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興大學者研發抗體檢測晶片 研究登頂級期刊
〔記者蘇孟娟/台中報導〕中興大學生醫工程研究所特聘教授張健忠等研究團隊研發晶片,只要運用一滴血,能快速檢測抗體蛋白「分子條碼」,確認是否感染,包括可成功檢測武漢肺炎COVID-19病毒、抗體等,研究獲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。
張健忠指出,分子有運動就能出現能量形成「拉曼光譜」,即「分子指紋」,「拉曼光譜」目前廣泛運用在半導體、生物製藥及食品農藥檢測等領域;但拉曼訊號易受干擾,過去常要結合雷射等加強訊號,但若用在生物醫學檢測,因蛋白質核酸分子脆弱,易受雷射破壞,必須另行設法增強「拉曼光譜」訊號。
張健忠與機械系特聘教授王國禎帶領團隊,費時5年研發訊號增強晶片,利用晶片上特殊奈米結構,可以增強拉曼光譜1萬倍以上,讓檢測更靈敏且快速辨識「分子指紋」,並透過AI技術讓「分子指紋」轉換成「QR code」,讓每個分子等於有了身分證,有助快速檢測判讀;運用在生物醫學檢測時,以武漢肺炎(新型冠狀病毒病,COVID-19)為例,可以直接檢測病毒外面結構的相關生物分子(如刺突蛋白及其抗體),不管病毒如何變異,因訊號加強,只須極小的用量即能收集到抗原/抗體蛋白的光譜數據,判斷病毒、抗體、抗原,目前實驗操作,只需一滴血的血清即能在不到5分鐘的時間內得到抗體蛋白「分子指紋」,讓檢測更快速便利。
張健忠說,這種檢測方式若遇如武漢肺炎這種疫情大流行時,可以快速檢測是否有抗體、是否有抵抗力,決定是否補打疫苗,遠比現行檢測病毒是否染疫更有防疫意義。
相關檢測晶片另可應用在高經濟作物如蘭花細菌、病毒等農業病毒檢測,另也能用在農藥檢測,且能檢測混合農藥。
研究團隊研發具三維電漿熱點(3D-PHS)之訊號增強晶片,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,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。
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