作者：Anne Trafton
編輯：吳海波
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在醫學檢測仍昂貴、依賴實驗室裝置的今天，MIT 的一項新技術讓“用一片塑膠片在家檢測癌症”成為可能。這款成本僅50 美分（約人民幣3.6元）的 DNA 感測器，不僅靈敏精準，還能常溫儲存兩個月，為低資源地區和居家醫療打開了新的可能。
由 Ariel Furst 教授團隊開發的電化學感測器，由附著有 DNA 的廉價金箔電極構成，並層壓在一片塑膠薄片上｜圖片來源：研究團隊提供，MIT News 編輯整理
本文第一作者為 MIT 化學工程系研究生Xingcheng Zhou，專注於生物感測器與低成本分子診斷技術的研究。合作者包括本科生 Jessica Slaughter、2024屆畢業生 Smah Riki 和研究生Chao Chi Kuo，研究論文於 6 月 30 日發表在《ACS Sensors》期刊。
用DNA做“探針”，檢測疾病訊號
這款感測器的核心是一塊覆蓋有 DNA 分子的電極。當感測器檢測到目標病原體（如癌症基因、病毒片段）時，會啟用一個來自 CRISPR 基因編輯系統的酶，使其像“除草機”一樣剪碎附著在電極上的 DNA。這種變化會引起電流訊號的顯著波動，從而完成檢測。
這個過程不僅快速、精準，而且原理與糖尿病血糖儀類似，可藉助簡單的電化學儀器測得訊號。
“一旦檢測酶 Cas12 被啟用，它就像割草機一樣把電極上的 DNA 全剪掉，電訊號也就跟著消失了。”——MIT 化學工程助理教授、專案負責人 Ariel Furst
創新點：不僅便宜，還耐儲存、能遠端發貨
過去這類電化學感測器的最大問題是DNA 不穩定，容易降解，必須現用現做、嚴格低溫儲存，限制了它們在實際場景中的使用。
此次 MIT 團隊透過引入一種廉價聚合物 —— 聚乙烯醇（PVA），為電極上的 DNA 提供“防護罩”，有效防止氧化損傷，讓感測器即使在高溫下也能儲存長達兩個月，無需冷藏。
這種 PVA 塗層每次成本不足一美分，乾燥後會形成一層薄膜，保護 DNA 不被破壞。
成本僅50美分，還能檢測癌症基因
每個感測器製造成本約為50 美分（約人民幣3.6元），可透過貼在塑膠片上的金箔電極批次生產。
在本次研究中，感測器成功檢測出尿液中的前列腺癌基因 PCA3，證明了其醫療價值。
可適用於尿液、唾液、鼻拭子等多種樣本，未來有望擴充套件到包括 HPV、HIV 在內的多種疾病快檢。
Furst 教授表示：
MIT學生團隊正推進創業計劃
該技術背後的研究生團隊已成功進入 MIT 校內的創業孵化器專案 delta v，計劃將這項成果推向產業化，開發更完善的產品原型。
隨著儲存壽命大幅延長、運輸冷鏈限制解除，這款感測器將有望被送往世界各地，用於多種疾病的現場快速檢測，尤其適合醫療資源匱乏或環境惡劣地區。
“我們曾經的限制在於感測器必須現場製作，現在我們可以提前生產、常溫運輸，進入更多真正需要的地方。”——Ariel Furst 教授
研究部分由 MIT 科研支援委員會和 MathWorks 獎學金資助
參考資料：https://news.mit.edu/2025/mit-engineers-develop-electrochemical-sensors-cheap-disposable-diagnostics-0701