【Biomedical系列】如何利用科技讓病毒無所遁形 且即時、便宜、方便、個人化應該是可達成的境界
發布日期： 2020-03-27-2021-03-27
冠狀病毒席捲全球，激起人類運用高科技與病毒對抗的意志。其中如何快速地檢測病毒，讓細菌與病毒無所遁形是一個重要的發展方向。此外未來可搭配手機的小型檢測儀器也將實現個人的病灶檢測能力，屆時人類將更精準地掌握病毒行蹤，並讓機器人代勞。這些光電技術將大大地提升公眾防疫能力。
加拿大Simon Fraser大學利用RNA影像技術，可提供冠狀病毒檢測試劑盒。該大學獲得加拿大衛生研究院（CIHR）的資助，發展出這套名為“芒果”的試劑盒，可針對COVID-19病毒做測試。該測試技術可放大核酸序列分子的訊號（nucleic acid sequence-based amplification），來檢測冠狀病毒這類的正鏈RNA分子。該試劑主要的成分有所謂的“適體”（Aptamer）分子與螢光染料。適體就像磁鐵一樣，瞄準RNA分子並與螢光染料分子結合。而染料分子被束縛時會激發螢光，使研究人員輕易地在顯微鏡下看到RNA分子。Peter Unrau教授說：“這套芒果測試劑不僅能够做基礎研究，而且能够更快、更有效地檢測出冠狀病毒等病原體。”
疫情燃燒之際，多家研究機構紛紛提出了幾種利用螢光方式來檢測病毒的技術。以色列Bar-Ilan大學剛發表一種結合光學和磁性粒子的科技，可以快速檢測冠狀病毒。目前診斷冠狀病毒的方法大約需要一小時，而利用這項新技術檢查唾液，可在15分鐘內進行分析。
該大學實驗室將病毒RNA連接到螢光分子上，而螢光分子在雷射束照射下會發光，從而開發出一種高敏感檢測病毒RNA序列特性的科技。為了增加訊號的強度，這項技術有賴兩個小型電磁鐵所產生的磁場，從溶液中收集數以千計的螢光分子，並聚集在雷射光中，如此可將信號強度乘以幾個數量級，進而可準確判斷一個人是否接觸過冠狀病毒。一家醫療設備公司MagBiosense擬將其技術商品化，使其能投入抗疫中。
未來檢測病灶的方式應該會更方便、更即時、更個人化。日前辛辛那堤（UC）的工程師們提出了一款結合手機的可擕式測試器。該測試劑約為信用卡大小，可以診斷冠狀病毒、瘧疾、愛滋病等傳染病，還可以偵測到與焦慮或抑鬱有關的激素。測試者只要將一次性塑膠生物晶片放入口中，分析晶片上的唾液成分。分析的結果可透過手機傳送到醫院資料庫。
這種生物晶片裡面有微流道，利用毛細原理，將唾液分流至每一種不同的試劑，再利用靈敏的光化學檢測，分析測試結果。Chong Ahn教授說：“該檢測平台可針對不同的生物測試做設計，為各種傳染病的測試開闢了一條低成本、網路化的智慧檢測之路。這是個人醫療的未來。”
光電協進會認為，肺炎病毒的肆虐激起了人類利用高科技抗疫的意志。這段期間全世界研究機構紛紛提出各種抗疫的光電科技，從病毒的檢測、分析，到消毒殺菌不一而足。尤其未來將更仰賴AI機器人來執行消毒、採取檢體，以及為被隔離的病人提供支援，並代替醫護人員從事危險的工作。此外，無人機、自動監控社交媒體在防疫的應用領域也有很大的創新空間。
