隨時隨地偵測病原! 喂,請問你是哪位病原菌?

University of IllinoisUniversity of Washington團隊合作打造了一個輕巧便利又易上手的病原偵測裝置。這套系統只要花半小時就能得到結果,精確度與實驗室設備相去不遠,並且可以在任何地方,現場 (point-of-care)或床邊(bed-side)測試、初級照護機構、小規模臨床實驗室、偏遠物資缺乏地區,田野分子流行病學調查或大規模檢疫工作用。

這套裝置的核心元件是一個微流體晶片(microfluidic chip),這個晶片裡面含有LAMPloop-mediated isothermal amplification)核酸增幅技術1所需的反應試劑。晶片上有一條一條平行通道;每一條通道裡都含有針對特定核酸序列進行反應的試劑,而且通道之間所針對的目標序列皆不同。當與正確目標序列結合,試劑中的螢光物質就可以透過特定波長能量的激發,成功地放大信號並發光。

然而,這種螢光難以用肉眼觀測。為了解決這項難題,科學家將晶片與手機一起放進一個3D列印出來的盒子,並將晶片上的通道、手機鏡頭與LED對齊,LED可以激發通道中螢光物發光,然後手機鏡頭捕捉這些螢光信號,接著,一個App會辨識哪些通道有發光、哪些沒有,就可以知道採集樣本中的病原微生物為何。

這套系統只需要非常少量的檢體(例如一小滴血),而且在30分鐘內就能知道結果。結合智慧App的應用,就能將測試者資料以及測試結果上傳雲端,並藉由大數據分析的方式,來準確建立流行病學模型並控制疫情。

另一個由Purdue University所研發的類似系統,PathVis,來幫助海地人民在水源現場快速(也是半小時)偵測是否受霍亂病原菌污染。

1. 有關於LAMP,可參考疾管局資料

來源:the University of Illinois Micro + Nanotechnology Laboratory

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