日期:2021/09/19   IAE 

趙治宇教授. 台大分子醫學影像中心暨應用物理研究所

美國紐約州立大學生物物理博士

IAE國際學士院 阿茲海默症全球產官學研中心計畫主持人

台大分子醫學影像中心-蛋白質電子斷層部主任
 

液態生物電子顯微鏡發明人
 

受邀瑞典皇家科學院提名2013年諾貝爾物理獎
 

受邀瑞典皇家科學院提名2014年諾貝爾物理獎
 

中華民國物理學會最佳論文獎
 

台北市優秀傑出青年獎第一名
 

國立台灣大學傅斯年研究獎
 

中華民國奈米核心設施計畫主持人
 

Mark Diamond Research Fund Fellow, State University of New York, USA.

趙治宇博士於1992年從台大物理系畢業，並於1997年在美國紐約州立大學取得生物物理博士的學歷，目前在台大分子醫學影像中心以及台大應用物理研究所擔任教授，並為台大分子醫學影像中心-蛋白質電子斷層部的負責人。

賀趙治宇教授榮獲Nature雜誌邀請擔任Scientific Reports的編輯委員

趙治宇教授.台大分子醫學影像中心.美國紐約大學生物物理博士 .阿茲海默症IAE全球產官學研計畫主持人

賀趙治宇教授率領台大團隊研究高攜氧血紅蛋白結構, 獲得突破性之重要研究成果《血紅蛋白攜氧動態協同效應之冷凍電鏡結構研究》

"Structural basis for cooperative oxygen binding and bracelet-assisted assembly of Lumbricus terrestris hemoglobin"

刊登於Nature雜誌的 Scientific Reports , 可望對缺氧急性重症之醫療帶來新曙光

 

台大物理系今天發表世界第一台，能夠觀察病毒，如何穿透細胞膜的電子顯微鏡，未來可以觀察SARS以及AIDS病毒如何入侵細胞膜，研究計畫的主持人趙治宇教授今年只有34歲，非常年輕，被學者評為很有希望贏得諾貝爾獎。 世界第一台「生物環境穿透式電子顯微鏡」出現在台大物理系的實驗室，趙治宇教授的研究團隊花了10年，終於研究成功。台大物理系副教授趙治宇：「首度在電子顯微鏡下面觀察活體切片，此外，我們可以研究AIDS的病毒活體狀況，它如何攻擊我們的細胞膜。」 一般人以為物質只有液體、固體、氣體等幾種型態，但是透過這台顯微鏡，趙治宇發現物質第五態--脂膜結構，可以觀察病毒如何入侵細胞模，推翻物理界百年以來的理論，被學者評為有很有機會贏得諾貝爾獎，連美國國家實驗室也邀請他前往技術指導，擁有這麼偉大的成就，甚至可能對SARS與AIDS研究帶來重大突破，很多人一定不曉得趙治宇只有34歲，謙虛的他把成就歸功於4年前結婚的另一半。 台大物理系副教授趙治宇：「沒有她給我這麼大的寬容，我不可能有這麼好的研究，很感謝我老婆。」趙治宇太太：「他是第一次這麼說。」 談到美麗的另一半，趙治宇露出科學家的靦腆笑容，這對年輕夫妻，還要挑戰更艱難的科學任務。

物理課本上寫著，物質有三態，固態、液態、氣態，後來科學家又發現了第四態，液晶，台灣大學物理系年輕的教授趙治宇，利用自行改造，可以觀察活體細胞的電子顯微鏡，發現了細胞膜結構，是一種介於液體和液晶間的新物質狀態，趙治宇不僅挑戰了物質三態，也極有機會挑戰諾貝爾獎。 在二十七歲學成歸國，就進入台大物理系擔任教授的趙治宇，和他所率領的液晶研究團隊，開發出了全球唯一一台，能夠直接觀察活體細胞的電子顯微鏡。 以往顯微鏡下的生物試片，必須要是染色的乾切片，或是冷凍後的死切片，於是趙治宇把一台近千萬的電子顯微鏡給拆解，重新組裝了一台，可以把含水的活細胞放在顯微鏡下，又不會影響顯微鏡電子束散射，利用動力真空平衡的原理，使得電子顯微鏡可以在控制溫度和濕度的環境下，讓生物醫學研究人員，親眼目睹細胞如何吸取養分，如何排泄，甚至水分如何穿透細胞。 趙教授利用生物電子顯微鏡親眼目睹証實了百年來教科書中寫著，水分子可以不用經過細胞膜水通道進出細胞，可以利用滲透壓的方式進出細胞膜，教授進一步發現不斷蠕動的細胞狀態，不同於傳統的物質三態，而這種細胞膜結構是一種介於液體和液晶間的新物質狀態。教授的發現，不僅挑戰了物理學說，也有很大的機會挑戰諾貝爾獎項。（公視新聞採訪報導）

 

 

台大教授趙治宇 發現第五態

改裝電子顯微鏡 首創可觀察活體細胞

台大教授趙治宇以「生物環境穿透式電子顯微鏡」觀察到水分子進出細胞膜的情況。張良一攝

國內物理研究有重大突破，台灣大學物理系副教授趙治宇研發改裝出全球唯一可以觀察活體細胞的「生物環境穿透式電子顯微鏡」，使人類首度可看到水分子如何滲透細胞膜，並發現物質在氣態、液態、固態、液晶以外，存在「第五態」：「酯膜結構」，推翻了百年來的物理傳統理論，未來教科書也都必須改寫。

 

膽固醇可能是第五態

 

國際物理領域最高級的期刊雜誌《物理評論通訊》十二月號已刊載此項研究成果。台灣大學昨天舉行記者會發表此重大研究成果。領導台大物理系液晶研究團隊、專長領域在液晶薄膜的趙治宇說，介於液態與固態的「液晶」被科學界認定為物質第四態，人類花了一百年的時間才打破固體、液體與氣體的物質三態，他現在發現液態與液晶之間有新物質存在，第五態比人體的鼻屎再軟一點、比精液再硬一點，膽固醇很有可能是第五態。

趙治宇說，一般電子顯微鏡觀察的生物試片多半是染色的乾切片，或冷凍後的死切片，並非活體細胞，他的電子顯微鏡可觀察到活動切片。在生物環境穿透式電子顯微鏡下，水與細胞膜呈現動態平衡時，細胞膜自然形成「酯膜結構」，與傳統的固、液、氣、液晶四態明顯不同，並觀察到水分子及其他病毒進出細胞膜的動態。

趙治宇提及研究過程時說，回國任教後，曾受到中研院長李遠哲獲得諾貝爾獎「動力真空」理論的啟發；新電子顯微鏡至少領先其他國家十年以上。台大物理系主任張慶瑞也說，趙治宇改良電子顯微鏡的成果相當難得。由於中研院長李遠哲目前不在國內，無法訪問他對此科研成就的評論。

 

能結合醫學防治疾病

 

趙治宇說，未來可透過新電子顯微鏡觀察愛滋、SARS病毒進出酯膜的動態機制，及水分子在心肌與肺水腫病人身上的作用，將有助於防治相關疾病。台大校長陳維昭說，目前正計劃將該計劃結合醫學院，希望能在醫學領域上有進一步研究發現。

對於有人稱許趙治宇的研究成就可角逐諾貝爾獎，趙治宇不置可否，僅表示「這僅是科學的一小步」，目前台大正在替他申請發明專利。

 

台大發現第五態的研究成果

 

研究團隊：台大物理系液晶研究團隊

 

重大發現：四大物質型態固態、氣態、液態、液晶外，尚有第五態「酯膜結構」，存在於人體細胞內

 

百年見證：利用「生物環境穿透式電子顯微鏡」，首次看到水分子滲透至細胞膜，證實了百年來生物學界的理論

 

貢獻：拓展到醫學領域，未來可觀察愛滋、SARS病毒進入細胞的動態機制；進一步分析抗生素殺菌的動態狀況；有助於疾病的研究。（ 台大物理系副教授趙治宇）

 

 

我的父親趙自強過去是郵研所研究員，現退休。母親余瑞香是國中老師，已退休。與太太林嘉慧結婚三年，聰

明漂亮，秀外慧中，能力強有獨立性，目前任職於公關廣告界。太太對我的研究工作十分包容，我非常感謝她，我願意將我的一點點成就歸功給我的太太。我只有有一個姊姊，叫趙靖宇，非常優秀的投資顧問，沒有父母與她從小提攜，我不可能有今天的成就。打算明年生個胖寶貝。我和我的爸媽住在一起，家庭幸福美滿。

 

　　我每週工作6天半，每天從8:30 12:30 am,很少能陪家人，我很對不起他們，我以後要多花時間多關心他們。我的興趣與好奇心，支稱我的研究工作，我也要謝謝我系主任張慶瑞給我的提攜與支持，以及許多我的同事給我的鼓勵，也要謝謝很多幫助過我的好朋友。

 

　　台大物理系內，各教授研究表現都非常傑出，且人才濟濟，我相信不久的將來我們其它同仁還會有新發現地。

 

趙治宇簡介：

 

趙治宇教授現任臺灣大學物理系副教授。趙治宇於1970年出生於臺北，1992年台大物理系畢業，同年赴美求學並於1997年取得美國紐約州立大學物理學博士，隨即返國任教至今，回國任教當年只有27歲。

 

　　趙治宇在液晶薄膜領域是國際知名的科學家，能自行研發高難度電子顯微鏡，觀察活體生物樣片；且擁有在室溫下能夠測量納米焦耳熱量的技術，目前這兩項技術在世界上居領先地位。趙治宇有十年以上的從事電子顯微鏡的研究與改裝工作經驗，至今有七項研究成果發表在《物理評論通訊》上，其它成果亦在衝擊指數相當高之論文發表，研究著作達40篇。此外，研討會論文與國內外邀請演講亦多達上百次，且於2003、2004連續兩年獲得國際期刊邀稿。趙治宇獲諸多液晶領域國際級專家學者的肯定，近日應國際液晶學會理事長Kumar教授之邀，於「LiquidCrystalToday」發表專文。

 

　　趙治宇是電子顯微技術與納米焦耳熱量測量技術專家，曾于1997年獲得紐約州立大學MarkDimaond獎章，回國後連續五年（1998-2002年）獲得臺灣國科會甲等研究獎。此外，在納米焦耳熱量分析研究上的卓越表現，使趙治宇於2001年獲得世界英雄會(GordonResearchConference)的大會邀請演講，並應國際液晶大會之邀，擔任2004年國際液晶大會之分區主席。

 

　　在教育與教學方面，趙治宇曾獲臺灣教育部教學改進計畫全臺灣第一名，同時亦指導研究生獲得國科會最佳碩士論文獎與大專生研究創作獎，並屢屢指導研究生獲得我國物理學會壁報論文特優與佳作獎。趙治宇同時身兼國家型納米核心設施計畫主持人及台南縣政府科技顧問與駐台南科學園區科學家等職，目前正著手推動南科液晶平面顯示器教學與研發中心。

 

 

分析原理：穿透式電子顯微鏡(Transmission Electronic Microscope, TEM)具備超高解像能力，能夠觀察奈米尺寸的材料與結構。目前於材料科學及生物醫學中被廣泛利用，對於奈米材料之開發監控或是對次細胞級的病理分析，皆須借重穿透式電子顯微鏡之高解析度方能精確而有效率達成，包括奈米金、氧化鐵、奈米膠粒、量子點與複合聚合顆粒等各種奈米顆粒之合成與檢測。

 

特色：

1加速電壓(Accelerating Voltage)：40~120kV。

2放大範圍(magnification)：

2-1低倍率模式(low mag mode)：50～1000X

2-2高對比模式(high contrast mode)：200~200,000X<

2-3高解析模式(high resolution mode)：4000～600,000X

3配有數位照相系統(Digital Camera System)。

生物型穿透式電子顯微鏡