【記者方凱琪報導】DNA檢測技術是疾病篩檢與防疫監測的基石，其中位居關鍵作用的聚合酶連鎖反應儀（註一）也一直推陳出新。近日，由長庚大學生物醫學工程學系博士生洪嘉擇與研究團隊，研發「微流體快速即時聚合酶連鎖反應儀」（後以該技術代稱），在8分鐘內即可完成40個PCR循環，速度較以往技術快上九倍，並於18日獲得第十七屆「國研盃 i-ONE 儀器科技創新獎」專上組首獎。 註一：聚合酶連鎖反應儀，可將其比喻成「DNA影印機」，儀器主要透過聚合酶連鎖反應（Polymerase Chain Reaction，PCR）將目標DNA數量增加。PCR需要進行三個階段：變性（denature）、退火（annealing）以及延伸（extension），這三個階段通常需分別控制在二至三個不同的溫度區間進行。 洪嘉澤觀察目前臨床使用的反應儀，發現其設計目標多為一次處理大量樣品，以臨床常見的LightCycler® 480 Instrument II舉例，它一次最多可放置96個樣本，全數擺滿後才會進行檢測，否則就會浪費空間，因此在實務上，即使情況緊急，檢測仍常因等待樣本而有所延遲。此外，洪嘉澤也說：「在病毒肆虐的疫情當下，很難全部叫患者去醫院做篩檢，又希望讓患者在現場（小診所等）就看得到結果。」因此，發明出既能保持準確度，又能快速檢測少量檢體的儀器就成了洪嘉擇的目標。 為了達成「快速檢測少量檢體」的目標，一次PCR過程就需長時間的大型反應儀顯然無法勝任，因此洪嘉擇選擇使用能讓退火與延伸階段能在相同溫度（攝氏65度）完成的試劑，將PCR所需的三個溫度區間簡化為兩個。再採用「微流體」技術，將檢體反應的場域，從傳統的試管改在晶片上頭髮粗度的水管中進行。而過去微流體技術應用在PCR時，檢體會因高溫而產生蒸氣壓，生出如同滾水一樣的氣泡，阻礙流體移動，影響檢體反應的品質與穩定度。對此，他設計出氣壓控制技術，利用壓力抑制氣泡生成，從而使流道暢通無阻。 而為了讓檢體溫度保持在特定區間，以進行不同階段的擴增反應，洪嘉擇必須精確控制其在高、低溫區停留的時間。他採用「光學同步控制技術」，在晶片中央設置螢光檢測區，將偵測到的訊號作為控制檢體往不同溫區移動的觸發機制，並整合感測器和控制元件達成自動控制。 該技術目前尚未進入臨床測試，因此在實際應用上還存在挑戰，但根據臨床前的測試（註二），研究團隊設計出的機台效率是95％，符合標準，洪嘉擇對其抱持樂觀的態度，「時間縮短到8分鐘，卻可以跟一般市面上的成熟機台擁有一樣的效果，這是一個比較重要的突破。」另外，關於技術商用化的安排，洪嘉擇也希望未來能應用在食物、食物中毒或水質檢測等層面。 註二：PCR機台效率90-110％為可接受程度。 中央研究院基因體研究中心研究員陳建仁表示，該技術將PCR縮短成8分鐘，是顯著的進步，他說：「特別是在急性傳染病的防治。」若以COVID-19疫情為例，民眾在機場接受檢驗，原本可能必須花費幾個小時等待結果，因此該技術可以讓人們在疫病檢測時節省時間並維持檢測準確度。陳建仁更表達高度肯定：「該技術是我們台灣年輕科學家的一個進步。」

【記者陳卓希綜合報導】台灣口腔癌發生率是世界最高，且男性發病率是女性的十倍。有鑑於此，國立陽明大學藥理學科暨研究所副教授王湘翠團隊，針對男女生活習慣差異，研究抽菸、嚼檳榔與口腔癌的關聯，發現香菸燃燒產生的丙烯醛（Acrolein）為致癌關鍵，且檢測其於口腔中的含量，可作為判斷口腔癌的依據。此研究獲109年度台灣藥理學會「杜聰明博士年輕學者獎」。據民國84年《口腔病理學及口腔內科學雜誌》研究指出，嚼食檳榔的人，得到口腔癌的機率是一般人的28倍，抽菸加上嚼檳榔則會增至89倍，團隊研究首次釐清此加成現象背後的原因。王湘翠說明，香菸中的丙烯醛會在口腔與細胞內的DNA作用，產生DNA結合物（Acr-dG adducts），檳榔中的石灰則會讓口腔成鹼性，使其含量倍增。而口腔內的DNA結合物越多，代表丙烯醛的含量越高，會增加細胞變為癌細胞的風險。 抽菸會產生有害物質丙烯醛，造成口腔內DNA受損，還可能使細胞突變為癌細胞。　圖／陳卓希攝團隊研究顯示，同時有抽菸和嚼檳榔習慣的健康受試者，體內丙烯醛代謝物是純抽菸者的1.5倍，「有兩者習慣的口腔癌病人，丙烯醛更是再高出1.4倍，且會產生細胞突變。」研究成員、陽明環境與職業衛生研究所博士鄒瀚興提到，在台灣，九成以上吃檳榔的人會伴隨抽菸，此研究可配合檢測，對口腔病變發出早期警訊。 台灣九成以上嚼食檳榔者伴隨抽菸，而檳榔中的石灰會讓口腔成鹼性，使丙烯醛倍增。　圖／陳卓希攝「大部分的病患早期都看不出症狀。」王湘翠表示，此研究能輔助臨床的診斷。藉由刮取受試者的口腔黏膜，從中萃取DNA分子，再用抗體檢測丙烯醛的含量。他補充，過往都要等到出現白斑等徵兆，才會做初步檢驗，而此研究可用於健康狀態的民眾，及早發現癌症風險做預先防範。且團隊以少量DNA檢測丙烯醛含量，可免去辨識細胞的複雜過程，透過對照蒐集的口腔檢體，即可清楚辨識患病與否。口腔癌為一種常見的頭頸部癌症，據衛生福利部癌症登記資料和死因統計顯示，台灣每年有3000多人因口腔癌死亡，「頭頸癌的症狀相比其他癌症明確，但還是有半數的患者拖到第三、四期。」臺北榮民總醫院口腔醫學部口腔顎面外科兼任主治醫師楊政杰感嘆。他闡述，此研究如預防機制，能提早預估口腔癌發病的機率，進行早期診斷或戒除抽菸等行為，且藉由不侵入式的口腔檢測，能提高民眾檢查意願，可望改善台灣口腔癌的盛行。「到目前為止，還沒有人探討過丙烯醛和口腔癌的關係。」王湘翠表示，抽菸是接觸丙烯醛的最主要管道，然丙烯醛也是環境中常見的污染物質，在汽機車廢氣、食品油炸等處都存在。他補充，未來希望能開發早期治療藥物，在發病前就阻斷癌症的發生，也期許透過研究讓民眾知道，哪些習慣會對人體造成傷害。

【記者徐卉馨綜合報導】智慧型手機、筆記型電腦，都是大學生常用的電子產品，高普及率隨之而來的是高汰換率，導致大量電子廢棄物被製造。12日科技部發表創新技術「光感DNA奈米複合物技術」，由國立清華大學光電工程研究所副教授洪毓玨與電機系研究團隊開發，從魚卵、魚膘中萃取DNA分子，將此可分解的DNA生物有機光電材料，應用於光電元件製程，可望減少電子廢棄物。 大學生使用電子產品普及率高，而手機與筆記型電腦均會應用光電元件。　圖／徐卉馨攝團隊將魚膘打碎後放入離心機，經多次萃取後取得DNA溶液，並在縮短DNA鏈長後，結合介面活性劑CTMA（Hexadecyl-trimethylammonium chloride,　CTMA），製成新型介面活性劑改質DNA 分子（後簡稱為改質分子）。清大光電所學生楊梓鍵表示此改質過程使DNA分子可以溶於有機溶劑，以便後續的製程，清大光電所學生許峯銘補充，DNA分子原本不耐熱，經過此改質過程可提升其耐熱度、耐酸鹼度，增加應用性。 自魚膘中萃取DNA流程，果汁機打碎、離心機萃取反覆純化並乾燥。　圖／楊梓鍵提供改質DNA分子原料不限於魚類，可取用自各種動植物，而團隊使用易取得的魚卵魚膘，原料低價，可降低成本且用量省，清大光電所學生朱信諺說明，130公克的魚膘，便可供給團隊成員半個學期實驗所需，此技術具有低成本的特性。「鍍膜是光電元件的基本。」洪毓玨說，比較過去製作高聚合分子、金屬薄膜時須真空環境，DNA薄膜的鍍膜過程採用傳統旋轉塗佈製程，改質DNA 分子溶液滴在旋轉台上的玻璃薄片，使其製成均勻平整的薄膜，可在室溫下完成，具低耗能的優勢。 DNA溶液滴在旋轉塗佈機轉盤上的玻璃片，使其成均勻薄膜，製成DNA元件。　圖／楊梓鍵提供洪毓玨說明，DNA的特性可以跟有主動性功能的分子結合，應用在發光、感測，改質DNA 分子可應用在奈米到微米等級光學薄膜、太陽能電池、感測器及發光元件，團隊已應用於製作記憶體元件。他進一步指出，製作半導體有一定步驟，此技術並不是取代掉傳統製程中步驟，而是平行發展的另一套從原料萃取到元件製作的完整製程，並且此改質DNA分子可在改質的步驟，配合終端產品的需求，希望部分產品可採用這一套以生物原料為主的製程。許峯銘補充，以半導體為例，過去極少應用到有機材料，製程中也容易使製作人員接觸到有毒的化學物質，而製程中材料若改為有機材料，應用此改質DNA 分子，則可減少有毒藥品的使用。比較傳統矽或鍺金屬元素殘留於自然界中，此改質DNA分子作為生質材料，在自然界中可分解，故此技術還具低汙染的特性。電子廢棄物的問題隨著亞洲各國人數逐年增多、電子產品消費量大而愈見嚴重。根據《科技新報》報導聯合國大學（United Nations University,　UNU）2017年《區域電子垃圾檢測》研究指出，亞洲12國電子垃圾量 自2010到2015年，激增 63%，台灣也製造出大量的電子垃圾，2015 年人均垃圾產量在19公斤左右。新型介面活性劑改質DNA 分子，若廣泛應用到光電元件的產品，如團隊製成的記憶體、液晶、LED等，其可分解的特性，可減少電子廢棄物的產生。

【記者邱于瑄台北報導】台灣海鮮食品魚種多標示不實，國立陽明大學食品安全及健康風險評估研究所研發「微基因條碼」技術，透過放大魚類DNA片段的方式，可一次檢驗多種魚種，更克服「基因條碼」無法檢驗過度加工海鮮製品的問題。陽明食安所也將與台北市政府衛生局合作，針對壽司餐廳與連鎖賣場的冷凍魚進行檢驗。 陽明食安所將與台北市政府衛生局合作，針對壽司餐廳與超市冷凍魚進行檢驗。　圖／邱于瑄攝台灣許多海鮮食品業者常以低價魚混充食材，賺取其中價差，如以石喬冒充土魠魚，或像是近日火鍋店「馬辣頂級麻辣鴛鴦火鍋」以巴沙魚替代國宴多利魚，兩者價差約四倍，此舉也違反《食品安全衛生管理法》。研發團隊、陽明食安所教授劉宗榮解釋，微基因條碼技術可抽取較短的DNA片段進行聚合酶鏈反應，放大DNA片段後，再透過基因定序與資料庫比對，可一次檢驗多種物種。舉例來說，若要檢驗魚種是否為國宴多利魚，過往的基因條碼技術僅能得出它是否為國宴多利魚，微基因條碼則能進一步檢驗出它百分之幾的機率是何種魚。自西元2016年，衛生福利部食品藥物管理署開始使用基因條碼技術，然而此方式雖速度快，但一次只能檢驗一種魚種，成本也較高。劉宗榮表示，由於基因條碼技術抽取的DNA片段較長，若檢驗魚種經過加工或加熱，容易導致DNA斷裂，難以檢驗其物種。 陽明食安所針對海鮮製品，利用微基因條碼進行實驗，透過放大ＤＮＡ片段，將基因定序，並與資料庫比對，來檢驗魚種。　圖／陳沛穎提供民眾、國立政治大學廣播電視學系學生張玟晴表示，對於基因條碼技術和微基因條碼技術能準確檢驗物種抱持肯定，但看見市售標示草莓「風味」牛奶和鱈魚「風味」丸，多半消費者都知道那並未使用真正的草莓、鱈魚原料，「不管政府開不開罰，消費者還是照買照喝。」研發團隊、陽明食安所學生陳沛穎補充，台灣自去年開始才針對鱈魚，規定業者必須標明通俗名稱或魚種名稱為「圓鱈」、「扁鱈」、「鱈魚」。圓鱈屬俗稱智利海鱸，扁鱈俗稱大比目魚，不同於真正「鱈形目」的鱈魚，因價格較低，所以常有業者將之混充成鱈魚，且由於鱈魚都是切片販賣，不易用肉眼分辨真偽。劉宗榮解釋，相較於美國，台灣的魚類目前沒有統一命名，所以導致海鮮食品標示不實的情況嚴重，團隊也以此為背景進行研究。