諾貝爾獎到臺灣突破 中大讓MOF成為未來生醫及稀土回收新主角

中央大學化學系謝發坤教授團隊開創「水相固相結晶」（SSC）策略，能在接近常溫常壓的水溶液中，像玩分子樂高般組裝出堅固的鋯「金屬有機骨架」（MOFs），並同步將酵素安全封裝，實現了「溫和製程中封裝活性生物分子」的目標，研究成果登上化學旗艦期刊《Angewandte Chemie-德國應用化學》封面。

2025年諾貝爾化學獎頒給日本、美國、澳洲的3位科學家，表彰他們發明「金屬有機骨架」（MOFs）材料。這種結構規則的「奈米海綿」，擁有無數整齊孔洞，科學家能像組裝樂高般設計其孔洞特性，使其在吸附溫室氣體、氣體分離與氫能儲存等綠能領域大展身手。儘管潛力無窮，MOFs在生物醫學的應用仍是一大挑戰。

謝發坤教授團隊研究獨步全球，開創「MOF化學生物學」新領域。團隊早期開發出溫和的「一鍋合成法」，能在不破壞生物分子的情況下，將嬌貴的生物酵素完整包裹在MOF中，如同打造「奈米防護殼」的保護層，保護酵素在工業催化或藥物傳輸時的活性。然而，如何合成最為堅固的「鋯基MOF」成為最大挑戰。傳統合成需要高溫與有機溶劑等，這些苛刻條件會破壞任何脆弱生物分子。為克服這項瓶頸，謝發坤教授攜手蔡惠旭教授與上海科技大學台灣籍卓聯洋教授，共同開創「水相固相結晶」（SSC）策略，成功破解難題。

這項技術能在接近常溫常壓的水溶液中組裝出堅固的鋯基MOF，並同步將酵素安全封裝。過往受限於嚴苛的合成條件，鋯基MOF材料蛋白質藥物傳輸領域的潛力始終未能充分發揮。此機制能將酵素、藥物或其他生物活性物質包覆於鋯基MOF中時，透過掌握包覆物表面的酸鹼性質，提高包覆的成功率和活性物質的穩定性。科學家如今能在常溫常壓的水溶液中，將酵素穩固包覆於堅韌的鋯基MOF中，如同為其打造專屬的防護殼。

此技術為生醫應用開闢新途徑，也使高效生物催化劑的製造邁向實用化。把材料組裝的「萬用鑰匙」，未來亦有潛力延伸應用於稀土回收等綠色科技領域，將臺灣的研發實力轉化為解決全球稀土供應困境的關鍵力量。