變變變，紙張也可以用來做晶片！

科學新聞由SciScape提供

科學家成功利用紙張製作微流體晶片，並利用紙晶片進行三項肝功能檢查：鹼性磷酸酶（alkaline phosphatase, ALP）、轉胺酶（aspartate aminotransferase, AST）以及血清總蛋白（total serum protein）檢查。同時這個紙晶片也符合世界衛生組織（WHO）針對重點照護檢驗（Point-of-Care Test）所發佈的ASSURED準則。

任職於美國哈佛大學的George Whitesides及其研究團隊投入紙張微流體分析系統（Microfluidic paper-based analytical devices, µPADs）研究的契機，始於美國國防部請Whitesides發展一套能快速檢驗生化武器的設備。在依據國防部的需求發展相關設備之後，Whitesides團隊轉而研究如何將生化武器檢驗設備應用於一般疾病的檢驗。為了降低成本，Whitesides團隊最後選擇使用紙張作為製作微流體晶片的材料。

微流體晶片是生物晶片的一種。微流體晶片最終所追求的目標在於將整個生化檢驗過程（從樣品取樣到檢驗結果呈現）都濃縮在一個指甲大的晶片之上（lab-on-a-chip）。原本製作微流體晶片的過程相當複雜，經過Whitesides團隊的簡化之後，只需要使用印表機將晶片圖案印製到紙上即可。完成的紙晶片約為2公分見方，其構造由上而下主要分為四個部分：塑膠膜、半透膜、Whitesides研究團隊特製的含有試劑的紙晶片、以及最下層的塑膠膜。使用紙晶片的時候，只需在紙晶片上的檢驗區滴入一滴血即可。血液中若偵測到高濃度的AST或ALT代表肝受到損害，像是急性肝炎或是慢性肝炎等。而血清總蛋白濃度，則可以反應肝功能、腎功能，或是營養不良方面的問題。

由於比色測試（colorimetric test）具有反應快速、判讀容易不需複雜儀器的優點，Whitesides團隊選擇在紙晶片上面使用比色測試來檢驗肝功能指標。選擇比色測試的另外一項優點是，由於比色測試已經廣泛運用在一般醫療檢查中，所以Whitesides團隊很容易就可以比對紙晶片的檢驗結果與一般醫療檢查結果是否相符。

Whitesides團隊製作肝功能檢驗晶片所依據的ASSURED準則，是WHO認為適用於資源缺乏地區的理想POC檢驗所應具有的性質。ASSURED準則主要有七項：1） Affordable （對於需要接受檢驗的人來說價格便宜）、2）Sensitive（低偽陰性）、3）Specific（低偽陽性）、4）User-friendly（使用方便，不需要太多的使用前訓練）、5）Rapid （能夠在病人第一次看病的時候就可以知道檢驗結果以便決定治療方法）及robust（不需要冷藏）、6）Equipment-free（不需儀器）和7）Delivered（能夠運送到需要接受檢驗的人的所在場所）。

經過測試，從取血到讀取紙晶片檢驗結果，約半小時左右。紙晶片的優點還有：（1）所需的血液量很少，差不多跟一般血糖檢驗機所需的血量一樣多、（2）一個紙晶片就可以完成血液樣本的製備及處理、（3）可同時進行多樣檢驗、（4）紙晶片系統可以跟遠距醫療系統或是其他疾病診療系統整合、（5）紙晶片本身還具備輕薄短小、不需冷藏、節約能量等種種優點。使用過的紙晶片的後續處理也很簡單，只要焚燬即可。

雖然紙晶片系統具備上述種種優點，但離實際運用在生活中尚有一段距離，還需要進行更多的測試以確保這樣的設計經過大量生產之後仍能正常運作，也需要詳細測試能夠讓紙晶片有效運作的環境條件。目前Whitesides協助成立的非營利機構，Diagnostics For All，正在測試這個紙晶片是否能夠正確檢驗病人的血液樣本。Diagnostics For All估計每個晶片的成本可以少於3塊台幣。

原始論文：Measuring Markers of Liver Function Using a Micro-Patterned Paper Device Designed for Blood from a Fingerstick. Sarah J. Vella, Patrick D. Beattie, Rebecca Cademartiri, Anna Laromaine, Andres W Martinez, Scott T. Phillips, Katherine A Mirica, and George M Whitesides. Analytical Chemistry.