政大大學報

微米結構增反應面積 快篩晶片「蘭」截病毒

2020/11/18 21:42:05

【記者崔兆慧綜合報導】根據財政部統計,民國108年出口花卉產值共67億元,其中蘭花佔總外銷值八成,並以蝴蝶蘭46億元為大宗。然蘭花非常嬌貴,經常受到病毒侵擾,有鑑於此,國立中興大學農資學院院長詹富智、工學院院長王國禎研究團隊與半導體公司合作開發「蘭花重要病毒智慧檢測快篩晶片」,以便在花場邊快速檢測常見病毒,幫助減少蘭農損失。

蘭花是台灣重要出口花卉之一,昂貴且容易受病毒侵擾。團隊研發的快篩晶片可在蘭場邊快速檢測蘭花常見病毒,減少蘭農損失。 圖/蘭花大道提供

有別於傳統ELISA技術(註1),檢測時間耗時五小時,且需專業技術人員與實驗室設備,對於中小型蘭園是一大負擔。此裝置可檢測四種常見蘭花病毒,只要取10微升鮮花汁液滴在晶片表面,反應30分鐘後再將晶片插入讀取器,即可得知植株是否得病,而檢驗資料還可透過藍芽傳至電腦。另外,雖市面上有快篩試紙產品,但試紙只能觀測顏色變化,無法主動記錄檢測結果且靈敏度不高,一般蘭農很少採用。

註1:ELISA技術為一種酵素連結免疫吸附分析法,是將酵素連結到抗原或抗體上,用酵素活性來做為定量標記,可用來辨識植株是否感染病毒。
裝置包括晶片和藍芽讀取器,使用者將鮮花汁液滴在晶片上等候30分鐘後,再將晶片插入讀取器,便可得知蘭花是否感染病毒。 圖/國立中興大學提供

微生物基因體學博士學位學程學生李佳華說明,過去ELISA病毒辨識技術已相當成熟,但檢測只能在實驗室中進行,不僅耗時也浪費人力。此檢測晶片,是由團隊提供病毒抗體技術,半導體公司開發晶片,共同改良過去高成本、低效率的檢驗方式。蘭農周伯倚則補充說:「現行ELISA檢驗報告是國際通用的,若要使用新的檢驗方式,會最先考慮國外是否認可。」

此外,快篩系統中,最講究的部分是晶片品質,詹富智提及,鑑於製造產線不穩定會造成晶片靈敏度降低與檢測結果失真,研發使用半導體中嚴格且穩定的黃光微影製程技術,誤差值小於99.8%。並且,團隊在晶片表面製作許多大小一致的微米結構,增加晶片與病毒反應的的表面積,最後再利用表面修飾技術,將對應病毒的抗體大量固定在晶片表面,以抓取病毒。詹富智補充,此晶片的靈敏度與專一性(註2)可大於95%。

註2:晶片上的抗體對病毒具有專一性,病毒會附著在對應的抗體上,藉此辨識病毒。
蘭花的商業用途廣,因花朵優雅漂亮,經常被裝盆銷售,是台灣重要的出口花卉。 圖/蘭花大道提供

團隊已致力於蘭花病毒檢測研究多年,此研發更以產學合作形式,結合大學端生物技術及半導體產業的晶片製造,開發更符合市場需求的產品。團隊補充,目前快篩晶片還在測試階段,尚未實際運用至蘭園,但現階段已做出初步成品,預計於110年5月可提供樣本給花農試用,希望藉此提升台灣蘭花的競爭力。