應用於金黃色葡萄球菌快速半定量檢測之雙模式紙基微流體平台結合影像與色彩強度分析之研究

背景：金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）為全球重要臨床致病原菌，現行檢測方法仍仰賴細菌培養與藥敏試驗（AST）。雖具高準確度，但需 2~5 天方能獲得結果，可能延誤治療並加速抗生素抗藥性（AMR）問題。因此，發展快速、低成本且可攜式的即時檢測（POCT）平台，有助於提升臨床感染監測效率與決策精準度。
研究目的：本研究旨在開發一種結合顯色反應與影像分析的雙模式紙基微流體（μPAD）平台，用於金黃色葡萄球菌的快速檢測與半定量分析。透過標準化影像擷取與數位影像處理，量化顏色強度並建立與菌濃度間的指數回歸模型。
材料與方法：μPAD 以人工壓痕方式製備微流道結構，樣本經十倍與對半稀釋（n = 5）後進行抗原–抗體反應與 HRP–TMB 顯色，反應時間固定為 10 分鐘。以標準化光源與距離拍攝影像，並使用 Python/OpenCV 進行灰階轉換、二值化、圓區域定位與 RGB/HSV 色彩量化；其中 RGB 的 B 通道具最高靈敏度。因傳統培養法無法提供連續色彩與濃度資料，故以混淆矩陣進行方法一致性分析。
結果與結論：平台之顯色訊號與 CFU 呈高度相關（R² = 0.96），偵測極限約為 10⁶ CFU/mL。混淆矩陣分析顯示相較於傳統培養法，本平台具有 80% 的整體準確率與 86% 的特異性，且不同濃度條件下皆呈現穩定可重現的顏色反應。