台湾大学开发能早期发现癌症的平价检测装置
2016-01-23 15:34:52   来源：微迷   评论：0   点击：

如果有一种廉价的桌上型检测装置能被医疗院所广泛采用，或许癌症的早期发现将成为常态──而且其关键在于，该种装置能在病灶还只有5mm大小、大多数时候能轻易用外科手术切除的时候就被检测出来。

上述技术是台湾大学电机资讯学院（Electrical Engineering and Computer Science，EECS）的开发成果，并已授权台达电子（Delta Electronics International）制造；台大电机系教授田维诚表示：“这种可携式微型气相层析系统（micro-gas chromatography system），能检测出显示肺癌患者的挥发性有机化合物，以及癌症的发展阶段。”

该微型气相层析系统的软体是由台大资工系教授曾宇凤编写，其他参与此装置研发的人员还包括台大电机系教授李嗣涔、联发科技-台大创新研究中心主任/台大电机系教授吕学士，以及台大研究生郭峻延、黄柏恺、黄彦铭、San-Yuan Wang、Po-Hung Kuo、Wei-Che Hsieh、Yen-Ming Huang与Shih-An Yu。

台大团队开发的肺癌检测装置

这种微型气相层析系统的作用像是酒测器（breathalyzer），能让病患呼气来检测典型肺癌的生物标记化学成分；而由于该装置的检测能力达到15PPM，因此可以在恶性肿瘤仍能以手术切除的阶段就发现它的存在。

市面上也有其他类似的层析系统，但体积通常很大、价格高昂，并需要经过特殊训练的检测员，很难成为医师日常执行的检查项目；而事实上，另一种在检测癌症的敏感度上能媲美该微型气相层析系统的“小型探测器”，是经过训练的狗狗（当然，它们恐怕也没办法一直待在医师的诊间）。

台大校长杨泮池在接受EE Times美国版编辑访问时表示：“我们相信若能利用这种廉价的桌上型微型气相层析系统，在非常早期的阶段检测出肺癌的生物标记，将造福国际社会。”

微型气相层析系统的内部架构

微型气相层析系统在尺寸上的终极限制，是进行精确检测所需的长飞行路径──也就是量测一个分子到达探测器的时间，以计算其原子重量──台大的微型气相层析系统采用一个长微流体通道，能在小尺寸装置中放进更长的距离。田维诚指出：“我们的终极目标是让微流控装置能缩小到可放进智能手机。”

目前台大团队开发、台达电制造的桌上型尺寸微型气相层析系统，内部的关键零组件包括一个MEMS预浓缩器（pre-concentrator）、用以将呼气样本凝结成液体，一个以微流控制作的独立圆柱体、能在小尺寸装置内放进更长的飞行路径。

还有一个CMOS通用气体传感器与校准电路，一个能读出每个被检测到的生物标记之高解析度量测值的低杂讯电路，以及由台积电35纳米工艺生产的系统单芯片（SoC），内含特制数字信号处理器（DSP）单元，能识别、量化生物标记。

层析系统的输出显示典型肺癌的化学成分，曲线的高度代表其严重性