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透過快速奈米感測器技術診斷防治傳染病

本文作者:ADI       點擊: 2023-07-21 16:05
前言:
要改變全球對傳染病的檢測、診斷和監測,並開發一種能夠快速得出準確、可靠結果的裝置,需要做些什麼?
 
COVID-19疫情期間,迫切需要更好的一線普篩來遏制微生物病原體的傳播。現今使用透過測量額溫確認是否發燒的方法,無法檢測出無症狀感染或症狀發生前的感染,也無法將新型冠狀病毒和威脅較小的呼吸系統疾病區分開。而其他診斷檢測方法若不是不夠準確,就是回傳結果的速度太慢。
 
作為一家開創性的生物技術公司,Pinpoint Science大膽設想使用一種新型解決方案,基於突破性的概念,透過使用可攜式奈米感測器技術診斷裝置,在一分鐘之內查明病原體。但要將其專利技術商業化,並將能夠挽救生命的技術概念推向市場,Pinpoint需要與具有深厚的領域知識和製造專業知識的策略夥伴合作。為此,Pinpoint選擇與ADI的創新中心Analog Garage和ADI的Hillview製程團隊合作來實現願景。
 
概覽
公司
Pinpoint Science為一家側重於早期醫療診斷技術的初創公司,希望透過新型奈米感測器即時診斷來改變檢測、診斷和監測傳染病的方法,快速提供高度準確的醫療檢測結果。
 
應用
Pinpoint的專利技術和奈米感測器潛在應用包括人類傳染性疾病診斷、農業、畜牧業、獸醫學和野生動物管理的病原體監控,以及食品加工中微生物污染的檢測。
 
挑戰
使用低成本、易於使用、可攜的讀取器和一次性檢測盒,在一分鐘內提供病原體檢測結果,無需依賴化驗室、放大技術或樣品製備。開發有關感測器功能化的生物化學技術,並對概念驗證加以測試。
 
目標
快速向市場推出一種準確、可挽救生命的奈米感測器技術診斷平台,並推動一種更高效的全球普篩方法來檢測微生物病原體陣列。
 
感染原
微生物病原體,包括病毒和細菌,每年造成數百萬人死亡。在上個世紀,為控制傳染病的努力取得了許多成功,包括成功根除天花,幾乎消滅了麻疹、腮腺炎和破傷風。但病毒性傳染病和流行病仍在發生,影響各國的民生和經濟。
 
 
抗擊
在持續不斷的控制和消除致命傳染病的抗爭中,我們如何確保人們的安全?第一線普篩是一種解決方案。但是,現在使用的傳染病檢測方法需要15分鐘至4小時才能得出結果,這速度太慢,無法控制或遏制流行病的快速蔓延。而且,目前的檢測通常不準確或價格高昂,需要依賴化驗室、訓練有素的技術人員和複雜的樣品製備過程。
 
 
目前的診斷
15分鐘至4小時
無法進行普篩
 
 
目前的症狀篩查
只檢查發燒和咳嗽
無法檢測無症狀患者
無法與呼吸疾病區分
 
需要一種不同類型的新冠病毒檢測方法,以對一定規模的人口進行篩查。所以需要一種能夠檢測抗原的測試,而這需要取得重大的技術突破。
 
Pinpoint:一場突破性變革的推動者
Pinpoint Science是位於北加州的一家醫療健康技術初創公司,設想推出一種更高效的即時檢測和診斷解決方案:一種易於使用、可攜的讀取器和插入式檢測盒,配備先進的奈米感測器。作為變革推動者,此種診斷裝置可以快速檢測生物指標,例如抗體和抗原等,並快速識別出導致疾病和死亡的特定微生物病原體。讀取器配有一次性的靶向病原體檢測盒,可以現場得出準確的結果,不需要依賴化驗室、醫療技術人員或樣品製備。
 
 
Pinpoint測試
Pinpoint奈米感測器技術診斷裝置背後的技術原理是由Pinpoint的科學家Nader Pourmand博士所開發,其是加州大學聖克魯茲分校生物分子工程學科的教授。
 
Pinpoint的執行長Lisa Diamond表示:「早在COVID-19新冠肺炎疫情爆發之前,我們於多年前就已開始這項研究。我們運用基於奈米感測器的檢測來鎖定人類體內的流感病毒和動物體內的藍舌病毒,此種診斷使用抗體或合成分子來檢測和測量特定的蛋白質,借此判斷是否感染。我們相信,診斷平台對人類的作用並不止限於COVID-19新冠肺炎疫情,而是具有更長遠的價值。」如今,Pinpoint正致力於將這項技術商業化,此項技術最初源自Nader Pourmand博士開發的功能化奈米貼片。
 
Pinpoint和ADI攜手合作
2019年初,Pinpoint開始尋求與ADI及其創新中心Analog Garage合作,希望在此協助下將願景轉變為現實。Analog Garage和ADI的Hillview製程團隊一起,協助Pinpoint完善即時快速病原體檢測技術並將其推向市場。
 
Pinpoint Science之所以選擇ADI,是因為ADI具有獨特的MEMS製造能力和感測器開發能力,且願意投資新興技術。ADI的精密資料轉換器也非常適合Pinpoint的電化學平台。Pinpoint的可攜式讀取器也將以其中一種產品為基礎:ADuCM355化學感測平台。
 
早期評估階段
ADI修改了生產流程,以便根據這家新創公司的設計客製化生產感測器。Pinpoint將進行測試,以確定感測器的性能,如果結果令人滿意便將其轉變為功能化的奈米生物感測器。
 
ADI新興業務主管Nimrode Moreshet表示:「ADI相信Pinpoint的新型奈米感測器技術診斷裝置擁有廣闊的應用前景,特別是在快速、低成本的病原體檢測領域,我們期待與Pinpoint合作,將此項突破性技術推向市場。」
 
邁向未知領域的新公司
ADI最初是透過加州大學伯克利分校的一個早期孵化專案SkyDeck發現了Pinpoint Science。Pinpoint Science在SkyDeck營運了兩期,得到了此著名學術加速平台的指導和支援。ADI是SkyDeck的早期投資者,而SkyDeck則為是全球創業中心,以推動新公司走向世界而聞名。
Pinpoint Science執行長Lisa Diamond表示:「此合作表示我們可以開始發揮此項突破性技術的潛力。目前還處於早期階段,但是,如果我們的技術概念在驗證測試中得到證實,那麼全球各地都將迫切需要我們的平台。Pinpoint的願景:簡單、彈性、快速進行病原體檢測
 
 
第1步
將檢測盒插入Pinpoint讀取器。
 
 
第2步
將棉棒插入檢測盒。
 
 
第3步
按下按鈕,如果呈陽性,則燈變藍,如果呈陰性,則燈變白。結果也顯示在平板電腦上。
Pinpoint逐步測試過程
 
Pinpoint想要建構一個通用平台,將一次性檢測盒插入讀取器,以檢測血液、唾液或鼻腔分泌物樣本中的特定病原體。檢測盒的奈米感測器可以檢測傳染病的特定標記:病毒蛋白、細菌蛋白以及宿主抗體。不到一分鐘就能得出結果。
 
Pinpoint的新型生物感測器技術使特定生物分子的無標籤電檢測成為可能,具有高精度、低成本特性,可用在即時診斷、流行病篩查、動物健康和食品安全等領域。
 
我們正在開發一種低成本、高速且可攜的篩檢裝置,這些裝置可以迅速部署,成為因應全球流行疾病威脅的重要武器。
Lisa Diamond   
Pinpoint Science執行長   
 
PINPOINT奈米感測器技術診斷裝置對人類的影響
如今,隨著疫情在全球各地蔓延,Pinpoint Science高度關注COVID-19新冠病毒的檢測。雖然仍然存在重大的技術風險和設計挑戰,但Pinpoint和ADI之間的信任合作可以協助縮短全球檢測傳染病的時間並降低成本,同時改善個性化患者護理,挽救更多生命。
 
 
 

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