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[ASWEB]老鳥?不死鳥!「鳳凰」創紀錄每年驟生740顆新恆星

臺北天文館_96
・2012/08/28 ・2275字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 559 ・八年級
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天文學界最新的重要發現,焦點集中關注在一個全宇宙最大天體之一的「凰凰星系團(Phoenix Cluster)」,它一口氣打破了多項重要的全宇宙紀錄。這次全世界共有8個一流的觀測站包括:錢卓X射線天文台、美國國家科學基金會(NSF)的南極望遠鏡(South Pole Telescope)等一起進行了觀測。根據鳳凰星系團在觀測中透露的訊息,天文研究人員可能被迫又要重新想過一遍了…宇宙中這些龐大無比的大尺度結構及那些棲身於其中的星系,「它們,究竟如何演化的?」

觀測紀錄顯示,若以星系團中央的位置來說,鳳凰星系團締造的是目前最高的「新興恆星產出率」紀錄,在已知星系團中,它是X射線最強的天體,在「質量最大星系團」排行榜中,它名列前茅。這個距離地球57億光年遠的「鳳凰星系團」其實是個新名字,關於得其得名之緣由,一是因它位置正好就在「鳳凰座」中,二是因它的特性正好與傳說中浴火重生的不死鳥「鳳凰」十分貼近。

據這篇Nature論文的主要作者,曾獲「哈柏Fellow」的MIT研究員Michael McDonald表示:「大多數位置在星系團中心的星系,已經幾十億年都陷入沉睡中,這正是為何這顆有大批新興恆星形成的星系顯得如此與眾不同的原因。神話裡重獲新生的鳳凰,剛好是這個從死氣沉沉重返活蹦亂跳的這個天體的最佳寫照。」

和其他星系團一樣,鳳凰星系團保存有大量的熱氣體,其熱氣體存量多到,它的普通物質-不是暗物質-加起來的總數量,甚至比該星系團裡其他所有星系的普通物質加總起來的數量還多。要偵測這樣的熱氣體存量,必須仰賴的就是譬如錢卓望遠鏡之類的「X射線」望遠鏡。先前的認知多以為,星系團的熱氣體經過相當時間後會冷卻,並朝星系團最中央那顆星系下沉,大量形成恆星。不過,過去幾十億年以來多數星系卻都很少在製造恆星,天文學家認為,這是因為星系團中央的超大質量黑洞作祟,黑洞噴流的能量,像打氣筒一樣地持續灌注在該系統中,造成熱氣體的冷卻過程終止,阻礙了恆星形成,特別是「星驟生」所需的條件。

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著名的英仙座星系團就是因為黑洞大筆釋放能量、阻止了氣體冷卻,使其恆星誕生速率無法達到高速的一個著名案例。來自英仙座中央星系的黑洞,以強力噴流為其形式地一再爆發,造成了巨大空腔,發出超低音的聲波,這個超低音的降B音(B是音名,也就是Do Rei Mi唱名裡的第七音,Si),其音之低,遠超過我們所能想像:足足比中央C低了57個8度。強大黑洞噴流讓氣體溫度居高不下。

本篇論文之共同作者,哈佛史密松天文物理中心研究員Ryan Foley表示,之前天文學家以為幾乎每個星系團中央星系都和英仙座中央星系團一樣,會發出這種「低57個8度的低音」,鳳凰星系團卻清楚告訴了我們,這個迷思並非全然是正確的 – 「或者至少該這麼說,即便是日夜笙歌,偶爾它也會點綴個幾次完全停止奏樂。」每逢星系中央的黑洞噴流出現力道不足時,星系團裡的氣體冷卻過程就可以順利演出。

當黑洞沒有產生力道強勁的噴流時,鳳凰星系團中央勤於做工的小蜜蜂之歌就上場了,恆星形成速度「咻」一下比英仙座星系快了20倍。由於全宇宙出現最高恆星形成率的地點都是在所謂「星系團中央」這個位置以外的其他區域裡,而最高恆星形成率的紀錄也只不過是向上再乘以二的數字而已,所以,無論如何,以星系團中央位置來說,鳳凰星系團的恆星形成速率,都在已知觀測對象中是最高的紀錄。

在鳳凰星系團裡,一方面新生恆星形成速度接近狂熱,另一方面氣體冷卻率也極迅速,這使得星系團中央星系和黑洞的質量累加非常快,這是相當重要的階段,但天文學家預計這個階段的時間長度,相對地,也將是很短暫。

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這裡的這顆中央星系和它的黑洞正在經歷增長,但盛況可說僅為曇花一現,不超過一百萬年就會停。超過一億年的話,這個星系和它的黑洞就會長得太大而和組成鄰近宇宙的其他天體不成比例了。

從鳳凰星系團到它的中央星系以及中央星系的超大質量黑洞,三者分別都各在所屬類型天體中為「質量No. 1」者。由於它們如此巨大,而星系團在宇宙學的探討和星系演化等主題上,又是一個佔有關鍵地位的天體,因此,現在找到了像鳳凰星系團這麼一顆各種特性都再三顛覆傳統認知的星系團,這項發現也就顯得至關重要了。

像這麼壯觀的星遽增場景對天文學界而言,是個非常重要的大發現,意味著天文學家必須重新去思考,星系團中央的大質量星系有著怎樣的成長過程。Martin Rees是一位知名的宇宙學者,他本身沒有參加這項研究,以客觀立場表示這項新研究的成果代表著:先前可能低估了「熱氣體冷卻」這項因素在恆星形成中有多麼舉足輕重。(Lauren 譯)

圖片說明:上圖左,天文學界新發現這顆「鳳凰星系團」的多波段合成圖,它距離地球有57億光年。其中,紫色代表了NASA錢卓X射線觀測站提供的影像;來自「可見光波段」的藍、綠、紅色,是由口徑4米的Blanco望遠鏡提供,紫外線波段的影像(藍色)由NASA的「星系演化探測者號」(GALEX)提供。星系團裡發出了X射線的熱氣體,在錢卓望遠鏡的透視下現了形,在可見光和紫外光波段提供的是星團裡的星系如何分佈和它附近天區的影像。「鳳凰」星系團是個天文學家最近剛為這個天體而取的新名字,一則因該星系團位置就在鳳凰座裡,二則因它獨特的特性正好與傳說中浴火重生的不死之鳥:「鳳凰」十分相配。按觀測紀錄顯示,若以星系團中央的位置來說,鳳凰星系團締造了目前最高的「新興恆星產出率」紀錄,且是已知星系團中,X射線最強的,還在「質量最大星系團」排行榜中,名列前茅。觀測發現到該星系團中央的「熱氣體冷卻率」也是全宇宙最高。Credit: X射線: NASA/CXC/MIT/M.McDonald; 紫外光: NASA/JPL-Caltech/M.McDonald; 可見光: AURA/NOAO/CTIO/MIT/M.McDonald; 繪圖: NASA/CXC/M.Weiss

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資料來源:轉載自中研院天文網, 2012.08.24, KLC

轉載自 網路天文館

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臺北天文館_96
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再也不怕忘記吃藥!長效型避孕植入劑讓你無憂無慮掌握生育計畫
careonline_96
・2025/03/12 ・1710字 ・閱讀時間約 3 分鐘

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圖 / 照護線上

懷孕生產對女性身心與生活所有層面,都會帶來極大的影響性,減少意外懷孕、掌握生育計畫,是所有適齡女性的重要課題,金安心醫院副院長邱士芸醫師表示,到婦產科諮詢避孕方式的女性,通常不外乎是因為暫時沒有生育計畫、產後希望暫時避孕、或曾使用口服避孕藥但常忘記服用,想諮詢其他更適合自己的避孕方式等三種類型。

現今的避孕方式相當多元,邱士芸醫師分析,避孕方式在臨床上又可分為短效型及長效型。短效型避孕方式包括保險套、口服避孕藥、避孕貼片、陰道環等;長效型可逆避孕方式則有手臂避孕植入劑、子宮內避孕器等選擇。

常見女性可逆避孕方式
圖 / 照護線上

簡便、長效、成功率高  30 秒植入有效期可達3年

在這麼多的避孕方式中,較令女性朋友好奇與詢問的,為才剛引進台灣的手臂避孕植入劑,此新型長效可逆的避孕方法,目前超過 100 多個國家使用,且也是許多在台灣的外國人選擇的避孕方式,可提供持續3年超過 99% 的避孕成功率。植入劑的體積和一根火柴棒差不多,植入上臂的皮下後將持續釋放黃體素,邱士芸醫師進一步說明,「手臂避孕植入劑的最佳植入時機為生理期第一至第五天,其成份與某些口服避孕藥類似,原理皆是透過維持體內黃體素濃度,達到抑制排卵、抑制子宮內膜增厚,讓受精卵無法著床,達到避孕的效果。」

邱士芸醫師指出,「植入過程簡單且近乎無感,於門診即可進行。通常會選擇局部麻醉非慣用手的上臂內側後植入,平均操作時間不到 30 秒。」而取出方式也非常簡單,約 2 分鐘可完成移除,且取出後可快速恢復正常月經週期,重啟懷孕計畫。

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避孕方式革新 幫助掌握生育計畫

手臂避孕植入劑的問世,解決了許多傳統避孕方式的缺點。邱士芸醫師說,相較於口服避孕藥、避孕貼片、陰道環,手臂避孕植入劑的使用者不必每天、每週、或每月的記得服藥或更換,就能輕鬆確保穩定的避孕成功率;除了不會因「忘記」引發可能懷孕的壓力與恐慌,將避孕裝置植入在不影響日常生活的手臂內側部位皮下,也可避免子宮有異物而引發不適或發炎

手臂避孕植入劑幫助掌握生育計畫
圖 / 照護線上

提到以往的臨床案例,邱士芸醫師指出,曾有患者因產後忙碌,忘記吃口服避孕藥導致意外懷孕,且產後的女性朋友在選擇避孕方式要特別留意,因為產後子宮尚未完全恢復,若放置子宮內避孕器可能增加脫落或移位的風險,此外,新手媽媽們也很關心避孕藥物是否會在哺乳時對寶寶造成影響。邱士芸醫師表示,「對於剛生產完暫無懷下一胎計畫的女性,手臂避孕植入劑不影響乳汁品質,也是一種友善的選擇!」建議想避孕的女性朋友可依照身體狀況、避孕目標和需求,與婦產科醫師討論最適合自己的避孕方案,自信愉快的掌控生育節奏。

適合手臂避孕植入劑的族群
圖 / 照護線上

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手術、標靶、免疫齊上陣!腎細胞癌最新治療計畫解析
careonline_96
・2025/03/07 ・2636字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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圖 / 照護線上

「那是一位 60 歲男士,確診腎細胞癌時,癌細胞已擴散至骨骼及腎臟血管周圍的淋巴結。IMDC 腎細胞癌風險指數為 4 分,屬於重度風險。」臺大醫院泌尿部教授闕士傑醫師表示,「由於腫瘤範圍廣泛,醫療團隊決定先採取標靶治療合併免疫治療,以控制病情並爭取未來手術的可能性。」

經過幾個月的治療,患者的腫瘤明顯縮小,淋巴結腫大減少,轉移的病灶也維持穩定。隨著血尿減少,貧血的狀況逐漸改善。闕士傑醫師說,因為治療反應良好,醫療團隊評估後決定進行腎臟腫瘤切除手術,幫患者爭取較佳的預後。

腎細胞癌(Renal Cell Carcinoma, RCC)是泌尿系統中較常見的惡性腫瘤,主要發生在腎臟內部的腎小管上皮細胞。闕士傑醫師指出,隨著健康檢查的普及,越來越多患者能在早期發現腎細胞癌。然而,仍有 20% 至 30% 的患者在確診時已經發展為轉移性腎細胞癌(Metastatic Renal Cell Carcinoma, mRCC)。

早期的腎細胞癌大多可以透過手術切除來治療。隨著現代手術技術的進步,絕大部分的早期發現腎臟腫瘤,可以用機械手臂來做部分腎臟切除術,只切除腫瘤及旁邊的些許腎臟組織,保留絕大部分好的腎臟組織及功能。然而,在接受手術治療後,約 10% 至 20% 的患者會於後續追蹤中被發現癌細胞轉移,可能出現在局部復發區域,或是遠處器官(如肺、肝、骨骼或腦部等)。闕士傑醫師說,因為有些患者在初次診斷時,其實已經有微小的轉移病灶,但是病灶太小以至於影像學檢查無法偵測出來,直到轉移病灶增大,才會在追蹤檢查時發現。所以,即使手術治療成功,醫師仍會建議患者定期回診,檢查是否有復發或轉移的跡象。

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一般而言,當癌細胞已轉移到其他器官時,手術治療的成效便相當有限。闕士傑醫師說,不過,腎細胞癌比較特殊,即使癌細胞已經轉移,手術治療仍有助於控制病情。所以針對轉移性腎細胞癌,常會合併採用手術、標靶藥物、免疫藥物等治療方式。

轉移性腎細胞癌治療工具
圖 / 照護線上

由於腎細胞癌的生長與血管內皮生長因子(VEGF)及其受體的活化有關,因此科學家研發出針對這些生長因子的抑制劑,能夠抑制癌細胞的生長與擴散,稱為標靶治療,目前常用的是酪氨酸激酶抑制劑(TKI,Tyrosine Kinase Inhibitors)。

免疫治療是近年來相當重要的突破,闕士傑醫師說,傳統的癌症治療大多是針對腫瘤本身,而免疫治療則是透過「活化患者自身免疫系統」,讓免疫細胞能夠辨識並攻擊癌細胞,目前常用的免疫藥物是免疫檢查點抑制劑。

「免疫細胞會在我們的體內巡邏,可是癌細胞常會利用一些調控機制來逃避免疫系統的攻擊。」闕士傑醫師說,「免疫檢查點抑制劑能夠解除這種抑制作用,使免疫系統恢復活力,進而對抗癌細胞。」

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臨床上,我們可能會先動手術切除原發的腫瘤,幫助提升後續免疫治療與標靶治療的成效。闕士傑醫師說,也可能先進行免疫治療與標靶治療,待腫瘤縮小後,再評估手術治療的可能性。

轉移性腎細胞癌治療策略
圖 / 照護線上

醫師會依據患者的年齡、體能、健康狀況、風險指數、對治療的期待,以及腫瘤的大小、型態、位置,來選擇最合適的治療方式。闕士傑醫師說,因為需要考量多種因素,通常會需要多專科團隊,包括泌尿科、腎臟科、腫瘤科等各科別的醫師,共同討論擬定治療計畫。

國際轉移性腎細胞癌數據聯盟(International Metastatic RCC Database Consortium, IMDC)也提供了風險評估標準,也就是「IMDC 腎細胞癌風險指數」。闕士傑醫師說,IMDC 腎細胞癌風險指數納入 6 項指標,包括診斷後至接受全身性治療的時間小於 1 年、Karnofsky 體能狀態(KPS)低於 80%、血紅素(Hb)低於正常範圍的下限、校正後的血鈣高於正常範圍的上限、嗜中性白血球高於正常範圍的上限、血小板高於正常範圍的上限。

IMDC腎細胞癌風險指數
圖 / 照護線上

每符合一項增加一分,然後加總。總分為 0 屬於輕度風險、總分為 1-2 屬於中度風險,總分為 3-6 屬於重度風險,分數越高代表預後越差,需要積極治療。

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多專科團隊會在綜合討論後取得共識,善用各種治療工具,擬定個人化的治療計畫,幫助達到較好的預後。闕士傑醫師提醒,請患者與家屬務必要和醫師密切配合,共同努力!

筆記重點整理

  • 腎細胞癌(Renal Cell Carcinoma, RCC)是泌尿系統中較常見的惡性腫瘤之一,隨著健康檢查的普及,越來越多患者能在早期發現腎細胞癌。然而,仍有 20% 至 30% 的患者在確診時已經發展為轉移性腎細胞癌。
  • 腎細胞癌比較特殊,即使癌細胞已經轉移,手術治療仍有助於控制病情。針對轉移性腎細胞癌,常會合併採用手術、標靶藥物、免疫藥物等治療方式。
  • 酪氨酸激酶抑制劑(TKI)標靶藥物,能夠抑制癌細胞的生長與擴散。免疫治療是使用免疫檢查點抑制劑,能夠使免疫系統恢復活力,進而對抗癌細胞。
  • 臨床上,可能會先動手術切除原發的腫瘤,幫助提升後續免疫治療與標靶治療的成效。也可能先進行免疫治療與標靶治療,待腫瘤縮小後,再評估手術治療的可能性。

醫師會依據患者的年齡、體能、健康狀況、IMDC 腎細胞癌風險指數、對治療的期待,以及腫瘤的大小、型態、位置,來選擇最合適的治療方式。

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缺席的普拉修,2008 年諾貝爾化學獎第 4 位得主 (2)
顯微觀點_96
・2025/03/06 ・2645字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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本文轉載自顯微觀點

圖/顯微觀點

科學遠見的現實基礎

儘管 GFP 基因定序研究在 1992 年受到查菲和錢永健重視,普拉修卻已經決定轉換跑道,停止在伍茲霍爾海洋研究所的苦悶掙扎。他向所內評審委員會提出中止審核,放棄晉升,並將在一年內離職。

延伸閱讀:缺席的普拉修,2008年諾貝爾化學獎第4位得主(1)

當普拉修把查菲和錢永健要求的 GFP 基因樣本送到,他一面感到終結的哀傷,一面認知到「不問報酬地把 GFP 基因交棒給其他人,是當下最合理的選擇。」尤其是像自己這樣使用公共經費進行研究的學者。

除了對社會的責任感,普拉修也意識到學術現實面,研究資源充沛的成功學者,更有機會實現GFP的潛力。在知名大學任教的查菲和錢永健已在各自領域中奠定名聲,更容易申請經費。而且他們可以用既有經費支應 GFP 轉殖實驗的開銷,不需要特意申請高門檻的 GFP 獨立經費,更不會落到像普拉修一樣,經費耗盡還慘澹經營 GFP 基因選殖一整年。

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此外,查菲和錢永健還有研究生和博士後研究員的充沛學術勞動力,而普拉修則總是獨力進行所有研究勞動。孤立、勞累而缺乏成就感,普拉修沒能成功以綠色螢光照亮細胞生理,也無法驅散他自己周遭的職業陰霾。

查菲能在 1992 年重新連繫上普拉修,是因為查菲向研究生尤斯克亨(Ghia Euskirchen)感嘆,普拉修從未回報 GFP 的基因選殖成果,或許是個難以成功的任務。

查菲與完成第一個線蟲螢光基因轉殖的四人團隊 1
查菲回憶錄中列出為 GFP 基因轉殖技術做出巨大貢獻的四人團隊,左上為普拉修,右上為尤斯克亨,下方兩位是接替尤斯克亨進行 GFP 轉殖實驗的技術人員。Courtesy of M. Chalfie

尤斯克亨當下便和查菲一起打開實驗室電腦,用剛安裝的線上論文資料庫 Medline 搜尋相關文獻。他們不可置信地在搜尋結果第一位看見普拉修的 GFP 基因選殖論文,接著飛奔到圖書館尋找實體期刊,在上面找到普拉修的電話,重新建立聯繫。

在查菲的指導下,尤斯克亨只花一個月就完成了大腸桿菌的 GFP 轉殖,成為第一個螢光轉殖生物的拍攝者。接著,查菲團隊順利地讓線蟲的神經細胞表現綠色螢光,證明 GFP 可以在不同生物體內獨立發光,無須其他來自水母的分子。微觀生物學的未來一片光明。

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199210.14 第一張螢光大腸桿菌照片
1992 年 10 月 14 日,尤斯克亨拍下第一張螢光大腸桿菌照片。當時查菲還沒準備好觀察成功轉殖的螢光樣本,尤斯克亨只好到以前待過的實驗室借用螢光顯微鏡。Courtesy of M. Chalfie

錢永健則是透過與同儕的討論,知道生命科學仍然缺乏合適的螢光標記蛋白,進而在 UCSD(加州大學聖地牙哥分校)新安裝的 Medline 資料庫上搜尋「綠色螢光蛋白」,驚訝地發現普拉修的論文摘要。和查菲一樣,錢永健衝進圖書館影印實體論文,並馬上連繫普拉修,比查菲更早確保 GFP 基因序列的樣本。

查菲團隊轉殖 GFP 的同時,錢永健團隊建構出多種 GFP 變異體,人類開始以不同螢光蛋白觀察細胞內部運作。兩個團隊的成果啟動了學術界和生技產業洪流般的關注與需求,錢永健團隊甚至設立了自動化的樣本供應網頁,只要填寫線上申請書,錢永健實驗室就會無償將螢光蛋白基因載體寄送到府。

值得一份晚餐,或是更多

接下來的十多年,GFP 相關蛋白照亮細胞內的奧秘,成為「生化研究的領航星」,並帶領研發者邁向諾貝爾化學獎。而捨棄 GFP 研究的普拉修,則像是失去指引一般,不僅沒能獲獎,更經歷了顛簸困頓的人生苦旅。

離開伍茲霍爾海洋研究所,普拉修在美國農業部轄下獲得分子生物學技師職位。在政府機構經歷職場摩擦、調職搬遷,使緊繃難熬的氣氛瀰漫普拉修全家之後,他前往亨茨維應徵 NASA 承包商的工程師職缺。在火箭城研發太空診斷器是讓普拉修覺得相對有趣的任務,經費短缺卻再次扼殺了他的期待。

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NASA 在 2006 年裁減生命科學研究經費,普拉修因此被裁員,轉而成為接駁車司機。他在駕駛座上友善健談,意外發現自己其實喜歡工作中和陌生人互動的部分。但是 8.5 美元的時薪讓他入不敷出,連他和查菲共享的 GFP 專利金都在幾年內消耗殆盡。

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1994 年 2 月 11 日發行的《科學》採用查菲團隊的 GFP 線蟲做為期刊封面,象徵螢光蛋白普照分子生物學的光明時代開端。此圖片也收錄在查菲的 GFP 回憶錄《點亮生命》(Lightung Up Life)中。相反的是,普拉修的生涯似乎始終不被綠色螢光照耀。Courtesy of M. Chalfie

儘管事業成果的對比相當符合美國媒體對「不公平」題材的嗜好,普拉修不曾在訪談間表現對查菲和錢永健的嫉妒。

2008 年 10 月 8 號早餐之前,普拉修聽到三位科學家因為 GFP 獲得諾貝爾化學獎,他若無其事地換上灰色制服前往公司開車。不過,上班前他打了通電話到當地電台,糾正他們對錢永健姓氏的發音。

查菲和錢永健在諾貝爾獎致詞與回憶錄中,不約而同地感謝普拉修的研究貢獻,錢永健更經常提供普拉修回到學術領域的工作機會。不願接受研究職位作為恩惠、從斯德哥爾摩回到亨茨維開接駁車的普拉修則笑說「如果他們來到亨茨維,該請我吃頓晚餐。」

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「他們總是有提到我的功勞,而且他們有傑出的科學事業,完成重大貢獻之後,繼續發展他們傑出的科學事業。」普拉修一向對媒體表示,查菲和錢永健是更值得諾貝爾獎的人選,而非中輟離開科學領域的自己。

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發源於 GFP,透過多種螢光蛋白混雜表現而成的 brainbow 技術,是研究生物修復傷口、更新組織時的重要工具。作者: Marco de Leon from Taiwan 顯微攝影競賽

但是,普拉修並非真正「離開」科學領域。他結束 GFP 研究後,不論在政府機構或私人企業,依然從事超過十年的科學相關工作,並作出實際貢獻。相對於逃離科學,他其實是被不理解 GFP 潛力的終身職審查委員會給排除,被迫離開「高賭注的尖端學術領域」(high-stakes academic science)。

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顯微觀點_96
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從細微的事物出發,關注微觀世界的一切,對肉眼所不能見的事物充滿好奇,發掘蘊藏在微觀影像之下的故事。