兩家公司計劃于2020年底

推出檢測新冠病毒的新技術━━━━擁有準確、迅速、低價且輕便的新冠病毒及其抗體檢測工具才能實現經常性的大規模檢測。但是，實現這種工具需要很長時間，果真如此嗎？ 胭脂谷微器件公司（Rogue Valley Microdevices）公司的聯合創始人兼首席執行官杰西卡?戈麥斯（Jessica Gomez）說，生物傳感器芯片可能是一條捷徑。 胭脂谷微器件公司是一家晶圓鑄造商，專門生產微電子機械系統和傳感器。該公司目前正在與幾家創業公司合作，致力于生產用于新冠病毒檢測的生物傳感器。其中Cardea Bio和Hememics兩家公司預計會在2020年底大規模生產這種傳感器。 目前有效的新冠病毒檢測手段使用的都是反轉錄酶-聚合酶鏈鎖反應（RT-PCR）技術，而且大多數都必須在實驗室內進行。抗體檢測更加便捷、成本更低，不過其準確性和一致性差，而且不能確定某人目前是否處于感染之中。雖然最新的抗原檢測能夠更快地得出結果，但其靈敏度不如PCR技術。進行這3種檢測的設備也不同。 生物傳感器則可以使用同樣的技術來檢測病毒性RNA、抗體或抗原，甚至可以同時進行這3項檢測，而且60秒內就可以得到檢測結果。

這些傳感器都依賴于包裹在半導體電路外的生物材料，吸引并結合樣本流體中感興趣的生物物質。當這種結合發生時，通過電路的電子流會發生改變。Cardea公司和Hememics公司的生物傳感器分別采用了石墨烯和碳納米管作為半導體。

這些傳感器的結構很像硅金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET），具有源極、漏極和它們之間的柵極。不過在傳感器中，柵極是由生物分子而不是電壓信號控制的。 Cardea公司的首席執行官邁克爾?赫爾岑（Michael Heltzen）說，該公司自2013年以來一直致力于使用Crispr基因編輯技術構建一個可編程生物傳感器平臺，用于檢測DNA、RNA、蛋白質和其他分子信號。 2019年1月，Cardea公司發表了一篇關于該技術的論文，并開啟商業之門。之后，疫情大流行引起了全世界的關注。赫爾岑說，公司原本的計劃是為其他公司開發應用提供平臺，如今已轉變成了自己開發用于檢測與冠狀病毒有關的病毒RNA、抗體和抗原的試驗。“通過我們實驗室的試驗，我們可以將其分發給很多合作伙伴，更快地發布出來。”他說。 Cardea已經進行了幾個月的Crispr病毒測試，最近開始進行抗體和抗原測試。赫爾岑說，該公司正在與大型公司、投資者和政府組織討論，獲取支持。 “測試進行得很順利。”赫爾岑說，不過該公司必須解決如何將規模從月產量芯片數萬個擴大到數千萬個。 Hememics公司的專長是以干燥狀態保存生物材料。該公司于2007年推出了一項血液制品干燥技術，該技術使這些物質能夠在干燥后仍然保持活性。2015年，該公司開始將其保存技術應用于其他類型的蛋白質（包括抗體和多肽），以便用于生物傳感器。

Hememics公司的首席執行官約翰?沃登（John Warden）解釋說，干生物材料比濕生物材料更容易集成到生物傳感器中。他說：“我們的干蛋白混合物會在半導體上等待濕樣本，要想將生物學與電子技術結合起來，保存是關鍵，這樣才能在環境溫度下保持設備的穩定。”

在美國東南部的醫療集團愛諾華的投資下，Hememics已經使用其生物傳感器技術進行了幾項感染檢測小型試驗。 之后新冠病毒暴發了，沃登說：“我們翻轉了芯片。以前我們是將抗體放在芯片上，尋找蛋白質；現在我們把蛋白質放在芯片上，然后尋找抗體。” 沃登說，5月末開發的芯片版本上有32個感應電路。該技術可以用于檢測病毒或抗體，如有唾液樣本，還可同時對兩者進行檢測。 Cardea已經籌集了1000萬美元資金用于技術開發。赫爾岑說，該公司適用于新冠病毒的生物傳感器有望在2020年第4季度投入大規模生產，不過，要實現大規模生產，還需要大量資金注入。 Hememics已經獲得了來自AMVI Partners的250萬美元資金。該公司有信心在2020年底將用于新冠病毒檢測的生物傳感器推向市場。設備還需要就現有技術在多名患者身上進行試驗，此外還需要獲得美國食品與藥品管理局的緊急使用許可。 胭脂谷微器件公司已經開始為Car-dea和Hememics生產傳感器芯片了。戈麥斯說，該公司正在開發一種能向其他生產商轉移的工藝流程，以便在需要時可快速提高產能。

原文標題：用于現場檢測的生物傳感器

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責任編輯：haq