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2020-12-15奈米鑽石打造的疾病篩檢試紙
468 期
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【本刊訊】鑽石不光有華麗的外表，也能被用在生物醫學領域。倫敦大學學院（University College London, UCL）研究團隊，利用奈米鑽石（nanodiamond）的獨特結構製作一款試紙，在人類免疫缺乏病毒（Human Immunodeficiency Virus,HIV）病毒量極少的狀況，仍能準確被測得。研究發表於《自然》（Nature）期刊。
奈米鑽石的顆粒小於1微米，有可能是透過爆炸或隕石所產生，由於它的價格低廉，又有極高的生物相容性，因此常被用於生醫與電子等領域。
此次研究中，研究人員將側流式免疫測定（lateral flow）試紙（即快篩）與奈米鑽石結合，利用奈米鑽石內含的氮空缺（nitrogen－nitrogenvacancy,NV）中心結構，在微波場（microwave field）的幫助下調節光波發射的強度與頻率，最終成功讓被螢光標記的病毒抗原可與背景螢光分開。研究第一作者米勒（Benjamin S. Miller）在UCL的報導中表示，如此便能解決以往螢光標記在背景螢光下難以顯現的問題，也大幅提高偵測病毒的靈敏度。
另外，團隊亦在生物反應放大系統——生物素－親和素模型（biotin–avidin model）中檢驗該試紙的靈敏度極限，是過去使用奈米金（nanogold）作為材料的10萬倍；換句話說，奈米鑽石生成可檢測訊號所需的病毒顆粒數，比奈米金要少很多。
利用奈米鑽石試紙，HIV患者便可在患病初期測得病毒，並及早接受診斷與治療。不過，由於該試紙的測試結果目前仍須透過實驗室判讀，因此，團隊希望未來能結合智慧型手機或其他螢光標記讀取裝置，讓人們即使在簡便的環境下，也能隨時做篩檢。
而除了HIV，團隊也計畫用此試紙篩檢「嚴重急性呼吸道症候群冠狀病毒2型（SARS-CoV-2）」，目前這項計畫已在英國測試，倘若成功，一定能為醫療系統帶來很大的幫助。
新聞來源
1. Quantum nanodiamonds may help detect disease earlier, University College London, 2020.
2. Benjamin S. Miller et al., Spin-enhanced nanodiamond biosensing for ultrasensitive diagnostics, Nature, 2020.