【生藥所】肝炎新型檢測生醫晶片平台
丙型肝炎一直是臺灣的國民病,由丙型肝炎病毒(HCV) 引起,佔全球肝炎的大宗,影響了數百萬人,且導致嚴重的肝臟相關健康問題,包括肝硬化、肝癌、病毒性肝炎相關死亡。根據WHO 統計截至今日,HCV 已造成5,000 萬人感染,每年新感染病例數約100 萬例,並造成24.2 萬人死亡。HCV 主要透過接觸受感染的體液傳播,特別是血液傳播。因其潛伏期長( 約7-8 周),且無症狀,造成了約有36% 的患者不知道自己已遭感染。縱使目前的直接抗病毒藥(DAA) 可達97% 治癒率,但僅少數感染者受到治療與診斷。
生技醫藥研究所余靈珊助理教授與機電系林哲信教授合作,開發一套基於細菌免疫系統機制─CRISPR,針對丙型肝炎病毒不同基因型(genotype 1-6) 的早期核酸檢測。此機制創新點在於可使用random ssDNA 作為訊號傳遞的媒介,克服了過去每針對一種標的物即須重新進行表面改質的問題,並利用延伸式閘極離子感測場效電晶體(EG-FET) 達到快速檢測的目的。
本研究利用CRISPR 具有的高度特異性和反式切割活性進行快速切除晶片表面的ssDNA,所產生的電訊號可於15 分內量測,其靈敏度低至1 個丙型肝炎病毒基因拷貝( 可涵蓋不同之基因型);此外,也進一步針對感測表面的電訊號變化進行計算和探討,首次以電學的方式驗證了CRISPR 酵素的切割效能。本平台目前已完成臨床檢體的驗證,且因便於攜帶,期望未來有助於醫療資源匱乏的地區提高丙型肝炎篩檢率,進而達到世界衛生組織於2030 年降低丙型肝炎發生率和死亡率的目標。
本研究已經刊登在 “Sensors and Actuators B: Chemical”,該期刊目前為 Instruments & Instrumentation 領域排名第一, Chemistry, Analytical 領域排名第五。
丙型肝炎檢測平台設計流程圖與晶片裝置架構圖 |