兴大生医研发可携血型检测元件 登上国际期刊

中兴大学医工所助理教授陈建甫(右三)与研究团队合影。(兴大提供)

国立中兴大学生医工程所助理教授陈建甫及研发团队今(7)日宣布,利用一般生活可见的2mm不锈钢螺丝,当成驱动液体的动力来源,在3.5公分正方的透明塑胶片上,结合塑胶精密加工与材料表面改质技术,并运用血球凝血反应特性,成功完成一便宜可携式快速血型检测元件。

此项成果已于2015年12月刊登于英国皇家化学学会期刊Lab on a Chip,并获选为该期背页封面。至于相关成果,该研发团队目前已提出专利申请,下一阶段将积极寻求与厂商合作,进行相关定点照护,及体外检测元件的开发。

陈建甫指出,传统的微量流体传送需要透过市价数万元的注射帮浦,来给予压力,但此元件是利用坊间常见的不锈钢螺丝原理,做为提供驱动液体的压力来源,首先在塑胶基材上加工出跟螺丝完全贴合的螺纹,透过螺丝起子转动,驱动血液在微小流道中流动。

而流道表面因具有高低差,使得特定抗体与血球能够快速混合造成凝结,再由材料表面改质技术产生的微米狭缝将凝结血球阻拦,观察血液流入后,是在哪个血型通道中显色,即可判断是该种血型。

血型为一重要临床参数,精确辨识个人血型,可以避免输血治疗过程中,因为输错血型而导致致命的溶血性后果。

传统血型的检测方法,如试管法与固相测试法等,因采集血量较多,约3至4毫升,所以,需要使用侵入式的针筒进行抽血,检验也需要专业的检验仪器及医疗人员进行分析与结果判读,因而在资源有限的环境中,如战场以及发展中国家,不易获得立即且正确性的血型检测结果。

但研究团队致力开发一种快速、便宜、可携式和低需血量的检测系统,希望能大幅提升医疗诊断速度及品质。

陈建甫表示,该研究主要利用特定血型的血球与抗体会造成凝结现象,后端微米狭缝会将其过滤,堵塞在微小流道中,形成红色的线段,若是血型与抗体不符合,则血球不会产生凝结反应,便会通过微米狭缝,留下空白的流道,结果可由红色线段的存在与否,判断受测者的血型。

至于元件设计,是采用实验室晶片系统整合概念,液体输送过程,因采用微流体通道,因此整体所需要的血液量,只需要千分之一的毫升,并可采用低侵入式的采血针,进行检体采样,与传统方法相较,精确度相同,但检测步骤却更为简单且容易判别。

在整体两年的研究过程中,该研发团队面对较大的困难,是克服微结构的成型技术,在塑胶基材上加工出与螺丝完全贴合的螺纹,才能够实现螺丝帮浦的概念;同时,使用新式制程技术,在不需要无尘室设备,便可产生微米狭缝,进行凝结血球的过滤。