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對抗COVID-19疫情,以色列理工學院的因應之道

作者- Frank Yen

儘管受到COVID-19疫情的影響,Technion的研究進度與規劃仍舊不停歇,許多實驗室更運用各自專長領域研發對抗新冠病毒的檢測方式與防護產品,以下將介紹五項來自Technion實驗室的研發成果。


病毒檢測

1. Pooling快速篩檢

早在2020年3月COVID-19於以色列引起第一波疫情時,Technion生物系的Roy Kishony教授便與Rambam醫學研究校區的研究人員共同開發一種快速的病毒篩檢方法。這種快篩是根據現有的PCR(聚合酶鏈鎖反應,用來偵測檢體中病毒特定的基因片段)技術,加上合併多個檢體同時檢測的Pooling方式來達成的。由於單次PCR的反應時間需要數小時,這個方式的優點是能夠提升實驗室整體的篩檢效率,而且只有在合併檢體中測出陽性反應時才需要針對其中的病人再次進行檢測。這項技術更可以快速檢測無症狀的病毒帶原者以及潛在感染者,對於抑制疫情具有關鍵作用。


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Photo credit: Technion


2. 奈米微陣列呼氣檢測儀

如果能夠推出價格便宜且操作快速簡易的病毒快篩方法,將有望遏止大規模疫情擴散。Technion化學工程學院的Hossam Haick教授與來自中國武漢的研究團隊於是共同研發一種新型呼氣檢測儀,藉由呼出氣體中的特定揮發物來判定受檢者是否感染COVID-19。他們設計的奈米微陣列能夠用來快速篩檢病毒中的特定生物標記,並在中國武漢進行的臨床研究中證明這項呼器檢測儀的功效,其篩檢專一性與準確度分別可達到84%和92%,後續的技術優化與商品化將透過Nanose Medical公司執行,有望應用於機場、醫院與賣場等高風險傳染場所的現場篩檢。




Photo credit: ACS Nano


3. 唾液快速篩檢

儘管超過400萬的人口已接種第三劑疫苗,以色列現在正經歷第三波疫情;開發非侵入性且能夠快速顯示結果的篩檢方式是有效抵抗病毒的第一步。Technion醫學院的Naama Geva-Zatorsky教授從2020年四月便開始研發透過唾液檢測病毒的快速篩檢方式,經過不斷的嘗試與優化這項技術於近期在Technion校內推行,以保護全體師生的教學與研究安全。該唾液篩檢利用簡化的PCR技術搭配改良過的酵素,40分鐘內即可得知唾液檢體中是否含有病毒,如果檢體的顏色由紅轉黃則表示陽性結果。該技術目前由Rapid Diagnostic Systems公司取得並進行後續的研發與商品化。




Photo credit: Technion


醫療防護產品

4. 與口罩結合的奈米纖維貼片

Technion機械工程學院的Eyal Zussman教授開發一種能夠黏貼於口罩上的奈米纖維貼片,以加強醫療用口罩阻擋COVID-19病毒進入的功效。這項貼片利用3D列印技術將奈米纖維與殺菌劑結合於其薄膜中,能夠有效中和並防止病毒穿透。該貼片除了已經開始大量生產外,更獲得以色列衛生部核准,預計提供這項貼片給Galilee醫學中心的醫療人員使用以評估其有效性與適用性。




Photo credit: Technion


5. 長效型殺菌消毒劑

噴灑消毒劑是阻止疫情傳播的方法之一,然而目前常用的家用漂白劑(次氯酸鈉)和工業用酒精仍有其缺點,因為他們只有短暫的有效性,一旦暴露在陽光或紫外線下便容易快速揮發,因此需要進行多次消毒才能發揮預期功效。Technion化學工程學院的Shady Farah教授於是開發一種新型殺菌消毒劑,能夠維持長效殺菌功能進而破壞冠狀病毒的感染機制。這種消毒劑由於是由新型聚合物組成,它的結構穩定且不容易被分解,更可以改變病毒的蛋白質結構以達到長期殺菌效果。Farah教授表示研究團隊會利用低成本聚合物與簡易方式來量產這種長效型殺菌消毒劑,以應用到各種病毒潛在傳播之處。




Photo credit: Technion


透過上述豐碩的研究成果能夠看出Technion善於結合跨領域學科與跨團隊交流的能力,從病毒檢測到醫療防護產品的開發,Technion研究人員無不致力於運用實驗室專精技術,並與國際研究團隊或醫療機構合作來共同對抗COVID-19疫情。

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