技術名稱 多功能生醫檢測晶片
計畫單位 國立中興大學
計畫主持人 王國禎
技術簡介 本研究室開發之多功能生醫晶片具有檢測性能優、廣泛應用、可低成量產等優勢。目前已鏈結上下游廠商進行晶片試量產,並與儀器商合作,開發可攜式檢測儀,希望此生醫晶片能廣泛應用於醫療監控、居家照護與農業生技。
市場潛力分析 蘭花病毒檢測需求: 蘭花為台灣重要花卉產業之一且年產值之高,但由於病毒於蘭花體內潛伏期長,染病初期不易從外觀察覺,其生長期為2-3年,相關業者時常在花費大量時間與金錢培養至後期才發現植株早已感染病毒,造成諸多成本之損失,目前該產業之檢測機台皆為昂貴的駐點式機台,一般業者常因成本考量而送檢相關檢測機構,但得到檢驗結果所花費之時間長達數周,因而無法即時處理受感染之植株。本研究室所發展之檢測晶片以電化學法為檢測基礎,易於開發低成本可攜式儀器,可達到民眾普及化,且高靈敏度特性之晶片可及早發現蘭花幼苗時期所感染的少量病毒,並進一步進行治療或拔除處理,可攜式儀器所帶來的即時監控功能,可在蘭花生長之早中後期與出貨檢驗時提供品質管控,可提升相關業者的生產良率,對於該市場有極大需求潛力。 連續血糖監測(CGM)探針應用: 現行市售之連續血糖監測儀之檢測法為利用電化學原理進行分析,透過血液中葡萄糖對晶片上葡糖糖氧化酵素(氧化態葡萄糖)進行還原,產生電子釋出進而偵測電流變化而分析血液中的葡萄糖濃度;然而,葡萄糖氧化酵素容易隨著溫度、時間及接觸空氣而降低活性,此酵素之降解特性於人體中時進行更為快速,檢驗結果之誤差隨著配戴探針時間而倍數增加,僅4天內就可造成病患在控制血糖時施打胰島素與攝取葡萄糖的份量判斷錯誤,更不易於控制血糖值。本研究室所發展之檢測晶片具檢測性能優勢,以無酵素方法進行,因此不要求固定的氧化過程、也無降解之問題、具高穩定性、簡單和高再現性、不需刻意保存於特定環境等優勢。 血糖/糖化血色素二合一檢測儀: 世界衛生組織(World Health Organization,WHO)的報告指出,全球糖尿病總人數在2017年時已達4.25 億人,預計2045年時將會有6.93 億人罹患糖尿病。糖尿病患者需長期監測其血糖濃度再搭配適當之藥物控制以控制體內血糖值。現有之血糖儀僅能檢測患者當時的葡萄糖濃度,無法反應長期之血液中葡萄糖的含量,故血糖檢測之發展趨勢乃是定期檢測血液中的糖化血色素,觀測體內血糖濃度之長期變化。目前,血糖機朝向多合一趨勢發展,如台灣泰博、五鼎發展出可以量測血糖、尿酸及酮體等多功能體外診斷機台。然而市場上尚無可以同時量測血糖及糖化血色素之檢測儀器。 隨著精準醫療與預防醫學盛行,市場對相關檢測如免疫快篩、腫瘤快篩等需求度增加,使得體外診斷市場仍為未來醫療產業發展之主流。目前,歐美仍為體外診斷產品主要市場銷售區域,但由於美國健保給付價格減低,造成產品利潤受到影響。促使血糖機朝向特色化及多元化之發展,如血糖檢測系統與手機連結之量測模組、一機可多功能檢測。本二合一分析平台,雖有各自獨立的相似產品,但目前市售機台未使用電化學檢測原理,本技術擁有操作簡便且精準度佳之優點,在多功能體外診斷機器市場上極具競爭力。此多功能晶片生醫檢測預期可建立血糖/糖化血色素二合一檢測平台,僅需5分鐘,可得知測試結果,一般民眾在家即可自行檢測,達到民眾普及化及即時監控功能,提升使用便利性,患者不必每3~4個月到醫院或檢驗機構進行檢測。此外;本檢測平台,使用無酵素添加之微米半球結構晶片,其準確度與靈敏度亦較現行醫院使用之光學檢測儀器有檢測性能優勢。
產業應用性 本研究室目前已將此晶片之應用範圍拓展至蛋白質檢測、DNA檢測、血液檢測、病毒檢測等,而單純之微米半球結構電極亦可做為燃料電池之陽極。希望此生醫晶片能廣泛應用在醫療監控、居家照護與農業生技等領域。
關鍵字 生醫檢測晶片 多功能檢測 無酵素血糖檢測 血糖/糖化血色素二合一檢測儀 蛋白質檢測 DNA檢測 血液檢測 病毒檢測 電化學檢測 燃料電池陽極
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