申論 1假設一個半徑為r 不含微血管的球形腫瘤組織，表面覆蓋微血管以供應濃度為C的O2氧氣，並以速率R被腫瘤組織吸收利用。當氧氣濃度為零時，腫瘤組織會壞死O2（necrosis）。試計算當氧氣消耗速率為120 nmol cm-3 s-1，此腫瘤組織在壞死之前的大小（r）。（15 分）其中氧氣擴散係數D = 1.0×10-5 cm2 s-1; C= 2×10-2 MO2
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弱點分析
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申論 2請在下圖a-d 曲線中分別標示出Newtonian fluid；Bingham Plastic；Power Lawfluid(n>1)及Power Law fluid(n<1)。並敘述各流體基本特性。（20 分）另外，滑囊液（synovial fluid）及血液（blood）又分別較適合以何種流體形式描述。（6 分）0.045ab c)Shear Stress(dyn cmd0.005dShear Rate(s-1)
申論 3生理系統中蛋白質平均大小約10 m，但人的身高約10m，相差10倍。因此非單一傳輸現象可以涵蓋所有生理系統發生的狀況。擴散（diffusion）可用以描述短距離的傳輸現象，但當距離較長時，則以對流（convection）描述較為恰當。試問：㈠以那個物理量可以評估「擴散與對流」的差異（the significance of diffusion versusconvection）？（7 分）㈡如果葡萄糖和IgG 的擴散係數分別為2×10-6及2×10-8 cm2 s-1，對流速度為0.2 μm s-1，則下列條件下的輸送現象主要為擴散或對流？（12 分）葡萄糖傳送超過150 μm 距離葡萄糖傳送超過0.15 μm 距離IgG 傳送超過150 μm 距離IgG 傳送超過0.15 μm 距離106年公務人員高等考試三級考試試題 代號：28360類科：醫學工程科目：生物輸送原理
申論 4培養微生物製造重組蛋白時會釋放熱量，因此放大製程時常需額外的冷卻系統。現在將Escbericbia coli 以10 g L-1的密度培養於aqueous broth，且每克的細菌會產生5 kJ的熱量；同時反應器為隔熱裝置，亦即所產生的熱都被水吸收。假設broth specific heatcapacity 為4 kJ kg-1 K-1，密度為1000 kg m-3；開始培養前溫度為25°C 則在穩態（steady-state）下培養後，反應器的溫度將是多少？（15 分）
申論 5Murray 於1926 年曾對血管提出一cost function，如下所示：8μLcost function=Q2+Kπa2Lπa4對一管長L，流量Q 的血管而言，存在ㄧ最適當管徑R。請推導出：㈠最適當管徑R 與流量Q 的關係式。（10 分）㈡在此狀態下的cost function 為何？（5 分）
申論 6NO 的濃度可調整血管的擴張程度，也會影響血紅蛋白（hemoglobin）功能及肌肉細胞的生長；因此已有許多方式估算NO 在不同組織內的濃度。NO 也同時會與氧氣產生下列反應：+dC4NO+O+2HO→4H+4NO−; NO4kC2C速率表示式為−=222NOOdt2反應速率常數k 在25°C 時為2×106 M-2 S-1利用上述公式計算在NO 初始濃度為0.1 μM，氧氣濃度為100 μM 狀況下，NO 消耗半衰期。（10 分）