在全球范圍內(nèi)愈演愈烈的新冠(COVID-19)疫情讓病毒檢測成為公眾關注的焦點,圍繞病毒檢測效率的爭議不斷,在一些國家,這甚至已經(jīng)成為影響政府公信力的一件大事。
這并非一個技術缺陷導致的問題,在醫(yī)學研究和治療機構(gòu),業(yè)界一直使用成熟的熒光定量聚合酶鏈反應(PCR)檢測方法來檢測病毒。PCR 的靈敏度非常高,但檢測設備的成本也很高,這使得它并不那么普及。而且 PCR 的檢測過程復雜,時間也較長,凈操作時間需要 2-4 小時左右,加上 PCR 檢測通常都是批量操作,患者獲得檢測結(jié)果最快也要等上一天。遇上新冠這樣傳播迅猛的疫情,單靠 PCR 顯然滿足不了防疫抗疫的大規(guī)??焖佟蚀_,并且經(jīng)濟高效的檢測需求。
利用光譜分析技術來進行新冠病毒檢測正在成為引人注目的選擇。在工業(yè)和食品檢測中,光譜分析一直有著廣泛的應用,而在血液中,人體對病毒的免疫反應所產(chǎn)生的相應抗體蛋白,在與特定的蛋白酶作用下,產(chǎn)生了顯色特性,用光譜傳感器可定性定量地檢測出相應的病毒。利用這一特性,光譜分析技術可以勝任病毒檢測,但同樣,人們需要高效而低成本可拋棄型的小型化設備,這需要一個關鍵技術來實現(xiàn)——光譜傳感器。
ams 公司看到這一趨勢,并且正在通過其傳感技術領域的積累,使基于光譜分析技術的病毒檢測設備,在低成本和小型化上成為可能。該公司的多光譜傳感器采用最新制造技術,可以將納米光學干涉濾光片直接沉積在 CMOS 硅芯片上。這種干涉濾光片技術可以大幅度提高傳感器的精確度和可復現(xiàn)的濾光特性,具有很好的時間和溫度穩(wěn)定性,而成本要比目前市面常見的光譜分析儀組件低很多。
AS7341L 是 ams 最新推出的首款針對醫(yī)療級病毒檢測的高精度多通道光譜傳感器,據(jù) ams 全球先進光學傳感器部門執(zhí)行副總裁兼總經(jīng)理 Jennifer Zhao 介紹,該傳感器有 8 個可見光通道,1 個近紅外通道以及 1 個全光域通道,基于該傳感器,ams 推出了一款光譜讀取器。在體外診斷(IVD)尤其是快檢 POCT(例如側(cè)向?qū)游龇?LFT 應用于 COVID-19)領域,與現(xiàn)有方案相比,其診斷時間僅需 15-30 分鐘。
圖 1:基于 AS7341L 的光譜讀取器方案
作為廣泛應用的方法,LFT 因其易用性而適用于現(xiàn)場檢測,幾分鐘就能出結(jié)果,檢測設備設計簡單且經(jīng)濟高效。不過目前 LFT 設備要么是靈敏度不高的裸眼讀取器,要么是臺式機,且不能提供定量結(jié)果。Jennifer 表示,基于 AS7341L 的光譜讀取器解決了這些問題,其靈敏度是人眼的 10 倍,在保證專業(yè)設備精度的同時,實現(xiàn)了便攜式小型化,并且對不同的試劑和不同的顏色或者光譜反應有很好的兼容性,這樣通過組合光譜讀出器和適當?shù)纳锘瘜W法,可以選擇特定病毒進行檢測。
圖 2:ams 光譜讀取器與目前主流病毒檢測方案的比較
不同于抗體檢測,抗原檢測需要借助熒光測量方法來獲得更高的靈敏度,AS7341L 支持用于抗原檢測的熒光讀取器,可通過使用熒光標記物和 UV LED 來實現(xiàn),其 C 反應蛋白(CRP、炎癥標記物)測量的檢測限可低至 10pg/ml。
ams 強調(diào) LEF 檢測數(shù)字化的重要性,其光譜讀取器的數(shù)字輸出功能支持與移動設備和獲得醫(yī)療批準的云服務進行藍牙低功耗(BLE)連接——這為新冠這樣的全球大流行疫情監(jiān)控系統(tǒng)所需的大數(shù)據(jù)提供了支持?!癓FT 一次性檢測設備擁有唯一的 ID 以及加密密鑰,所有發(fā)送到應用程序的數(shù)據(jù)都經(jīng)過加密處理,”Jennifer 說,“云端收到原始數(shù)據(jù)后進行計算,將診斷結(jié)果發(fā)送到應用程序通知用戶,所有數(shù)據(jù)都受保護?!?/p>
ams 已經(jīng)與一些醫(yī)療設備和技術公司展開合作,將數(shù)字 LFT 檢測推向市場。在今年 6 月份,ams 與 Senova 聯(lián)手進行商用血清 IgG/M Covid-19 檢測技術的聯(lián)合試驗,該技術用于在疾病后期和大規(guī)模抗體篩查項目中用作確認診斷。在 8 月份,ams 與德國柏林的醫(yī)療技術初創(chuàng)公司 midge medical 合作,開發(fā)便攜式 COVID-19(SARS-CoV-2)基因檢測設備。據(jù)悉,ams 和上海聯(lián)影也展開進一步合作,今年 3 月,他們獲得了聯(lián)影的表彰——ams 為其 CT 和數(shù)字放射設備提供傳感器——這些設備幫助了中國醫(yī)院診斷首批新冠肺炎患者。