人工光源在生物產業的應用
方煒
台大生物產業機電工程學系
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植物是唯一能夠把能量轉化為質量的組織，植物的光合作用是地球上一切生命的基礎。光合作用需要光，但是光對植物的影響除了提供光合作用所需之外，尚包括光週期的調節，另外，光質對植物的型態發生亦有決定性的影響。 組織培養使用人工光源，是在室內快速且大量繁殖植物種苗的方法。然而，基於燈管的壽命、發光效率與發熱均不夠理想，耗電成本頗高。研發較低散熱與較高效率的人工光源以降低量產成本為業界所需。本研究群使用紅光與藍光高亮度發光二極體(LED)建立可調整光量、光質、給光頻率與工作比的人工光源，可視需要提供連續無閃爍的光或高頻閃爍的光。在不影響植物生長速率下，工作比可調進一步提供省電空間。此設備可作為植物光生理研究者的研究利器。 相同設備在不大幅調整下，只需更換LED即可提供不同波長的光，在文獻中提及的具有醫療價值的光質包括：紅光刺激交感神經系統，可增加興奮和緊張；藍光刺激副交感神經系統，可協助放鬆、減輕焦慮和減輕敵意。藍光(450nm)治療小兒黃疸與關節炎，紅光抑制偏頭痛，提升肌耐力，紅光(660 nm)、藍光(415 nm)併用治療青春痘，白光治療季節性憂鬱症與時差，紅外光(815 nm)促進傷口癒合，紅光更可用於光動力療法取代雷射治療腫瘤。 高亮度LED做為量產規模的組織培養廠人工光源具高度發展潛力，紅、藍光LED的持續降價有利於研發成果的推廣。高亮度LED做為醫療儀器與設備光源更具高度發展潛力，可成為生物產業機電工程學系重點研究方向之一。 |
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