胭脂谷微器件正在生产检测新冠的生物传感器

两家公司计划于2020年底

推出检测新冠病毒的新技术━━━━拥有准确、迅速、低价且轻便的新冠病毒及其抗体检测工具才能实现经常性的大规模检测。但是，实现这种工具需要很长时间，果真如此吗？ 胭脂谷微器件公司（Rogue Valley Microdevices）公司的联合创始人兼首席执行官杰西卡•戈麦斯（Jessica Gomez）说，生物传感器芯片可能是一条捷径。 胭脂谷微器件公司是一家晶圆铸造商，专门生产微电子机械系统和传感器。该公司目前正在与几家创业公司合作，致力于生产用于新冠病毒检测的生物传感器。其中Cardea Bio和Hememics两家公司预计会在2020年底大规模生产这种传感器。 目前有效的新冠病毒检测手段使用的都是反转录酶-聚合酶链锁反应（RT-PCR）技术，而且大多数都必须在实验室内进行。抗体检测更加便捷、成本更低，不过其准确性和一致性差，而且不能确定某人目前是否处于感染之中。虽然最新的抗原检测能够更快地得出结果，但其灵敏度不如PCR技术。进行这3种检测的设备也不同。 生物传感器则可以使用同样的技术来检测病毒性RNA、抗体或抗原，甚至可以同时进行这3项检测，而且60秒内就可以得到检测结果。

这些传感器都依赖于包裹在半导体电路外的生物材料，吸引并结合样本流体中感兴趣的生物物质。当这种结合发生时，通过电路的电子流会发生改变。Cardea公司和Hememics公司的生物传感器分别采用了石墨烯和碳纳米管作为半导体。

这些传感器的结构很像硅金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET），具有源极、漏极和它们之间的栅极。不过在传感器中，栅极是由生物分子而不是电压信号控制的。 Cardea公司的首席执行官迈克尔•赫尔岑（Michael Heltzen）说，该公司自2013年以来一直致力于使用Crispr基因编辑技术构建一个可编程生物传感器平台，用于检测DNA、RNA、蛋白质和其他分子信号。 2019年1月，Cardea公司发表了一篇关于该技术的论文，并开启商业之门。之后，疫情大流行引起了全世界的关注。赫尔岑说，公司原本的计划是为其他公司开发应用提供平台，如今已转变成了自己开发用于检测与冠状病毒有关的病毒RNA、抗体和抗原的试验。“通过我们实验室的试验，我们可以将其分发给很多合作伙伴，更快地发布出来。”他说。 Cardea已经进行了几个月的Crispr病毒测试，最近开始进行抗体和抗原测试。赫尔岑说，该公司正在与大型公司、投资者和政府组织讨论，获取支持。 “测试进行得很顺利。”赫尔岑说，不过该公司必须解决如何将规模从月产量芯片数万个扩大到数千万个。 Hememics公司的专长是以干燥状态保存生物材料。该公司于2007年推出了一项血液制品干燥技术，该技术使这些物质能够在干燥后仍然保持活性。2015年，该公司开始将其保存技术应用于其他类型的蛋白质（包括抗体和多肽），以便用于生物传感器。

Hememics公司的首席执行官约翰•沃登（John Warden）解释说，干生物材料比湿生物材料更容易集成到生物传感器中。他说：“我们的干蛋白混合物会在半导体上等待湿样本，要想将生物学与电子技术结合起来，保存是关键，这样才能在环境温度下保持设备的稳定。”

在美国东南部的医疗集团爱诺华的投资下，Hememics已经使用其生物传感器技术进行了几项感染检测小型试验。 之后新冠病毒暴发了，沃登说：“我们翻转了芯片。以前我们是将抗体放在芯片上，寻找蛋白质；现在我们把蛋白质放在芯片上，然后寻找抗体。” 沃登说，5月末开发的芯片版本上有32个感应电路。该技术可以用于检测病毒或抗体，如有唾液样本，还可同时对两者进行检测。 Cardea已经筹集了1000万美元资金用于技术开发。赫尔岑说，该公司适用于新冠病毒的生物传感器有望在2020年第4季度投入大规模生产，不过，要实现大规模生产，还需要大量资金注入。 Hememics已经获得了来自AMVI Partners的250万美元资金。该公司有信心在2020年底将用于新冠病毒检测的生物传感器推向市场。设备还需要就现有技术在多名患者身上进行试验，此外还需要获得美国食品与药品管理局的紧急使用许可。 胭脂谷微器件公司已经开始为Car-dea和Hememics生产传感器芯片了。戈麦斯说，该公司正在开发一种能向其他生产商转移的工艺流程，以便在需要时可快速提高产能。

原文标题：用于现场检测的生物传感器

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责任编辑：haq