來源：香港中文大學

左起: 中大系統工程與工程管理學系教授黃錦輝教授、機械與自動化工程學系副教授張立教授及微生物學系教授葉碧瑤教授。

香港中文大學（中大）研發了一套全自動、低成本的微型機械人快速檢測系統，其靈敏度及特異性媲美現行的臨床測試。團隊現正積極研究將系統應用於新型冠狀病毒肺炎（新冠肺炎）等多種病原體檢測上。該系統由中大機械與自動化工程學系副教授張立教授聯同微生物學系教授葉碧瑤教授，以及中大莫慶堯醫學講座教授、消化疾病研究所主任沈祖堯教授和內科及藥物治療學系副教授黃曦教授合作研發。

要準確診斷疾病成因，進行病原體化驗是不可或缺的步驟。隨著新冠肺炎肆虐全球，快速檢測的需求飆升，大大加重化驗人員的工作量。同時，病人留院亦會增加感染其他病原體的風險，嚴重者可以致命。因此一旦病人出現疑似感染跡象，及時進行化驗診斷刻不容緩。然而，在疫情和其他醫療護理需要的雙重壓力下，醫療人手和資源分配正面臨嚴峻挑戰，化驗室更是首當其衝，延遲診斷有可能影響其他醫療程序的進度。葉碧瑤教授表示：「隨著全球化，傳染病傳播不受地域限制，要加強傳染病的診斷和控制，自動快速檢測系統是大勢所趨。」

張立教授及團隊研發了創新的微型檢測機械人系統，整合了全新的螢光微型檢測機械人和磁場驅動，可於短時間內準確探測出特定的病原體。微型檢測機械人以靈芝孢子作本體，再包裹上氧化鐵納米粒子及碳量子點使其功能化。透過分析機械人被綠光激發時的螢光反應變化，系統可判斷出病人樣本是否存在病原體。另外，系統利用外部磁場遙距驅動檢測機械人，加速反應變化，以縮短化驗時間。

第一代微型檢測機械人系統「QuickCAS」針對檢測難辨梭菌–一種在醫院內常見的感染病原體。現時研究團隊正進入臨床試驗階段，期望此檢測系統可於明年在醫院投入試用。鑑於傳染病全球化，團隊與葉碧瑤教授合作無間，積極研發以此系統進行新冠肺炎病毒檢測，並發展批量檢測及檢測多重病原體的應用，包括常見的肺炎鏈球菌、沙門氏菌、病原性大腸桿菌及幽門螺旋菌等，有望在將來惠及各地醫療機構。

現時的化學檢測方法是基於生物分子試劑與病原體之間的反應而得出檢測結果。生物分子試劑一般需要於低温或冷凍存放和運輸，以保持分子的結構和活性。而微型檢測機械人則沒有此限制，可以於室溫下運輸及存放。張立教授表示：「QuickCAS系統採用物理檢測方式，不需要冷藏保存試劑，成功突破化學檢測方法的局限，未來可讓處於偏遠落後地區和規模較小的醫療中心也有機會提供準確的化驗服務。」

另外，現存方法檢測難辨梭菌需時二至四小時，QuickCAS則只需15至30分鐘便可完成檢測，成本亦由港幣約三百元大幅降至約五十元。全自動的系統除了讓醫院盡快為病人完成診斷和治療外，亦可減輕醫護的工作負擔和降低檢測過程中的感染風險。同時，醫院亦能及早進行感染管理措施，有效阻截病菌擴散。透過簡化檢測程序，即使是只受過基本訓練的化驗所初級技術員亦能進行操作，紓緩現時化驗專才不足的壓力。

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