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防疫新觀念!興大團隊研發抗體檢測晶片 登國際頂尖期刊

觀傳媒/ 2023.11.27 18:10

(觀傳媒中彰投新聞)【記者廖妙茜/台中報導】防疫新觀念:檢測抗體、而非檢測病毒!中興大學生醫工程研究所張健忠特聘教授、機械系王國禎特聘教授帶領團隊研發具三維電漿熱點(3D-PHS)之訊號增強晶片,可成功檢測COVID-19病毒、抗體與抗原;並以「用於冠狀病毒生物分子檢測的多尺度 3D 熱點奈米晶片」(A multiscale 3D hotspot-rich nanostructured substrate for biomolecular detection of SARS-CoV-2)為題,成功發表在物理領域界排名世界第一的頂級期刊《應用物理評論》(Applied Physics Reviews),同時獲選為特色論文。

如果在機場海關,若是檢查入境旅客身上有沒有抗體,是不是比檢測病毒更有意義?追蹤身上抗體,不但可知道人體身上是否尚有抵抗力,需不需要再補打,更不需要討論哪種疫苗最有用,這樣的防疫觀念即使對流感病毒也有用。

「目前只要一滴血之血清,即可以得到抗體蛋白分子的指紋」張健忠特聘教授說,團隊發明的具三維電漿熱點(3D-PHS)之訊號增強晶片,可提供豐富的3D熱點以及均勻的表面電漿共振,因而可增強數千萬倍的訊號,其中當然也包括拉曼訊號,這是一種優秀的量測分子指紋的方法。

此種構造的晶片突破現行的所有方法,尤其不需要抗體,成功地直接檢測SARS-COV2相關生物分子(刺突蛋白及其抗體1A9)。所以不管病毒如何變異,都不用等抗體研發出來都可以做檢測的工作。且僅須極小的用量(20μL)即收集抗原/抗體蛋白的光譜數據。因而我們不需要如同其他程式統計來放大數據,也不需要使用reporter來間接顯示SARS-COV2的檢測極限並強調便利性檢測。

此晶片之發明已獲得臺灣專利、美國專利申請中。並獲得2023鉑金發明獎。而此晶片目前成功應用於兩大檢測項目,包含農業(農藥、蘭花病毒)及生醫檢測(藥物、膽紅素、細菌、癌細胞)等,相關成果得到國家新創獎,亦榮獲今年未來科技獎殊榮。

張健忠老師團隊開發全方位SERS檢測平台(Comprehensive SERS Platform) CSP系統優勢有:(1) 無須樣品前處理;(2) 樣品用量極少(20ul);(3) 檢測時間極短(< 5min);(4) 生醫檢測無須抗體(antibody-free);(5) 晶片正常環境可以保存超過80天;(6) 任何拉曼光譜儀皆可使用。

此外,該團隊也自製訊號處理軟體,其主要功能為: (1)辨識訊號,能將雜亂的數據優化並辨識,適用於實際場域落地檢測;(2)將辨識過的拉曼光譜轉換成數據資料庫,也就是說可以將分子指紋轉換成條碼barcode的功能,易於資料處理以及大數據編碼。這種簡單、無標記、無抗體、無需預處理的生物感測技術可用於醫療保健單位檢測,配合可攜式光譜儀進行即時檢測以提高快篩效率,做有效定點檢測照護(Point of Care Testing, POCT)。 

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