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台科大研發光譜晶片可進行精準快篩!萬用檢測功能實現遠距醫療、預防醫療願景

Heho健康網/孫珞軒 2022.07.06 18:00

幾世紀以來,光譜儀(spectrometer)因具有高準確性、測量範圍大、速度快及樣品用量少等優點,一直是科學界的研究重點之一。然而,「體積大、成本高,需要專業人員的操作」始終是光譜儀發展至今最難克服的困境。

任何科學上的研究,要先經過學理上的反覆演算及驗證,然後才能一步步進入技術、設備的研發過程。光是理論上的建構,就是一個「不可能的任務」。

近 20 年的時間中,國立臺灣科技大學自動化及控制研究所副教授柯正浩帶領著研究團隊,不僅將實驗室大的光譜檢測設備微縮成一張 SD 卡大小的「光譜晶片」(spectrochip),成功將光譜儀縮小到猶如掌心般迷你,可隨身攜帶、隨時作檢測。未來,更將透過與專業醫療機構的結合,建構一個連接居家與醫院健康照護網,實現遠距醫療、精準醫療、AI 智能醫療以及預防醫療。

柯教授帶領的研究團隊以突破性的創新技術,採用晶圓生產的方式製造光譜晶片,不僅成功地將光譜儀體積大幅縮小,更可隨身攜帶。應用範圍廣,不需要專業人員,自己可隨時隨地作檢測。並且將檢驗結果上傳至雲端資料庫,透過與專業醫療機構的結合,還可建構一個連接居家與醫院健康照護網,實現遠距醫療及預防醫療。

研究團隊研發出的「神光精準快篩儀」已被多家醫院使用在抗體定量快篩上,而在許多醫療院所的臨床驗證上,也已證實神光快篩儀的抗體偵測靈敏度,為國際標準「酵素連結免疫吸附分析法」(Enzyme-Linked Immunosorbent Assay,ELISA)的 1000 倍以上,突破性的新創技術,具有抗體早期微量偵測的獨特性與優越性。

神光精準快篩儀如何達到快、省、準、廣 4 大優點?

「神光精準快篩儀」目前支援臺北市萬華 5000 人次的抗體快篩研究,充分發揮 「快、 省、 準、 廣」 的優點。「快」:整個抗體檢測過程 15 分鐘內完成(相較於醫院的機臺需 2 個小時以上的樣品處理及檢測時間);「省」:只要一滴血的血量,而且不需樣品前處理;「準」:準確度與醫院的機臺相同;「廣」:機臺體積小,可以廣設檢測點。而且數據可以即時上傳雲端,進行疫調的即時大數據分析。

只需要 1 萬臺「神光精準快篩儀」廣佈於臺北市各處, 5 天的時間就可以完成臺北市全民的抗體精準快篩。檢測點可以廣設於診所、衛生站等地點,使得抗體檢測可以「去中央化」,不需要回到醫院去做撿測,可以大幅減輕目前醫院的負擔。

可望助攻「檢測去中央化」

「神光精準快篩儀」可以精準檢測人體中和抗體的濃度,檢測中和抗體的濃度可以精準測出疫苗的保護力。柯教授團隊正與美國天普大學(Temple University)的 FDA CLIA 實驗室合作,進行中和抗體精準快篩。截至目前為止已完成 400人的臨床實驗,與大機臺比對的吻合度高達 98%,目前正準備申請美國食品暨藥物管理局(FDA)的緊急授權(EUA)

如獲通過,「神光精準快篩儀」將是全球第一臺概念驗證(Proof of concept,POC)的中和抗體精準檢測儀,可廣泛用於個人醫生看診、診所等地點。未來通過 EUA 之後,全美的 60 萬家診所將是「神光精準快篩儀」的市場,可以充分實現「檢測去中央化」的理想。

光譜晶片的檢測平臺為萬用機的概念:萬物皆有光譜。以後更可應用到血液、腫瘤、各種慢性病、尿液、寵物尿液,甚至是食安、塑化劑、工業重金屬、半導體廠污染等,並且,結合 AI 智能大數據運作分析後,實現遠端收費、遠距醫療、遠距長照監控、精準醫療。

文/孫珞軒、圖/巫俊郡

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