2015年1月14日--為提早快速檢驗血液中的伊波拉病毒、最大幅度地降低病毒傳播的風險,意法半導體(STMicroelectronics,簡稱ST;紐約證券交易所代碼:STM)、Clonit及義大利史巴蘭贊尼傳染病研究院(National Institute for Infectious Diseases Lazzaro Spallanzani)在經過幾星期的合作後,研發出一款能夠在75分鐘內檢測出伊波拉病毒的可攜式分析器原型設計。
該可攜式分析器基於即時聚合酶鏈鎖反應(RT-PCR,Real-Time Polymerase Chain Reaction)的分子生物學技術。這項合作的下一步開發任務是將定點照護(point-of-care)的伊波拉檢測解決方案最佳化,包括最大幅度地降低在處理生物樣本的過程中可能受到感染的風險,同時降低成本,使其能夠廣泛且大規模的被應用,以加快實現快速診斷檢測伊波拉及其它傳播性較強的病毒的目標。
史巴蘭贊尼傳染病研究院是義大利衛生局指定的兩家伊波拉照護中心之一;該分析工具套件原型設計通過了該中心制定的國際標準測試,能夠精準地發現血液中的伊波拉病毒,而整個化驗過程中僅需幾毫升的人類血液樣本,並可用稀釋100萬倍的血液樣本驗證化驗結果的精確度。因為檢測靈敏度及準確度極高,該解決方案可用於病症初期的病毒檢測,有助於大幅度抑制致命性傳染病傳播與蔓延。
該工具套件有4個主要組件:
• 抽取器(extractor):存放血液樣本,提取RNA病毒;
• 微型矽晶片(silicon microchip):由意法半導體的Agrate Brianza和Catania實驗室研發、尺寸僅為郵票大小的微型矽晶片可充當微型反應器,重現提取遺傳物質的微米級放大篩選過程。被提取的RNA放入反應器內,可根據RT-PCR偵測方法逆轉成DNA並被放大;
• 專門試劑(Specific reagents):Clonit研發的反應試劑,預置於微型晶片上,按照國際品質控管法規訂定的標準與控管方法,執行量化即時PCR(病毒裝載)過程;
• 可攜式光學讀取器(portable optical reader):意法半導體開發的解決方案,檢測血液樣本是否存有病毒DNA,並將數據發送到相連的電腦主機,由電腦主機軟體處理檢測數據,並以圖表顯示處理結果。
除了高精準度外,快速的檢測速度和小尺寸也使該分析套件非常適用於急救與醫院外的現場診斷。
史巴蘭贊尼國家傳染病研究院的科學研究總監Giuseppe Ippolito強調:「這項檢測方案對醫療保健、公眾衛生及大眾健康有非常重要的影響,事實上,如果感染伊波拉的患者能夠被快速確診,醫院就可以立即採取隔離措施,降低病毒在人群中傳播的風險,並能即時採取適合的救治措施。」
史巴蘭贊尼國家傳染病研究院特派專員Valerio Fabio Alberti進一步表示:「這項技術的成功開發意味著該研究院再次滿足了科學界和國家政府的要求,取得傳染疾病防治技術的重大突破。」
意法半導體負責先進專案的企業副總裁Andrea Cuomo表示:「能夠將我們的創新力和雄厚的技術資源投入服務人們的生活、為抵抗威脅全人類的重大傳染病貢獻力量,讓我們感到十分榮幸。意法半導體研究團隊再次證明了自己的價值與創造力,並為微電子領域創造出新的機會。」
Clonit執行長Carlo Roccio表示:「我認為這項生物醫學成果是義大利國營和私人研究機構的成功合作範例。」
現在,透過與該領域的其它領先企業合作,合作方正在評估一個整合化、完全獨立的全自動疾病檢測系統,能夠對血液樣本同時進行多項分析。結合了可攜式、自動化、整合度以及時間最佳化(Time optimization)等特性可進一步降低成本,並實現更高效率,為日後低成本的伊波拉等病毒篩檢應用開啟無限可能。
史巴蘭贊尼國家傳染病研究院Valerio Fabio Alberti表示:「這一重大合作研發成果激勵我們的研究院更有動力地追求我們的使命,開發驗證新的技術,並將這些新技術導入國家衛生系統、協助其測試工作。」
技術說明
聚合酶連鎖反應(PCR,Polymerase Chain Reaction)可以放大微量血液所含的目標生物物質,以便檢測,例如伊波拉病毒。經過反覆加熱冷卻後,系統可根據微晶片上放置的生物標誌(biological markers)分析生物物質。精準的放大控制是PCR偵測方法的關鍵步驟。
晶片的低熱特性(low thermal)與受驗血液樣本的微容量可縮減反應時間;加快溫度變化周期,使複雜的生物物質能夠被快速放大,且不影響其精準度與可靠性。
關於Clonit
成立於1987年的Clonit是義大利國內首批發展生物技術的企業。從成立開始,該公司始終致力於體外診斷(Vitro diagnostics)領域的研究,利用分子生物技術研發創新、可靠的分析方法。
這些系統非常適用於人類傳染疾病的診斷,特別是病毒、細菌和原蟲感染(protozoa infections)、基因突變和腫瘤疾病。公司將科學創新的成果轉化成可直接使用的診斷工具。簡易操作、品質出色的工具特別適用於日常診斷化驗。
公司獨有的技術獲得多個國際專利,其中某些技術在該領域具有高水準的創新力,例如與使用溫控聚合物(thermoregulated polymers)的固態PCR放大混合相關的發明創造。標準化的內部品質控制系統和外部參考實驗室對照檢查使Clonit的創新符合最高的照護和品質標準(通過ISO 9001:2008和ISO13485:2004認證)。
公司經義大利衛生局註冊,並獲得醫療診斷設備的製造授權,Clonit為客戶提供無與倫比的分子生物技術體驗。
關於意法半導體
意法半導體(STMicroelectronics;ST)是全球領先的半導體解決方案供應商,為感測及功率技術與多媒體融合應用領域提供創新的解決方案。從能源管理和節能技術,到數位信任和資料安全,從醫療健身設備,到智慧型消費性電子,從家電、汽車,到辦公設備,從工作到娛樂,意法半導體的微電子元件技術無所不在,在豐富人們的生活方面發揮著積極、創新的作用。意法半導體代表著科技帶動智慧生活(life.augmented)的理念。