及金屬(metal)等三大類。在 1970 年代，Heeger、MacDiarmid 和白川英樹 (Hideki Shirakawa)發現導電高分子，使其發展為很重要的研究領域。這個領
潛力。
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 西元(年)
資料來源：Frost & Sullivan(2005)；工研院 IEK-ITIS 計畫(2006/01)
表1- 1 各國推動奈米生技政策的主要次領域的比較
資料來源：NEDO 海外研究報告(2005)；工研院 IEK-ITIS 計畫(2006/01)
1 .2 背景與動機
在生物體內黑色素是很重要的生物類的高分子聚合物及生物色素，廣 泛的存在生物體中，例如動物、植物、微生物中。在動物體中主要有三種 黑色素，包括真黑色素（eumelanin）、 黑色素（pheomelanin）、神經黑色
（tyrosinase）氧化反應形成［1］。真黑色素為黑色色素，含有氮元素；黑 色素為黃紅色含有硫［2］。真黑色素（eumelanin）在人體中含量較多，主 要功能是保護皮膚免於太陽輻射傷害，吸收紫外光跟可見光，在人體器官 中像是肝臟跟脾臟也含有許多真黑色素，可以保護細胞免於活性氧形成或 是氧化毒素（lipoperoxide），在細胞內形成造成傷害［3-6］。黑色素研究 是開始於 1904 年 M.Bakunin 對於黑色素瘤研究。 過去二、三十年研究黑 色素的科學家很多，對於黑色素功能非常感興趣，因為黑色素生物功能跟 其結構有很大的關聯，儘管過去幾十年對於真黑色素有許多實驗性或理論 性研究，不過對於真正的結構並不是很了解，對於複雜的真黑色素組成可 能含有幾種可能單分子像是 dihydroxyindole（DHI）、dihydroxyde-carboxylic acid （DHICA）、5,6-indole-quinone（IQ）或是 semiquinone （SQ）［7，8］
其個別分子結構如圖 1-2，都是在文獻中比較常見的黑色素單分子組成，由 圖 1-3 可知 DHI 和 DHICA 混合組成真黑色素的生物路徑。
圖1- 2 DHI、DHICA、IQ、SQ 分子結構圖
圖1- 3 DHI 和 DHICA 混合形成真黑色素（eumelanin）生物合成路徑
大腦裡面的神經黑色素跟巴金森氏症有非常緊要的關係。巴金森氏症 發生病變的細胞，都含有相當程度的神經黑色素（neuromelanin），這些黑 色素被發現與一些化學物質有特別強烈的結合作用。而某些可以導致類巴 金森氏症的毒性物質被發現可與神經黑色素結合，並被管理運動功能的細 胞所吸收及累積，最後造成細胞的死亡。巴金森氏症為一臨床上由神經系 統萎縮而導致的疾病，其主要症狀為震顫、肌肉僵硬、動作遲緩及表情、
姿勢的呆滯，其中震顫又以靜止震顫（resting tremor）為明顯，其萎縮的部
經細胞正巧是管制運動功能的，因此，病人會出現運動失調的症狀。神經 黑色素具有和數種無機和有機化合物產反應能力，像是包括金屬離子、脂 質能力，金屬離子像是錳、鉻、銅、鋅、 汞、鉛、和鎘，其中特別會跟鐵
結合［9-12］。許多研究指出，利用過錳化鉀進行分解作用及利用氫碘酸
（hydriodic acid）進行水解作用（hydrolysis）顯示神經黑色素，具有黑色 素（pheomelanins）、真黑色素（eumelanins）特性［13］，神經黑色素經具 有 2.5–2.8%高硫成分，以及低於合成黑色素的碳氫比，因此暗示神經黑色 素具有脂肪族（aliphatic group）和 benzothiazine rings 存在。由紅外線光譜 顯示，神經黑色素具有脂肪族（aliphatic group）和低含量芳香族成分，在 合成黑色素中脂肪族是不存在的，其他化學分解研究亦顯示神經黑色素具 有等量的 indole 和 benzothiazine 分子［14］。本論文，從茶葉（Thea sinensis Linn）萃取出來的黑色素［15，16］，亦屬於多酚類黑色素，具有抗氧化、
自由基捕捉能力、免疫調節效果［16-23］。經由 gel filtration，可以判斷出 黑色素的分子大小分佈，在 14Kd 左右，茶葉黑色素為簡單同質分子所組
像是重金屬結合、抗氧化性、自由基螯合、及對有毒物質吸收能力，有更
深入了解［15-24］。
圖1- 4 茶葉黑色素分子結構圖 1 .3 研究方法與架構
第一章緒論主要以介紹本論文的研究背景與研究動機為主，本論文的 第二章將對動物或植物性黑色素介紹基本特性以及過去到現在重要的相關 文獻，以瞭解黑色素物理及化學之特性；在第三章將說明黑色素萃取實驗 過程、黑色素薄膜元件製作、及黑色素電性量測實驗過程、黑色素物理及 化學特性之分析所使用的儀器設備，第四章將對實驗的結果作完整的敘述 與討論；第五章的結論，將對實驗結果及未來方向作一總結。