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交大开发3D列印双光纤微反应槽 全球独创猫砂侦测肾病技术
 

【CTIMES/SmartAuto 报导】   2020年01月14日 星期二

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现代社会,宠物猫是许多人家中的一分子,关怀猫咪的健康也是饲主的责任。可是猫不会说话,饲主工作忙碌时,难免忽略了猫咪在行为中展现的疾病徵兆,尤其是猫咪健康的头号杀手肾病,最需要能被早期发现早期治疗。

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在科技部专题计画的支持下,交通大学光电系冉晓雯教授,交通大学物理所孟心飞教授与高雄中兴动物医院黄明如??院长合作,针对猫肾病的体外检测技术进行开发,只要使用一般市售猫砂,就可成功分析出猫尿尿素的浓度,从而反应猫的肾病状况,检测的系统为团队过去多年建立的「双光纤微反应槽」技术,由两根光纤搭配3D列印的感测槽,并以低成本的电子零件组装,即可进行即时性的侦测,这是世界上首次从一般猫砂就可以侦测猫肾病的独创技术。

近几年来,许多研究团队开发出各种人体疾病的体外检测技术,然而相较之下,动物疾病的体外检测技术仍相当缺乏;动物的病徵又常常并不明显,等到饲主发现动物出现明显的行为变化时,病况通常已经相当严重。因此,若能开发动物可以使用的疾病侦测工具,有助於早期发现早期治疗。然而,体外检测通常仰赖尿液、唾液或呼气的侦测,在动物身上,要取得这些检体并不容易,因此,开发出可以有效搜集检体进行侦测的方法是此类技术发展的关键。

在家猫当中,肾病是最普遍的疾病,根据推测,超过一半的10岁以上宠物猫患有慢性肾脏病。倘若能有居家监测的工具,宠物猫的健康也更有保障,猫的呼气、唾液、尿液均不易取得,因此本团队使用过去多年开发的“双光纤微反应槽”做为尿素侦测工具,使用一般市面上常用的猫砂,待吸收猫尿後经过加水稀释过滤,分析其尿液尿素,经过半年的研究,发现此猫砂分析方法确实能反应猫的肾病状况,可以提供动物诊所或居家使用。

此可携带可即时反应的「双光纤微反应槽」尿素侦测工具过去已成功应用於慢性肾脏病患者人体临床实验中的唾液尿素检测,并於2019年生医感测领域的重要期刊Biosensors and Bioelectronics发表;该工具可以仅使用半颗米粒大小的唾液就可进行即时侦测,且克服了传统光纤生化感测器易因光纤对位不准造成信号偏移的问题,本团队的「双光纤微感测槽」只需靠着3D列印槽上的刻痕粗略对位,就能确保系统感测特性的稳定性。

目前,适合居家简易操作的尿素探测棒也正在发展中,将引入冉晓雯团队与法国国家科学院谬鲁斯材料研究院Dr. Olivier Soppera共同指导的光直写半导体制程技术,此技术可以很容易的在塑胶棒上面制作出半导体元件,已发表的系列工作包含使用深紫外光雷射对氧化????锌溶液进行图案化制作电晶体,使用双光子红外光雷射使氧化??溶液产生具有导电性能的石墨烯化微碳颗,结合这些光直写技术,本团队预计2020年内可完成尿素探测棒,提供居家易操作的猫砂侦测。

前述的跨领域甚至跨国的研究成果,部分已发表於具领导地位的生物感测与生医电子(Biosensors and Bioelectronics)以及先进材料(Advanced Materials)期刊,这些成果对於未来拓展动物体外检测以及人体唾液/尿液中各类分子的侦测有很大的帮助。

關鍵字: 3D打印  交通大学 
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