新冠病毒的出現(xiàn)，引發(fā)了人們對(duì)電化學(xué)生物傳感器的興趣和隨之而來的創(chuàng)新浪潮。借助更好的生物檢測(cè)傳感器和讀取器，醫(yī)療保健提供者能夠更快做出正確的診斷和治療，不止是針對(duì)新冠，還包括從瘧疾和結(jié)核病到細(xì)菌性感染等許多其他疾病。并不是說，電化學(xué)生物傳感器創(chuàng)新者們忽略了這一需求，但這期間出現(xiàn)的機(jī)遇是不言而喻的。

【資料圖】

發(fā)揮恒電勢(shì)器的潛力

要?jiǎng)?chuàng)建更好的測(cè)試解決方案，光有電化學(xué)專業(yè)知識(shí)是不夠的；還需要測(cè)量和檢測(cè)專業(yè)知識(shí)。例如，恒電勢(shì)器是一種電路，可以檢測(cè)電池電阻的變化，然后通過輔助電極對(duì)電流做出相應(yīng)調(diào)整。在大部分電分析實(shí)驗(yàn)中，此器件是用于控制和測(cè)量的基本電子硬件。但不管基本與否，對(duì)于在電化學(xué)生物傳感器領(lǐng)域創(chuàng)新的人員來說，識(shí)別病毒或細(xì)菌的電化學(xué)特征可能很簡(jiǎn)單，不過要構(gòu)建出產(chǎn)品或讀取器，例如恒電勢(shì)器，可能需要數(shù)年的研究、嘗試和試錯(cuò)。

如果使用ADI公司和PalmSens開發(fā)的EmStat Pico恒電勢(shì)器模塊，在創(chuàng)建電化學(xué)生物傳感器產(chǎn)品時(shí)則無需具備恒電勢(shì)器知識(shí)；利用該模塊，生物傳感器創(chuàng)新開發(fā)者無需花費(fèi)時(shí)間和金錢來雇傭這方面的專家，或者是自身成為專家。ADI與PalmSens合作開發(fā)這款獨(dú)立的恒電勢(shì)器模塊，幫助填補(bǔ)了這方面的空白，使創(chuàng)新開發(fā)者能夠更快地將救生產(chǎn)品推向市場(chǎng)。

概覽

PalmSens：于2001年由Kees van Velzen博士創(chuàng)立，面向大多數(shù)類型的電化學(xué)技術(shù)提供廣泛的儀器儀表，側(cè)重于移動(dòng)式儀表產(chǎn)品。他們致力于讓電化學(xué)技術(shù)產(chǎn)品變得更簡(jiǎn)單、更便攜，更易于為新手和高級(jí)研究人員和企業(yè)人員所用。

應(yīng)用：醫(yī)療健康、環(huán)境監(jiān)測(cè)、食品安全、獸醫(yī)護(hù)理、狀態(tài)監(jiān)控。

挑戰(zhàn)：將PalmSens的電化學(xué)生物傳感器技術(shù)和ADI領(lǐng)先的信號(hào)處理專業(yè)知識(shí)結(jié)合，創(chuàng)建出比實(shí)驗(yàn)室用版本更快、更小、功耗更低的恒電勢(shì)器，且不犧牲精度，即使創(chuàng)新開發(fā)人員從未設(shè)計(jì)過恒電勢(shì)器也能輕松上手使用。

目標(biāo)：開發(fā)能幫助創(chuàng)新開發(fā)人員彌補(bǔ)技術(shù)空白的電化學(xué)生物傳感器平臺(tái)，讓他們能夠切實(shí)踐行自己的使命，更快地向市場(chǎng)推出救生技術(shù)產(chǎn)品。

率先上市：QSM和OTTER EQ

位于波士頓的QSM Diagnostics開發(fā)了護(hù)理點(diǎn)獸醫(yī)診斷技術(shù)，用于快速識(shí)別細(xì)菌性感染。幾十年來，該公司一直致力于開發(fā)和銷售傳感器和醫(yī)療設(shè)備。

Analog Garage是ADI的內(nèi)部孵化器，它將工程師、數(shù)據(jù)科學(xué)家、硬件和軟件專家聚集在一起，在發(fā)展迅速、以創(chuàng)意為驅(qū)動(dòng)力的初創(chuàng)公司環(huán)境內(nèi)創(chuàng)建新技術(shù)和解決方案。

2016年，QSM開始與Analog Garage合作開發(fā)低成本、便攜式電化學(xué)生物傳感器讀取器，該設(shè)備可在診療地點(diǎn)提供與傳統(tǒng)獸醫(yī)參考實(shí)驗(yàn)室設(shè)備相同的結(jié)果。之后，在ADI和PalmSens發(fā)布了EmStat Pico之后，QSM很快洞見這款更新、更小的恒電勢(shì)器的潛力，與自主設(shè)計(jì)類似產(chǎn)品相比，使用這款恒電勢(shì)器能夠幫助節(jié)省大量資源。

QSM CEO Ed Goluch表示：“我們可以全身心投入測(cè)試化學(xué)領(lǐng)域，無需費(fèi)心思考慮用于執(zhí)行測(cè)量的這些電子設(shè)備”。“為何要另起爐灶？”

QSM的Otter eQ是采用了ADI和PalmSens提供的EmStat Pico的首批上市產(chǎn)品，展示了恒電勢(shì)器在護(hù)理點(diǎn)應(yīng)用中作為生物傳感器讀取器的多功能性，目前它能為您的寵物提供檢測(cè)；日后，甚至可為所有人提供檢測(cè)。

獸醫(yī)實(shí)驗(yàn)室中使用的生物傳感器

有些狗狗會(huì)遇到耳內(nèi)感染，這比其他感染更為棘手。這種感染由綠膿桿菌引發(fā)，很難檢測(cè)，需要采用不同的治療方法。要確定是否是由于這種類型的細(xì)菌導(dǎo)致感染，獸醫(yī)診所必須將樣本送至實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)并等待結(jié)果，并在數(shù)據(jù)不全的情況下盡可能為您的寵物狗提供治療。

便攜式恒電勢(shì)器

QSM決定創(chuàng)建一種能提供現(xiàn)場(chǎng)診斷的電化學(xué)生物傳感器和讀取器，能在第二天一早，甚至在狗狗離開診斷之前提供結(jié)果。該設(shè)備嵌入大小僅為30mm × 6mm的EmStat Pico，檢測(cè)速度快，且非常便攜。

PalmSens首席執(zhí)行官Willem van Velzen表示：“能夠隨時(shí)獲得媲美實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的檢測(cè)結(jié)果，意味著您不再需要常規(guī)的實(shí)驗(yàn)室。您無需再等待一天或更久時(shí)間，可以在兩分鐘內(nèi)獲得檢測(cè)結(jié)果。”

下一代OTTER EQ

當(dāng)前這一代Otter eQ檢測(cè)單種類型的細(xì)菌，但讀取器有可能與多個(gè)傳感器配合使用，這些傳感器目前尚處于開發(fā)階段。所以，無需為每種傳感器開發(fā)一款新的讀取器。在不久的將來，Otter eQ將能夠檢測(cè)多種類型的動(dòng)物身上的多種感染。未來機(jī)型可能更類似于血液檢測(cè)板，可通過一個(gè)試劑盒檢測(cè)多種病原體。

ADI新推出的產(chǎn)品未來將使QSM從B2B市場(chǎng)輻射至B2C領(lǐng)域。將Otter eQ用于消費(fèi)電子產(chǎn)品會(huì)減輕獸醫(yī)診所預(yù)約超額的狀況，既可以讓寵物主人省去不必要的就醫(yī)次數(shù)，也能提供遠(yuǎn)程預(yù)約隨訪，確保處方治療落到實(shí)處。

工作原理

貓狗和人：QSM愿景

van Velzen表示：“與針對(duì)人類的產(chǎn)品相比，先從寵物護(hù)理點(diǎn)市場(chǎng)的產(chǎn)品開始，大大減少了監(jiān)管方面的問題。它也為進(jìn)入人類護(hù)理點(diǎn)應(yīng)用奠定了基石，應(yīng)用前景可期。”

QSM技術(shù)已被用于檢測(cè)農(nóng)業(yè)供水中的除草劑，用于監(jiān)測(cè)飲用水質(zhì)量，以及檢測(cè)供應(yīng)食品中是否含有大腸桿菌等病原體。試劑盒經(jīng)過標(biāo)定，可用于識(shí)別病毒顆粒，或者用于監(jiān)測(cè)其他與感染無關(guān)的指標(biāo)，比如追蹤皮質(zhì)醇、膽固醇或家庭用藥情況。

Goluch表示：“新冠病毒讓人們認(rèn)識(shí)到，在這一領(lǐng)域，我們所做的工作還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。距離血糖儀問世已有約70年，目前也沒有基于血糖儀的其他技術(shù)出現(xiàn)。現(xiàn)在，我們處于這樣一個(gè)節(jié)點(diǎn)：我們可以使用該模塊來進(jìn)行其他檢測(cè)。我們的試劑盒可以檢測(cè)任何物質(zhì)。只要更改化學(xué)成分和平臺(tái)即可。”

將救生技術(shù)更快推向市場(chǎng)

由于EmStat Pico模塊可以集成到QSM現(xiàn)有的試劑盒設(shè)計(jì)、專有連接等中，Goluch估計(jì)，與自主開發(fā)自定義解決方案相比，QSM能幫助將產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間縮短三年。此外，PalmSens提供軟件開發(fā)套件，能進(jìn)一步簡(jiǎn)化開發(fā)流程；這使得QSM在開發(fā)產(chǎn)品時(shí)幾乎無需從PalmSens獲得技術(shù)支持。

ADI的Brian Coffey表示：“與PalmSens合作，就是為了提供這款完整的解決方案——一款即插即用的測(cè)量模塊。聽說客戶使用之后，更快將新型救生健康診斷工具推向市場(chǎng)，我們感到非常高興。”

參考

*2017-2018 AVMA寵物飼養(yǎng)和人口統(tǒng)計(jì)資料

關(guān)于ADI公司

Analog Devices, Inc. (NASDAQ: ADI)是全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體公司，致力于在現(xiàn)實(shí)世界與數(shù)字世界之間架起橋梁，以實(shí)現(xiàn)智能邊緣領(lǐng)域的突破性創(chuàng)新。ADI提供結(jié)合模擬、數(shù)字和軟件技術(shù)的解決方案，推動(dòng)數(shù)字化工廠、汽車和數(shù)字醫(yī)療等領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)展，應(yīng)對(duì)氣候變化挑戰(zhàn)，并建立人與世界萬物的可靠互聯(lián)。ADI公司2022財(cái)年收入超過120億美元，全球員工2.4萬余人。攜手全球12.5萬家客戶，ADI助力創(chuàng)新者不斷超越一切可能。更多信息，請(qǐng)?jiān)L問www.analog.com/cn。

關(guān)鍵詞： 生物傳感器 解決方案 合作開發(fā) 實(shí)驗(yàn)室設(shè)備 開發(fā)人員