台湾交大开发3D打印双光纤微反应槽，全球独创猫砂检测肾病技术

现代社会，宠物猫是许多人家中的一分子，关怀猫咪的健康也是饲养者的责任。可是猫不会说话，饲养者工作忙碌时，难免忽略了猫咪在行为中展现的疾病征兆，尤其是猫咪健康的头号杀手-肾病，最需要被早发现，早治疗。

在科技部专题计划的支持下，台湾交通大学光电系冉晓雯教授，交通大学物理所孟心飞教授与高雄中兴动物医院黄明如副院长合作，针对猫肾病的体外检测技术进行开发，只要使用一般市售猫砂，就可以成功分析出猫尿尿素的浓度，从而获取猫的肾病状况，检测系统为团队过去多年建立的双光纤微反应槽技术，由两根光纤搭配3D打印的检测槽，以低成本的电子元件组装，即可进行即时检测，这是首次从一般猫砂中可以检测猫肾病的独创技术。

近几年来，许多研究团队开发出各种人体疾病的体外检测技术，然而相较之下，动物疾病的体外检测技术仍相对缺乏。动物的病征常常不够明显，等到主人发现动物出现明显的行为变化时，病况通常已经相当严重。因此，若能开发动物可以使用的疾病检测工具，有助于早发现早治疗。然而，体外检测通常依赖尿液、唾液或呼气，在动物身上，要取得这些检体并不容易，因此，开发出可以有效搜集检体进行检测的方法是此类技术发展的关键。

在家猫当中，肾病是最普遍的疾病，根据推测，超过一半的10岁以上宠物猫患有慢性肾脏病。倘若能有居家监测工具，宠物猫的健康也会更有保障，猫的呼气、唾液、尿液均不易取得，因此团队使用过去多年开发的双光纤微反应槽做为尿素检测工具，使用一般市面上常用的猫砂，待吸收猫尿后经过加水稀释过滤，分析其尿液尿素，经过半年的研究，发现此猫砂分析方法确实能反应猫的肾病状况，可以提供动物诊所或居家使用。

这款便携式可即时反应的双光纤微反应槽尿素检测工具过去已成功应用于慢性肾脏病患者人体临床实验中的唾液尿素检测，并于2019年在《生物传感器与生物电子学》（Biosensors and Bioelectronics）上发表，该工具仅需使用半颗米粒大小的唾液就可进行即时检测，且克服了传统光纤生化传感器会因为光纤对位不准所造成的信号偏移问题，研究团队的双光纤微检测槽只需靠着3D打印槽上的刻痕粗略对位，就能确保系统传感特性的稳定性。

目前，适合居家简易操作的尿素检测棒也正在发展中，将引入冉晓雯团队与法国国家科研中心（CNRS）米卢斯材料科学研究所Olivier Soppera共同指导的光直写半导体制程技术，此技术可以很容易地在塑胶棒上面制作出半导体元件，已发表的系列工作包含使用深紫外激光制备铟镓锌氧化物晶体管，使用双光子近红外激光使二氧化钛溶液产生具有导电性能的石墨烯碳颗粒，结合这些光直写技术，研究团队预计2020年内可完成尿素检测棒，提供居家易操作的猫砂检测。

上述跨领域甚至跨国的研究成果，部分已发表于《生物传感器与生物电子学》(Biosensors and Bioelectronics)以及《先进材料》(Advanced Materials)期刊，这些成果对于未来拓展动物体外检测以及人体唾液/尿液中各类分子的检测有很大的帮助。

参考资料：

https://doi.org/10.1016/j.bios.2019.03.007

https://doi.org/10.1002/adma.201805093