拆解高效DNA測試芯片：成本不到20美元

新創(chuàng)公司InSilixa開發(fā)出一款新的DNA測試芯片，據(jù)稱可在1小時(shí)內(nèi)以不到20美元的成本完成高準(zhǔn)確度的DNA測試;相形之下，現(xiàn)有以手持讀取器進(jìn)行測試的成本高達(dá)250美元左右。

這款名為Hydra-1K的芯片可大幅削減現(xiàn)有疾病檢測方法所需的時(shí)間與費(fèi)用，為重點(diǎn)照護(hù)(point of care)帶來分子級(jí)的診斷準(zhǔn)確度。不過，這款設(shè)計(jì)目前才剛開始進(jìn)行為期18-24個(gè)月的實(shí)地測試。

“我們已經(jīng)隱密地開發(fā)二年半了，這是我們第一次展示這項(xiàng)成果，”InSilixa創(chuàng)辦人兼CEO Arjang Hassibi在日前舉行的Hot Chips大會(huì)上表示。

InSilixa聲稱所采取的測試途徑不僅成本更低，而且比現(xiàn)有的分子診斷更迅速，但完全不影響準(zhǔn)確度。

InSilixa最近還向世界衛(wèi)生組織(WHO)會(huì)員國展示其芯片成功檢測結(jié)核的結(jié)果。

該公司目前正致力于為該芯片開發(fā)一項(xiàng)疾病的商業(yè)應(yīng)用。該公司的目標(biāo)在于使其芯片成為一款開放的平臺(tái)，讓醫(yī)療從業(yè)人員與研究人員可用于瞄準(zhǔn)一系列的廣泛測試，這比該公司能夠自行開發(fā)的應(yīng)用還更多更有意義。“但我們自已也將保留幾項(xiàng)應(yīng)用領(lǐng)域，”Hassibi說。

相較于其他的實(shí)驗(yàn)室上芯片(lab-on-a-chip)，InSilixia的設(shè)計(jì)是針對(duì)像在芯片上進(jìn)行化學(xué)鍵合的實(shí)時(shí)分析。Hassibi說，目前有些設(shè)計(jì)利用必須以化學(xué)藥劑清洗芯片表面的合成途徑，但這些化學(xué)藥劑中可能含有降低測試準(zhǔn)確度的雜質(zhì)。

該公司主要的秘密武器就在于用來進(jìn)行檢測的化學(xué)物質(zhì)。除此之外，“我們有一半的研發(fā)都用于使該系統(tǒng)可用于不懂編程的醫(yī)生和化學(xué)家，”他說。

該公司正致力于尋求美國FDA 510(k)的批準(zhǔn)，預(yù)計(jì)需時(shí)約六個(gè)月。

如何運(yùn)作?

InSilixa的DNA測試芯片采用IBM 250nm制程制造，成本約30-50美元。它利用每個(gè)分子傳感器約100um的32x32數(shù)組。制造該芯片的挑戰(zhàn)之處在于多級(jí)芯片封裝制程。

光傳感器在每一數(shù)組點(diǎn)進(jìn)行化學(xué)鍵合實(shí)時(shí)檢測。

個(gè)別的數(shù)組元素由光電二極管和加熱器組成，以刺激化學(xué)反應(yīng)。該芯片利用5W功率加熱。

芯片與電路板

LVDS接口提供數(shù)據(jù)，繪制時(shí)間和溫度的2D數(shù)組影像。

Hydra-1K讀取器芯片是一款獨(dú)立的FPGA板。