毫無疑問，材料工程是應(yīng)用材料公司的生命線。應(yīng)用材料公司擁有形成、塑造、調(diào)整、分析、聯(lián)結(jié)材料和設(shè)備的獨特能力，而這些對于推動整個半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。今天，在材料工程的幫助之下，物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、大數(shù)據(jù)、人工智能行業(yè)都出現(xiàn)了新的芯片設(shè)計及系統(tǒng)架構(gòu)，而在其它行業(yè)，材料工程也推動了眾多創(chuàng)新。

隨著世界開始適應(yīng)新冠肺炎疫情的“新常態(tài)”，生命科學(xué)領(lǐng)域變得越來越重要。應(yīng)用創(chuàng)投投資的數(shù)個專注生命科學(xué)的企業(yè)正在馬不停蹄地研究如何通過材料工程和成像技術(shù)幫助醫(yī)護人員完成病毒檢測、治療，最終達到控制疫情的效果。在抗擊疫情方面，以下三家企業(yè)做出了重要的貢獻。

Exo Imaging推出便攜式超聲波設(shè)備，助力新冠病毒診斷

對患者進行病毒檢測以判別其是否已經(jīng)受到病毒感染是抗擊新冠肺炎疫情的一個重大挑戰(zhàn)。在醫(yī)院床位和測試盒短缺的情況下，Exo Imaging， Inc.開發(fā)了一種便攜式超聲波設(shè)備，在定點照護情景下可用于檢測患者肺部情況。

Exo的超聲波平臺基于醫(yī)療電子、材料科學(xué)、半導(dǎo)體工程等專業(yè)技術(shù)。它應(yīng)用了薄膜壓電材料結(jié)構(gòu)、新型傳感器技術(shù)、先進的信號處理和計算技術(shù)，并通過半導(dǎo)體制造的規(guī)模經(jīng)濟效應(yīng)大幅降低了成像成本。

傳統(tǒng)的檢測手段是通過X光機或CT掃描儀檢測患者肺部來發(fā)現(xiàn)呼吸道問題和炎癥等新冠肺炎疑似癥狀。但醫(yī)生遇到的挑戰(zhàn)是，這些設(shè)備非常昂貴，操作時也需要專門的空間——通常是一整個房間。此外，患者還需要與機器接觸，有可能污染大片區(qū)域和成像設(shè)備，而要對成像設(shè)備進行消毒并不容易。

Exo的超聲波平臺是小型可手持的設(shè)備，可以遠程通過虛擬的方式對患者進行鑒別分類，消毒也很簡單。該企業(yè)的總裁兼首席執(zhí)行官Sandeep Akkaraju稱：“我們的使命是讓全球每一位醫(yī)護人員和臨床醫(yī)生都能用上診斷級的醫(yī)學(xué)成像設(shè)備，從根本上改變高質(zhì)量醫(yī)學(xué)成像和治療器械的經(jīng)濟性、可用性和可獲得性?！?/p>

Ontera研發(fā)新冠病毒診斷平臺

在研發(fā)出有效的治療方案之前，醫(yī)生們必須掌握快速而準(zhǔn)確的新冠病毒檢測方法。Ontera， Inc.正在研發(fā)分子診斷定點照護平臺，通過對新冠病毒不同病毒株的檢測實現(xiàn)診斷。

這些平臺采用硅基納米孔芯片和專有生化技術(shù)，能準(zhǔn)確檢測并區(qū)分出不同的DNA、RNA和蛋白分子。該企業(yè)的NanoCounter是首個可投入使用的固態(tài)納米孔測量系統(tǒng)，采用了預(yù)制納米孔、流體試紙、低噪音放大器和先進的控制軟件，可用于單一分子的溶解、測量和統(tǒng)計。這些平臺能實現(xiàn)序列庫的低成本快速構(gòu)建，并將幫助研究員加快試驗的進程。

另一款便攜設(shè)備是只有鞋盒大小的NanoDetector，這是一種整合的采樣—反饋診斷工具。它將成為第一個支持臨床醫(yī)生在定點照護情景下進行實驗室質(zhì)量測試的診斷平臺，可開展的測試包括NAT、血清檢驗及尿液檢驗，其具有極高的靈敏性和特異性。

這一定點照護分子診斷平臺計劃于今年秋天進行應(yīng)用驗證，它可能會被應(yīng)用在抗疫一線，用于檢測判斷患者感染的是新冠病毒還是普通流感，或他們是否被感染并已出現(xiàn)抗體。

Twist Bioscience助力新冠病毒的診斷以及疫苗和治療方案的開發(fā)

Twist Bioscience正在研發(fā)人工DNA，希望可以替代活性病毒樣本的運輸與使用。通過研發(fā)大量經(jīng)過安全處理的基因材料，Twist使得研究員可以更快地開發(fā)出診斷工具、疫苗以及新的治療方案。

Twist專有的、基于半導(dǎo)體的合成DNA制造過程需要通過高通量的硅平臺對DNA合成所必需的化學(xué)物質(zhì)進行微縮化。這可以將反應(yīng)體積縮減一百萬倍，同時將通量提升1000倍，同一個全尺寸硅芯片上最多可合成9600個基因，而通過傳統(tǒng)合成手段使用96孔培養(yǎng)板在相同的物理空間內(nèi)只能合成出一個基因。

Twist同時也與中國政府、當(dāng)?shù)蒯t(yī)院、以及全球許多機構(gòu)進行合作，推出了一套專門用于檢測新冠病毒（即SARS-CoV-2病毒）的定制化新一代測序集合產(chǎn)品，從而實現(xiàn)基因分型，幫助識別在全球各地產(chǎn)生的病毒變異。

該企業(yè)的生物醫(yī)藥部門正在使用其研發(fā)的專有抗體藥物和優(yōu)化平臺開發(fā)新冠病毒抗體治療方案。

我為應(yīng)用創(chuàng)投所投資的這些企業(yè)，以及這些將材料工程和醫(yī)學(xué)知識進行融合以應(yīng)對疫情的企業(yè)點贊，我希望它們在未來幾年持續(xù)獲得成功。

作者簡介：

Anand Kamannavar

Anand Kamannavar是應(yīng)用創(chuàng)投的全球負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)管理應(yīng)用材料公司在15個國家/地區(qū)擁有80多家公司、超過3億美元的全球風(fēng)險投資組合。他在技術(shù)，新業(yè)務(wù)開發(fā)和風(fēng)險投資方面擁有超過二十年的經(jīng)驗，專注于對“材料到系統(tǒng)”的領(lǐng)先性投資方向，其中包括半導(dǎo)體，人工智能/機器學(xué)習(xí)、材料、傳感器、工業(yè)4.0、下一代顯示器、光學(xué)、生命科學(xué)和其他高增長市場。Anand Kamannavar擁有芝加哥大學(xué)商學(xué)院的榮譽MBA學(xué)位，并擁有電氣和電子工程的研究生和本科學(xué)位。