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斷鏈之後
 

疫情檢測qPCR流程關鍵步驟多 大江基因籌組醫工與排程自動化

疫情在全球持續延燒,隨著篩檢人數的增加,醫療檢驗人員的工作量也隨之提升,機器人輔助檢測的需求逐漸提升。大江生醫子公司大江基因與衛福部、科技部、經濟部、疾管署合作,借由大江生醫鷹眼實驗室的研發自動化「生物挖礦」,及大江基因檢測核酸的經驗,產出自動化COVID-19(新冠肺炎)檢疫設備QVS-96,同步取得衛生福利部食品藥物管理署(TFDA)的第一類醫材證照,目前以借用的方式,提供疾管檢疫機關昆陽實驗室上線使用。

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藉由機器手臂,提升防疫效率、降低醫檢人員工作負擔。陳彥任

DIGITIMES電子時報智慧醫療YouTube頻道:大江基因自動化COVID19新型冠狀病毒檢疫設備QVS-96(qPCR Virus Scanner)

科技人才與醫學基因工程專家的快速合作

大江生醫大江學院營運長陳彥任分享,推出檢測儀器的過程表示,生醫產業的檢測講求快速的同時,精準則是更為重要的核心價值,因此在2個月以內,組織10位專家與大江基因基因團隊合作,共同瞭解核酸檢驗流程、步驟,進而整合程式撰寫和排程等領域知識,提升「定量即時聚合酶鏈鎖反應」(qPCR)效率,降低檢疫人員的工作負擔。

在研發時期,疾管署也提供病毒樣本,供自動化團隊參考使用,而在後續如期達成確效後,目前2.5小時之內,能夠產出、檢出96個樣本,若是1天輪8~9班來計算,1天約莫可以檢測864樣本/人數。目前台灣有34個合格的檢測單位,單日檢測量能約3,000個樣本,即便檢測人員不眠不休,24小時檢測,極限檢測產能約3,800個,然而,陳彥任也坦言,這是不可能的狀況,也因此,若是有4台以上的自動化檢疫設備,約莫就可以將台灣總檢疫量能增加1

然而,截至2020年4月14日為止,從衛生福利部疾病管制署官網顯示的數據得知,目前國內送驗數量為48,549例,排除44,890例,累積確診393例,死亡6例,解除隔離114例,而4月13日送檢數量1,345例,排除2,183例,單日確診5例。依照目前的醫療檢疫需求量來說,持續開發、設計、生產、組裝此自動化檢測設備,仍有其必要性。大江基因預計2個月之後,推出能在差不多時間之內產出/檢出190個樣本的2.0版本。

效性成分與基因檢測單位 切入機器手臂應用初心

陳彥任分析,因為封城、封國的緣故,全球的經濟受到嚴重衝擊,也因此若是能更精準且快速檢測出是否感染,能夠有效讓病人快速獲得治療與醫療資源,健康的人也能夠繼續正常生活工作。

之所以在原本大江生醫的「效性成分」開發事業以外,額外籌組人力提升自動化醫療防疫應用,陳彥任坦言,希望整合過往處理核酸與自動化的經驗,提供產業一些幫助,也說大江生醫主要業務也不是作機器人,更不是組裝廠,然而,從過去的分注和繼代機器人使用的丹麥優傲機器人公司(UR),大江基因已有不少使用機器手臂,提升基因工程效率的經驗,因此,本此也透過日本不同廠牌的機器手臂,整合檢疫、核酸處理流程、撰寫排程程式等方式,產出長4公尺、寬1.03公尺的1.0版自動化COVID19新型冠狀病毒檢疫設備QVS-96。也因為正在研究與微調迴旋半徑相關設計,也因此未來的QVS-190體積有望再更輕巧一些。

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檢測qPCR流程與關鍵步驟

定量即時聚合酶鏈鎖反應」檢測精準度達99.9%,然而之所以耗時長,就在於整體流程包括了萃取檢體核酸,進一步檢測病毒釋放的RNA訊息,而檢測時更要再加入5道試劑,再經過離心機的運轉後,才能進入最終qPCR檢測是否陽性或陰性。

也因為流程繁瑣,醫檢人員也必須透過登錄、紀錄等方式,才能知道各個檢體的檢測進度,5道試劑進行到第幾個步驟了,自動化設備也能降低人員的錯誤與精神壓力。qPCR檢測的核心萃取和分注則是效率化的關鍵

「qPCR檢測一個盤子進去,就是要50分鐘才會檢測出來」,而這個部分也是現階段無法再次減少與降低工作時間的流程。目前唯一不能透過機器來協助的流程,就是依然很需要靠合格醫檢人員操作的採樣,因為採樣可能會有受測者不配合,或是因為閃避等情況,造成採取到的檢體失真。未來或許還有更多科技方法可以增進此流程,但目前整體流程即便部分自動化,醫療檢驗人員的專業知識與調控仍為檢測與防疫關鍵。目前採樣後,樣本管子封起,放置於自動化檢測設備內,接下來所有的流程就都交給機器手臂操作

大江基因的系統整合成本也不低,未來希望朝全球市場推廣這樣全病毒掃描的全自動化設備的陳彥任說道,試劑必須跟其他單位合作、機器人也需由外部找資源。目前1台機器預期售價為70萬美元,包含1.8萬份樣本檢驗試劑量能的試劑為100萬美元,整體170萬美元,預估能夠提供檢驗單位使用1個月,之後再透過試劑補充的方式持續運行。希望初期導入能夠有效降低疾管署、台灣各檢測檢驗單位醫檢師的體力與提升效率,未來也能彈性調整,切換為每年流感病毒的檢測機。

蔡騰輝

DIGITIMES電子時報智慧醫療主編蔡騰輝Mark Tsai
專注研究智慧醫療產品技術服務導入場域時,所遇到的困難癥結與如何克服要點。
精通中英德語,熱愛挑戰與Swing Dance。
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