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通過快速納米傳感器技術診斷防治傳染病

2021-07-19 來源:EEWORLD

要改變全世界對傳染病的檢測、診斷和監測,并開發一種能夠快速得出準確、可靠結果的設備,需要做些什么?


面對COVID-19新冠肺炎疫情的全球蔓延,當前迫切需要更好的一線普篩方法,以遏制微生物病原體的傳播。現今使用的通過測量額溫確認是否發熱的方法無法檢測出無癥狀感染或癥狀發生前的感染,也無法將這種致命的新型冠狀病毒和威脅較小的呼吸系統疾病區分開來。而其他診斷檢測方法要么不準確,要么返回結果的速度太慢。


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,基于突破性的概念,通過使用便攜式納米傳感器技術診斷裝置,在一分鐘之內查明病原體。但要將其專利技術商業化,并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制造專業知識的戰略合作伙伴合作。為此,Pinpoint選擇與ADI公司的創新中心Analog Garage和ADI的Hillview制造工藝工程團隊合作來實現愿景。


概覽 公司


Pinpoint Science是一家側重于早期醫療診斷技術的初創公司,希望通過新型納米傳感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。

挑戰


使用低成本、易于使用、可便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、放大技術或樣品制備。開發有關傳感器功能化的生物化學技術,并對概念驗證加以測試。


目標


快速向市場推出一種準確的、可以挽救生命的納米傳感器技術診斷平臺,并推進一種更高效的全球普篩方法,用于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,控制傳染病的斗爭取得了許多成功,包括消滅了天花,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斗爭中,我們如何保證人員安全?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,速度太慢,無法控制或遏制流行病的快速蔓延。而且,如今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復雜的樣品制備過程。


目前的診斷


? 15分鐘至4小時

? 無法進行普篩


如今的癥狀篩查


? 只檢查發熱和咳嗽

? 無法檢測無癥狀患者

? 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實施篩查。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是位于北加利福尼亞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:一種易于使用、可便攜的讀取器和插入式檢測盒,配備先進的納米傳感器。作為變革推動者,這種診斷裝置可以快速檢測生物指標,例如抗體和抗原等,并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制備。


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Pinpoint納米傳感器技術診斷裝置背后的技術原理是由Pinpoint的首席科學家Nader Pourmand博士開發的,他是加州大學圣克魯茲分校生物分子工程學科的教授。


Pinpoint的首席執行官Lisa Diamond表示:“早在COVID-19新冠肺炎疫情爆發之前,我們于多年前就已開始這項研究。“我們用基于納米傳感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病毒,這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,我們診斷平臺對人類的作用并不止限于COVID-19新冠肺炎疫情,而是具有更長遠的價值。”如今,Pinpoint正致力于將這項技術商業化,這項技術最初源自Nader Pourmand博士開發的功能化納米貼片。


Pinpoint和ADI攜手合作


2019年初,Pinpoint開始尋求與ADI公司及其創新中心Analog Garage合作,希望在此幫助下將愿景轉變為現實。Analog Garage和ADI的Hillview制造工藝工程團隊一起,協助Pinpoint完善即時快速病原體檢測技術并將其推向市場。


Pinpoint Science之所以選擇ADI,是因為ADI具有獨特的MEMS制造能力和傳感器開發能力,且愿意投資新興技術。ADI的精密數據轉換器也非常適合Pinpoint的電化學平臺。Pinpoint的便攜式讀取器也將以其中一種產品為基礎:ADuCM355化學傳感平臺。


早期評估階段


ADI修改了生產流程,以便根據這家初創公司的設計,定制化生產傳感器。Pinpoint將進行測試,以確定傳感器的性能,如果結果令人滿意,就將其轉變為功能化的納米孔生物傳感器。

ADI新興業務主管Nimrode Moreshet表示:“ADI公司相信Pinpoint的新型納米傳感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,將這項突破性技術推向市場。”


邁向未知領域的新公司


ADI最初是通過加州大學伯克利分校的一個早期孵化項目SkyDeck發現了Pinpoint Science。Pinpoint Science在SkyDeck運營了兩期,得到了這一著名的學術加速平臺的指導和支持。ADI是SkyDeck的早期投資者,而SkyDeck是全球的創業中心,因向世界推出新公司而受到認可。


Pinpoint Science的首席執行官Lisa Diamond表示:“我們的合作意味著我們可以開始發揮這項突破性技術的潛力。我們還處于早期階段,但是,如果我們的技術概念在驗證測試中得到證實,那么世界各地都將迫切需要我們的平臺,特別是在新冠肺炎疫情蔓延的情況下。Pinpoint的技術有望滿足全球檢測COVID-19新冠病毒的迫切需求。”


Pinpoint的愿景:簡單、靈活、快速實施病原體檢測

 

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Pinpoint想要構建一個通用平臺,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。檢測盒的納米傳感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的新型生物傳感器技術使特定生物分子的無標簽電檢測成為可能,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、高速且便攜的篩查檢測裝置,這些裝置可以迅速部署,成為應對全球流行病疾病威脅的重要武器。”——Lisa Diamond,Pinpoint Science首席執行官 


PINPOINT納米傳感器技術診斷裝置對人類的影響


如今,隨著疫情在世界各地蔓延,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之間的可靠合作可以幫助縮短全球檢測傳染病的時間并降低成本,同時改善個性化的患者護理,挽救更多生命。


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