毒性检测是医学进步的重要一环，可提供医师评估人体暴露安全性，为药物长期使用提供重要安全性的依据。过去只能在实验室进行，成本昂贵且需时甚久，为突破现状，长庚医院与长庚大学团队长期合作研究，终于传出捷报！成功开发如同快筛的实验芯片，将可快速筛检毒物及药物对细胞的毒性反应，还能结合人工智能，以更早期准确诊断与判别治疗效果。

突破性毒性检验芯片

以临床医师的观点而言，这个实验芯片系统是一个非常重要的技术突破，不但体积被大幅减小至传统系统的11%，系统也约1/5价格，可达到任意选定量测坐标与范围，不受限于需要先行制备且昂贵的微电极数组，又不会有表面电极改变细胞型态与特性的缺点，可运用于前期细胞的药物筛检反应，例如：对人体相对重要的心肌细胞、神经细胞等。由于具有多项优势，未来极有机会取代传统系统开发成产品。

长庚团队开发的这个实验芯片，是由长庚大学工学院院长赖朝松教授、光电所所长杨家铭教授、美国加州大学美熹德分校生物工程系靳伟君教授，与长庚医院一般外科黄灿龙医师与临床毒物中心颜宗海医师合作完成。

颜宗海医师表示，传统毒性检测必须经过细胞实验、动物实验及临床实验的过程后才能获知结果，不论在时效性或应用性都明显不足，因此长庚团队根据临床实验需求进行研究，终于开发出这个新颖的实验芯片，成果已被刊登在今年8月的知名期刊「传感器和致动器B：化学(Sensors and Actuators B: Chemical)」。

Mirror-LAPS (Mirror-Light Addressable Potentiometric Sensor)系统架构图

设计原理与应用

长庚大学工学院院长赖朝松教授及光电所所长杨家铭教授指出，此芯片是一个新型的细胞离子活性侦测平台-小型化Mirror-LAPS系统，其架构是由现场可程序化逻辑门阵列、红光激光、模拟扫瞄微振镜组成。

透过 LabVIEW程控微振镜，快速扫瞄与自动标定光电流与其坐标，因此可产生实时二维影像。目前已经验证培养肾脏上皮细胞HK-2在不同葡萄糖浓度下，pH改变之二维生医影像，意味着在药物治疗与有毒物质对细胞新陈代谢反应，实时反映细胞损伤状态，也可以得到实时定量的分析，协助医师了解毒物或药物对细胞的伤害。

由于这种实验芯片制程成熟稳定，可进一步结合不同的离子选择膜，用于检测酵素、抗体与DNA，具有扩充性的优势，未来可进一步建构不同的传感器数组得到二维生医影像，来结合人工智能进行机器学习与图形判别，有机会用于定点照护检验(Point of Care Testing)与二维生医影像分析，发挥更大的医学效能。

长庚研发团队（左一赖朝松院长、左二黄灿龙医师、右二颜宗海医师、右一杨家铭所长）。

来源：台湾长庚医院、侵删