某科學の超電報

貓奴鏟屎官們看過來!全球獨創的腎病偵測法,竟是利用貓砂!?

現代社會,寵物貓是許多人家中的一分子,關懷貓咪的健康也是飼主的責任。

可是貓不會說話,飼主工作忙碌時,難免忽略了貓咪在行為中展現的疾病徵兆,尤其是最需要被早期發現的貓咪健康頭號殺手——腎病。

在科技部專題計畫的支持下,交通大學光電系冉曉雯教授,交通大學物理所孟心飛教授與高雄中興動物醫院黃明如副院長合作,針對貓腎病的體外檢測技術進行開發,只要使用一般市售貓砂,就可成功分析出貓尿尿素的濃度,從而反應貓的腎病狀況。

檢測的系統為團隊過去多年建立的「雙光纖微反應槽」技術,由兩根光纖搭配 3D 列印的感測槽,並以低成本的電子零件組裝,即可進行即時性的偵測。

而這是世界上首次從一般貓砂就可以偵測貓腎病的獨創技術。

世界上首次能用貓砂偵測腎病的獨創技術!圖/Pixabay@Pexels

貓砂竟然有辦法偵測主子的身體狀況?

近幾年來,動物疾病的體外檢測技術仍相當缺乏,且動物的病徵並不明顯,等到飼主發現動物出現明顯的行為變化時,病況通常已經相當嚴重。

而若能開發動物可以使用的疾病偵測工具,將有助於早期發現早期治療。

然而,體外檢測通常仰賴尿液、唾液或呼氣的偵測,要在動物身上取得這些檢體,並不容易。因此,開發出可以有效搜集檢體進行偵測的方法是此類技術發展的關鍵。

在家貓當中,腎病是最普遍的疾病,根據推測,超過一半的 10 歲以上寵物貓患有慢性腎臟病。

我……我不想得腎病啊。圖/Inge Wallumrød@Pexels

貓的呼氣、唾液、尿液均不易取得,因此團隊使用過去多年開發的「雙光纖微反應槽」做為尿素偵測工具,使用一般市面上常用的貓砂,待吸收貓尿後經過加水稀釋過濾,分析其尿液尿素。

經過半年的研究,發現此貓砂分析方法確實能反應貓的腎病狀況,可以提供動物診所或居家使用。

這個可攜帶可即時反應的尿素偵測工具「雙光纖微反應槽」,過去已成功應用於慢性腎臟病患者人體臨床實驗中的唾液尿素檢測,並於 2019 年生醫感測領域的重要期刊《Biosensors and Bioelectronics》發表。

該工具可以僅使用半顆米粒大小的唾液就可進行即時偵測,且克服了傳統光纖生化感測器易因光纖對位不準造成信號偏移的問題。

這個技術裡使用的「雙光纖微反應槽」只需靠著 3D 列印槽上的刻痕粗略對位,就能確保系統感測特性的穩定性。

待貓砂吸收貓尿後經過加水稀釋過濾,搭配感測槽分析其尿液尿素,確實能反應貓的腎病狀況。圖/科技部提供

比起分析貓砂,還會有更方便的?

目前,適合居家簡易操作的尿素探測棒也正在發展中。

研究團隊將引入冉曉雯團隊與法國國家科學院謬魯斯材料研究院 Dr. Olivier Soppera 共同指導的光直寫半導體製程技術,而此技術可以很容易的在塑膠棒上面製作出半導體元件。

而已發表的系列工作還有使用深紫外光雷射對氧化銦鎵鋅溶液進行圖案化製作電晶體、使用雙光子紅外光雷射使氧化鈦溶液產生具有導電性能的石墨烯化微碳顆,結合這些光直寫技術,預計 2020 年內可完成尿素探測棒,提供居家易操作的貓砂偵測。

前述的跨領域甚至跨國的研究成果,部分已發表於具領導地位的生物感測與生醫電子《Biosensors and Bioelectronics》以及先進材料《Advanced Materials》期刊,這些成果對於未來拓展動物體外檢測以及人體唾液/尿液中各類分子的偵測有很大的幫助。

記者會後合影。左三起國立交通大學光電工程學系教授冉曉雯、科技部工程技術研究發展司副司長郭箐、中興動物醫院副院長黃明如、國立交通大學物理研究所教授孟心飛,及交大光電系研究團隊。圖/科技部提供


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