步進流動式自動分析儀Step-Flow Autoanalyzer Step FA

矽新科技取得國立臺灣大學「步進流動式自動分析儀 Step-Flow Autoanalyzer」技術移轉與專利授權
矽新科技於 2026 年 9 月 16 日 正式與國立臺灣大學完成技術移轉與專利授權合作，取得由白書禎教授研究團隊開發之「步進流動式自動分析裝置 Step-Flow Autoanalyzer（Step FA）」相關技術與專利授權。
此次技術移轉將臺灣大學在自動分析技術領域的研究成果進一步推向產業應用。矽新科技也將結合自身在分光光度計、實驗室儀器、液體幫浦及自動化分析設備等領域的技術經驗，推動 Step-Flow Autoanalyzer 的產品化與應用發展。
白書禎教授研究團隊開發 Step-Flow Autoanalyzer
Step-Flow Autoanalyzer（步進流動式自動分析儀）為臺灣大學白書禎教授研究團隊所發展的自動化分析技術，主要應用於水中營養鹽分析。
相關研究成果已應用於氨氮(ammonia,NH₃)、硝酸鹽（Nitrate, NO₃⁻）、亞硝酸鹽（Nitrite, NO₂⁻）、磷酸鹽（Phosphate, PO₄³⁻）及矽酸鹽（Silicate, SiO₃²⁻）等分析。
其核心概念是透過液體輸送與控制系統，依照預先設定的分析程序，控制樣品、試劑及清洗液在管路中的流動與停止，將樣品汲取、試劑加入、反應、光學檢測及清洗等步驟整合於自動分析流程。
基本分析流程可概念化為：
樣品汲取 → 試劑加入 → 液體輸送 → 反應 → 光學檢測 → 數據分析 → 管路清洗
系統搭配泵浦、電控繼電器、流路控制及分光光度檢測模組，依照設定的時間與程序控制液體流動，使整體分析流程能夠自動執行。臺大研究團隊也將液體管路與電控線路整合為「積體液電板（Integrated electric-Liquid manifold）」，以簡化系統結構與操作。
Step-Flow Autoanalyzer 的技術特色
與傳統連續流動式自動分析不同，Step-Flow Autoanalyzer 採用步進式流動與停止控制，並依照分析程序讓樣品在特定階段停止，使化學反應完全再進行檢測。
此方式可將樣品輸送、試劑混合、反應、檢測及管路清洗整合於同一套自動化流程，並減少傳統人工分析所需的操作步驟。
在亞硝酸鹽、磷酸鹽及矽酸鹽的研究中，單次分析週期可於約 100 秒內完成；研究結果顯示，化學反應完成度可超過 99%，並具有良好的分析精密度。
釩還原法應用於硝酸鹽分析
在硝酸鹽分析方面，白書禎教授研究團隊進一步將三價釩（Vanadium(III)）還原法導入 Step-Flow Autoanalyzer。
硝酸鹽（NO₃⁻）本身無法直接透過比色反應進行測定，因此分析過程會先利用三價釩將硝酸鹽還原為亞硝酸鹽（NO₂⁻），最後利用分光光度法進行定量分析。
研究中的 Step-Flow Autoanalyzer 將線上釩還原、加熱反應、冷卻及光學檢測整合於自動化流程。研究結果顯示，硝酸鹽還原效率在淡水中約可達 99%，海水中約為 92%。
相較於傳統使用鎘還原法的硝酸鹽分析，研究採用的三價釩還原法可作為另一種自動化分析方式並透過 Step-Flow Autoanalyzer 的加熱與冷卻控制，改善還原反應效率。且三價釩相較於鎘具有較低的毒性，可降低分析過程中對操作人員及環境所造成的潛在風險，並減少含鎘廢液所涉及的化學品管理與廢棄物處理負擔。
Step-Flow Autoanalyzer 的應用
目前相關研究已將 Step-Flow Autoanalyzer 應用於多種水中營養鹽分析，包括：
氨氮(ammonia,NH₃)
硝酸鹽（Nitrate, NO₃⁻）
亞硝酸鹽（Nitrite, NO₂⁻）
磷酸鹽（Phosphate, PO₄³⁻）
矽酸鹽（Silicate, SiO₃²⁻）
透過自動化液體控制與分光光度分析，可將傳統人工操作流程整合為自動分析程序，應用於水質分析、營養鹽分析及實驗室化學分析等領域。
推動研究成果產業化
此次矽新科技取得國立臺灣大學 Step-Flow Autoanalyzer 技術移轉與專利授權，是學術研究成果與產業應用接軌的重要一步。
矽新科技將整合既有的光學分析、液體輸送、控制系統及儀器整合技術，持續投入 Step-Flow Autoanalyzer 相關產品開發，探索其於水質分析、營養鹽分析及實驗室自動化檢測等領域的應用。
相關研究論文
以下研究由臺灣大學白書禎教授及研究團隊發表，相關內容涵蓋 Step-Flow Autoanalyzer 的系統設計、營養鹽分析，以及三價釩還原法於硝酸鹽分析的應用。臺大海洋研究所官方教授頁面亦列有以下兩篇研究成果。
1. A Micro Peristaltic Pump-Driven Step-Flow Autoanalyzer: Application to the Determination of Nitrite, Phosphate, and Silicate
作者： Su-Cheng Pai
期刊： ACS Omega, 2025, 10(25), 27491–27500
DOI： 10.1021/acsomega.5c03305
本研究介紹微型蠕動幫浦驅動的 Step-Flow Autoanalyzer，並應用於亞硝酸鹽、磷酸鹽及矽酸鹽分析。論文為 Open Access。
閱讀論文｜ACS Omega
2. A Rapid and Precise Method for Nitrate Determination using a Step-Flow Autoanalyzer with Online Stopover Vanadium Reduction
作者： Su-Cheng Pai、Shun-Kai Chang、Chia-Te Chien、Tung-Yuan Ho
期刊： ACS Omega, 2025, 10(49), 60353–60361
DOI： 10.1021/acsomega.5c07258