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抗生素抗藥性

你有服用過抗生素嗎?生活中大大小小的生病、感染，多少每個人都服用過抗生素，就算沒有因為生病吃藥接觸抗生素，我們每天吃的食物裡面，也可能在其生長的過程中施打過抗生素。這些錯用或濫用，以及食物中為幫助生長或抗病的抗生素，都可能導致細菌突變，對抗生素產生抗藥性。日益增多的抗生素抗藥性已經成為公共的健康議題，即使在美國這樣先進的國家，每年仍然有兩百萬人感染這種抗藥性細菌，並導致兩萬三千人因此死亡。

感染菌檢測

那為什麼不能準確給予患者正確的抗生素呢?問題也就在這裡。當患者看醫生時，可能很緊急，顯現出很多症狀，類似感冒流鼻涕，可能是過敏、可能是感冒病毒，也可能真的有細菌感染，但醫師身處在第一線，為了要及時控制住病情，可能會給予廣效型抗生素，或許就能有效治療，若不能就看反應再行換藥，然而實驗室要檢出是哪一種病菌還不是立即能得知的，需等2- 3天做細菌培養並達到足夠的數量才能檢測出來，所以可說是緩不濟急。但這段時間還是需要另行給藥的，然而，就可能有風險服用到不合適的藥物、劑量和總服用時間，不但無法有效治療，反而引起細菌突變。簡言之，無法及時檢測細菌種類增加了醫師判斷的困難。那麼如何才能把原來需時2-3天的檢測大幅縮短，讓醫師能正確下處方呢?

芯片快速檢測

加拿大多倫多大學(University of Toronto)，設計了一款診斷芯片，可以將檢測時間縮短到一小時。而這個設計，首要就是讓細菌能及集中於一個極小的空間，僅有約2nL的體積，讓濃度到達可量測濃度。方法就是將待測樣品流過一個玻璃芯片，這個芯片上設計有很多小凹洞，每個凹洞底有微小珠粒(microbeads)組成的格狀過濾器，當待測樣品流過，便可抓住細菌。當細菌集中在這個奈米大小的凹洞內，即被抗生素還有單分子的氧化還原指示劑「刃天青」(resazurin)局限住。因為未被殺死的活體細菌會把「刃天青」代謝成為「試鹵靈」(resorufin)，改變了電化學特性；如果細菌被抗生素殺死，那就不會把「刃天青」代謝掉，因此電化學特性仍保持不變。而原本​​設計在這個芯片的電極就可偵測因為「刃天青」轉成「試鹵靈」的電流變化。

以上的發明，可以說就是結合在局部增加樣品濃度和利用電化學來判讀結果。而傳統方式多為應用螢光偵測，需要螢光顯微鏡，多在實驗室進行。這樣的產品若真的能在臨床使用，應該能避免掉很多不需要、不正確的抗生素使用。