臺灣交大開發(fā)3D打印雙光纖微反應(yīng)槽，全球獨創(chuàng)貓砂檢測腎病技術(shù)

來源：儀器信息網(wǎng)

現(xiàn)代社會，寵物貓是許多人家中的一分子，關(guān)懷貓咪的健康也是飼養(yǎng)者的責(zé)任�？墒秦埐粫�說話，飼養(yǎng)者工作忙碌時，難免忽略了貓咪在行為中展現(xiàn)的疾病征兆，尤其是貓咪健康的頭號殺手-腎病，最需要被早發(fā)現(xiàn)，早治療。

在科技部專題計劃的支持下，臺灣交通大學(xué)光電系冉曉雯教授，交通大學(xué)物理所孟心飛教授與高雄中興動物醫(yī)院黃明如副院長合作，針對貓腎病的體外檢測技術(shù)進(jìn)行開發(fā)，只要使用一般市售貓砂，就可以成功分析出貓尿尿素的濃度，從而獲取貓的腎病狀況，檢測系統(tǒng)為團(tuán)隊過去多年建立的雙光纖微反應(yīng)槽技術(shù)，由兩根光纖搭配3D打印的檢測槽，以低成本的電子元件組裝，即可進(jìn)行即時檢測，這是首次從一般貓砂中可以檢測貓腎病的獨創(chuàng)技術(shù)。

近幾年來，許多研究團(tuán)隊開發(fā)出各種人體疾病的體外檢測技術(shù)，然而相較之下，動物疾病的體外檢測技術(shù)仍相對缺乏。動物的病征常常不夠明顯，等到主人發(fā)現(xiàn)動物出現(xiàn)明顯的行為變化時，病況通常已經(jīng)相當(dāng)嚴(yán)重。因此，若能開發(fā)動物可以使用的疾病檢測工具，有助于早發(fā)現(xiàn)早治療。然而，體外檢測通常依賴尿液、唾液或呼氣，在動物身上，要取得這些檢體并不容易，因此，開發(fā)出可以有效搜集檢體進(jìn)行檢測的方法是此類技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。

在家貓當(dāng)中，腎病是最普遍的疾病，根據(jù)推測，超過一半的10歲以上寵物貓患有慢性腎臟病。倘若能有居家監(jiān)測工具，寵物貓的健康也會更有保障，貓的呼氣、唾液、尿液均不易取得，因此團(tuán)隊使用過去多年開發(fā)的雙光纖微反應(yīng)槽做為尿素檢測工具，使用一般市面上常用的貓砂，待吸收貓尿后經(jīng)過加水稀釋過濾，分析其尿液尿素，經(jīng)過半年的研究，發(fā)現(xiàn)此貓砂分析方法確實能反應(yīng)貓的腎病狀況，可以提供動物診所或居家使用。

這款便攜式可即時反應(yīng)的雙光纖微反應(yīng)槽尿素檢測工具過去已成功應(yīng)用于慢性腎臟病患者人體臨床實驗中的唾液尿素檢測，并于2019年在《生物傳感器與生物電子學(xué)》（Biosensors and Bioelectronics）上發(fā)表，該工具僅需使用半顆米粒大小的唾液就可進(jìn)行即時檢測，且克服了傳統(tǒng)光纖生化傳感器會因為光纖對位不準(zhǔn)所造成的信號偏移問題，研究團(tuán)隊的雙光纖微檢測槽只需靠著3D打印槽上的刻痕粗略對位，就能確保系統(tǒng)傳感特性的穩(wěn)定性。

目前，適合居家簡易操作的尿素檢測棒也正在發(fā)展中，將引入冉曉雯團(tuán)隊與法國國家科研中心（CNRS）米盧斯材料科學(xué)研究所Olivier Soppera共同指導(dǎo)的光直寫半導(dǎo)體制程技術(shù)，此技術(shù)可以很容易地在塑膠棒上面制作出半導(dǎo)體元件，已發(fā)表的系列工作包含使用深紫外激光制備銦鎵鋅氧化物晶體管，使用雙光子近紅外激光使二氧化鈦溶液產(chǎn)生具有導(dǎo)電性能的石墨烯碳顆粒，結(jié)合這些光直寫技術(shù)，研究團(tuán)隊預(yù)計2020年內(nèi)可完成尿素檢測棒，提供居家易操作的貓砂檢測。

上述跨領(lǐng)域甚至跨國的研究成果，部分已發(fā)表于《生物傳感器與生物電子學(xué)》(Biosensors and Bioelectronics)以及《先進(jìn)材料》(Advanced Materials)期刊，這些成果對于未來拓展動物體外檢測以及人體唾液/尿液中各類分子的檢測有很大的幫助。