紙基檢測試片,讓你輕鬆檢驗
 
2016/12/01
 
IC之音廣播電台
 
 
未來初步檢驗疾病,您就可能不必專程跑一趟醫院。清華大學奈米工程與微系統研究所教授鄭兆珉成功研發出新的檢測試片,只要10元硬幣大小的試紙,就能在家快速檢測特定疾病。如果有必要,再到醫院進行詳細檢查。請聽今天的科學三分鐘,主題是:紙基檢測試片,讓你輕鬆檢驗。

檢測試片在日常生活中的應用相當廣泛,驗孕棒就是其中之一。它的檢測原理,是透過試片上的酵素或是抗體,只會跟特定的物質發生化學反應,如果樣本中有這種物質,發生反應之後,就會顯現出顏色。本集單元科學顧問清華大學奈米工程與微系統研究所副教授鄭兆珉,以鑰匙和鎖頭的比喻,說明了這個機制。

鄭教授:
「我們可以很簡單地把它當成一個鎖和鑰匙的觀念,特殊的抗體或酵素就把它當成一個鑰匙,碰到相對應的病媒原,就像鎖和鑰匙的原理一樣,這樣鎖住了,我們就可以認出來。」

舉例來說,驗孕棒上面的抗體就是鑰匙,懷孕婦女在尿液中會分泌特殊的賀爾蒙,這就是鎖頭。當鑰匙和鎖頭聚在一起會發生作用,進而確認這位女性是不是要當媽媽了。

不過,傳統的檢測試片只能判斷出「有或沒有」,如果要了解樣本中的特定成分到底「有多少」,就要仰賴精密的儀器。而鄭教授率領研究團隊,最近成功地研發出「紙基檢驗試片」,只要用10元硬幣大小的試紙,就可以快速檢測,還能夠了解「大概有多少」。它的原理是甚麼呢?

原來,如果把試紙放得很大很大來看,會發現它的結構有一個個的小孔洞,只要在上頭塗上酵素或抗體,再把液態的樣本淋上去,這些小孔洞會像抹布碰到水一樣,逐漸吸附樣本。當酵素或抗體碰到樣本中的特定成分,兩者就會產生化學反應,在試紙上顯現出顏色。而顏色的深淺,可以反映出特定成分濃度的高低,讓使用者知道它「大概有多少」。教授也同樣用「鑰匙和鎖頭」的概念,來加以解釋。

鄭教授:
「他一樣是鎖和鑰匙的觀念去認,但是相對來說他認到甚麼程度?比方說,這個鑰匙他插到甚麼程度?他是真的完全密合還是到一半的階段?這個我們試著去把它量化出來。」

跟大型的精密儀器相比,研究團隊使用紙張這種生活中常見的材料,來製造檢測試片,可以減少製造成本,並且大量生產、迅速普及到民間。另外,因為檢測靈敏度提升,只要10塊錢硬幣大小的試片就可以做檢測,也減少了檢測試劑和樣本的消耗量,節省資源。

目前這項研究,已經應用在檢測精蟲的活力、女性排卵的週期、以及某些眼科疾病、老年人的皮膚疾病等。未來,研究團隊也希望運用具有孔洞結構的其他材料,例如將竹筷子做成試片,可以應用在食物安全的檢測,讓民眾在夾菜的同時,就能夠知道這道菜使用的油是否安全。

今天的科學關鍵字,就是

紙基檢測試片 paper-based diagnostic device

您可以透過關鍵字,進一步查詢或延伸閱讀。

【本單元由科技部補助製播】2014-09-28 16:55:00播出
 
瀏覽人次:262