1分钟快速辨认 成大材料系团队研发新冠病毒快筛

国立成功大学教授廖峻德(右起)率领研究生徐泓钲、博后研究员李含、研究生刘芷云,成功研发出新冠病毒快筛,只要1分钟就能辨认。(成大提供/李宜杰台南传真)

成大材料系教授廖峻德团队,研发新型新冠肺炎病毒快筛方式。(成大提供/李宜杰台南传真)

该技术于5月获选为科技部防疫科技发展计划。(成大提供/李宜杰台南传真)

国立成功大学材料系教授廖峻德率团队,以奈米陷阱概念,设计出捕捉病毒技术,即使只有1颗病毒也捉得到,且无须繁复核酸或抗原抗体检测,仅测病毒外包膜化学结构,就能知晓是否为目标病毒,同时搭配所开发的「热区聚集试片」,进一步放大病毒讯号,1分钟就能确定,该技术5月更获选为科技部防疫科技发展计划,将投入新型冠状病毒检测试片开发。

科技部工程司于4月公开征选防疫科技发展计划,全国大专校院、研究机构等,针对检疫、预防、治疗、设施等面向,提出约500件计划申请案,最终仅7件获选。廖峻德教授团队规画半年内,建立新冠病毒各项图谱资料库,并完成检疫设施、检疫车等原型。

廖峻德表示,对材料领域来说,万事万物都是材料,人体组织、病毒、细胞皆是,他透露,申请科技部防疫科技发展计划,目的在让学生了解材料领域应用无所不包。

病毒极为微小,约100奈米左右大小,廖峻德教授主持的生物医学应用实验室,早于2009至2012年,以「奈米抓奈米」为构想,投入制作奈米陷阱捕捉病毒相关研究,并设计出多个奈米漏斗型孔洞试片,病毒掉入只能进不能出,即使只有1颗病毒也抓得到。

抓到的病毒,只须测病毒的外包膜化学结构,即可判定是何种病毒,也能辨识是活病毒、死病毒或是变异病毒。开发的试片已在H1N1禽流、SARS、流感等7种病毒研究上获得验证,并于2012年取得专利。

不过,团队也考量,万一病毒未如预期掉入试片上的孔洞等问题。2019年,廖峻德教授又率学生开发出全新的「热区聚集试片」,透过雷射光照射试片,试片上的热区若有目标病毒,光谱仪器的讯号就会增强、放大,透过奈米孔洞试片、热区聚集试片同时检测,1分钟内就能确定。

目前检测病毒,多采核酸检测方式,借由核酸定序及分子侦测技术,读出病毒的核糖核酸,整个程序最快约4小时,而且,昂贵的设备也不能随意迁移。廖峻德表示,自己带领博后研究员李含、研究生徐泓钲、刘芷云、菲律宾博士生Jaya Sitjar,预定在半年内建立新冠病毒的拉曼光谱图谱资料库,奈米陷阱试片搭配热区聚集试片,抓到的病毒,同步检测病毒外包膜并与图谱资料库做比对,1分钟内就快筛出新冠病毒。

为了争取快筛的最大效益,廖峻德团队最终目标为建立检疫车,将检疫车开到目的地提供服务,或是紧急建置快筛设备。新冠疫情全球蔓延,世界各国都担心境外移入带来威胁,若能在机场、港口建置检疫设备,或将防疫车开来就近支援,把关会更有效率。团队将在半年内设计出原型车、现场紧急设备原型,也期盼未来能获得更多支持,真正落实实验室的研究成果、防疫车等理念。