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2025-02-25乳牛是壯還是胖? 中山團隊研發一分鐘解析乳牛健康的感測器 518 期

Author 作者 整理報導|羅億庭

你知道乳牛長得胖或壯,和牛乳的品質與產量息息相關嗎?儘管乳牛的肌肉儲備量相當重要,但傳統的營養監測方法卻一直存在準確性不足的難題。榮獲第21屆「國家新創獎」學研新創獎的中山大學醫學科技研究所莊承鑫團隊,便針對這項行業難題,成功開發出可以在一分鐘內檢測牛肌肉量的「可攜式肌酸酐檢測儀」。此儀器能透過精準管理提升牛乳產量與品質,有望為臺灣酪農拓展41億元商機,未來更有機會用於肌少症族群的健康預防。

在乳牛產業鏈中,乳牛的肌肉儲備量與牠們的妊娠次數、泌乳量呈正相關。但過去在評估乳牛的個體狀態時,僅能依靠專業人士目測體態,導致牠們的肌肉量無法被精準掌控,更缺乏及時、有效的「肌肉儲備」監測。因此莊承鑫團隊與國家衛生研究院合作,將研發目光聚焦於肌肉代謝的產物——肌酸酐(creatinine),以突破傳統檢測的局限性。肌酸酐是一種在人類、動物的肌肉代謝過程中皆會產生的物質,它的濃度也可以反映肌肉組織的代謝狀況和健康程度。而血液和尿液中的肌酸酐濃度也可以用於評估肌肉儲備量、腎功能和整體代謝健康,是臨床診斷和營養評估的重要指標。為了有效監測乳牛的肌肉儲備量,團隊研發可搭配一次性快篩試劑晶片的檢測儀,能在短短一分鐘內同時檢測尿液和血清中的肌酸酐濃度,提供客觀、即時的肌肉儲備量數值。

在研發上,研究團隊採用奈米技術,將同時具有正、負電荷的雙性離子包覆於奈米粒子外層,提高了感測器的特異性。此設計使檢測儀能精準地辨識出肌酸酐分子,同時降低其他物質的干擾,大幅提升檢測的敏銳度。此外,儀器的小型化設計更使它能直接在牧場現場使用,突破了傳統實驗室檢測的時間、空間限制,農民無需將血清運送到實驗室檢測,在畜牧場便可以即時快篩。

憑藉這項技術,農民可精準掌控乳牛肌肉儲備量,及早發現肌肉流失問題。這項檢測也能夠能提供農民客觀的數據,及時評估乳牛的健康狀況,讓他們能做出更明智的飼養管理決策,調整飼料配方,預防轉換期疾病,提升乳產量,為乳牛產業帶來可觀的經濟效益。臺灣乳牛市場目前約有五萬頭泌乳牛,若能將平均妊娠胎次從2.6提升至2.9,預計可增加10%產乳量。以每胎泌乳期305天、每日泌乳30公斤的泌乳牛為例,有望為產業創造高達41億元的經濟效益。

現階段研究團隊已獲國科會審查補助,將檢測儀從實驗室帶入畜牧場,實地應用於20∼30頭泌乳牛中。團隊預計仍會持續拓展他們的研究視野,蒐集乳牛的健康數據進行快篩晶片的最佳化與改良,並建置雲端管理平臺。未來,團隊也期待能將技術推廣至人體醫療,為肌少症族群提供創新、可在居家使用的健康檢測方案。

新聞來源
中山新聞(2025年1月6日)。影音》1分鐘快篩提升牛乳產值 中山大學獲國家新創獎。中山新聞,https://news.nsysu.edu.tw/p/406-1120-347659,r2910.php?Lang=zh-tw。