PCR核酸診斷技術雖經典


但難以滿足現今檢驗檢疫需求


現今的流感病毒檢測，主要依賴基於PCR原理的核酸檢測方法，是目前為止使用最廣泛的快速有效的診斷方法，也在突發傳染病應急工作中發揮巨大的作用。


目前廣泛運用的PCR即時檢測技術（real-time，RT-PCR）是基於PCR檢測流程中引子和探針對流感病毒的特異基因進行辨識與擴增，對流感病毒進行檢測及分析的診斷方法。


儘管RT-PCR檢測已經是現今適用範圍最廣，速度最快的檢測方法，但仍無法滿足社會要求。這是因為RT-PCR的實驗操作過程繁複，除了需要萃取樣本的RNA/DNA，還需要經過數小時的基因擴增才能滿足結果的可靠性。


不得不承認的是，PCR即時檢測技術已經比以往的檢測方法快速得多，但是即使整個檢測過程順暢也需要一天的時間去預處理試驗樣本和分析檢測結果，仍然很難滿足現今檢驗檢疫的需求。


為什麼說RT-PCR檢測很難滿足現今檢驗需求？


對 於流感病毒來說，偵測時間越長，傳播風險就越大，因為流感病毒可以透過呼吸管道傳播。打個比方，如果100隻食用雞要從深圳運往香港，在關口需要進行檢疫，如果抽30個樣，而由抽樣到診斷結果與分析的過程至少要至下午甚至第二天早上，在這段在接近一天的檢疫過程中，已經足夠讓流感病毒在檢疫動物群中散播。


基於PCR的檢測需要花很多時間在擴增上


現今檢測方法中，影響時間的最重要因素最主要是量，量不僅影響檢測下限（detection limit/LOD），而且還會增加檢測所需的時間。


隨著外界對樣品檢測結果的精度要求及檢測效率的提高，業界和科學家們漸漸的把檢測方案的技術創新轉向微流控設備上，旨在利用微流體的高效技術在縮短檢測時間的同時，還能提高檢測的準確性和敏感度。


微流控晶片技術的特點－微量、高效率、節省


微流控技術在各方面都體現了其「微」的特性，微流控技術的應用平台通常被設計成小型晶片，既含蓋微流體操作系統又滿足實驗結果的分析功能。


微流控晶片 （MIT） 電腦晶片 （nipic）


50年前，微電子技術創造了資訊科學的革命性發展，而晶片實驗室將在不久的未來，對科學的技術與分析以及相關應用產生至關重要的作用，或將成為人類社會里程碑性的革新。


我們知道，電腦晶片微化了計算程序，而晶片實驗室將使實驗室微型化。


例如在生物醫學領域，它不僅可以使珍貴的生物樣本和試劑消耗降低到皮升甚至納升級，而且能夠極速提高分析速度並同時降低成本；在合成化學領域，它可以使本需要在一個大實驗室花大量樣品、試劑和很多時間才能完成的分析和合成，可以在一塊小至幾平方厘米的芯片上花很少量樣品和試劑並在很短的時間完成大量實驗；在分析化學領域，它可以使先前大的分析儀器變成平方公分尺寸規模的分析儀，將大大節約資源和能源。


總而言之，由於晶片實驗室排污很少，所以被稱為是一種「綠色」技術。


近 年來，香港政府極力推動生物科學在香港本土的發展。作為中國大陸與國外的特殊樞紐，香港有著無與倫比的優勢，再加上香港本土的幾所出色大學，尤其香港大學、香港科技大學，中文大學在生物科技上的優異成果與在內地交流上的不斷推動，使得生物科技產業在香港不斷壯大，所以香港科學院也專門設立了生物技術中心保證生物科技在香港的可持續發展。


香港本土研究性的生物科技企業SBT（Sanwa BioTech）是香港是香港生物科技創新發展的成功模範。自2012年成立以來，其與德國研究機構和香港本土奈米研究院親密合作，自主研發出微流控晶片實驗室快速檢測平台，其吸引診斷市場的亮點在於「能在15分鐘內利用一滴血液樣品檢測多種流感病毒」。


其晶片基於免疫分析 （immunoassay）原理，利用抗原、抗體以及螢光標靶作為主要根據，既可保證準確性亦易於分析。美國早前已有類似設備生產，但基於儀器設備仍維持龐大陣型，難於攜帶，不能很好解決實驗室流動性差等問題，而SBT不僅在技術上滿足的檢測要求，並且將其設備設計為可攜帶的小型檢測儀，也配備雲端資料儲備與分析功能，既能在實驗室工作，也能在流動檢疫站及外郊農場工作。另外，這項來自SBT的獨家檢測平台已申請專利，並在香港科學院成果完成公眾路演，並 希望未來能設計得更輕更精簡。


SBT在微流控晶片技術上的願景


SBT的2015年計畫是在公共機構中試驗更多不同種類的病毒檢測，如檢疫站的豬、禽病毒檢測，動物協會的貓、狗等寵物的日常健康檢測以及食品安全檢測等，並致力於為人類檢測作準備。 SBT目前的驕人成績得到香港相關部門的讚許和支持，並希望能順利投入使用，提高檢疫效率。


抽血化驗需要十幾毫升甚至更多的血液樣本 取血針化驗只需一滴血液樣本即可


在生物技術發展日益壯大的今天，我們希望利用此項微流控晶片實驗室快速檢測平台，在未來流感爆發時不用在機場再滯留數小時甚至數天的隔離。戳一下手指，在 等待的15分鐘間，喝上一杯咖啡，即可得出多項檢測結果，高效率地排除非流感的高溫乘客，減少交叉感染與人傳人的風險。