本研究透過將整體式聚合物 (monolith) 修飾至多層纖維素紙張上，有效提升疾病檢測靈敏度，以及使用上之便利攜帶性。此項與拉脫維亞大學 Roman Viter 教授、立陶宛維爾紐斯大學 Arũnas Ramanavičius教授、以及材料系羅世強老師合作之成果於2022年9月刊登於英國皇家化學學會Sensors & Diagnostics期刊，並獲選為該期封底 (Back Cover)。

結核病為一種嚴重的致死傳染疾病，在過去每年皆導致全球百萬人死亡。為了控制結核病的傳播，能夠在任何區域達到病患及早診斷以即時用藥，至關重要。然而，目前醫院所使用的細菌培養法需要數週才能獲得檢測結果，其他分子診斷法等檢測設備則較為昂貴，因此，現行結核病檢驗方法不利於偏遠地區和資源有限區域執行。為了解決上述問題，本研究團隊提出一種新的紙張表面改質方法：將整體式聚合物(monolith)修飾於紙基微流體檢測試紙上。透過整體式聚合物其中的環氧基團與生物分子共價結合，以避免後續檢測時因為清洗造成生物分子脫附而導致訊號衰減之可能；整體式聚合物也提供高表面積，使得更多抗體能固定於其上，有效提升檢測靈敏性；多層試紙則可將反應所需要之試劑或是材料整合於試紙之中，減少所需攜帶之物品。

最後，將此裝置用於結核菌素檢測。結果顯示元件可達到之檢測極限為0.11 ng/mL，預期將來可應用於資源有限地區的結核病診斷。

本研究團隊所提出之微流體試紙平臺進行結核菌素檢測。(a) 裝置製造與檢驗程序。(b)整體式聚合物表面改質機制。(c)結核菌素檢測步驟。

本研究感謝國科會以及臺灣大學高教深耕計畫之經費支持。

陳建甫 臺灣大學應用力學研究所
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Sensors and Diagnostics期刊全文
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/sd/d2sd00108j