傳統的生化病菌檢驗時間需要二至七天，
鄧俊男研發的「AI-Cycler」診斷儀卻只要三小時，
關鍵在於他把基因「變大」了！
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慈濟大學醫學研究所學生鄧俊男帶著他發明的「Ｅ世
代快速醫療診斷儀──AI-Cycler（人工智慧循環）」
，參加行政院國家科學委員會舉辦的「第三屆全國大
專院校學生創意實作競賽」；九月二十七日他從一百
五十四隊參賽隊伍中脫穎而出，榮獲創意獎第二名（
第一名從缺）及實作能力特別獎。
評審之一的台灣師範大學設計研究所教授吳千華讚歎
，鄧俊男能以簡單的電子電路設備，把複雜的生化特
性表現出來，實是不可多得的創作。
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現今醫學正朝著分子診斷的方向前進，鄧俊男的這項發明若能與臨床醫學
結合，將可使醫師在短短三小時之內，檢測出病患究竟感染何種病毒或細
菌，俾便儘早進行診斷和治療，對未來醫療科技發展將有很大的助益。
◆就地取材
取名為「AI-Cycler」的診斷儀，簡單說是部「基因放大器」；它能將微乎
其微的遺傳分子基因ＤＮＡ透過連續複製方式放大，以利判讀。其原理就
像影印機一樣，能將一張紙複製成十張、一百張，甚至上千萬張。利用此
技術將基因放大，不僅專一性高、少雜訊，且所需時間短，造價又便宜，
優點多多。
鄧俊男表示，基因放大的理念來自於一九九三年諾貝爾醫學獎得主
Kary
Mullis，他發現了ＤＮＡ聚合㙉連鎖反應（ Polymerase
Chain Reaction，簡
稱ＰＣＲ）和ＤＮＡ定點指向的突變誘發。
ＰＣＲ的原理即是仿效大自然中的ＤＮＡ合成機制，如同每個人身體中的
染色體ＤＮＡ需要經過複製，才能將遺傳物質傳予每個細胞及下一代；而
AI-Cycler診斷儀就是將大自然的複製過程，從生物體內移轉到機器上，進
行自動化的複製。
ＰＣＲ必須經過三個步驟，才能進行ＤＮＡ的增殖：即ＤＮＡ雙股分離（
Denaturation）、粘合上一小段引子（Annealing
of primers）、引子的延長
（Extension of primers ）。這三個關鍵點分別由高、低、中等三個溫度層
作為控制樞紐，經過加熱後，原本微量的ＤＮＡ就會以２的ｎ次方進行放
大增殖。
而AI-Cycler診斷儀，其作法是取檢體的ＤＮＡ，與特殊酵素一同置入試管
內，經過基因放大器進行兩小時六十次熱循環後，原本肉眼看不到的微小
基因，經過染色，就會像發亮的斑馬紋，而後再對照所列的菌種標記，就
能判斷出感染那種細菌或病毒。
與一般醫療院所常使用的檢測儀器ＰＣＲ相較，不論德製的
MWG Primus
legal PCR ，或美製的 MJ Research PTC-200、AB GeneAmp PCR
System9700
，售價約需九至二十萬元；而以簡單市售半導體材料組裝而成的AI-Cycler
診斷儀，成本卻不到四千元，且操作介面更簡單，目前正申請專利中。
鄧俊男談及，很多材料都是他就地取材而得。如風扇是電子零件行買來的
，銅塊是在五金材料行撿來的，再加上熱電半導體（或稱致冷版）、電源
供應器、溫度計、感應器及組裝的塑膠外殼等，整組儀器花費還不到四千
元。
◆熬夜實驗
「從去年暑假開始，經一、兩個月的實驗，都沒有任何結果，修改了好幾
個星期，失敗達三、四十次才有結果出來。」慈濟大學神經科學研究所所
長、亦是鄧俊男的指導教授郭博昭說：「即便有影像出現，剛開始也只是
模模糊糊一片，難以辨識。後來經過生化學科副教授李展平的檢驗，確定
那真是放大的基因，他便愈做愈有信心了！」
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鄧俊男表示，每做一次實驗失敗，他都會
詳細檢討失敗的原因，作為下回改進的參
考，諸如散熱速度太慢、酵素使用不對等
。剛開始機器每運作一次，加上電泳及照
相，都得花上十個小時，使得他經常以實
驗室為家。
當時他還是慈大生命科學系四年級學生， |
畢業在即，既要顧及課業，又要著手準備研究所的甄試，雙重壓力交相考
驗，負荷實在沈重。
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雖然實驗做得辛苦，失敗的次數也多，卻
從未擊垮鄧俊男的鬥志；面臨一次又一次
的失敗，有著堅忍沈著性格的他，總是不
服輸地一次又一次的嘗試，終於獲得成功
的果實。
「那天看他氣喘吁吁地跑來找我，臉上可
是散發著光彩！」郭博昭形容當鄧俊男發
現實驗有結果時，那種喜悅是不可言喻的 |
。
郭博昭讚賞愛徒，說他是「初生之犢不畏虎」，並稱他那「不服輸」的個
性和自己很像；做研究就必須具備有如此百折不撓的精神，非得要達成目
標，否則絕不放棄。
而鄧俊男也果不負師望，不但研究做得好，課業也一路扶上青雲。畢業後
，他同時甄試考上台大醫學工程研究所、慈大醫學研究所及神經科學研究
所，最後他選擇在慈大醫學研究所繼續進修。
◆主動學習
談起郭博昭和鄧俊男這對師徒，一位是神經科學研究所的教授，一位是醫
學研究所的學生，研究領域不同，又是如何搭上線的呢？
早在鄧俊男還是大三學生時，就曾上過郭博昭一門「生理學實驗」課程，
他在參觀過郭教授的實驗室後，驚見很多新奇有趣的創作，從此對發明產
生了興趣。
前年年底，他找上郭博昭，提起想研究「手機對人體造成的影響」。當時
郭博昭認為，要研究「手機」需有相關的檢測儀器做輔助，但慈大並無相
關科系及設備，有需要的話可以協助他去其他相關單位進行研究。
事隔半年，郭博昭主動告知鄧俊男可做ＰＣＲ的研究，理由是：台灣各醫
療院所使用的ＰＣＲ檢驗儀器，全來自國外進口，目前國內尚無任何一所
教育機構或醫院有做相關設備的研發；再者ＰＣＲ的原理還算簡單，相信
以鄧俊男的能力絕對可以勝任。
設定研究目標後，鄧俊男便開始著手進行準備，但生科系出身的他，雖有
生化科技的背景，卻從未涉獵電腦程式設計及電子電路的領域。於是，郭
博昭便熱心地傳授他這兩門學科的初步概念。為了彌補這方面的不足，鄧
俊男也買書自修研讀，甚至到東華大學電機所旁聽。
「起初是我帶著他一起寫程式，後來他學得很快，愈寫就愈駕輕就熟！」
郭博昭說，鄧俊男的學問有百分之八十是靠自己進修，而他灌輸給他的也
是「主動學習」的觀念；「與其一直帶著他做，不如告訴他一些竅門，這
樣的學習才有意義。以後他就能將揣摩所領會的心得，運用在其他的研究
上，如此才能不斷超越自己。」
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而今研究有成，郭博昭已把鄧俊男推向國
家級的舞台。但師徒兩人並不以此為滿足
，他們還計畫進一步做改良，再次推出第
二代、第三代……目標是希望儘可能縮短
檢驗的時間，最好能讓病人吐一口痰，只
要經過一、兩個小時的檢驗，就可知道感
染什麼病菌。
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鄧俊男指出，目前醫界有濫用抗生素的現象，主要是因檢驗時間拖得太久
；為避免患者病情持續加重，醫師只好在尚未取得正確的檢驗報告前，先
開立抗生素來緩解病情。但其實像很多小兒科病人，多數是病毒性感染，
而抗生素只能對治細菌；換言之，有將近半數以上的小朋友是不需要使用
抗生素治療的。一旦抗生素被過度氾濫使用，極可能讓細菌產生抗藥性，
而變得難以治療。
鄧俊男期望研究的成果，在不久的將來就能運用到醫療檢驗上，讓原本昂
貴的檢驗趨於平民化，甚至推廣到一般診所。如此病患就能在負擔最少、
最短時間內，獲得正確的檢驗結果，醫師也才能「對症下藥」，進行有效
的治療。
◆志工服務
動機強、韌性足，是鄧俊男之所以成功的原因。他把失敗當成是必然的過
程，把成功視為是再進階的原動力，因而才有源源不絕的創作精力；如同
他所喜愛的運動一樣，不論是馬拉松或空手道，他都以無比的信心和耐力
全力以赴。
談到空手道，鄧俊男還曾榮獲全國比賽第四名呢！瞧他長相斯文、個性溫
和、談吐謙遜有禮，實在很難令人將他和這項運動擺在一起；但或許就是
那分堅決又精準的沈穩淬練，才能造就他今日的成績。
繼AI-Cycler診斷儀研發成功後，他接續又與經濟部有項合作計畫，將進行
「定量ＰＣＲ」的研究；此外，他還著手於基因晶片掃描器、遠端醫療監
控等開發運用的進一步研究，且受聘於一家基因科技公司，從事專案研究
。
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除了研究領域外，他也不忘對社會投注關懷。大一時
，他曾到慈濟醫院心蓮病房當志工、幫忙種花卉；後
來又到畢士大教養院陪伴身心障礙的小朋友，持續至
今，他依然定期每週六、日前往幫忙餵食；九二一地
震發生後，還前往重建區關懷孩童；花蓮光復鄉大興
村因桃芝颱風造成土石流，他也捲起袖子加入清掃行
列……
「我覺得很詫異！怎麼前一晚實驗做到很晚，第二天
早上他就突然不見了！原來是跑到大興村去打掃了。
」郭博昭稱許鄧俊男是位愛鄉愛土、有熱情、有理想 |
的有為青年。除了做研究相當認真，課餘還去做志工，關懷人群，實是一
位不可多得的傑出青年。
郭博昭提及，相較於時下的年輕人，大多沈迷於現成的享受，對未來欠缺
方向，鄧俊男顯然已找到了奮鬥的目標。而鄧俊男則很感謝指導教授郭博
昭的提攜，是因他不斷地耐心教導，才使他獲致今日的成果。
「郭老師指引我一個明確的研究方向，又能抽絲剝繭地為我解說、分析，
是一位值得追隨和學習的對象！」鄧俊男說，他們師徒間有很多相似點，
同樣是高雄人、又都是高雄中學的校友，更重要的是，兩人做研究的執著
態度完全一致，不管遭遇多大困難，總會設法去克服。
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對於同時甄試考上三所研究所，最後卻選擇留在花蓮慈大醫學研究所繼續
進修，鄧俊男強調，是源自於他對花蓮有分特殊的情感，在這裏有很多他
的故交，包括帶領他進入研究領域的郭博昭教授、協助他創作的同窗知己
鍾家珮和黃文彥、一起做生態研究的荒野保護協會成員、空手道的同好等
。在花蓮，他同時可延續友誼、興趣及研究，自是最好的落腳處。
喜愛大自然的他還說，花蓮的好山好水，也是令他不忍離去的原因。有時
實驗做累了，騎著機車到山上或海邊都很近，他很喜歡到那兒去沈思、放
鬆心情，在與大自然對話之中，更能激發他的創作靈感，何樂更甚於此呢
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