學研新創 - 特化材料與應用生技
全自動雷射繞射免標記流式細胞計數系統
2024-01-03
陳建光教授團隊/國立台灣科技大學、臺中榮民總醫院、臺北醫學大學附設醫院、國防醫學院

陳建光、呂建興、周百謙、黃才旺、許蕙玲、林豐平

癌症之所以會發生轉移是因循環腫瘤細胞(CTC)藉著血液在體內循環,進入其他器官後增生更多的腫瘤細胞,形成新轉移腫瘤。CTC 在許多癌症中被認為是替代檢測癌症的指標;如:乳癌、攝護腺癌、肺癌、肝癌、胰臟癌、胃癌及黑色素瘤。CTC 的臨床應用包含癌症早期診斷,癌症預後評估以及癌症藥物的治療成效評估。由CTC數量多寡可判定早期癌症、癌症轉移與癌症惡化的機率與癌症藥物治療成效的指標。目前CTC計數以磁珠捕捉螢光染色法為主,受試劑成分、操作步驟、判讀流程等多種因素的影響,衍生因抗體使用成本過高、樣品處理時間長(約2周)和易受到大量血球干擾且需要專業技術人員操作與判讀的缺點,較難普遍使用。本團隊發展全自動雷射繞射免標記流式細胞計數法,可快速檢測全血中特定的細胞。整個系統包括檢癌一號的全自動雛型品裝置與可拋棄式流體光柵晶片,利用CTC沾附在光柵表面造成繞射衰退率來計數。本系統應用於全血中CTCs計數,CTC的計數靈敏度約5 cells/3 mL,計數後CTC依然存活,有助於手術或化療效果的評估、癌症復發的監測與細胞培養用藥,約1小時可完成CTC計數,大幅降低染劑與人事成本。此技術除血液之外,還可適用於尿液、唾液、沖洗液等,快速提供醫生在治療監控疾病上重要參考指標。

評審推薦
1.採用雷射繞射效應來進行細胞計數,可快速檢測全血中特定的細胞,提供定性或定量的分析結果,過程僅需數十分鐘。
2.利用透明高分子結構設計出繞射圖案,經過抗體表面改質後製作出的可拋棄式生醫偵測試片,可全自動化檢測,無須染色與人為判斷,且細胞在檢測後仍具備活性可進行原位培養。
3.檢測技術成熟,偵測極限也非常的低,對CTC的偵測靈敏度約5 cells/3mL,有商業化的潛力。
NEW  2024年度精進成果
本團隊開發出的檢癌一號有二個突破性之關鍵特色部分,其一是在晶片上設計出獨特的表面光柵結構,並轉印到透明的高分子基板上做成可拋棄式流體繞射晶片,而在高分子基板接枝上細胞粘附分子抗體,當細胞附著於光柵表面時會產生不同程度的繞射強度,其二是檢體無須前處理直接連接儀器,幫浦直接驅動檢體通過晶片,經過PBS清洗,透過雷射繞射強度變化來定量血液中未知細胞/細菌數目。 但此儀器在上市前還有許許多多問題需要解決,為了降低生產成本,本團隊優化了儀器內部架構、大大縮小了儀器體積,並且將不同步驟整合於一塊晶片卡夾上,不但縮短了使用時間,還改善了方便性、密閉性等等許多問題,使得檢癌一號更符合人因工程。
團隊簡介

陳建光

學歷

陽交大學應用化學系博士

現職

台灣科技大學 材料科學與工程系 教授

經歷

1.台灣科技大學 材料科學與工程系 教授 自102/02 至 今
2.台灣科技大學 高分子工程系 副教授 自099/02 至 102/01
3.台灣科技大學 高分子工程系 助理教授 自095/08 至 099/02
4.屏東科技大學 生物機電工程系 助理教授 自094/08 至 095/07
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