新冠病毒檢測只需3分鐘! 中研院研發全球首款晶片檢測系統

中研院物理研究所陳啟東研究員團隊研發「矽奈米線場效應電晶體」,助國家生技研究園區進駐業者打造全球首款新冠病毒快速檢測晶片系統,單次樣本檢測只需3分鐘。

新冠篩檢目前普遍採用聚合酶連鎖反應(PCR)核酸檢測,需透過螢光標識且耗時較久,且受限於光學解析度,若檢體中的病毒等致病因子含量太少時,便無法透過光學訊號判讀。而中央研究院物理研究所陳啟東研究員團隊研發「矽奈米線場效應電晶體」,打造全球首款新冠病毒快速檢測晶片系統,單次樣本檢測只需3分鐘!

結合分子檢測  偵測新冠病毒核酸序列

陳啟東表示,此晶片系統所使用的核心技術「矽奈米線場效應電晶體」(silicon nanowire field-effect transistor, 簡稱SiNW-FET),是一種半導體技術應用,以電流訊號檢測,具快速、即時、高靈敏度等特性。

此技術同時也結合分子檢測方法,將可辨識新冠病毒核酸的生物探針分子(probe)固定於SiNW-FET晶片上。當晶片偵測到檢體內含有新冠病毒核酸序列,電流訊號會上升,進而得知檢體含有新冠病毒。

SiNW-FET 20分鐘可取得檢驗結果

陳啟東說明,相較於PCR以光學設備進行驗證;SiNW-FET直接以電訊號檢測,利用待測物(如蛋白質、DNA等)本身的帶電特性,偵測電荷分布的改變,故能擺脫光學侷限,快速、準確測出微量分子,大幅縮短檢測時間;單次樣本檢測只需3分鐘,完整檢測包含檢體、陰性樣本、陽性樣本對照,以及人員作業時間,可於20分鐘內取得檢驗結果。

跨域合作投入新冠病毒快速檢測研發

本次新冠病毒晶片檢測系統整合「半導體製程技術」與「生物科技」等兩大領域,原鎖定急性腎衰竭、口腔癌等特定病症,後來因新冠疫情爆發,遂投入新冠病毒快速檢測研發,由陳啟東研究員提供技術協助,國家實驗研究院臺灣儀器科技研究中心進行安規前期驗證,高雄榮總執行臨床測試,攜手為臺灣與全球防疫貢獻心力。

 

▲物理研究所陳啟東研究員

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