兩家公司計(jì)劃于2020年底

推出檢測新冠病毒的新技術(shù)━━━━擁有準(zhǔn)確、迅速、低價(jià)且輕便的新冠病毒及其抗體檢測工具才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)常性的大規(guī)模檢測。但是，實(shí)現(xiàn)這種工具需要很長時(shí)間，果真如此嗎？ 胭脂谷微器件公司（Rogue Valley Microdevices）公司的聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)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(chǎn)微電子機(jī)械系統(tǒng)和傳感器。該公司目前正在與幾家創(chuàng)業(yè)公司合作，致力于生產(chǎn)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(yù)計(jì)會在2020年底大規(guī)模生產(chǎn)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(zhuǎn)錄酶-聚合酶鏈鎖反應(yīng)（RT-PCR）技術(shù)，而且大多數(shù)都必須在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行?？贵w檢測更加便捷、成本更低，不過其準(zhǔn)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(jié)果，但其靈敏度不如PCR技術(shù)。進(jìn)行這3種檢測的設(shè)備也不同。 生物傳感器則可以使用同樣的技術(shù)來檢測病毒性RNA、抗體或抗原，甚至可以同時(shí)進(jìn)行這3項(xiàng)檢測，而且60秒內(nèi)就可以得到檢測結(jié)果。

這些傳感器都依賴于包裹在半導(dǎo)體電路外的生物材料，吸引并結(jié)合樣本流體中感興趣的生物物質(zhì)。當(dāng)這種結(jié)合發(fā)生時(shí)，通過電路的電子流會發(fā)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(dǎo)體。

這些傳感器的結(jié)構(gòu)很像硅金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)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(zhí)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(shù)構(gòu)建一個(gè)可編程生物傳感器平臺，用于檢測DNA、RNA、蛋白質(zhì)和其他分子信號。 2019年1月，Cardea公司發(fā)表了一篇關(guān)于該技術(shù)的論文，并開啟商業(yè)之門。之后，疫情大流行引起了全世界的關(guān)注。赫爾岑說，公司原本的計(jì)劃是為其他公司開發(fā)應(yīng)用提供平臺，如今已轉(zhuǎn)變成了自己開發(fā)用于檢測與冠狀病毒有關(guān)的病毒RNA、抗體和抗原的試驗(yàn)?！巴ㄟ^我們實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)，我們可以將其分發(fā)給很多合作伙伴，更快地發(fā)布出來?！彼f。 Cardea已經(jīng)進(jìn)行了幾個(gè)月的Crispr病毒測試，最近開始進(jìn)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(jìn)行得很順利。”赫爾岑說，不過該公司必須解決如何將規(guī)模從月產(chǎn)量芯片數(shù)萬個(gè)擴(kuò)大到數(shù)千萬個(gè)。 Hememics公司的專長是以干燥狀態(tài)保存生物材料。該公司于2007年推出了一項(xiàng)血液制品干燥技術(shù)，該技術(shù)使這些物質(zhì)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(shù)應(yīng)用于其他類型的蛋白質(zhì)（包括抗體和多肽），以便用于生物傳感器。

Hememics公司的首席執(zhí)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(dǎo)體上等待濕樣本，要想將生物學(xué)與電子技術(shù)結(jié)合起來，保存是關(guān)鍵，這樣才能在環(huán)境溫度下保持設(shè)備的穩(wěn)定?！?/p>

在美國東南部的醫(yī)療集團(tuán)愛諾華的投資下，Hememics已經(jīng)使用其生物傳感器技術(shù)進(jìn)行了幾項(xiàng)感染檢測小型試驗(yàn)。 之后新冠病毒暴發(fā)了，沃登說：“我們翻轉(zhuǎn)了芯片。以前我們是將抗體放在芯片上，尋找蛋白質(zhì)；現(xiàn)在我們把蛋白質(zhì)放在芯片上，然后尋找抗體?！?沃登說，5月末開發(fā)的芯片版本上有32個(gè)感應(yīng)電路。該技術(shù)可以用于檢測病毒或抗體，如有唾液樣本，還可同時(shí)對兩者進(jìn)行檢測。 Cardea已經(jīng)籌集了1000萬美元資金用于技術(shù)開發(fā)。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(guī)模生產(chǎn)，不過，要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，還需要大量資金注入。 Hememics已經(jīng)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(shè)備還需要就現(xiàn)有技術(shù)在多名患者身上進(jìn)行試驗(yàn)，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(jīng)開始為Car-dea和Hememics生產(chǎn)傳感器芯片了。戈麥斯說，該公司正在開發(fā)一種能向其他生產(chǎn)商轉(zhuǎn)移的工藝流程，以便在需要時(shí)可快速提高產(chǎn)能。

原文標(biāo)題：用于現(xiàn)場檢測的生物傳感器

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