財團法人國家實驗研究院國家奈米元件實驗室/鄭宜肪、林育德、張憲彰、楊富量

對於一些急性感染病的病患必須早期診斷與正確用藥，同時應避免經常使用廣泛型抗生素造成抗藥性增加，造成難以治癒、甚至於死亡。其中，尤以菌血症導致的敗血症死亡率最高，目前傳統檢測法與諸多生化檢測方式各有緩不濟急或檢測靈敏度不足等待突破的挑戰。有鑑於此，為爭取黃金治療時間，本團隊發展一種快速、不需螢光標定、不需進行DNA與抗原抗體修飾與結合等繁雜耗時且昂貴之生化反應步驟之新穎生物晶片，將兩項新穎技術巧妙結合：(1)以交流電動力進行濃縮與分離目標菌，簡化並加速純化時間(<2 min)，同時產生ㄧ高密度之細菌團(~300 bacteria/100μm2)。(2) 再以表面增顯拉曼(SERS)直接於晶片上對分離濃縮後的目標菌進行光譜檢測(<2 min)，可有效測得可供辨識之"細菌光譜指紋"直接進行比對與鑑定。在高血球濃度的血液樣本中有如大海撈針的細菌分離、濃縮與鑑定之能力可有效達成，細菌檢測濃度可低至5×103 CFU/ml，已可成功檢測出菌血症中最常見的三種致病菌，S. aureus、P. aeruginosa與E. coli。此技術將傳統生化檢測法需數天或十幾小時的檢測時間大幅縮短至數分鐘，且由於免除昂貴的抗體修飾，晶片本身成本更低廉(<0.5美金)，期望未來有機會發展成熟進而推廣至實驗室、檢驗站與醫院診所使用。