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ST研發可加速醫療診斷過程的生物科技晶片

上網時間: 2006年12月13日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:In-Check  DNA  生物科技  樣品製備  實驗室單晶片 

意法半導體(ST)近日發表了一個完整的能夠收集處理特定生物分子(biological molecules)的晶片原型。該原型以ST經市場驗證、採用MEMS技術的實驗室單晶片(lab-on-chip)元件為基礎,可望為醫學與法醫領域的樣品製備(sample preparation)提供低成本解決方案。

該原型晶片包含了一個微型通道,大約1mm長、0.1mm寬、0.5微米高,填滿了包含分子的溶液;在通道的底部有個微型鉑(platinum)電極,可精準控制通道電場的型態,即生物分子所產生的引力。

ST表示,市面上現有的生物技術平台,如ST的In-Check實驗室單晶片產品,透過允許快速檢測液體生物樣品內特定的遺傳物質,簡化了特定疾病的診斷過程或者食物、飲水的細菌污染檢測過程。然而樣品製備仍然需要較長的時間,過程也離不開技術熟練的專業人員和大量的樣品,而且必須在實驗室內完成。如果使用少量的樣品,製備過程就很難完成,而且成本十分昂貴。

ST研發計劃的目標是尋找能夠使樣品製備實現自動化的新方法,這樣就可以從“未加工”樣品如唾液、血液或者活組織中,快速擷取目標生物分子,將其輸入到實驗室單晶片完成樣品分析診斷。

醫療診斷設備市場的發展趨勢是全自動化、成本低廉,以及可在關鍵時刻直接使用。」ST先進系統技術部研發創新總監Maria Teresa Gatti表示。ST的研究人員開發該系統所使用的技術,是基於一種叫做介電電泳(dielectrophoresis)的方法,這種方法是利用電場分離導電溶液中的生物微粒。

透過精心設置實體因子和電因子,可以精確地控制目標微粒的運動方向,ST研究計劃的目標是向人們證明這項技術是可以推廣應用的。潛在的優點包括隔離低濃度溶液中的細胞、提高溶液中細胞濃度、從細胞分子中擷取DNA,只要對作業人員進行最低限度的產品使用培訓,他們就可以現場製備樣品。

重要的是,研究人員還成功地展示了透過精確控制在不同的電極上施加的電壓,細胞可以聚集在一個特定的區域,然後從一個區域向另一個區域運動。ST研究計畫基於以前ST與Evotec科技公司的一個合作研究計畫。

「把樣品製備技術與ST的In-Check實驗室單晶片平台結合,我們可以製造一個成本低廉、使用簡便的醫療診斷系統,無需在專業實驗室內(醫院或醫生門診)就可完成樣品診斷分析。」ST副總裁兼微流控產品總經理Anton Hofmeister表示。

以上研究結果是在義大利舉辦的NANOMEC06奈米材料科學與材料機械學研討會上,由ST先進系統技術部(AST)的Marco Bianchessi、Sarah Burgarella和Anna Zocco所發表的論文。

(參考原文:ST demos chip for speedy medical diagnostics)

(John Walko)




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