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流行病的爆發可能會在經濟和心理上毀掉一個國家，即使這種疾病影響的是動物而不是人類。
例如，1997年3月19日，台灣爆發口蹄疫，導致同年7月撲殺生豬3,850,536頭。這起事件不僅讓養豬戶和農業工人心碎，
也成為其他台灣人的惡夢，他們在新聞報導中目睹了數千頭豬屍體的掩埋和焚燒。

20世紀，許多疾病廣泛傳播，在全球造成破壞。在我們2018年12月的腦力激盪會議上，提到大量豬屍體漂浮在台灣金門海岸線上，並檢測出非洲豬瘟病毒（ASFV）陽性。
這事件提醒人們亞洲大陸非洲豬瘟疫情的嚴重性。此後，非洲豬瘟蔓延至東亞和東南亞。

在台灣，豬肉是日常飲食的重要組成部分。目前台灣約有550萬頭豬。如果瘟疫蔓延到台灣，考慮到民眾對豬肉產品的嚴重依賴，對台灣社會和國內經濟的影響將是難以估量的。
受影響的不僅是畜牧業，還會對我國動物飼料、運輸、食品加工甚至肉類出口產業造成連鎖反應。

為了防止這場悲劇，我們決定開發一種設備，透過早期檢測 ASFV 來防止大規模流行。
因此，我們設計了一種自動化、可攜式、使用者友好的機器人測試儀器，稱為 ASFAST。
ASFAST 能夠現場檢測 ASFV 並將結果立即上傳到線上資料庫，以便快速遏制任何疫情爆發。
該機器提供了一個利用 CRISPR-Cas 系統和 PicoGreen 專業功能的迷你實驗室。
CRISPR-Cas 系統將允許病毒 DNA 檢測，而 PicoGreen 是一種嵌入螢光染料，可放大訊號表達。
此外，我們希望透過這項措施提高世界對此問題的認識。透過在進行專案的過程中克服障礙的過程中表現出勇氣，即使我們無名小卒，我們也希望激勵其他人做得更多。

非洲豬瘟病毒

1907年，一種致命的傳染病襲擊了非洲肯亞的豬群。導致這種致命疾病的病毒於 1921 年被發現，根據發現地點和宿主，將其命名為非洲豬瘟病毒 (ASFV)。
當非洲豬瘟病毒感染豬時，病毒會在豬體內潛伏4-19天。潛伏期後，病毒開始攻擊白血球並使免疫系統癱瘓，導致急性出血性疾病。
受感染宿主的死亡率達到驚人的100%。不幸的是，只有在養豬戶通知生豬大規模死亡後，當局才能採取行動。由於事件反應較晚，病毒可能廣泛傳播，導致疫情控制不力。

非洲豬瘟病毒的傳播

除了豬對ASFV感染的延遲反應外，ASFV本身俱有很強的傳染性，部分原因在於ASFV極為穩定，可以透過多種途徑感染新宿主。
ASFV 對低溫具有很強的抵抗力，但可能在 56°C/70 分鐘或 60°C/20 分鐘內滅活。該病毒可以在 pH 值 4 至 13 的範圍內存活。
自2005年以來，共有50個國家報告遭遇非洲豬瘟病毒，從肯亞鄰國到遠至中國的一些國家。非洲豬瘟病毒的傳播主要是透過感染豬及其分泌物以及豬肉產品的運輸所造成的。

非洲豬瘟病毒檢測

目前，非洲豬瘟病毒檢測的常用方法需要將血液樣本送到實驗室進行酵素連結免疫吸附試驗（ELISA）或聚合酶鏈反應（PCR）。
酵素連結免疫吸附試驗（ELISA）檢測血液中是否含有非洲豬瘟病毒抗體，這意味著只有在潛伏期過後才能透過此檢測檢測是否感染。
另一方面，PCR 是一個耗時的過程，需要複製 ASFV 的 DNA，直到有足夠的 DNA 進行分析和檢測，通常是在瓊脂糖凝膠上運行並與陽性對照進行比較。
重要的是，血液樣本的運輸可能會帶來不必要的病毒傳播風險。於是，我們想到了開發快速篩檢設備的新想法，讓防疫部門能夠在生豬出現症狀之前進行快速醫學檢測。

CRISPR-Cas12a

CRISPR 技術在分子生物學的新時代帶來了巨大的飛躍，因為它能夠刪除、添加或改變生物體內的基因。 CRISPR-Cas系統是原核生物針對外來遺傳元件的防禦機制，包括雙股（dsDNA）、單股DNA（ssDNA）、單股RNA（ssRNA）和雙股RNA（dsRNA）。
在目標辨識之前，Cas蛋白會與含有富含T的原型間隔子相鄰基序（PAM）序列的crRNA（CRISPR RNA）結合，形成Cas-crRNA複合物。一旦Cas-crRNA複合物在PAM序列的指導下完成標靶識別，就可能發生標靶編輯或切割。
在我們的專案設計中，我們在篩選設備中使用 CRISPR-Cas12a 來檢測 ASFV 序列。 CRISPR-Cas12a 是一種 V 型 CRISPR 蛋白，可切割目標 DNA。最重要的方面是它還具有辨別單股 DNA 穿線活性。在使用 PicoGreen 檢測其目標基因組後，這種特異性可存取我們的訊號表現和放大方案。

非洲豬瘟自主篩檢技術（ASFAST）

為了在感染早期高準確率、低風險地檢測出 ASFV，我們決定開發 ASFAST（非洲豬瘟自主篩檢技術）。 ASFAST 是基於 CRISPR（成簇規則間隔短回文重複）技術和 PicoGreen 螢光染料。我們計劃使用CRISPR家族的特殊成員Cas12a作為檢測ASFV基因組dsDNA序列的關鍵組件。

 ASFAST 將透過四個步驟檢測 ASFV：
第一步，Cas12a 蛋白將與 ASFV 特異性 crRNA 組裝，作為 ASFV 特異性偵測器。一旦Cas12a-crRNA複合物識別出樣本中的ASFV dsDNA序列，Cas12a的ssDNA消化反式活性就會被活化。
第二步，反式活化的 Cas12a-crRNA 複合物將消化在同一溶液中預綴合在磁珠上的 ssDNA。
第三步，透過電磁鐵將裸露的磁珠轉染到新管中。將 PicoGreen 螢光染料和與預綴合在磁珠上的 ssDNA 互補的 ssDNA 加入溶液中。
最後一步，PicoGreen螢光訊號將透過螢光計進行測量，收集到的數據將被分析並透過無線網路傳輸到伺服器。