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奈米金探針 釣出病原

不同於一般醫檢方法需等待數日才能得出結果,新式微型探針能在20分鐘內鑑定出感染源,可爭取時效、拯救更多病患。


撰文/凱利(Shana O. Kelley)
翻譯/潘震澤

 

重點提要:
■一般鑑定感染病病原的檢測方法效率不佳,需要耗費一段時間才能找到足量的致病病原DNA。
■在等待檢驗結果的幾天內,病人可能接受了錯誤的藥物或病情惡化,甚或死去。
■使用奈米科技的新式感染偵測器,可在診所看病的時間內,就得到正確的病原檢驗結果。 


  為什麼感染性疾病的現場診斷如此困難?我們隨時可以量測體溫或血壓等生命跡象,卻沒有方法可快速檢驗大多數的感染病病原。無法快速鑑定出有害的細菌或病毒,會讓病人付出慘痛代價。醫檢單位通常要耗費幾天的時間來鑑定細菌與病毒種類,在此同時,病情可能已進展到難以治療的地步;對抵抗力差的虛弱患者,例如新生兒、老人以及任何免疫系統脆弱者,還可能因此死亡。


  就算今日人類享有各種高科技醫學帶來的便利,感染檢驗仍然十分耗時;對非洲的小診所來說,可能還要等上更多天才能得到檢驗結果,導致的後果也會更嚴重。在等待期間,瘧疾患者可能被誤診為傷寒,或感染伊波拉病毒的患者沒有立即隔離。


  病原鑑定效率緩慢的原因,是因為藏在人體中的特定感染「分子指紋」受到大批正常蛋白質與分子的遮蔽。在單一血液樣本中,特定的細菌分子標籤可能只有1000個,卻漂浮在數以兆計的分子當中。訓練有素的科學家必須在特別的實驗室,利用昂貴且複雜的機器耗費一段時間,才可能找出數量稀少的標的分子。


  目前情況正在改變!與其花時間及冒著受到感染的危險把病人的檢體送往醫檢單位,現在我們只需讓診所裡的病人等待20分鐘,就能檢驗出感染性疾病的病原。我的研究團隊研發出的產品,是裝在小型塑膠卡匣裡的奈米尺寸探針,也就是直徑只有10億分之一公尺的偵測器,只要把一滴血滴入卡匣中就能得到結果。奈米探針能迅速與微量的細菌DNA發生反應,是因為探針的尺寸與DNA大小相當。


  尺寸大小至關重要;晃動不了戰艦的小浪,卻能使小艇明顯搖晃,還可能在船側激起浪花,讓划船者嚇一跳。我們研發的奈米探針對血液樣本的反應,是尺寸較大的偵測器無法偵測到的,而且很快就能得出結果。


  我們研發的奈米探針偵測器將於今年開始進行臨床測試,我和同事對此十分興奮。目前全世界還有許多由其他研究團隊所研發、具有潛力的診斷方法,也都應用奈米科技,我們的產品只是其中之一。過去10年間,科學家改進了物質成形的方法,而且通常是在原子層次進行。......

 

本文轉載自科學人2016年2月號