3.1 研究架構
本研究計畫於環保署微粒超級測站進行大氣中生物性微粒之監測，並建立測量分析 方法。主要測量之生物性成份包括總真菌孢子濃度、常見戶外真菌過敏原（Alternaria 和 Aspergillus）、以及細菌內毒素(endotoxin)。我們配合中央大學李崇德教授在微粒超級 測站進行人工採樣的期間，同時監測長程傳輸事件對生物性微粒濃度的影響，以利不同 性質微粒間相關性的比對。此外，我們針對總真菌孢子濃度建立大氣基線資料，並利用 統計模式進行生物性成份與氣象因子及大氣污染物（如臭氧、碳氫化合物等）之相關性 分析。生物性微粒之監測資料並將提供給其他子計畫，以綜合評估超級測站監測微粒之 生物性、物理性及化學性成份間之相關性。
3.2 生物性微粒之監測與採集方法 3.2.1 採樣地點
大氣中生物性微粒之監測於環保署北部微粒超級測站進行（圖一）。北部微粒超級 測站位於台北縣新莊運動公園，自 92 年 3 月起進行每日 24 小時連續運轉，監測並分析 大氣中微粒粒徑分佈以及其化學成份（如碳成分、硝酸鹽濃度、硫酸鹽濃度等），並提 供大氣條件資料。
圖一 環保署北部微粒超級測站
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3.2.2 監測與採集方法
本計畫主要測量之生物性成份包括真菌孢子、常見戶外真菌過敏原（Alternaria 和 Aspergillus）以及細菌內毒素(endotoxin)。在真菌孢子的部份，我們使用 Burkard 連續性 孢子採樣器(Burkard Seven-Day Recording Volumetric Spore Trap, Burkard Manufacturing Co., Rickmansworth, England) （圖二）進行測量。此採樣器為國際上生物性微粒長期監 測之標準方法。American Academy of Allergy, Asthma and Immunology (AAAAI) 所建立 之全美 Aeroallergen Network，即使用此種採樣器，以提供全美氣象預報中的花粉和真菌 孢子濃度，做為民眾（特別是有過敏性呼吸道疾病者）從事戶外活動的參考依據。在本 計畫中，採樣分成每月固定採樣及大陸沙塵監測兩個部份。每月固定採樣為每個月底進 行連續七天的定期採樣，以建立台北都會區大氣中真菌孢子種類及濃度之基線資料。大 陸沙塵監測則配合中央大學李崇德教授在微粒超級測站進行人工採樣的期間，進行連續 採樣，以評估長程傳輸事件（大陸沙塵）對生物性微粒種類及濃度的影響。Burkard 連 續性孢子採樣器的流量為 10 liter/min，將空氣自 2mm×14mm 的開口中抽入，使大氣中 懸浮微粒黏附在連續定時轉動的特製透明膠片上 (Melinex tape coated with Gelvotal solution)。採樣器之上半部可以旋轉並附有一尾翼，使採樣器之開口於採樣期間皆為迎 風狀態，以增加微粒捕集效率。透明膠片在採樣完畢後由採樣器中取出，放置於專門之 樣本貯存容器內後立刻送回實驗室進行處理及分析。
圖二 Burkard Seven-Day Recording Volumetric Spore Trap
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雖然 Burkard 連續性孢子採樣器可以提供生物微粒之形態作為鑑定之依據，然而有 些附著在其他微粒上的生物性成份（如真菌及花粉過敏原，或其碎片）並無法有效辨認。
因此，針對懸浮微粒所含生物性成份進行分析有其必要性。我們原定使用高流量三道採 樣器(Trichotomous Sampler)進行數次連續性的密集微粒採樣，但在評估後發現該採樣器 用電量超過環保署微粒超級測站所能負荷，且噪音過大，會影響新莊運動公園的使用民 眾，因此改用十階道微粒採樣器（Micro-Orifice Uniform Deposit Impactors, MOUDI）（圖 三）。我們利用十階道微粒採樣器進行三個禮拜的密集微粒採樣（分別進行一天、二天 及三天連續採樣各三次），以建立採樣分析方法，並決定適當的採樣時間(sampling interval)。由於本子計畫所監測之生物性微粒成份並無本土之大氣背景值資料，因此無 法推估合適之採樣時間(sampling interval)，以採集足夠可分析生物性成份之微粒量。而 九十三年度與黃嵩立教授共同執行的子計畫中，雖然樣本收集亦使用十階道微粒採樣 器，但為避免所收集樣本中內毒素濃度過低而影響細胞毒性測驗，黃教授的研究團隊將 所收集不同粒徑之微粒合併分析，故無法評估各粒徑範圍的內毒素濃度，亦無法推估合 適的採樣時間。十階道微粒採樣器之流量為 30 liter/min，所採集的微粒粒徑 (50% cut points diameter)為 10、5.6、3.2、1.8、1、0.56、0.32、0.18、0.1 及 0.056 um。十階道微 粒採樣器之採樣介質為濾紙(polycarbonate 及 fiber glass filter)，採樣完畢後將濾紙裝入 乾淨的 50*11mm petri dish 中（圖四）中，立即送回實驗室冷藏於 4°C。
圖四 Petri Dish
圖三 MOUDI
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3.2.3 分析方法
Torula 以及 Ulocladium，不屬於上列者則歸類為 unidentified spores。每日真菌孢子濃度 的計算公式如下： (phosphate buffered saline)進行萃取，再將萃取液凍乾後置於-20°C下貯存，至上機分析 前再以去離子水還原成水溶液進行分析。真菌過敏原（Alternaria和Aspergillus）的分析 是使用酵素連結免疫分析法(Enzyme-Linked Immunosorbent Assay, ELISA)進行（圖五）。
在細菌內毒素的部份，濾紙先在 80°C下用 2M Methanolic HCl消化 16 小時後，進行氮氣 濃縮及衍生化，再利用氣相層析質譜儀(Gas Chromatography - Mass Spectrometry:
GC-MS-MS)進行內毒素化學指標 3-hydroxy fatty acids (3-OH FAs)之分析，進以評估大氣 中內毒素的濃度。
圖六 GC-MS-MS 圖五 ELISA Reader
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3.3 氣象因子與大氣污染物監測資料之收集
氣象因子、大氣污染物（如臭氧）與大氣中生物性微粒濃度變化有複雜的相關性 (Lewis et al. 2000; Lin and Li 2000; Ho et al. 2005)。中央大學李崇德教授提供環保署北部 微粒超級測站的温度、濕度、風向、降雨量等氣象因子，以及臭氧、二氧化硫、二氧化 氮、一氧化碳、PM10及PM2.5等污染物之每日監測資料，以進行統計模式分析。
3.4 資料分析
所有資料的建檔及管理，使用Microsoft Excel。描述性資料的呈現及資料的統計分 析則使用SAS (SAS Institute Inc., Cary, NC) 及Sigma Plot (SPSS Inc., Chicago, IL)統計軟 體。本子計畫進行統計分析之大氣中生物性成份變項為真菌孢子濃度，以及不同粒徑微
粒（PM>10、PM3.2-10、PM1-3.2、PM0.056-1）中所含內毒素、Alternaria及Aspergillus過敏原
之濃度。我們利用描述性資料分析，彙整所測量生物性成份之分佈，並針對真菌孢子評 估其季節效應。而生物性成份與氣象因子及大氣污染物間的相關性，以多變項廻歸模式 來 評 估 ， 並 利 用 Exponential Correlation Model 控 制 重 複 採 樣 所 造 成 之 相 關 性 (autocorrelation)。
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