如何通过快速纳米传感器技术诊断防治传染病

要改变全世界对传染病的检测、诊断和监测，并开发一种能够快速得出准确、可靠结果的设备，需要做些什么？

面对COVID-19新冠肺炎疫情的全球蔓延，当前迫切需要更好的一线普筛方法，以遏制微生物病原体的传播。现今使用的通过测量额温确认是否发热的方法无法检测出无症状感染或症状发生前的感染，也无法将这种致命的新型冠状病毒和威胁较小的呼吸系统疾病区分开来。而其他诊断检测方法要么不准确，要么返回结果的速度太慢。

作为一家开创性的生物技术公司，Pinpoint Science大胆设想使用一种新型解决方案，基于突破性的概念，通过使用便携式纳米传感器技术诊断装置，在一分钟之内查明病原体。但要将其专利技术商业化，并将能够挽救生命的技术概念推向市场，Pinpoint需要与具有深厚的领域知识和制造专业知识的战略合作伙伴合作。为此，Pinpoint选择与ADI公司的创新中心Analog Garage和ADI的Hillview制造工艺工程团队合作来实现愿景。

概览 公司

Pinpoint Science是一家侧重于早期医疗诊断技术的初创公司，希望通过新型纳米传感器即时诊断来改变检测、诊断和监测传染病的方法，快速提供高度准确的医疗检测结果。

挑战

使用低成本、易于使用、可便携的读取器和一次性检测盒，在一分钟内提供病原体检测结果，无需依赖化验室、放大技术或样品制备。开发有关传感器功能化的生物化学技术，并对概念验证加以测试。

目标

快速向市场推出一种准确的、可以挽救生命的纳米传感器技术诊断平台，并推进一种更高效的全球普筛方法，用于检测微生物病原体阵列。

感染原 微生物病原体，包括病毒和细菌，每年造成数百万人死亡。在上个世纪，控制传染病的斗争取得了许多成功，包括消灭了天花，几乎消灭了麻疹、腮腺炎和破伤风。但病毒性传染病和流行病仍在发生，影响各国的民生和经济。

抗击 在持续不断的控制和消除致命传染病的斗争中，我们如何保证人员安全？一线普筛是一种解决方案。但是，现在使用的传染病检测方法需要15分钟至4小时才能得出结果，速度太慢，无法控制或遏制流行病的快速蔓延。而且，如今的检测通常不准确或价格高昂，需要依赖化验室、训练有素的技术人员和复杂的样品制备过程。

目前的诊断

15分钟至4小时

无法进行普筛

如今的症状筛查

只检查发热和咳嗽

无法检测无症状患者

无法与呼吸疾病区分

需要一种不同类型的新冠病毒检测方法，以对一定规模的人口实施筛查。所以需要一种能够检测抗原的测试，而这需要取得重大的技术突破。

Pinpoint：一场突破性变革的推动者

Pinpoint Science是位于北加利福尼亚州的一家医疗健康技术初创公司，设想推出一种更高效的即时检测和诊断解决方案：一种易于使用、可便携的读取器和插入式检测盒，配备先进的纳米传感器。作为变革推动者，这种诊断装置可以快速检测生物指标，例如抗体和抗原等，并快速识别出导致疾病和死亡的特定微生物病原体。读取器配有一次性的靶向病原体检测盒，可以现场得出准确的结果，不需要依赖化验室、医疗技术人员或样品制备。

 

Pinpoint纳米传感器技术诊断装置背后的技术原理是由Pinpoint的首席科学家Nader Pourmand博士开发的，他是加州大学圣克鲁兹分校生物分子工程学科的教授。

Pinpoint的首席执行官Lisa Diamond表示：“早在COVID-19新冠肺炎疫情爆发之前，我们于多年前就已开始这项研究。“我们用基于纳米传感器的检测来锁定人类体内的流感病毒和动物体内的蓝舌病病毒，这种诊断使用抗体或合成分子来检测和测量特定的蛋白质，借此判断是否感染。我们相信，我们诊断平台对人类的作用并不止限于COVID-19新冠肺炎疫情，而是具有更长远的价值。”如今，Pinpoint正致力于将这项技术商业化，这项技术最初源自Nader Pourmand博士开发的功能化纳米贴片。

Pinpoint和ADI携手合作

2019年初，Pinpoint开始寻求与ADI公司及其创新中心Analog Garage合作，希望在此帮助下将愿景转变为现实。Analog Garage和ADI的Hillview制造工艺工程团队一起，协助Pinpoint完善即时快速病原体检测技术并将其推向市场。

Pinpoint Science之所以选择ADI，是因为ADI具有独特的MEMS制造能力和传感器开发能力，且愿意投资新兴技术。ADI的精密数据转换器也非常适合Pinpoint的电化学平台。Pinpoint的便携式读取器也将以其中一种产品为基础：ADuCM355化学传感平台。

早期评估阶段

ADI修改了生产流程，以便根据这家初创公司的设计，定制化生产传感器。Pinpoint将进行测试，以确定传感器的性能，如果结果令人满意，就将其转变为功能化的纳米孔生物传感器。

ADI新兴业务主管Nimrode Moreshet表示：“ADI公司相信Pinpoint的新型纳米传感器技术诊断装置拥有广阔的应用前景，特别是在快速、低成本的病原体检测领域，我们期待与Pinpoint合作，将这项突破性技术推向市场。”

迈向未知领域的新公司

ADI最初是通过加州大学伯克利分校的一个早期孵化项目SkyDeck发现了Pinpoint Science。Pinpoint Science在SkyDeck运营了两期，得到了这一著名的学术加速平台的指导和支持。ADI是SkyDeck的早期投资者，而SkyDeck是全球的创业中心，因向世界推出新公司而受到认可。

Pinpoint Science的首席执行官Lisa Diamond表示：“我们的合作意味着我们可以开始发挥这项突破性技术的潜力。我们还处于早期阶段，但是，如果我们的技术概念在验证测试中得到证实，那么世界各地都将迫切需要我们的平台，特别是在新冠肺炎疫情蔓延的情况下。Pinpoint的技术有望满足全球检测COVID-19新冠病毒的迫切需求。”

Pinpoint的愿景：简单、灵活、快速实施病原体检测

 

Pinpoint想要构建一个通用平台，将一次性检测盒插入读取器，以检测血液、唾液或鼻腔分泌物样本中的特定病原体。检测盒的纳米传感器可以检测传染病的特定标记：病毒蛋白、细菌蛋白以及宿主抗体。不到一分钟就能得出结果。

Pinpoint的新型生物传感器技术使特定生物分子的无标签电检测成为可能，具有高精度、低成本特性，可用在即时诊断、流行病筛查、动物健康和食品安全等领域。

“我们正在开发一种低成本、高速且便携的筛查检测装置，这些装置可以迅速部署，成为应对全球流行病疾病威胁的重要武器。”——Lisa Diamond，Pinpoint Science首席执行官

PINPOINT纳米传感器技术诊断装置对人类的影响

如今，随着疫情在世界各地蔓延，Pinpoint Science高度关注COVID-19新冠病毒的检测。虽然仍然存在重大的技术风险和设计挑战，但Pinpoint和ADI之间的可靠合作可以帮助缩短全球检测传染病的时间并降低成本，同时改善个性化的患者护理，挽救更多生命。　　

      审核编辑：彭静