感度也可直接達到定性之效果,然而質譜儀保養不易與價格昂貴,並不適用於一般實驗室。而CE在分析上具有許多優勢,因此有相關研究利用CE來分析鄰苯二甲酸酯類,包括使用NA-MEKC (nonaqueous-MEKC)技術來分離PAEs;或以MEKC之方式分析PAEs;甚至以MEEKC搭配快速溶劑萃取儀檢測土壤中的PAEs,雖然以上利用CE方法分析之研究均達到良好的分離效果,但繁瑣的樣品前處理過程相當費時。本研究亦應用微乳化電動層析法(microemulsion electrokinetic chromatography, MEEKC)來分析PAEs,MEEKC為CE中的一種分離模式,其原理與MEKC(micellar electrokinetic chromatography)相似,但主要差異在於MEEKC為利用微乳液(microemulsions, MEs)其獨特的性質來當作偽靜相,以達到分離的效果,最主要用於分離較脂溶性之物質,而目前CE-MEEKC此技術也已應用於各個分析領域上。MEs形成的微胞為奈米尺寸,是光學可穿透的澄清透明液體,有兩種主要類型的MEs被使用於MEEKC中,分別是水包油型(oil-in-water, O/W)與油包水型(water-in-oil, W/O),但O/W比W/O的微乳液更常被用於MEEKC中。O/W的MEs最主要由三種成份所組成,其微胞的核心為油滴(如octane),而界面活性劑(如SDS)和共界面活性劑(如1-butanol)覆蓋於油滴外部減少表面張力形成微乳液結構。
    MEEKC被認為是MEKC (micellar electrokinetic chromatography)的延伸,在MEKC中,界面活性劑的微胞被當作偽靜相與溶質進行分配機制以達到分離的效果,MEEKC也是類似的機制,先前的研究強調,由於MEEKC是以微乳液當作偽靜相,脂溶性物質能更有效率的被分配到MEEKC的MEs微胞中,相關研究指出MEEKC會比MEKC更適合作為高度脂溶性化合物的分離,因此相當適合應用於分析PAEs此等高脂溶性之物質。
    本研究以MEEKC方法分析高脂溶性PAEs,其中發現於製作微乳液(microemulsions, MEs)的過程中,若加入另一共同界面活性劑(Pluronic® F-127, F127)可增加MEs之穩定性與選擇性。F127為一種聚醚多元醇-三嵌段共聚物(polyethylene-polypropylene three-block copolymer, MW12600 ),其結構為EO106-PO70-EO106,中間為疏水的環氧丙烷段(poly(propylene oxide) block, PO),兩端為親水的環氧乙烷段(poly(ethylene oxide) blocks, EO),是溫度敏感型的高分子(thermoresponsive polymers),也是種被聚氧乙烯化的非離子型界面活性劑。F127的CMC值為2.8 μM,HLB為22,在水溶液中會自行聚集形成穩定的微胞,且因為此特性,以F127包覆藥物後有良好的生體可用率。目前F127已被廣泛地應用在藥物製劑中做為載體,也有相關研究指出F127被應用在毛細管膠體電泳來分析DNA,peptide 與蛋白質,由於具有界面活性劑之特性,因此本研究希望藉由添加F127做為共同界面活性劑,以改善MEs之構型,希望可增加對脂溶性物質之分離效率。
    先前尚未有任何研究發表應用共聚合物F127於CE-MEEKC的技術中來做為共界面活性劑,而本研究預期F127將會穩定MEEKC的MEs並增加脂溶性分析物的分離效率與解析度。而本研究與其他CE方法比較時,本法利用SDS包覆樣品,可將檢品直接注入於毛細管中,再以MEEKC的技術分離PAEs,能節省樣品前處理過程的時間。
  • 成果
    本研究以CE-MEEKC之分離模式同時加入具有高分子與界面活性劑性質的F-127做為共界面活性劑,於研究結果中證明F-127確實能穩定微乳液的微胞並增加疏水性化合物DBP與DEHP的分離效率與解析度。而疏水性化合物PAEs被SDS微胞包覆後,比較電動取樣(-10 kV, 20s)與壓力進樣(1 psi, 10s)的感度,結果指出在MEEKC中,以電動取樣能顯著增加25倍的感度。方法確效方面,DBP和DEHP 的檢量線範圍分別是75-500 ng/mL和150-1000 ng/mL,其相關係數皆大於0.99,而特定濃度之RSD與RE值均小於4.93%,由結果可知此方法具有良好之線性、精確度與準確度。將本分析方法應用於六種不同品牌的市售運動飲料中,測定疏水性化合物DBP 與DEHP,其中一種市售運動飲料中,被發現含有453.67 ng/mL的DEHP (Figure 1),接著將此飲品以LC-MS定性,證實含有DEHP (MW 390.56)塑化劑成份。此些研究結果顯示,本研究藉由加入F127的MEEKC分析方法確實可被應用於分析高度疏水性的化合物。

  • 題目:
    Enhancements on skin cell proliferations and migrations via 6-dehydrogingerdione.

    (高雄醫學大學王惠民副教授提供摘要)
  • 作者: Chen CY1, Chiu CC, Wu CP, Chou YT, Wang HM. J Agric Food Chem. 2013 Feb 13;61(6):1349-56. doi: 10.1021/jf304340q. Epub 2013 Jan 31.
  • 生薑竟也能幫助傷口癒合?每當受傷時,任何秘方、藥物,總被拿了就往傷口抹,因為誰都害怕傷口所帶來的疼痛感,也擔心太長的癒合時間其是否會逐漸留下難看的疤。而在期望能幫助傷者減緩不適的精神下,我們發現了平時辛辣的『生薑』竟有能快速癒合創傷的能力。
    生薑時常在烹飪中作為調味劑,在中醫藥學裡具有發汗、止咳等功效,但有別於這些功用,我們從生薑中純化得出的化合物6-dehydrogingerdione(6-DG)發現可以促進人類皮膚細胞的生長,作為新型的生物性癒合劑。實驗中進行一系列的細胞生長/爬行移植、生長因子分泌、膠原蛋白生產等評估,發現6-DG除了能加速細胞增殖外,同時能提高transforming growth factor-β (TGF-β)、platelet-derived growth factor-αβ (PDGF-αβ)和vascular endothelial growth factors (VEGF)的量,且纖維母細胞所分泌的膠原蛋白也隨著6-DG濃度上升而增加,除此之外,在一個不好的因子phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA)前處理下(刻意加入),6-DG也有效地反轉了matrix metalloproteinase-1 (MMP-1)的蛋白表現量及活性,恢復了metalloproteinase-1 (TIMP-1)的產量,也證明了6-DG能降低c-Jun的蛋白含量和細胞外信號調節激酶(ERK)的磷酸化,以抑制絲裂原活化蛋白激酶(MAPK) pathway。
    我們因此認為6-DG有機會能成為新穎的皮膚創傷修復藥物,提高肌膚對於傷口修復機制的能力,是未來商業開發的優質明日之星。

(一)經驗分享

年輕醫師從事研究的起步                                                                                                                                                                                                                                  辛錫璋 教授

糖尿病和內分泌學會指派我在今年年會演講「年輕醫師之學術生涯規劃」,我參考專書和徵詢多位傑出研究學者專家的意見,彙整如下的摘要,希望對有心作研究的高醫年輕醫師有一些幫助。

(一)有疑惑和能思考是從事研究的原動力

熟讀和善用教科書、指引和期刊是足夠成為稱職的專科醫師,但是教科書和指引的知識時時更新,所謂盡信書不如無書,在這個人化醫學時代,診治病人應細心觀察,心存疑惑,能發現問題,提出合理假設,學會設計和執行研究,精於結果分析,最後解決問題。這種能疑惑和思考的態度,是想從事學術研究的第一步。

(二)應具備基本的研究概念-臨床研究的分類

基本的研究概念很多項,本摘要只談臨床研究的分類,有研究分類的觀念,才會有正確的研究設計和方法。如圖(Schulz KF, Grimes DA, 2006)所示,臨床研究依據有無行為或治療介入(intervention)可以分為二大類:實驗型研究(Experimental Study)和觀察型研究(Observational Study)。沒有對照組的觀察型研究是為敘述型研究(Descriptive Study);有對照組稱為分析型研究(Analytical Study)。

分析型研究就是探討暴露因子(Exposure factor)和結果(Outcome)的相關,簡單地說,就是研究因果關係。分析型研究可分為三種。(1)同一時間點,探討因果關係之研究稱為Cross-Sectional Study。一群發生事件(Outcome)之對象和另一群未發生事件的對照組中,探討發生事件的獨立因素。(2)現在發生事件(Outcome)的某研究群,追溯過去和本事件有相關性的原因,稱為Case-Control Study,這種研究也需要一群現在條件相同而未發生該事件的對照組做為比較。(3)現在呈現某因素的研究組和不呈現某因素的對照組,觀察一段時間後出現某結果的因果關係,稱為前瞻性研究Cohort Study。Cohort Study 可以再分為前瞻性、回溯性和雙向性。

臨床的實驗性研究(Experimental Study)可以稱做臨床試驗(Clinical trial)。依據研究對象是否有依據隨機分配,又分為Randomised Controlled Study 和 Non-Randomised Controlled Study。

大部分的動物和細胞研究是實驗性研究。

電子報018

(三)年輕醫師如何規劃研究

在醫學中心,年輕醫師應從住院醫師就開始規劃如何做研究,(1)熟習您醫療領域的完整和最新的知識。(2)有愛心而積極去診治您的病人,隨時能探索發現問題,思考解決方法。(3)熟習您領域最新最好的文獻,參加科內研究會,國內外醫學會和出國進修,最好能就讀研究所。(4)讀您領域以外頂尖的科學文獻,才會有創新和貢獻性的研究。(5)熟習臨床檢驗的方法、手術技術、藥物之藥理毒理以及研究方法,修習統計方法,這些是基本的研究能力訓練。

所以對年輕的專科醫師,我們建議(1)多讀、多聽、多問,尤其是要常思考;(2)應該選擇自己診治的疾病和病人為研究主題;(3)應該先和資深的優秀研究者共同研究。幾年後,自己能獨立思考,非常熟練研究方法和設計,再自己決定有創新和應用性的研究方向,能夠解決你發現的病人健康問題,貢獻人類健康的研究。

(四)年輕醫師研究題目的選擇

在(三)中已明白告訴大家怎麼著手做研究。年輕專科醫師如何選擇研究題,我們建議大家閱讀Kahn教授在1994年5月發表在NEJM的一篇論文(Picking a research problem-The critical decision),他有十項建議:

(1)Anticipate the results before doing the first study

(2)Pick an area on the basis of the interest of the outcome

(3)Look for an underoccupied niche that has potential

(4)Go to talks and read papers outside your area of interest

(5)Build on a theme

(6)Find a balance between low-risk and high-risk projects, but always include a high-risk, high-interest project in your portfolio

(7)Be prepared to pursue a project to any depth necessary

(8)Differentiate yourself from your mentor

(9)Do not assume that outstanding, or even good, clinical research is easier than outstanding basic research

(10)Focus,focus,focus

(五)熟習統計方法

研究之因果關係是否有意義,需要利用統計方法來分析,生物統計方法很多,如前所述,不同的研究類型會採用不同的統計方法,也會因暴露因子(factor)和結果之變項的大小和性質而採用不同的統計,熟習而正確、善用統計方法,研究的結果會更亮麗或創新,所謂「點石成金」的效果。本校研發處設置之醫學資訊與統計中心以及附設醫院臨床研究部之醫學統計分析室及生物資訊研究室設置統計諮詢及分析服務,年輕醫師應該常常利用。

(六)重視學術倫理,申請人體試驗

尊重和保障人權是民主國家的基本憲法,學術研究絕對需要保障病人的身份和疾病之隱私,尤其是實驗型介入研究,絕對保障病人至最低的副作用,執行計畫與研究前必須申請人體試驗委員會(Institutional Review Board)的通過才能進行研究。務必清清楚楚解釋研究內容,並獲得病人簽署的知情同意書才可進行研究。

(七)善用健保資料,完成國際注目的論文

最近幾年,台灣研究者利用全國健康資料發表的論文愈來愈多,不少論文刊登在頂尖期刊,被引用的次數也高於一般的論文,顯示這些論文的優質性和應用性很高。但是健保資料有優點也有缺點,曾慶孝教授指出健保資料庫數據的優點包括:全國性的、研究對象夠大、完整的用藥史、支付費有關的診斷、檢查和費用、長期性數據和研究花費少;但是也有缺點,包括付費關連的數據、無個人詳史、無實驗數據、研究者需有SAS統計分析能力、影響因素、偏差或容易錯誤解讀。所以利用健保資料必須善用其優點避開缺點和小心解讀,高醫年輕醫師可以向NHRI和高醫衛生福利部在醫學中心設立的「健保資料加值和協作中心」申請使用(網址如下:http://cchia.kmu.edu.tw/)。

(八)魏福全院士演講-Thinking Big and Aiming High

魏福全院士在2012年7月5日獲選為中央研究院院士,至2011年共發表434篇論文,被引用6646次,受邀國外演講550次。

出國進修是學術研究邁向國際舞台最直接的途徑,他說:「出國學新的,台灣欠缺的、又能對人民有用的東西」。年輕醫師應紮紮實實建立診治病人的根基。魏教授1979-1981年在多倫多大學研習剛萌芽的顯微重建手術,回國後再創自體移植手術,應用到乳癌、口腔癌和頭頸癌病患,讓病人保留生命、以及進食和說話能力。魏教授說:「很多手術的改良和創新其實是源自我看到患者身心的痛苦和生命垂危的掙扎,於是我絞盡腦汁思有什麼新的方法可以拯救病人的生命,更改善他們器官的功能和心靈的健全」。

愛心激發魏教授思考、發現問題、解決問題、創新診治的技術和觀念,學術發表,影響全世界對疾病診治的新理論和新治療,跨越教科書,跨出台灣和領先世界的宏觀觀念,是年輕醫師從事醫療和研究並進可以學習的典範。

 

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