興大團隊研發抗體檢測晶片 登國際頂尖期刊

• 2023.11.27 
 
• 21:52 
 
• 工商時報 劉朱松

• 中興大學
• 訊號增強晶片
• 防疫檢測
• COVID-19病毒
• 抗體
• 抗原

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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特聘教授張健忠、機械系特聘教授王國禎，所帶領團隊，研發出具三維電漿熱點（3D-PHS）的訊號增強晶片，可成功檢測COVID-19病毒、抗體與抗原，讓防疫檢測有了新利器。
該團隊並以「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。
「目前只要一滴血的血清，即可以得到抗體蛋白分子的指紋」，張健忠如是說，該團隊發明的具三維電漿熱點（3D-PHS）的訊號增強晶片，可提供豐富的3D熱點，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。
此晶片發明，已獲得台灣專利、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，共有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；亦即，可以將分子指紋轉換成條碼barcode的功能，易於資料處理，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簡稱POCT）。