【點新聞報道】你有沒有想過,只有頭髮粗細的管道可以幫你診斷和治癒疾病,甚至可以實現在家精準檢測,告別上網「亂求醫」!這個神奇發明源自微流控技術,亦是本集《港TECH TALK》探討的前沿科技。點新聞邀請到香港大學工程學院機械工程系教授、香港青年科學院院長岑浩璋教授接受嘉賓主持邱達根訪問,為大家科普微流控技術。
究竟什麼是微流控?微流控技術的工作原理是什麼?它同我們的日常生活有什麼關聯?又有哪些方面的應用潛力?即刻去片,讓我們一探究竟。
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【什麼是微流控技術】
微流控(Microfluidics)是一種控制「軟物質(Softmatter)」的技術,比如使用只有頭髮絲粗細的微管道,處理或操縱微小液體的流動。微流控技術涉及工程學、物理學、化學等,是一個跨學科的新興領域。微流控裝置相當於一個微縮實驗室,可以將實驗分析過程的樣品製備、反應、分離、檢測等基本操作單元集成在一塊微米尺寸的芯片上,完成分析全過程,因此又被稱为「芯片實驗室」(Lab-on-a-Chip)或「微流控芯片技術」。
據岑浩璋介紹,微流控裝置由裝載微管道的彈性膠片及密封用玻璃片兩部分組成,玻璃片上方留有小孔,方便液體進入。微管道的形狀可以根據實驗需求量身定製,在顯微鏡和高速相機的幫助下,可以觀察液體在其中的流動。
在微流控芯片中,能夠製作出許多大小、尺寸均勻的液滴,利用油或是水作為載體,就可以包載藥物、細胞或是其他物質,將其傳遞到目的地。這是微流控技術的重要功能。
【微流控技術助力精準醫療】
目前,岑浩璋致力於利用微流控技術研發更先進的醫療設備,給醫療界或者普羅大眾應用,幫助疾病精準檢測和治療。他提到微流控技術在醫學領域的應用前景,其一便是疾病的針對性治療。
微米大小的液體怎麼樣能實現精準診斷?岑浩璋指出,微流控技術操控微小流體的特點,令單細胞分析成為可能,這意味着我們可以將人體內的細胞逐個分開來分析,更精準地看到細胞與細胞之間的差異。如果將差異分析運用到疾病治療上,醫生便能夠根據病人的不同性別、年齡等,制定針對性的治療方案。
微流控技術在醫學領域的應用前景,其二是提升疾病檢測的靈敏度。岑浩璋以「水中的紅色顏料」作比來說明其中的原理,即在一瓶水中,一滴紅色顏料也許很難被檢測到,但是當這瓶水變成成千上萬個液滴的時候,紅色顏料的濃度就會大大提升,檢測的準確性也就得到提高。
基於此,岑浩璋的科研團隊,研發出針對多項高風險及高死亡率的疾病的快速便攜式檢測DipμChip,該項發明獲得2023年日內瓦發明展金獎。「我們希望更加普及化,就是可能將這一種技術,做到機器更加方便,甚至做成一個很簡單的膠片,已經可以拿回家隨便用,好像疫情期間大家用的快速測試。我們在家裏用就已經可以很快拿到信息,而可能給醫生一看,醫生就立刻可以利用這個數據幫助診斷。」
當微流控技術與大數據結合,將可能有效地進行群體性疾病檢測。岑浩璋表示,便攜式檢測如果在家裏用,關注的只是個人,如果可以將個人檢測的數據上傳到超算中心去分析,從一個人口層面而言,醫生就能夠通過數據分析得出更快速、精準的疾病診斷。而經過醫生診斷後,個人也可以即刻度量身體用藥後的變化,將數據上傳到超算中心,或是讓醫生知道這個治療的方案是否有效。
【微流控技術與未來食物】
微流控技術的應用並不侷限於醫療領域,在製作未來食物上亦可以有所應用,譬如近年來市面上出現的「人造肉」。岑浩璋表示,微流控技術可以通過微小的液體排列模擬自然肉的纖維。「很多時候肉質取決於,形成那塊肉肉質的纖維,或者組成部分的大小或排列……如果當這個液體的排列,我們轉化成為固體,它比我們舌頭可以感受到的尺寸更小的話,代表我們可以控制它的質地……去做出一些吃下去,可能分不清是人造肉還是自然生長出來的肉質。」
微流控技術在生活的方方面面都有巨大潛力,岑浩璋希望這項研究可以為其他的專家、學者提供一個技術平台,一起運用想像力去有效地促進人類的生活。
【下集預告:岑浩璋的創科路】
岑浩璋對微流控技術的痴迷源自哪裏?香港對岑教授有着什麼樣的吸引力?他對香港的科研發展以及青年人投身創科,有什麼看法同建議呢?下一集,讓我們一起聽聽岑浩璋講述自己的創科路。
(攝製組:點新聞記者丁旻、鹿洺、蘇婷、任青、Sunny|撰文:鹿洺|旁白:葉德榮)
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