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1分鐘就能辨認 成大材料系團隊研發出新冠病毒快篩

2020-06-29 15:46聯合報 記者修瑞瑩/台南即時報導

成大材料系教授廖峻德團隊,利用奈米陷阱捕捉病毒,同時搭配「熱區聚集試片」,進一步放大病毒訊號,只要1分鐘就能檢測新冠肺炎病毒,這項新技術已獲選為科技部防疫科技發展計畫,將投入新型冠狀病毒檢測試片開發,團隊並計畫再研發檢驗車,隨時開到需要的地方提供檢疫。

科技部工程司於4月公開徵選防疫科技發展計畫,全國大專校院、研究機構等,針對檢疫、預防、治療、設施等防疫面向,共提出約500件計畫申請案,僅7件獲選。廖峻德團隊預計在半年內,建立起新冠病毒各項圖譜資料庫,並完成檢疫設施、可四處支援檢疫的檢疫車等原型。團隊已規劃與成大醫學院、成大醫院攜手跨域合作,再次讓世界看見成大、看見台灣的防疫能量。

校方表示,今年4月在材料系大三「生物科技概念」課堂上,廖峻德向學生談到材料、防疫等議題,當時學生都不覺得材料工程與醫學、防疫會產生關聯,不久,科技部向全國徵求防疫相關計畫,廖峻德決定提案爭取,所提的計畫案「利用增顯病毒包膜的拉曼特徵峰強度進行快篩」在全國眾多提案中脫穎而出,再次證明材料應用領域的廣泛度。

病毒極為微小,約100奈米左右大小,廖峻德教授主持的生物醫學應用實驗室,早在2009年至2012年即以「奈米抓奈米」的構想,投入製作奈米陷阱捕捉病毒的相關研究。設計出有多個奈米漏斗型孔洞的試片,病毒掉入只能進不能出,即使只有1顆病毒也抓得到。

抓到的病毒,只需測病毒的外包膜化學結構,即可判定是何種病毒,也能辨識是活病毒、死病毒或是變異病毒。開發的試片已在H1N1禽流等、SARS、流感等7種病毒的研究上獲得驗證,並於2012年取得專利。

另外,團隊也考量到,萬一病毒未如預期掉入試片上的孔洞等問題。2019年廖峻德又率學生開發出全新的「熱區聚集試片」,透過雷射光照射試片,試片上的熱區若有目標病毒,光譜儀器的訊號就會增強、放大。奈米孔洞試片、熱區聚集試片同時檢測,1分鐘內就能確定。

目前檢測病毒,多採核酸檢測方式,藉由核酸定序及分子偵測技術,讀出病毒的核醣核酸,整個程序最快約需4小時。而且,昂貴的設備也不能隨意遷移。廖峻德表示,自己帶領博後研究員李含、研究生徐泓鉦、劉芷雲、菲律賓博士生Jaya Sitjar,預定在半年內建立起新冠病毒的拉曼光譜圖譜資料庫,奈米陷阱試片搭配熱區聚集試片,抓到的病毒,同步檢測病毒外包膜並與圖譜資料庫做比對,1分鐘內就快篩出新冠病毒。

為了爭取快篩的最大效益,廖峻德團隊最終目標在建立起檢疫車,需要時將檢疫車開到目的地提供服務,或是緊急建置快篩設備。新冠疫情全球蔓延,世界各國都擔心境外移入帶來威脅,若能在機場、港口建置檢疫設備,或將防疫車開來就近支援,把關會更有效率。團隊將在半年內設計出原型車、現場緊急設備原型,也期盼未來能獲得更多的支持,將實驗室的研究成果、防疫車等理念真正落實運作。

成大材料系團隊右起廖峻德教授、研究生徐泓鉦、博後研究員李含、研究生劉芷雲,研發新...
成大材料系團隊右起廖峻德教授、研究生徐泓鉦、博後研究員李含、研究生劉芷雲,研發新型的新冠肺炎病毒快篩方式。圖/成大提供
成大材料系教授廖峻德團隊,研發新型的新冠肺炎病毒快篩方式。圖/成大提供
成大材料系教授廖峻德團隊,研發新型的新冠肺炎病毒快篩方式。圖/成大提供
成大材料系教授廖峻德團隊,研發新型的新冠肺炎病毒快篩方式。圖/成大提供
成大材料系教授廖峻德團隊,研發新型的新冠肺炎病毒快篩方式。圖/成大提供

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