医疗芯片检测

随着近代医学的诞生，在近100年里，肿瘤的治疗经历了从经验医学到循证医学，进而到转化医学和精准医学的变革，基于组学的肿瘤分子分型检测指导临床精准用药取得显著成效。然而，肿瘤的异质性会造成基因 - 药物关联性的不确定，无法辅助临床精准用药，且并非所有患者都具有明确的驱动基因，仅 10%~15%的患者有机会匹配精准药物治疗［1］。这也是为什么有些患者可以使用这类药物，而另一些患者却不行，尽管他们都患有相同的肿瘤。肿瘤类器官与器官芯片技术的发展，为精准医疗打开了新路径。通过对患者来源的肿瘤组织类器官构建“器官芯片”微环境，可以很好地保留体内肿瘤的关键特征，并精准模拟出人体真实的生理环境，让“替身试药”成为可能，为医生提供更加精准的个性化治疗方案，并预测患者对治疗的反应。 类器官是临床治疗有效性评估理想的预测模型 Science研究：类器官对患者靶向药物或化疗的反应阳性预测率达88%。［2］Cell中国真实世界研究：类器官预测药物敏感性与临床反应一致性达 83.33%。［3］ 器官芯片+类器官模拟高仿真的人体微环境高仿真模拟类器官无法复制发育器官的复杂和动态微环境，在仿生度、可重复性与可控性上具有一定的局限性。因此，为类器官搭载合适的器官芯片，通过共培养技术实现复杂模型构建，克服类器官培养局限性，更精确模拟细胞间复杂互作关系的生理环境，实现更高仿生，从而更精准的呈现药敏反应。以肝肿瘤类器官+器官芯片的构建为例，艾玮得以高通量药敏芯片为核心，对患者的肝肿瘤组织进行类器官与其他细胞的共培养，实现细胞组分、细胞外基质组分、物理化学环境三个方面的高仿真构建，使它满足高通量肝肿瘤药物筛选需求。分别加入索拉非尼、瑞戈非尼等药物，观察不同药物作用下的肿瘤抑制反应。在本案例中，我们通过肝肿瘤微环境的构建，促进肝肿瘤类器官微血管的形成，瑞戈非尼作为一种抗血管生成的药物，表现出明显的抑制效果。肿瘤精准治疗新路径作为肿瘤精准治疗新路径，艾玮得器官芯片药敏检测一站式解决方案具有高度模拟肿瘤微环境，促进肿瘤细胞微血管的形成，实现无介入、无破坏性、动态可持续地监测类器官对药物反应等优势特性。艾玮得器官芯片药敏检测全程严格质控，从取下肿瘤组织到出具报告仅需2-3周。器官芯片药敏检测服务流程癌症患者生存质量差、生存周期短，盲目试药会增加患者的生存负担和耽误宝贵的治疗时机，所以需要临床前药物敏感性的功能性测试。器官芯片药敏检测技术的出现，让医生在肿瘤用药筛选的时候，有更多精准高效的选择方法。 文献参考：[1] S CA. et al. c u r r o p i n g a s t r o e n t e r o l , 2020, 36(5):428-436.[2] GV. et al. science. 2018 FEB 23 359(6378): 920–926[3] WU YI-L, et al. cell rep med. 2023 FEB 21 4(2):100911.

近年来，部分医疗检测设备的小型化、便携化，已经成为发展趋势。杭州电子科技大学副教授王骏超团队在微流控研究领域的研究，有望打开医疗检测设备小型化芯片设计制造的“快捷之门”。相关研究成果近日发表于《芯片实验室》（Lab on a Chip），并被英国皇家化学学会中文官微头条推介。据悉，微流控芯片不同于一般集成电路芯片，后者通过硅、铜材质的电路图电压运行工作，而前者则通过树脂、玻璃等聚合物里的液体（聚合物有惰性，不会和流经液体发生反应）压力差运行工作。“微流控芯片做液体检测，优势是液体样本量变小了，反应体芯片也很小，流体在微米级别大小会变得更可控。”王骏超告诉《中国科学报》，“流体到达微流控里的反应区，经过小型阀门的控制，发生生化反应，传感器件通过解码液体里隐藏的信息，得到医疗检测所要的结论，比如新冠核酸检测、病毒感染检测等等。”事实上，微流控作为专业术语有些“生僻”，但其应用对大众来说并不陌生。王骏超以验孕棒为例介绍道：“验孕棒就是用了微流控原理。女性将极少量尿液放到验孕棒试纸上，试纸就是一款基于纸张的微流控芯片，尿液进入微流控，通过生化反应，通过判断试纸出现单线或双线解码出女性是否已孕。”此项研究最大的创新点在于，大幅提升了微流控芯片仿真速度。众所周知，集成电路芯片生产出来，前面要经历软件设计、代工、封测等环节。芯片设计需要的EDA（电子设计自动化）软件设计工具，被认为是中国集成电路产业“卡脖子中的卡脖子”。微流控芯片设计也需要EDA软件设计工具，一般被称为MEDA，而王骏超团队通过芯片结构矩阵化，换句话说是“对芯片结构拍照”，将流体力学问题转化为“图像识别问题”，相比传统微流控芯片仿真设计速度，MEDA可以将速度提升51600倍，从而缩短微流控芯片设计时间，减少设计研发成本。此外，论文还提出了基于卷积神经网络（CNN）的技术来预测随机微流控混合器的流体行为。王骏超表示，随着微流控应用扩大，用户可以在家通过微型检测设备DIY检测唾液、汗液、尿液，而不用去医院自己获取身体健康信息，未来微流控芯片将得到广泛应用。相关论文信息：https://doi.org/10.1039/D0LC01158D

芯片上的患者—多器官串联芯片Multi-Organ-on-Chip应用于精准医疗北京佰司特科技有限责任公司An Individual Patient's "Body" on Chips – How Organismoid Theory Can Translate Into Your Personal Precision Therapy ApproachFrontiers in Medicine, 2021, Vol. 8Marx U, Accastelli E, David R, Erfurth H, Koenig L, Lauster R, Ramme AP, Reinke P, Volk HD, Winter A, Dehne EM类有机体的概念在12年前就被提出来，当时被称为“芯片上的人体human-on-a-chip”或“芯片上的身体body-on-a-chip”，从“多器官串联芯片Multi-Organ-on-Chip”发展而来，将多个类器官串联起来培养。微生理系统MPS成为体外在生物学上可接受的最小尺度模拟人体生理和形态的技术平台，因此，微生理系统能够以前所未有的精度为每个患者筛选出个性化治疗方案。与此同时，第一个人类类器官——干细胞衍生的复杂三维器官模型，可以在体外扩增和自我组织——已经证明，只要给人类干细胞提供相应诱导分化及生长环境，就可以在体外自我组装成人体类器官。这些早期的类器官可以精确地反映出人体中对应器官的一系列独特的生理状态和病理特征。我们现在把过去的“芯片上的人体human-on-a-chip”的概念发展成“类有机体Organismoid”的理论。首先，我们提出了“类有机体”的概念，即通过体外的自我组装的过程，模仿个体从卵细胞到性成熟的发生过程，培养出的——微小的、无思维、无情感的体外的人体等效物。随后，我们提出了类有机体的分化和培养方法，使其能在体外长时间维持正常功能，以及通过自然或人工诱发疾病干扰类有机体来模拟个体疾病过程。最后，我们讨论了如何使用这一系列健康和疾病模型的类有机体来代替病人，测试药物疗效或药物剂量，即个体化精准医疗。 图1 |每个人个体命运的类有机体。(A）个体发育（黄色）从卵细胞受精开始，随后出生，并在18 ~ 20年后性成熟，发育出功能完整的大脑和成年骨骼。然后，成人的身体会经历一个持续数十年的功能和结构相对稳定的阶段。随着身体年龄的增长，这个成年期会被不断延长的生病和康复期打断（粉色）。情感和意识——人类的灵魂和思想——从童年开始连续发展，并贯穿一生。（B）根据类有机体理论，个性化的类有机体可以通过持续几个月的体外培养（黄色）来建立。由此产生的成体类有机体可以模拟健康人类成年几周（S-短期）、几个月（M-中期）或几年（L-长期）的阶段。然后，这些可以用来模拟急性、亚慢性和慢性疾病时期（粉色）和个体在相应的时间框架内的治疗后恢复。大量相同的类有机体还可以提供足够数量的生物学重复和对照，确保了数据的准确性，真实性，可重复性。此外，这些健康的类有机体在预防医学的评估方面很有用，比如为各自的个体接种疫苗。 类有机体理论人的个体寿命的特征是人体的生理和形态的发育阶段（发育期）和功能维持阶段（成年期），以及个体与社会在灵魂和思想上的双向交流，如图1A所示。社会起源本质上与人的大脑的大小和结构有关——大脑由大约860亿个神经元以及数量大致相等的非神经元细胞（2）组成，这些细胞高度连接，聚集在一起处理、整合和协调它从感觉器官接收到的信息（3）—以及它与身体其他部分的相互联系。成熟的人体生理遵循一个简单的进化，即选择性结构计划，也就是组成遵循功能。早在2007年，我们就注意到这样一个事实:“……几乎所有的器官和系统都是由多个相同的、功能独立的结构单元组建成的，从几个细胞层到几毫米组织。由于其独特的功能性、高度的自立性和这些结构单元在各自器官中的多样性，它们对药物和生物制剂的反应模式几乎代表了整个器官。大自然创造了这些微小但复杂的结构单元，以实现器官和系统最主要的功能。在一个特定的器官内，这些结构的重复是天然的风险管理工具，以防止器官局部损伤时功能完全丧失。然而，从进化的角度来看，这一概念使得器官的大小和形状可以很容易地调整到特定物种的需要（例如，小鼠和人类的肝脏使用几乎相同的结构单元）（4）。这一理论，结合微生理系统（MPS）的发展，为在生物芯片上以生物学上可接受的最小尺度模拟人体的器官提供了理论基础（5-7）。2012年，我们引入了“芯片上的人体”（man-on-a-chip）的概念，从“多器官串联芯片Multi-Organ-on-Chip”发展而来，即将多个类器官（比体内缩小10万倍）串联起来培养。我们举例说明了人体主要器官的功能单位，并简要描述了减小尺寸的原理（5）。这是发展一种理论的起点，即建立一种微小的、无思维、无情感的体外的人体等效物，我们现在称之为organismoids类有机体。不同的术语，如芯片上的人体，芯片上的身体，或通用的生理模板，在过去已经被用于代表有机体。在MPS领域中已经使用过这个概念，通过培养10个人的主要器官的等效物（类器官）来实现完整的体内平衡：循环，内分泌，胃肠道，免疫，皮肤，肌肉骨骼，神经，生殖，呼吸和泌尿系统。类有机体的理论基于两个按时间顺序相互关联的概念，每个概念有三个实施原则。类有机体的体外发育依赖于（i）（诱导多能）干细胞为基础的体外早期类器官形成；（ii）以生理学为基础，通过血液灌流和神经分布，应用于芯片上的MPS，将此类早期器官的比例/数量整合为早期自我维持的类有机体；以及(iii)通过类器官在芯片上的串联培养加速刺激个体发育，完成体外个体发育成为健康成熟的类有机体（模拟成年期）的转变。因此，利用芯片上的类有机体模拟病人的疾病和治愈过程的概念遵循以下原则：（一）通过自然疾病过程或通过来自病人的病原体或病变组织的传播在生物体中诱发疾病；（ii）通过对同一个患者来源的健康和病变类有机体进行相同数量的试验来模拟对大量患者进行的人体临床试验；以及（iii）为每个患者精确选择正确的药物或疗法和最有效的用药方案。在这篇文章中，我们带你通过类有机体理论的概念和原则，用实际结果阐述它对我们的医疗保健系统的颠覆性创新的潜力，并提供一个可行性方法的展望。 微流控培养系统——早期类器官形成类有机体的关键类器官已被证明是模拟不同器官特异性特的有力工具。然而，如上所述，标记物表达和功能往往在早期就停止了。我们从1912年就知道，体外培养的环境决定了它们的生存能力和功能（100）。驱动类器官自组装和分化的各向微环境因子在传统培养条件下相当均匀地覆盖类器官或广泛的表面积，阻碍了由功能驱动的空间定向和成熟。但这些源自相互作用的组织并导致细胞重排的时空线索，是发育成熟器官功能的关键。但这些源自相互作用的组织并导致细胞重排的时空因子，是成熟器官功能发育的关键。特别是内皮组织相互作用及其对器官发生过程中局部信号传导的影响已被广泛研究（101-103）。 例如，发育中的中枢神经系统的血管化是大脑发育中至关重要的一步，确保快速分裂的神经前体细胞的氧气和营养供应。外周神经系统的神经结构已被证明以明显的与血管同步的方式发展。此外，内皮细胞对于维持产生小脑细胞的中枢神经系统胚层的重要性也得到了证明（104）。在过去的二十年中，通过将器官模型引入MPS来改善器官模型培养条件已经做出了大量的努力。利用原代和细胞系为基础的模型已经建立了MPS中的数十种人体类器官，并已进行了非常详细的综述（105 - 111）。有充分的证据表明，器官功能的成熟可以通过密切模拟有关生化、物理或电刺激的器官型微环境来实现（106）。看来，神经支配、血管化、淋巴管、微生物群和胆汁产物的肠-肝脏循环模拟是满足多器官MPS中类器官的简单物理结合和生物体中真正的组织相互作用和稳态之间的鸿沟不可或缺的先决条件。后者需要至少10个人类系统（如引言中强调的那样）的主要类器官的串联组合，以及它们通过血管系统、神经支配和淋巴管的生物互联。关于建立包含至少10个技术上可相互连接的器官培养区隔的MPS的两项早期尝试已经发表。这些主要的例子包括康奈尔大学舒勒实验室（Shuler Lab）的13个器官培养系统（170个）和麻省理工学院格里菲斯实验室的10个器官培养PhysioMimix系统（171）。这两种系统都已成功地在培养室中使用生物材料运行了7天或更长时间。然而，两者都缺乏生物血管互连、淋巴管和器官神经支配。 生物体可能会传递什么给我们的医疗系统根据有机体模型理论，有机体模型是活体人体在体外的生物复制品，只是尽可能缩小了规模。它们是由系统创造的整合：生理学上把人体主要器官的功能单位整合成一个有机的、自我维持的模板，反映人体的系统组织干细胞衍生器官等价物在芯片上的快速分化，源于它们之间的相互串扰和生理上的相互依赖。规模的极端缩小，是由于产生个体的生物体样体的大量重复的目标。大量这种相同的、微小的、无脑的、无情绪的生理体外有机体的成熟可以在很长一段时间内保持自我维持的功能性健康内稳态。它们容易受到干扰，导致自然或人为地诱发疾病。患病的生物体被假设以精确地模拟各自病人疾病的病理生理学。反过来，这可能使预测性的患者特异性有机体样研究的表现，以确定最有效的个性化治疗患者有关。类似于对患者队列的临床研究，然后可以产生统计验证的预测，其优势是可以在生理和病理生理条件下比较基因相同的患者有机体样体重复。由此可以推导出两种主要的使用场景。一种是与现实世界中个体患者个人治疗的前沿改进有关 另一种则有可能在临床试验层面改变药物开发范式，节省大量时间和资本支出。关于第一种方案，生物体模型可以用于预测地选择、安排和给药，根据患者的疾病进展准确地选择个性化治疗或药物。通过早期发现不成功的治疗方案，这可以显著降低对每个患者的潜在风险。图5更详细地总结了将有机体应用于个性化精准医疗的优势。该图说明了有机体体方法的概念和原理，以选择最适合您的个性化疾病应用的精准医疗。作为一个假设的例子，癌症被选择为疾病。你的生命周期可能最终包括危及生命的疾病时期，例如，癌症生长（上：蓝色边框的箭头）。从你的健康细胞中建立一个多能干细胞库。随后，在几个月内就会产生大量相同的健康生物体（黄色三角形）。目前有各种治疗癌症的选择，因此，相关的试验组被创建，包括安慰剂治疗、其他治疗组和健康恢复对照组（在黑边箭头中）。在这个假设的例子中，在几周内，CAR-T细胞疗法与检查点抑制剂相结合，会被证明是你最快最有效的治愈方法。因此，这种疗法立即得到了成功的应用。根据生物体形态理论，一个人的干细胞库可以在健康时创建，也可以在疾病发生时从健康的器官中创建。预防性干细胞库(例如，从脐带血中提取)已经在使用中，并将成为未来的选择，因为这需要时间。接近人类的理论提供了精确的试验结果，这是动物试验在患者来源的异种移植模型或人类患者来源的类器官无法实现的。异种移植模型在系统发育上是遥远的，因此不能提供足够的肿瘤生长。此外，它们没有病人的免疫背景来对抗癌症。病人来源的类器官也没有嵌入到病人的免疫系统中，缺乏与有机体的系统性互动。对于第二种情况，数十年来，候选药物进入临床试验成为获批药物的平均成功率一直低于20%；这种将任何原型转化为上市产品的低效率，其他任何行业都承受不起。使用实验动物的候选药物的临床前安全性和疗效评估程序的预测性差是造成这种低效率的主要原因。其后果是平均13.5年的漫长临床试验，以及一种新药获得批准所需的累计成本高达25亿美元（106）。与此同时，在过去30年里，一场基于生物学的治疗策略出现了——利用人体自身的工具来对抗疾病。近年来，药物的生物复杂性不断扩大，从人工合成的小分子药物，到人类单克隆抗体蛋白，最后是针对患者的自体细胞疗法，极大地增加了患者治愈的机会。然而，这一趋势同样显著地降低了通过应用临床前的实验室动物试验来预测这类疗法的安全性和有效性的机会，原因是这类先进治疗药物的人类起源越来越多（172）有机体有可能通过改变药物开发的模式来打破这种成本螺旋上升。2016年，MPS相关报告已经预计，一旦基于MPS的类似于生物体的临床试验研究能够准确预测任何新药物或疗法的疗效、安全性、剂量和时间安排，在用于人类试验和替代动物试验以及1、2期临床试验之前，累积药物开发成本将降低5倍，药物开发时间将减少一半。2018年，毒理学研究领导人论坛（10）草拟了一份高级路线图，以确定“临床试验”预测精度（图6），在与临床试验相对应的芯片研究中运行精细的个性化的“人体”等效物（有机体）。为了实现这一点，套健康的和有病的代表患者疾病状态和健康内稳态的有机体样体将允许一个人进行基于临床前系列药物和先进的有机体样体测试。图5 |说明有机体理论如何应用于个性化医疗的假设例子。 图6 |在芯片上潜在的“临床试验”背景下的“人体”等效物（10）。 图7 |一个假设的例子，说明有机体理论如何可以用来模拟临床试验。 健康的内稳态将允许一个人在大型试验特定患者中模拟临床试验的环境中进行基于有机体的药物和先进疗法的临床前系列试验。与患者队列试验相比，以有机体为基础的试验具有许多关键的优势。图7详细说明了这些优势，并举例说明了利用基于有机体的试验模拟一种假想的新型钠-葡萄糖转运体2（SGLT2）抑制剂治疗2型糖尿病的临床试验。最突出的优势是，在药物开发历史上，基于芯片的有机体试验将首次包括患者身体和同一个体健康身体状态的统计相关的人体自体生物重复。由于缺乏对单个患者的任何生物重复，以及对他们在健康内稳态下的个体生物状态的了解，临床试验传统上需要大量的患者队列。因此，试验被分为1、2和3期，不幸的是，只能近似一个患者个体的病理生物学和他们的完全治愈恢复状态。这两个方面使得传统的临床试验过程成为一种漫长的、成本高得令人难以置信的、低效的药物和先进疗法的开发方式。在含有健康和患病生物体的芯片上进行“临床试验”，消除了这两个障碍。一方面，它们允许近亲繁殖的实验室动物试验的一致性由于基因而得到匹配，每个试验“参与者”在个体有机体水平上的身份，但其背景完全是人类。另一方面，各种不同个体的生物样体的使用反映了临床试验中患者队列的异质性，但具有每个个体患者的生物样体在统计上相关的生物重复的优势。有机体体方法的另一个明显优势是，在进行此类试验时，其独立性不受患者招募和医院使用的影响。鉴于大型PSC库的存在反映了基因倾向、性别和与试验相关的其他类别，基于有机体模型的试验可以在世界任何时间、任何地点进行。关于上面的假设例子，根据糖尿病易感性选择供体，比较遗传祖先和平等的性别分布可能是有趣的干细胞瓶选择策略。第三个优点是试验规模的灵活性。理论上可以产生的患病生物体（通常被称为芯片上的“病人”）的数量是无限的。这使得药代动力学方面的整合，在同一个基于有机体的试验中发现新的化学或生物实体的有效剂量和综合安全性和有效性评估成为可能。目前在实验室动物、健康志愿者和患者的单独临床前和临床试验中产生的数据，如毒性特征、未观察到的副作用水平、吸收和排泄率、代谢物形成、发现有效剂量、持续时间和新药物的时间安排，可以从一项基于生物体的试验中得到。例如，我们治疗2型糖尿病的假设案例研究可以很容易地扩展到更大的剂量范围，并将每天两次剂量的单一口服（这在生物样体中指的是根尖肠的任何给药）进行比较。这将包括对疗效进行剂量依赖的评估，同时观察尿路或生殖道感染的发生和严重程度，以及众所周知的SGLT2抑制剂的副作用。在各自的患者队列中，候选药物使用的治疗窗口的定义来源于这样一项一体化试验，该试验仍处于临床前候选药物开发阶段。关于这两种使用场景，我们设想有机体将对从个人数据库收集的医疗现实世界大数据做出重大贡献。这是因为它能够在每个患者第一次疾病发作（例如，肿瘤生长、病毒复制）的确定位置生成关于微环境破坏的独特可复制数据。有机体和硅芯片的结合将进一步提高对大量患者群体进行精确药物治疗的预测能力，并进一步降低成本。在人们的心目中，复杂的体外细胞培养工作通常与高昂的成本联系在一起。有人可能会猜测，在试验中产生和处理数千个生物体需要天文数字的预算，因为目前可用的MPS在一次性芯片和操作上都很昂贵。在这里，有机体的性质反映了一种自我可持续的人体和规模经济效应开始发挥作用。在现实世界中，一个处于休息状态的人体，每天的蛋白质、碳水化合物和脂肪供应约2000千卡就可以维持。在世界上一些较贫穷的地区，人均几美元就可以实现这一目标。因此，每天喂养10万只生物体的成本也可以达到相同的水平。维持这些生物体的可消耗芯片的价格也预计将下降到1美元的范围，这在计算机芯片和人类基因组测序成本方面已经有过先例。生物机体能够为每一位患者确定最合适的药物，并大幅节约成本和改变药物开发，这种能力的社会经济维度被认为是巨大的。这同样适用于伦理层面。基于MPS的类有机体有可能取代大多数实验室动物试验和在人类志愿者身上进行的第一和第二阶段临床试验。它们将减少三期临床试验患者的多种数量。所有这些都将对全球范围内的患者利益和动物福利产生根本性的积极影响。 患者类有机体体和芯片上病人特异性T细胞疗法——一个挑战这一理论的完美方案先进的细胞疗法，如自体嵌合抗原受体（CAR） T细胞疗法KymriahTM 和YescartaTM，最近已经证明了它们治愈以前的耐药肿瘤患者的潜力（176,177）。除了这两种在2017年被批准用于治疗血液肿瘤的CART细胞产品外，其他几种CAR-T细胞产品最近也被批准。许多新的细胞治疗方法正在酝酿中，使用CAR或转基因T细胞受体对抗各种各样的肿瘤、感染和自侵略性免疫细胞，或者使用调节性T细胞在显性的不良免疫反应中恢复免疫平衡（178）。到2020年底，全球注册了超过1000项使用免疫细胞产品的临床试验（179）。在这些医疗需求未得到满足的领域，这种前所未有的疗效以标准安全测试程序（180）为代价，增加了监管机构的接受度，该程序需要在治疗批准后的患者随访研究中进行回顾性研究。这符合这样一个事实，即由于患者与患者的系统发育距离、各自的基因型差异和免疫不匹配，患者对个性化细胞治疗的反应无法在临床前的实验室动物模型中模拟。同样，在传统的患者来源的类器官培养中，患者的反应也无法预测，因为它们没有融入到一个系统的有机体安排中。除其他外，模拟t细胞输注到目标部位的静脉输送及其与其他主要器官部位的相互作用，都缺失了模拟T细胞疗法及其疗效（患者衍生类器官的精确度）的关键因素。 如前所述，这里的有机体理论提供了一种克服任何其他障碍的替代解决方案。 什么是有机体不能也不应该做的根据有机体理论，有机体不能也不应该模仿人类个体社会起源的主要部分——同理心或意识（分别是灵魂或思想）。因此，它不能模拟病人的精神疾病。300g的人类心肌或髋部骨折的功能障碍及其愈合依赖于生物物理特性，由于规模和所涉及的物理不匹配，其中一些无法在生物类体上表征。伦理考量对人类社会至关重要，也是人性的基础。有机体理论，由于其性质，引入了一些必须考虑伦理的观点。将人类胚胎发育到几厘米大小是最关键的问题之一。在人工环境下（如体外培养），人类卵子的受精及其随后的胚胎发育在世界上许多地方都是被禁止的。生物体理论的作者想要强调的是，他们的伦理范式超越了这一点。人们不应该使用有机体形态理论的概念和原则来创造人类或杂交胚胎，并进一步发展和区分人类或杂交组织。应该使用其他方法来规避个体发生的这一部分。个人同意捐献组织来创造生物体可能是一个很好的工具，以防止在早期阶段的滥用。 结论这里提出的生物体样体理论声称，有能力在体外人工重现个体身体的个体发生，从捐赠者的干细胞开始，产生一定数量的相同的健康成熟的小型化身体等量物，因此被称为生物体样体。该理论进一步声称，这种供体特定的相同生物体样体反映了该个体健康成年期的某个阶段，可以用来模拟该供体在其生命周期的某一特定时间内相关的疾病和康复阶段。以个性化的患病生物体样方法对个体的疾病进行建模，将提供一个尚未满足的患者病理生物学的现实水平，因此，提供一个前所未有的工具，以精确选择正确的药物、治疗计划和剂量来治愈（患病）个体。大自然的遗传和微环境原则编码了人体器官最小功能单元的自组织和维护，并将它们整合到一个交流通讯和高效互动的血液系统中，灌注和神经器官是在芯片上创造生物体的蓝图。我们设想它们将成为下一个层次的人类生物学模拟，提供与人类相对应的最佳可能的近似。在体外实验中，类有机体organismoids将有机地遵循人类的多个类器官串联，近年来，这已被证明能够在小型化的规模上模拟单个组织和器官的不同功能。利用已从类器官学习到的东西，类器官将通过一个小型化的基于生理的血管和毛细血管网络在芯片上生成的全血的系统神经支配和供应，以每个器官的功能单元。通过内皮细胞层将每个类器官从共同的血液中局部分离，将使不同人体器官功能单元的精确拷贝在芯片上实现单独的器官特异性、遗传编码和微环境驱动的自我组装。反过来，这将使成熟的类器官在生理上产生交流，从而导致有机芯片上的内稳态。一旦建立，生物体将只需要每天用消化的食物等量进食，就可以模拟芯片上的长期、所谓的自我维持的身体功能。我们已经说明，类器官体外培养技术和过去10年生产的单器官芯片为体外类器官的培养提供了大量数据。此外，人类iPSC衍生的多器官串联芯片提供了芯片上加速人工器官个体发生的第一个成果。最后，越来越多的关于人类疾病建模和人体组织芯片治疗测试的科学文献指出，当MPS上完全功能性地建立多器官串联芯片以及人体芯片时，这种微生理平台就有能力精确模拟疾病的病理生物学和药物或治疗的作用模式。进一步发展器官芯片的主要挑战是神经支配和类器官毛细血管化的实现，这也需要细胞，特别是免疫细胞迁移到组织中。 类器官串联芯片培养系统--- HUMIMIC多器官串联培养，在没有病人的情况下测试病人类器官串联芯片培养系统包括控制单元和芯片，控制单元能够模拟人体内生理环境，包括温度、压力、真空度、微流道循环频率、时间等参数，芯片有不同的微流道设计，针对不同的器官可以单独设置提供相应的培养条件，提供精准的培养和分化环境。类器官串联芯片培养系统可提供不同类器官的串联共培养方案，避免单一类器官无法模拟人体复杂生理学条件下器官相互通讯交流的不足。通过类器官模拟人类器官组织的生理发育过程，应用于疾病模型、肿瘤发生、以及药物安全性、有效性、毒性、ADME等方面的评估，旨在减少和取代实验室动物测试，简化人体临床试验。 为获取更高相关与准确的测试结果，我们开发了人体器官模型的自动芯片测试：配备具有指示相关性的器官模型的芯片，以能够在接触生物体之前检测其安全性和有效性；最终为芯片配备患者自身相关病变器官的亚基，以评估整个个性化治疗的效果；人体生理反应往往涉及更多介质循环和不同组织间相互作用，多器官芯片才能全面反映出机体器官功能的复杂性、完整性以及功能变化，一个相互作用的系统才能更好的模拟整个系统中器官和组织的不同功能。可提供不同类器官的串联培养解决方案，避免单一类器官无法模拟人体复杂生理学条件下器官相互通讯交流的不足。把多种不同器官和组织培养在芯片上，然后通过微通道连接起来，集成一个相互作用的系统，从而模拟人体中的不同功能器官的交流通讯和互相作用。TissUse专有的商用MOC技术支持的器官培养物的数量范围从单个器官培养到支持复杂器官相互作用研究的器官数量，包括单器官、二器官、三器官和四器官培养的商业化的平台。成功的案例包括：肝脏、肠、皮肤、血管系统、神经组织、心脏组织、软骨、胰腺、肾脏、毛囊、肺组织、脂肪组织、肿瘤模型和骨髓以及各自的多器官串联组合方案。德国TissUse公司专注于类器官培养系统研究22年，推出的HUMIMIC类器官串联芯片培养系统，得到FDA的推荐，可提供不同类器官的串联培养解决方案，避免单一类器官培养无法模拟人体器官相互通讯关联的缺陷，同时也提供相关的技术方案和后续方法试剂支持，属于国际上少有的“Multi-Organ-Chip” 和“Human-on-a-chip”的方案提供者。相关方案已被广泛应用于药物开发、化妆品、食品与营养和消费产品等多个领域.

复杂的医学诊断可以再快些、精准些、费用再低些吗?基因芯片的出现及广泛应用或将解决这个问题。 　　去年11月，昆明寰基生物芯片开发有限公司基因芯片医学检测中心在云南国家级经济技术开发区海归创业园落成。这是我省首个专业基因芯片医学检测中心，也是国内唯一以基因芯片技术为核心的第三方医学检验机构，设计检测规模达到每年70万份临床标本。这是继去年云南省第一人民医院临床基础医学研究所“基因芯片诊断技术”获卫生部临床应用能力资格认证后，我省第二家计划利用基因芯片进行疾病诊断的机构。 　　和普通医疗诊断技术相比，基因芯片诊疗技术究竟高明在哪里?它的出现及推广应用对老百姓来说又意味着什么?带着问题，记者走访了昆明寰基生物芯片开发有限公司。 　　疾病检测 　　新技术带来的新革命 　　虽说生物芯片早在20世纪末就成功问世，并应用于药物筛选和实验室研究，但普通人对它还是知之甚少。基因芯片，又被称为DNA芯片或DNA微阵列，是DNA分子杂交技术与基因扩增标记等技术相结合的结晶。简单的说，基因芯片就是在一块特制玻璃片或其他支撑介质上有序的固定许多生物分子探针，然后由一种仪器收集探针捕获的待测样本信号，用计算机分析数据结果。也就是说，原来要在很多个试管中发生的反应，现在被移至一张芯片上同时完成了。和传统的医学检测手段相比，基因芯片的优点也就由此体现。据公司负责人介绍，基因芯片技术具有高通量、高灵敏性和特异性等基本特征，在感染性疾病、遗传性疾病、重症传染病和恶性肿瘤等疾病的临床诊断方面具有独特的优势。因此，基因芯片临床检测试剂盒就具有了检测准确率高、快速且比较稳定等特点。 　　据介绍，生物芯片的研究始于20世纪80年代中期，自从1996年美国Affymetrix公司成功地制作出世界上首批用于药物筛选和实验室试验用的生物芯片，并开发出了配套的芯片检测系统，此后世界各国在芯片研究方面快速前进，不断有新的突破。中国是世界上较早批准生物芯片进入临床应用的国家之一，到目前为止，国内已有多款基因芯片产品获得不同形式的医疗器械证书。 　　临床应用 　　产业化制约的慢发展 　　进医院，病人最焦虑的莫过于检查或等待检测结果。正常情况下，一项普通检查需时30分钟至1个小时，一项复杂检查结果则需等待一周或半月。而生物芯片呢?因为它对样品的需要量非常少，且一次检测能够对多种病原体感染情况作出判断，因此患者不必多次重复检测 同时，由于基因芯片检测主要是依靠先进的激光扫描读取信号，计算机分析检测结果，整个检测过程仅需花时5小时，大大减少了患者的等待时间。正因如此，其临床应用将以实现节约医疗资源支出、提高临床诊疗水平的目的。 　　2010年，云南省第一人民医院临床基础医学研究所“基因芯片诊断 　　术”获卫生部临床应用能力资格认证，成为当时国内第二家、云南省唯一具备“基因芯片诊断技术”临床应用能力的机构。这既标志着基因芯片检测技术能在有效地质量保证体系和监督管理机制下，服务于临床，为遗传病诊断、感染性疾病诊断、个性化治疗方案制定等提供快速、准确的辅助诊疗。也意味着基因芯片从技术到产品再到临床，有着极艰难的推广应用之路。在昆明寰基，记者了解到，虽然基因芯片因其在疾病诊断方面独有的特性，被专家誉为行业的终极产品。但由于一是目前许多传统的检测手段已运用较为成熟，二是基因芯片因产业化进程缓慢难以形成规模导致单价过高。那基因芯片何时才能真正造福于普通人的疾病诊断呢? 　　合力推进 　　新思路拓宽的新天地 　　据统计，目前我国生物芯片企业不少于50家，但获得国家有关部门认证的只有极少数。目前，70%—80%的生物芯片还只是用于科学研究领域，离完全产业化还有一段不短的距离。由于研发成本高，其产品价格也较高。 　　尽管生物芯片的未来发展之路不平坦，但是有关专家在展望生物芯片的前景时却认为，生物芯片在基因表达谱分析、基因诊断、药物筛选及序列分析等诸多领域已呈现出广阔的应用前景。昆明寰基生物芯片开发有限公司总经理滕仕喜认为，一个基于第三方的医学检测服务体系或将实现造福百姓这一目的。作为国内较早从事生物芯片开发的科技公司，昆明寰基从零起步，在省市两级科技项目经费支撑下，与省内相关科研单位合作，于2006年成功研发出了首个泌尿生殖系统基因检测芯片，到今年6月，公司将推出系列基因检测芯片新产品，并将逐步应用于临床检测。去年1月，公司在经开区投资兴建了基因芯片检测中心和基因芯片生产基地，已成功形成从生物芯片技术理论研究到产品研发再到应用的完整产业链。作为参与国家药监局起草《生物芯片技术标准》的生物芯片研发生产企业，昆明寰基对基因芯片的平民化运用很有信心。 　　在滕仕喜的设想中，第三方的医学检测服务体系不仅可以最大限度地降低成本，还会最大可能地造福患者。因为具备自有技术支撑的第三方医学检测，服务范围较大医院而言拓宽了很多。通过在各地开设的检测取样点，它的服务触角可延伸至缺乏检测技术和手段的中小医院，既减少了检测费，综合检测费用只需原有的30%。又提高了检测效率及精确度。基于此理念，不久前刚刚成立的昆明寰基生物芯片开发有限公司基因芯片检测中心正在按这个思路开展工作。在不久的将来，患者或将普遍受益于这项新技术和新模式。

近日，安光所刘勇研究员、朱灵研究员团队研发的“数字PCR生物芯片阅读仪”正式获得安徽省药品监督管理局二类医疗器械注册证（皖械注准20222220135），产品型号：DCScanner-100。这是安徽省首款获批上市的数字PCR产品，填补了我省数字PCR自主产品的空白。该仪器获得医疗器械注册证，为下一步临床推广应用奠定了基础。数字PCR生物芯片阅读仪DCScanner-100数字PCR即Digital PCR（dPCR)是第三代PCR技术，它是一种核酸分子绝对定量技术。相较于上一代的qPCR技术，数字PCR能够直接数出DNA分子的个数，是对起始样品的绝对定量。它完全不依赖参照品和标准曲线，具有极高的灵敏度和分辨率，是未来核酸检测行业应用发展的新趋势。此次获批的生物芯片阅读仪可适配安光所自主研发的微腔和微液滴数字PCR芯片，广泛应用于肿瘤液体活检、无创产前诊断、病毒核酸载量精确定量等多个领域。自2011年起，安光所光电子中心研究团队专注于分子诊断领域创新技术的研究工作，在微流控芯片、光电一体化检测、分子诊断核心试剂等方面开展持续攻关，在国家自然科学基金、中科院STS重点项目、中科院青促会、安徽省科技重大专项等的大力支持下，利用研发的数字PCR技术平台，在肝癌循环miRNA标志物检测、慢性乙肝病毒核酸载量定量等方面取得了重要的研究成果。一直以来，安光所光电子中心研究团队始终坚持以临床需求为导向，以医用光学先进诊疗技术研究与创新装备的研发为己任，重点突破“卡脖子”技术瓶颈，为实现高端医疗器械国产化目标而努力奋进。

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松下与比利时IMEC在“IEDM 2010”上公开了两公司正在共同开发的SNP(single nucleotide polymorphism)检测芯片开发成果。SNP检测芯片能够以数μl(微升)的血液为检测对象，对SNP等遗传基因信息进行全自动检测。 　　此次开发出了“聚合物致动器泵(Polymer Actuator Pump)”和“DNA过滤器”等关键器件。前者起到输送微量血液和DNA溶液的作用。后者的作用则在于从含有被检SNP的DNA溶液中高精度筛选出目标SNP。“向实现硅基板上SNP检测的全自动化迈进了一大步”(松下)。 　　有助于定制医疗服务的普及 　　据松下介绍，由于此前的全自动SNP检测装置过于庞大且价格昂贵，因此只能应用在专门检查机构等DNA解析用途，未能在临床一线得到真正普及。检测结果的信息反馈也较慢。临床一线对于能够使用简单装置在短时间内进行SNP检测的需求非常大。 　　如果此次正在开发的SNP检测芯片能够应用于医疗一线，将有助于推动在普通医院等的临床一线普及根据每个人(患者)的体质选择药品处方等治疗方法的“定制(Tailor-Made)医疗服务”。由于利用数微升血液即可在短时间内检测出SNP，因此有望帮助临床医生在短时间内判断出药物对患者是否有效和疾病有多大的发病风险。 　　1.5V电压工作，可利用电池驱动 　　实现此次的微型泵时，通过在硅基板上层积聚合物薄膜，开发出可沿层积方向大幅伸缩的聚合物致动器。由此又开发出通过该致动器移动隔膜(Diaphragm)实现液体输送的聚合物致动器泵。这种微型泵可以产生超过30个大气压的压力。 　　可以轻松实现包括需要高压的DNA过滤器等的分子筛在内的微流路中的溶液移动。同时由于是在1.5V的低电压下工作，因此能够利用电池驱动。另外由于即使切断驱动电压也可保持加压状态，因此能够把耗电量控制在最小。 　　另一方面，在实现DNA过滤器时还有效利用了IMEC的最尖端硅微细加工技术。在直径为1μm、高度超过20μm的高纵横比硅圆柱体上实现了以1μm间距规律配置的筛孔结构。当溶液通过这些硅圆柱体群的筛孔时，能够以50对碱基的高精度分离长度不同的SNP检体。 　　与此次开发相关的专利(包括正在申请之中的专利)在日本有36项，日本以外有23项。

细菌、病毒、真菌等与生命健康相关。临床常用的细菌检测方法是平板计数法，需要将菌液培养1-2天，操作繁琐，费时费力，亟待发展快速灵敏的细菌检测新方法，这是纳米生物检测领域的重要目标之一。中国科学院化学研究所绿色印刷院重点实验室宋延林课题组在纳米光子结构的印刷制备、光学性质调控、机理研究和生物检测应用等方面取得了系列进展(Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60, 24234；Chem. Rev., 2022, 122, 5, 5144–5164；Matter, 2022, 5, 1865-1876；Adv. Mater. Interfaces, 2022, 9, 2102164；Sci. Bull., 2022, 67 , 1191–1193；ACS Nano, 2022, 16, 10, 16563–16573)。科研人员利用绿色印刷技术精确地控制纳米光子结构的组装过程，通过周期性地排列结构单元实现了显著的光子共振增强效应，为超灵敏可视化检测生物标志物提供了新途径。近日，该课题组将一维纳米结构的光学信号放大作用与蒸发过程中毛细力驱动的颗粒预富集相结合，设计出快速超灵敏的微生物检测芯片。研究以聚苯乙烯微球悬浮液为墨水，在基底上印刷制备了大面积的一维纳米光子结构，并利用聚苯乙烯微球表面大量的羧基高效偶联抗体，特异性地识别待检测样本中的致病菌。研究发现，将毛细力诱导的咖啡环效应引入微生物检测，可在基底上对目标病原体进行预富集，提高检测效率。除了捕获细菌，纳米光子结构还具有强的光场局域能力，可显著增强细菌的散射光信号，提高检测灵敏度，能够在单细胞水平上对其物理特征如生理环境、活性、繁殖状态进行可视化分析。进一步，研究实现了连续监测水、血清、尿液以及蔬菜等样本中的细菌情况。这种生物检测芯片制备简单、成本低，能够结合普通的商业显微镜或者手机直接获取检测结果，在医疗诊断、食品安全、环境监测和农业等领域具有广阔的应用前景。相关研究成果发表在Advanced Materials上。研究工作得到国家自然科学基金、科技部、中科院和北京市的支持。基于一维纳米光子结构生物芯片快速、超灵敏检测细菌感染

（北京佰司特科技译）类有机体的概念在12年前就被提出来，当时被称为“芯片上的人体human-on-a-chip”或“芯片上的身体body-on-a-chip”，从“多器官串联芯片Multi-Organ-on-Chip”发展而来，将多个类器官串联起来培养。微生理系统MPS成为体外在生物学上可接受的最小尺度模拟人体生理和形态的技术平台，因此，微生理系统能够以前所未有的精度为每个患者筛选出个性化治疗方案。与此同时，第一个人类类器官——干细胞衍生的复杂三维器官模型，可以在体外扩增和自我组织——已经证明，只要给人类干细胞提供相应诱导分化及生长环境，就可以在体外自我组装成人体类器官。这些早期的类器官可以精确地反映出人体中对应器官的一系列独特的生理状态和病理特征。我们现在把过去的“芯片上的人体human-on-a-chip”的概念发展成“类有机体Organismoid”的理论。首先，我们提出了“类有机体”的概念，即通过体外的自我组装的过程，模仿个体从卵细胞到性成熟的发生过程，培养出的——微小的、无思维、无情感的体外的人体等效物。随后，我们提出了类有机体的分化和培养方法，使其能在体外长时间维持正常功能，以及通过自然或人工诱发疾病干扰类有机体来模拟个体疾病过程。最后，我们讨论了如何使用这一系列健康和疾病模型的类有机体来代替病人，测试药物疗效或药物剂量，即个体化精准医疗。 图1 |每个人个体命运的类有机体。(A）个体发育（黄色）从卵细胞受精开始，随后出生，并在18 ~ 20年后性成熟，发育出功能完整的大脑和成年骨骼。然后，成人的身体会经历一个持续数十年的功能和结构相对稳定的阶段。随着身体年龄的增长，这个成年期会被不断延长的生病和康复期打断（粉色）。情感和意识——人类的灵魂和思想——从童年开始连续发展，并贯穿一生。（B）根据类有机体理论，个性化的类有机体可以通过持续几个月的体外培养（黄色）来建立。由此产生的成体类有机体可以模拟健康人类成年几周（S-短期）、几个月（M-中期）或几年（L-长期）的阶段。然后，这些可以用来模拟急性、亚慢性和慢性疾病时期（粉色）和个体在相应的时间框架内的治疗后恢复。大量相同的类有机体还可以提供足够数量的生物学重复和对照，确保了数据的准确性，真实性，可重复性。此外，这些健康的类有机体在预防医学的评估方面很有用，比如为各自的个体接种疫苗。 类有机体理论人的个体寿命的特征是人体的生理和形态的发育阶段（发育期）和功能维持阶段（成年期），以及个体与社会在灵魂和思想上的双向交流，如图1A所示。社会起源本质上与人的大脑的大小和结构有关——大脑由大约860亿个神经元以及数量大致相等的非神经元细胞（2）组成，这些细胞高度连接，聚集在一起处理、整合和协调它从感觉器官接收到的信息（3）—以及它与身体其他部分的相互联系。成熟的人体生理遵循一个简单的进化，即选择性结构计划，也就是组成遵循功能。早在2007年，我们就注意到这样一个事实:“……几乎所有的器官和系统都是由多个相同的、功能独立的结构单元组建成的，从几个细胞层到几毫米组织。由于其独特的功能性、高度的自立性和这些结构单元在各自器官中的多样性，它们对药物和生物制剂的反应模式几乎代表了整个器官。大自然创造了这些微小但复杂的结构单元，以实现器官和系统最主要的功能。在一个特定的器官内，这些结构的重复是天然的风险管理工具，以防止器官局部损伤时功能完全丧失。然而，从进化的角度来看，这一概念使得器官的大小和形状可以很容易地调整到特定物种的需要（例如，小鼠和人类的肝脏使用几乎相同的结构单元）（4）。这一理论，结合微生理系统（MPS）的发展，为在生物芯片上以生物学上可接受的最小尺度模拟人体的器官提供了理论基础（5-7）。2012年，我们引入了“芯片上的人体”（man-on-a-chip）的概念，从“多器官串联芯片Multi-Organ-on-Chip”发展而来，即将多个类器官（比体内缩小10万倍）串联起来培养。我们举例说明了人体主要器官的功能单位，并简要描述了减小尺寸的原理（5）。这是发展一种理论的起点，即建立一种微小的、无思维、无情感的体外的人体等效物，我们现在称之为organismoids类有机体。不同的术语，如芯片上的人体，芯片上的身体，或通用的生理模板，在过去已经被用于代表有机体。在MPS领域中已经使用过这个概念，通过培养10个人的主要器官的等效物（类器官）来实现完整的体内平衡：循环，内分泌，胃肠道，免疫，皮肤，肌肉骨骼，神经，生殖，呼吸和泌尿系统。类有机体的理论基于两个按时间顺序相互关联的概念，每个概念有三个实施原则。类有机体的体外发育依赖于（i）（诱导多能）干细胞为基础的体外早期类器官形成；（ii）以生理学为基础，通过血液灌流和神经分布，应用于芯片上的MPS，将此类早期器官的比例/数量整合为早期自我维持的类有机体；以及(iii)通过类器官在芯片上的串联培养加速刺激个体发育，完成体外个体发育成为健康成熟的类有机体（模拟成年期）的转变。因此，利用芯片上的类有机体模拟病人的疾病和治愈过程的概念遵循以下原则：（一）通过自然疾病过程或通过来自病人的病原体或病变组织的传播在生物体中诱发疾病；（ii）通过对同一个患者来源的健康和病变类有机体进行相同数量的试验来模拟对大量患者进行的人体临床试验；以及（iii）为每个患者精确选择正确的药物或疗法和最有效的用药方案。在这篇文章中，我们带你通过类有机体理论的概念和原则，用实际结果阐述它对我们的医疗保健系统的颠覆性创新的潜力，并提供一个可行性方法的展望。 微流控培养系统——早期类器官形成类有机体的关键类器官已被证明是模拟不同器官特异性特的有力工具。然而，如上所述，标记物表达和功能往往在早期就停止了。我们从1912年就知道，体外培养的环境决定了它们的生存能力和功能（100）。驱动类器官自组装和分化的各向微环境因子在传统培养条件下相当均匀地覆盖类器官或广泛的表面积，阻碍了由功能驱动的空间定向和成熟。但这些源自相互作用的组织并导致细胞重排的时空线索，是发育成熟器官功能的关键。但这些源自相互作用的组织并导致细胞重排的时空因子，是成熟器官功能发育的关键。特别是内皮组织相互作用及其对器官发生过程中局部信号传导的影响已被广泛研究（101-103）。 例如，发育中的中枢神经系统的血管化是大脑发育中至关重要的一步，确保快速分裂的神经前体细胞的氧气和营养供应。外周神经系统的神经结构已被证明以明显的与血管同步的方式发展。此外，内皮细胞对于维持产生小脑细胞的中枢神经系统胚层的重要性也得到了证明（104）。在过去的二十年中，通过将器官模型引入MPS来改善器官模型培养条件已经做出了大量的努力。利用原代和细胞系为基础的模型已经建立了MPS中的数十种人体类器官，并已进行了非常详细的综述（105 - 111）。有充分的证据表明，器官功能的成熟可以通过密切模拟有关生化、物理或电刺激的器官型微环境来实现（106）。看来，神经支配、血管化、淋巴管、微生物群和胆汁产物的肠-肝脏循环模拟是满足多器官MPS中类器官的简单物理结合和生物体中真正的组织相互作用和稳态之间的鸿沟不可或缺的先决条件。后者需要至少10个人类系统（如引言中强调的那样）的主要类器官的串联组合，以及它们通过血管系统、神经支配和淋巴管的生物互联。关于建立包含至少10个技术上可相互连接的器官培养区隔的MPS的两项早期尝试已经发表。这些主要的例子包括康奈尔大学舒勒实验室（Shuler Lab）的13个器官培养系统（170个）和麻省理工学院格里菲斯实验室的10个器官培养PhysioMimix系统（171）。这两种系统都已成功地在培养室中使用生物材料运行了7天或更长时间。然而，两者都缺乏生物血管互连、淋巴管和器官神经支配。 生物体可能会传递什么给我们的医疗系统根据有机体模型理论，有机体模型是活体人体在体外的生物复制品，只是尽可能缩小了规模。它们是由系统创造的整合：生理学上把人体主要器官的功能单位整合成一个有机的、自我维持的模板，反映人体的系统组织干细胞衍生器官等价物在芯片上的快速分化，源于它们之间的相互串扰和生理上的相互依赖。规模的极端缩小，是由于产生个体的生物体样体的大量重复的目标。大量这种相同的、微小的、无脑的、无情绪的生理体外有机体的成熟可以在很长一段时间内保持自我维持的功能性健康内稳态。它们容易受到干扰，导致自然或人为地诱发疾病。患病的生物体被假设以精确地模拟各自病人疾病的病理生理学。反过来，这可能使预测性的患者特异性有机体样研究的表现，以确定最有效的个性化治疗患者有关。类似于对患者队列的临床研究，然后可以产生统计验证的预测，其优势是可以在生理和病理生理条件下比较基因相同的患者有机体样体重复。由此可以推导出两种主要的使用场景。一种是与现实世界中个体患者个人治疗的前沿改进有关 另一种则有可能在临床试验层面改变药物开发范式，节省大量时间和资本支出。关于第一种方案，生物体模型可以用于预测地选择、安排和给药，根据患者的疾病进展准确地选择个性化治疗或药物。通过早期发现不成功的治疗方案，这可以显著降低对每个患者的潜在风险。图5更详细地总结了将有机体应用于个性化精准医疗的优势。该图说明了有机体体方法的概念和原理，以选择最适合您的个性化疾病应用的精准医疗。作为一个假设的例子，癌症被选择为疾病。你的生命周期可能最终包括危及生命的疾病时期，例如，癌症生长（上：蓝色边框的箭头）。从你的健康细胞中建立一个多能干细胞库。随后，在几个月内就会产生大量相同的健康生物体（黄色三角形）。目前有各种治疗癌症的选择，因此，相关的试验组被创建，包括安慰剂治疗、其他治疗组和健康恢复对照组（在黑边箭头中）。在这个假设的例子中，在几周内，CAR-T细胞疗法与检查点抑制剂相结合，会被证明是你最快最有效的治愈方法。因此，这种疗法立即得到了成功的应用。根据生物体形态理论，一个人的干细胞库可以在健康时创建，也可以在疾病发生时从健康的器官中创建。预防性干细胞库(例如，从脐带血中提取)已经在使用中，并将成为未来的选择，因为这需要时间。接近人类的理论提供了精确的试验结果，这是动物试验在患者来源的异种移植模型或人类患者来源的类器官无法实现的。异种移植模型在系统发育上是遥远的，因此不能提供足够的肿瘤生长。此外，它们没有病人的免疫背景来对抗癌症。病人来源的类器官也没有嵌入到病人的免疫系统中，缺乏与有机体的系统性互动。对于第二种情况，数十年来，候选药物进入临床试验成为获批药物的平均成功率一直低于20%；这种将任何原型转化为上市产品的低效率，其他任何行业都承受不起。使用实验动物的候选药物的临床前安全性和疗效评估程序的预测性差是造成这种低效率的主要原因。其后果是平均13.5年的漫长临床试验，以及一种新药获得批准所需的累计成本高达25亿美元（106）。与此同时，在过去30年里，一场基于生物学的治疗策略出现了——利用人体自身的工具来对抗疾病。近年来，药物的生物复杂性不断扩大，从人工合成的小分子药物，到人类单克隆抗体蛋白，最后是针对患者的自体细胞疗法，极大地增加了患者治愈的机会。然而，这一趋势同样显著地降低了通过应用临床前的实验室动物试验来预测这类疗法的安全性和有效性的机会，原因是这类先进治疗药物的人类起源越来越多（172）有机体有可能通过改变药物开发的模式来打破这种成本螺旋上升。2016年，MPS相关报告已经预计，一旦基于MPS的类似于生物体的临床试验研究能够准确预测任何新药物或疗法的疗效、安全性、剂量和时间安排，在用于人类试验和替代动物试验以及1、2期临床试验之前，累积药物开发成本将降低5倍，药物开发时间将减少一半。2018年，毒理学研究领导人论坛（10）草拟了一份高级路线图，以确定“临床试验”预测精度（图6），在与临床试验相对应的芯片研究中运行精细的个性化的“人体”等效物（有机体）。为了实现这一点，套健康的和有病的代表患者疾病状态和健康内稳态的有机体样体将允许一个人进行基于临床前系列药物和先进的有机体样体测试。图5 |说明有机体理论如何应用于个性化医疗的假设例子。图6 |在芯片上潜在的“临床试验”背景下的“人体”等效物（10）。 图7|一个假设的例子，说明有机体理论如何可以用来模拟临床试验。健康的内稳态将允许一个人在大型试验特定患者中模拟临床试验的环境中进行基于有机体的药物和先进疗法的临床前系列试验。与患者队列试验相比，以有机体为基础的试验具有许多关键的优势。图7详细说明了这些优势，并举例说明了利用基于有机体的试验模拟一种假想的新型钠-葡萄糖转运体2（SGLT2）抑制剂治疗2型糖尿病的临床试验。最突出的优势是，在药物开发历史上，基于芯片的有机体试验将首次包括患者身体和同一个体健康身体状态的统计相关的人体自体生物重复。由于缺乏对单个患者的任何生物重复，以及对他们在健康内稳态下的个体生物状态的了解，临床试验传统上需要大量的患者队列。因此，试验被分为1、2和3期，不幸的是，只能近似一个患者个体的病理生物学和他们的完全治愈恢复状态。这两个方面使得传统的临床试验过程成为一种漫长的、成本高得令人难以置信的、低效的药物和先进疗法的开发方式。在含有健康和患病生物体的芯片上进行“临床试验”，消除了这两个障碍。一方面，它们允许近亲繁殖的实验室动物试验的一致性由于基因而得到匹配，每个试验“参与者”在个体有机体水平上的身份，但其背景完全是人类。另一方面，各种不同个体的生物样体的使用反映了临床试验中患者队列的异质性，但具有每个个体患者的生物样体在统计上相关的生物重复的优势。有机体体方法的另一个明显优势是，在进行此类试验时，其独立性不受患者招募和医院使用的影响。鉴于大型PSC库的存在反映了基因倾向、性别和与试验相关的其他类别，基于有机体模型的试验可以在世界任何时间、任何地点进行。关于上面的假设例子，根据糖尿病易感性选择供体，比较遗传祖先和平等的性别分布可能是有趣的干细胞瓶选择策略。第三个优点是试验规模的灵活性。理论上可以产生的患病生物体（通常被称为芯片上的“病人”）的数量是无限的。这使得药代动力学方面的整合，在同一个基于有机体的试验中发现新的化学或生物实体的有效剂量和综合安全性和有效性评估成为可能。目前在实验室动物、健康志愿者和患者的单独临床前和临床试验中产生的数据，如毒性特征、未观察到的副作用水平、吸收和排泄率、代谢物形成、发现有效剂量、持续时间和新药物的时间安排，可以从一项基于生物体的试验中得到。例如，我们治疗2型糖尿病的假设案例研究可以很容易地扩展到更大的剂量范围，并将每天两次剂量的单一口服（这在生物样体中指的是根尖肠的任何给药）进行比较。这将包括对疗效进行剂量依赖的评估，同时观察尿路或生殖道感染的发生和严重程度，以及众所周知的SGLT2抑制剂的副作用。在各自的患者队列中，候选药物使用的治疗窗口的定义来源于这样一项一体化试验，该试验仍处于临床前候选药物开发阶段。关于这两种使用场景，我们设想有机体将对从个人数据库收集的医疗现实世界大数据做出重大贡献。这是因为它能够在每个患者第一次疾病发作（例如，肿瘤生长、病毒复制）的确定位置生成关于微环境破坏的独特可复制数据。有机体和硅芯片的结合将进一步提高对大量患者群体进行精确药物治疗的预测能力，并进一步降低成本。在人们的心目中，复杂的体外细胞培养工作通常与高昂的成本联系在一起。有人可能会猜测，在试验中产生和处理数千个生物体需要天文数字的预算，因为目前可用的MPS在一次性芯片和操作上都很昂贵。在这里，有机体的性质反映了一种自我可持续的人体和规模经济效应开始发挥作用。在现实世界中，一个处于休息状态的人体，每天的蛋白质、碳水化合物和脂肪供应约2000千卡就可以维持。在世界上一些较贫穷的地区，人均几美元就可以实现这一目标。因此，每天喂养10万只生物体的成本也可以达到相同的水平。维持这些生物体的可消耗芯片的价格也预计将下降到1美元的范围，这在计算机芯片和人类基因组测序成本方面已经有过先例。生物机体能够为每一位患者确定最合适的药物，并大幅节约成本和改变药物开发，这种能力的社会经济维度被认为是巨大的。这同样适用于伦理层面。基于MPS的类有机体有可能取代大多数实验室动物试验和在人类志愿者身上进行的第一和第二阶段临床试验。它们将减少三期临床试验患者的多种数量。所有这些都将对全球范围内的患者利益和动物福利产生根本性的积极影响。 患者类有机体体和芯片上病人特异性T细胞疗法——一个挑战这一理论的完美方案先进的细胞疗法，如自体嵌合抗原受体（CAR） T细胞疗法KymriahTM 和YescartaTM，最近已经证明了它们治愈以前的耐药肿瘤患者的潜力（176,177）。除了这两种在2017年被批准用于治疗血液肿瘤的CART细胞产品外，其他几种CAR-T细胞产品最近也被批准。许多新的细胞治疗方法正在酝酿中，使用CAR或转基因T细胞受体对抗各种各样的肿瘤、感染和自侵略性免疫细胞，或者使用调节性T细胞在显性的不良免疫反应中恢复免疫平衡（178）。到2020年底，全球注册了超过1000项使用免疫细胞产品的临床试验（179）。在这些医疗需求未得到满足的领域，这种前所未有的疗效以标准安全测试程序（180）为代价，增加了监管机构的接受度，该程序需要在治疗批准后的患者随访研究中进行回顾性研究。这符合这样一个事实，即由于患者与患者的系统发育距离、各自的基因型差异和免疫不匹配，患者对个性化细胞治疗的反应无法在临床前的实验室动物模型中模拟。同样，在传统的患者来源的类器官培养中，患者的反应也无法预测，因为它们没有融入到一个系统的有机体安排中。除其他外，模拟t细胞输注到目标部位的静脉输送及其与其他主要器官部位的相互作用，都缺失了模拟T细胞疗法及其疗效（患者衍生类器官的精确度）的关键因素。 如前所述，这里的有机体理论提供了一种克服任何其他障碍的替代解决方案。 什么是有机体不能也不应该做的根据有机体理论，有机体不能也不应该模仿人类个体社会起源的主要部分——同理心或意识（分别是灵魂或思想）。因此，它不能模拟病人的精神疾病。300g的人类心肌或髋部骨折的功能障碍及其愈合依赖于生物物理特性，由于规模和所涉及的物理不匹配，其中一些无法在生物类体上表征。伦理考量对人类社会至关重要，也是人性的基础。有机体理论，由于其性质，引入了一些必须考虑伦理的观点。将人类胚胎发育到几厘米大小是最关键的问题之一。在人工环境下（如体外培养），人类卵子的受精及其随后的胚胎发育在世界上许多地方都是被禁止的。生物体理论的作者想要强调的是，他们的伦理范式超越了这一点。人们不应该使用有机体形态理论的概念和原则来创造人类或杂交胚胎，并进一步发展和区分人类或杂交组织。应该使用其他方法来规避个体发生的这一部分。个人同意捐献组织来创造生物体可能是一个很好的工具，以防止在早期阶段的滥用。

日本医疗保健设备和工厂自动化供应商欧姆龙公司正将目光投向利润丰厚的芯片制造设备市场，以推动未来的增长。欧姆龙将于明年春季推出一款X射线扫描仪，将更好地检测先进半导体制造中的缺陷，并提高全球芯片制造商的产量。VT-X950设备将生成具有足够分辨率的芯片3D图像，以识别1nm尺度的缺陷，至少比当前一流的硅制造技术领先一代。由于每次扫描仅需30秒，芯片制造商近乎实时地监控生产情况，并更有效地进行调整和修正。对于台积电和三星电子等制造商来说，良率（即每个硅片生产的无缺陷芯片的比例）是受到密切关注的指标——它影响着每家公司的成本和完成客户订单的速度。欧姆龙检查系统总经理Kazuhisa Shibuya表示：“半导体行业的需求趋势是小批量生产更多种类的芯片，但如果没有实时CT扫描，这在经济上是不可行的。”CT（计算机断层扫描）是医疗诊断的支柱，也已经成为芯片制造中重要的质量控制工具。拥有90年历史的欧姆龙，其8760亿日元（59亿美元）年收入的一半以上来自工厂自动化产品，该公司于2012年发布VT-X900，首次进入半导体供应链。Kazuhisa Shibuya表示，这仍然是其业务的一小部分，主要局限于几家主要芯片制造商。Kazuhisa Shibuya认为，随着芯片变得越来越复杂、制造成本越来越高，需求将会增长。在仅仅几平方厘米的区域内，制造商需要编写比人的头发还细的金属线，并沉积数千个纳米级焊料凸点。将晶体管堆叠成三维结构的新技术——例如台积电和三星的（GAA）环栅架构——提高了精度要求。Omdia分析师Akira Minamikawa表示：“半导体制造过程中对CT扫描的需求非常迫切。随着行业追求芯片缩小和Chiplet（小芯片）技术，所需的键合技术水平飙升，特别是在过去几年。”当今需求最大的芯片是英伟达的顶级人工智能（AI）加速器，但台积电先进封装的生产能力却遇到了瓶颈。在这种情况下，质量控制和产量提高变得至关重要，因为微小的偏差都可能使售价数万美元的芯片变得一文不值。对制造出来的芯片进行X射线检查可以帮助检测缺陷，并允许工人根据需要微调流程。索尼集团此前表示，其最新智能手机摄像头传感器的量产遇到了麻烦，最终导致该公司的营业利润前景下降了15%。一般来讲，芯片制造商依靠所谓的功能测试来判断设备是否能按设计运行。CT也已被使用，但速度要慢得多：从生产线拾取样品单元，在单独的房间进行X射线检查，每次可能需要长达一个小时。东洋证券分析师Hideki Yasuda表示，对速度更快的检查设备的需求将急剧增加。尖端芯片制造的成本将要求更多的实时监控，以最大限度地减少硅浪费。Kazuhisa Shibuya表示，欧姆龙的CT扫描仪是芯片制造商在其装配线上安装的唯一现实选择，因为没有其他设备可以实时生成高质量的CT图像。与欧姆龙之前的型号相比，最新型号将扫描时间缩短了一半。

日前，来自光子科学研究所(简称ICFO)的科学家们开发出一种全新的芯片实验室，能够在一滴血液中检测出癌症的蛋白质标记物，可以用于癌症的早期检测。此种装置拥有检测低浓度标记物的能力，并且具备可靠、廉价以及便携等特点，为世界偏远地区的部署提供了可能。 　　众所周知，早期发现是成功治疗癌症的关键，然而不幸的是，很多癌症病例都是在晚期才被检查出来的，病毒早已扩散至全身细胞。这主要是因为大部分医疗设备只有在肿瘤生长到一定程度时才能够检测出来。 　　为了改变这一现状，Romain Quidant教授带领他的团队研发出一种小巧便携的新型设备，利用流体微通道，可以在一滴血液中检测出浓度极低的肿瘤标志物。 　　血液进入装置后会分配至微通道网格中，每个通道都包含有金纳米颗粒和特定的抗体受体。如果癌症标记物蛋白存在于血液中的话，它会自动粘附至纳米颗粒。据研究人员介绍，装置将对所有通道中血液内的标记物数量进行监测，为患者的病情提供精准的风险评估。 　　Romain Quidant教授表示，该装置不仅能够检测出极低浓度的蛋白标志物，而且可以在短短的几分钟内完成，具有超高的灵敏度。

加拿大温尼伯科学家正在致力于开发一种便携式的低成本仪器——生物芯片传感器。该设备能够迅速检测出某人是否携带或感染H1N1病毒。 　　近日，这项研究赢得了当地的一项创意竞赛及5000加元奖金。据研究者称，生物芯片传感器能让非医务人员在一小时内检测出流感病毒，并且每次检测仅需10加元。而使用目前的技术，这样的检测需要花费好几百加元。 　　这些科学家还称，通过一定的校准，他们研发的便携式设备还能够检测出某些病原体抗体，从而诊断一些传染性疾病，例如SARS，HIV以及乙肝等。 　　项目带头人、温尼伯生物医学工程师兼温尼伯大学助理教授张弓(Michael Zhang)说，“这个仪器可用在癌症检测中，任何人都能在家里或者他们家庭医生的办公室里使用这个仪器进行检测。” 　　张弓和他的同事们在加拿大生物医学发展协会的年度大赛击败其他四组参赛者而最终胜出。张弓的团队成员还包括温尼伯大学计算机教授廖新萌(Simon Liao)，电子工程师黄斌(Bin Huang)，以及曼尼托巴大学生物物理学家林远(Francis Lin)。 　　研究者将用这笔奖金以及他们自己的一些资金投入来完成这个手持设备的模型制作。该模型将能通过唾液测试检查出某种特定的疾病。一旦完成模型建造的工作，他们将需要更多的资金来进行临床测试，以证明该仪器工作正常。只有通过临床测试，这项设备才能够得到如加拿大卫生署和美国食品药品管理局等专业部门的批准。 　　曼尼托巴省公共健康首席官员Joel Kettner说，只要使用得当，这样的诊断设备有潜在的利益。 　　Kettner说，“作为一种监测工具，这种设备非常有用。如果检测结果足够准确，这个仪器对于那些没有疾病症状而担心自己是否患病的人无疑是一个福音。” 　　但是使用这个仪器为确诊的患者提供医疗决策则是另外一回事了。他说，“人们可不希望因为仪器误诊而忧心忡忡的事情时常发生”。

动脉网第一时间获悉，2022年2月18日，以芯片生物测微技术为基础，专注于研发和生产NanoSPR生物芯片检测设备及试剂的量准（上海）实业有限公司宣布完成数千万美元融资。本轮融资由火山石投资和高科新浚共同领投。BFC Group担任量准本轮融资的独家财务顾问。量准专注于运用其独特传感器芯片设计和制造专利技术开发创新型生物检测芯片及相应的检测设备产品，并将其作为生命科学工具仪器应用于生物医药研发以及作为检测试剂和设备应用于临床医学体外诊断中。量准自主研发生产的晶圆级高性能纳米等离子共振NanoSPR芯片产品实现了对传统药物筛选芯片及分子互作检测设备的技术路线突破和超越，并且借助其产品在性价比上的明显优势打破进口检测产品垄断并涵盖到更加广泛的生物医药研发应用领域，助力生物医药科技产业的自主创新发展。量准NanoSPR生物芯片量准正在推出的开放式NanoSPR微孔板、微流控NanoSPR芯片卡以及相应配套的半自动和全自动检测设备产品将提供分子互作的无标记实时检测，亲和力精确测定、抗体筛选和优化，以及快速高通量表达定量等灵活多样的高性能检测能力，以满足于包括靶向化学药、生物药、基因及细胞治疗、合成生物学和IVD原料等众多细分领域研发生产中的具体检测需求。量准NanoSPR微孔板及检测设备本轮融资将帮助量准进一步提升企业研发和生产能力，优化分子互作检测生物芯片传感器及检测设备的产品性能，扩充产品管线及在生物医药研发领域的应用范围，加强与行业内上下游企业间合作。另一方面，量准运用其独特的NanoSPR生物芯片技术在国内率先将SPR生物检测方法拓展到体外诊断领域并形成了自主研发生产的免疫和分子诊断芯片产品。自疫情出现以来，在国家科技部新冠肺炎检测紧急攻关重点项目的支持下，量准开发了世界上首个也是目前全球唯一的基于专利NanoSPR检测方法的高通量一步式快速新冠病毒抗原及中和抗体检测试剂盒和便携检测设备，产品取得欧盟CE认证并实现了在海外医疗市场的应用。本轮融资后量准将继续优化其数字NanoSPR成像微流控芯片和NanoSPR核酸扩增检测芯片等自主专利技术，进一步提高检测的通量和灵敏度，实现基于NanoSPR芯片的高通量多联免疫检测产品和快速多重核酸检测产品对于自身免疫疾病、癌症及传染病的临床及POCT诊断应用。企业说＆投资人说量准创始人刘钢博士现为华中科技大学教授，前美国伊利诺伊大学香槟分校教授。于美国加州大学伯克利分校和旧金山分校医学院取得双博士学位，同时也是美国医学与生物工程学院Fellow。刘钢博士表示：“非常感谢火山石投资和高科新浚对量准团队技术产品创新能力的高度认可和对公司发展提供的巨大支持。量准在过去已经完成了完全自主的晶圆级纳米等离子共振生物芯片的设计和生产能力建设，并且初期产品在生命科学研发工具和临床医学体外诊断应用领域都展现了可观的潜力。本轮融资将帮助公司进一步吸引各类人才和加强公司核心能力建设。公司将把性价比优越的生命科学工具产品尽快推向更多的基层生物医药创新研发机构用户，让更多生命科学和医药领域的研究人员都能够便捷使用高性能分子互作检测仪器和芯片进行药物检测和筛选；同时公司也将致力于尽早地将基于生物芯片检测技术的IVD产品推向临床，为基层医疗场景多联标志物疾病诊断提供更加物美价廉的技术手段。”联合创始人许浩先生认为：“量准对于SPR分子互作检测技术的原始创新诞生了全世界首款NanoSPR生物芯片，这个颠覆性的技术”涉及到生物医药，高端装备研发，大数据集成以及传感器芯片领域的多技术平台的交叉融合。量准将继续一如既往的筚路蓝缕，努力拼搏，持续加大对高端人才和技术的投入，力争在3-5年内，量准的突破平台级产品能不断问世，为社会创造良好效益。”火山石投资管理合伙人章苏阳先生表示：“更快速、更准确、更经济是检验行业的发展方向。基于半导体技术、信息处理技术结合物理检测原理的NanoSPR生物传感技术，是非标记检测领域的重要创新。该技术成功应用于药物筛选的同时，并在国际上首次用于IVD领域，大幅降低现有检验成本。NanoSPR平台有高延展性，原理上可检测任意物质。以刘钢博士为核心的团队既有扎实的科学研发能力和科学家精神，兼具对市场的敏锐感知。我们看好公司团队和产品，希望公司对生物医药行业发展做出贡献。”高科新浚合伙人王琳博士表示：“非常荣幸在量准本轮融资过程中与刘钢教授领导的跨学科创新团队深度交流。量准的平台技术在科研、临床诊断、动物防疫和制药工业等多个领域有着广泛的应用前景，符合原创、自主可控的国家战略，也具备进军国际市场的知识产权基础。新浚团队积极促成量准与现有被投企业及相关同行的战略合作，共同推动新一代生物硬科技企业的发展。”关于火山石投资火山石投资成立于2016年，致力于发掘、投资并服务中国泛智能技术和医疗健康领域具有高成长潜力的初创企业，提供持久增值服务，陪伴他们共同成长。火山石投资目前管理规模超过30亿人民币（人民币/美元双币基金）。基金管理人紧密合作多年，累计拥有超过60年投资经验和企业管理经验以及深厚的行业资源。火山石投资愿积聚爆发能量，做创业者成功的基石。关于高科新浚（Neovision Capital）高科新浚（Neovision Capital）是一家专注于医疗健康和高科技领域的创新创业投资和并购的专业机构，投资了多个生物医药和高科技领域的高成长性企业。在生物医药领域，已投代表性项目主要有艾力斯医药（688578）、百普赛斯（301080）、华兰股份（301093）、仁度生物、华昊中天、健耕医药、正雅齿科、一脉阳光、纽瑞特医疗等。

为更好地承载上海集成电路“北翼”功能定位，加快推进汽车芯片公共性研发平台、汽车芯片第三方检测认证机构等建设，日前，上海汽车芯片检测认证公共实验室揭牌启用，这也是国内各机动车检测平台中率先开展建设车规级芯片检测认证的公共实验室。汽车芯片检测认证公共实验室由上海机动车检测认证技术研究中心有限公司承建，可提供芯片功能及可靠性、功能安全、信息安全、失效分析等汽车芯片检测服务。在上海汽检的汽车芯片检测实验室里，多台设备正在24小时不间断地运行。芯片检测研究实验室主管工程师刘力介绍：“我们当前开展的是车规级芯片的功率循环测试，根据相关的模型推算，在实验室内部完成一周左右的测试时间，可以很好地模拟芯片装车10年间的应用表现。”汽车芯片耐久测试目前，上海汽车芯片检测认证公共实验室已经建成针对车规级认证标准AEC-Q100的全套测试能力，拥有十万级无尘净化间、ATE等集成电路自动测试系统、超声扫描显微镜等实验检测设备。如何给芯片做体检？在超声扫描显微镜下，正常芯片上产生的白色斑驳就相当于我们人体的“病灶”。芯片检测研究实验室主任助理张瑜一边演示一边向记者介绍：“我们现在看到的这张图片，是通过超声波扫描显微镜拍摄的。通过这个测试，我们可以锁定芯片哪个区域发生了损坏，这是属于芯片的一个无损测试方式。就好比我们进行体检过程中的第一步，先锁定这个芯片的病灶在哪个位置。”汽车芯片超声波影像随着汽车“三智”不断发展，全球汽车芯片市场不断扩大。嘉定作为汽车生产制造的前沿阵地，对于汽车芯片的需求旺盛。“从行业公布的数据来看，新能源车单车从2012年平均使用567颗汽车芯片增长至2022年平均使用1459颗。长期来看，芯片对于汽车的重要性会不断提升。”张瑜说，“目前，上海汽检已投入4000万元以上的资金，建成2个高水平的汽车芯片实验室，将通过打造中国特有的汽车芯片标准体系，建立一个系统化、自主可控的汽车芯片可靠性评估技术规范和检验检测认证服务体系。”汽车芯片功能检测上海汽检方面表示，目前实验室已服务包括泛亚汽车、上汽英飞凌等5家以上企业，进行了10款左右芯片产品的检测验证。未来，实验室将继续深耕检测技术研究，建立完整的车规级审核评价能力和一站式审核评价服务平台，与上下游产业伙伴共同赋能国产芯片，推动国产半导体产业的高速发展。下阶段，汽车芯片检测认证公共实验室将通过建设六大平台：集成电路测试服务平台、第三代半导体测试服务平台、汽车专用传感器芯片测试服务平台、多芯片模组测试服务平台、汽车被动组件测试服务平台和芯片失效分析服务平台，为芯片企业和汽车企业提供从研发到验证到失效分析溯源的完整服务能力，并实现芯片性能测试、芯片测试技术及设备开发、标准研究、芯片可靠性和一致性评估、混响室等芯片集成验证，推动长三角汽车芯片检测能力互联互通，测试资源共享。

计算速度比电子芯片快约1000倍，功耗却更低——光子芯片，成为当下各国争相布局的前沿产业。随着芯片技术升级迭代，光子芯片有望成为新一代信息领域的底层技术支撑，正催生一大批新应用、新产业，拥有巨大的市场前景。记者从中关村前沿科技企业中科鑫通获悉，国内首条“多材料、跨尺寸”的光子芯片生产线预计将于2023年在京建成，填补我国在光子芯片晶圆代工领域的空白。芯片产业向“光”而行通俗地说，在传统的电子芯片中，数据传输的载体是电子，而在光芯片中，数据传输的载体变成了光子。相较于电子芯片，光子芯片具有高速并行、低功耗的优势，其运算速度及传输速率是电子芯片的1000倍，而功耗仅为电子芯片的九万分之一。1965年，英特尔联合创始人戈登摩尔提出摩尔定律，预测每隔18到24个月，芯片的晶体管密度就会增加一倍。摩尔定律此后不仅成为计算机处理器的制造准则，某种程度上也被看作科技行业发展的预言。然而，以硅为基础的电子芯片发展了几十年后，承载能力已经逼近物理理论的极限。光子芯片的出现，被看作突破摩尔定律的重要途径之一。一位芯片行业资深从业者介绍，当电子通过晶体管等传统集成电路元件时，会遇到阻力并产生热量。随着设计者不断将更多元件添加到芯片之中，产生的热量自然会升高。电子这一特性甚至成为了微型芯片性能提升的障碍，同时也是计算机能耗高的主要原因。相较之下，光子芯片不存在电阻问题，因此其产生的热量更少、能耗更低、计算速度也更快。全球权威IT咨询公司Gartner预测，到2025年全球光芯片市场规模有望达561亿美元（折合人民币约4041.16亿元）。中国工程院院士、清华大学教授罗毅此前在接受媒体采访时说，我国光电子芯片研究正和国际先进水平“并跑”。值得注意的是，在制造工艺上，光子芯片对结构的要求不像电子芯片那样严苛。“光子芯片不会像电子芯片那样必须使用极紫外光刻机（EUV）等极高端的光刻机，使用我国已经相对成熟的原材料和设备就能生产。”有二十余年芯片从业经验的中科鑫通微电子技术（北京）有限公司总裁隋军说。多材料生产线有望填补空白正因为光子芯片的诸多优势，芯片由“电”到“光”的转换，被视为国产芯片实现突破的重要技术路线之一。北京市第十三次党代会报告中提到，“围绕光电子、生命科学、低碳技术等领域前瞻布局未来产业”。在中科鑫通展厅，记者见到了不同大小的光子芯片晶圆。“加工后的晶圆经过切割等一系列工序后，就变成一颗颗芯片。”隋军说，与用来制作电子芯片的硅晶圆不同，光子芯片晶圆的衬底虽然也是硅，但是在衬底上还覆盖着一层氮化硅或薄膜铌酸锂等特殊光电材料。在创办中科鑫通前，隋军已深刻体会到国内企业在集成电路方面仍处于补短板的阶段。“在电子芯片领域，即便用同样的设备和材料，不同芯片代工厂生产出的芯片性能指标却大不相同，为什么？壁垒就在于工艺。”他说，目前的光子芯片产业发展中依然没有摆脱在设计和应用领域规模较大，而在设备、制造、封测等基础领域实力弱小的局面。至今，我国尚没有一家专业的光子芯片代工企业，国内光子芯片行业尚未形成成熟的设计、代工、封测产业链。隋军透露，中科鑫通目前正筹备建设国内首条“多材料、跨尺寸”光子芯片生产线，将于2023年建设完成，能满足通信、数据中心、激光雷达、微波光子、医疗检测等领域的市场需求。该生产线建成后，将填补我国在光子芯片晶圆代工领域的空白，有望加速国产光子芯片替代的规模化进程。光子芯片应用未来可期芯片除了应用于通信、供电、温度湿度感应，还能进行病毒检测。一个月前，在中关村前沿大赛集成电路领域决赛的舞台上，隋军在现场展示的生物光子芯片项目打开了不少人对芯片的想象空间。在光子芯片光波导上涂敷对病毒敏感的试剂，就能分析出病毒生物分子的类型以及含量。生物检测只是光子芯片的诸多应用场景之一。近年来，光子芯片的应用场景早已不局限于通信领域，广义上的光子芯片在工业、消费电子、汽车、国防等领域均有非常广泛的应用。例如在人工智能领域，光子芯片可应用于自动驾驶、语音识别、图像识别、医疗诊断、虚拟现实等。此外，现在的云计算和数据中心，已经大量采用了基于光子芯片的光收发模块，随着数据中心对于算力的需求与日俱增，光子芯片也有望发挥更大的作用。“未来两三年，我们将充分利用已有科研成果，在诸如病毒快速检测、激光雷达、量子计算机、大容量数据通信等领域提供切实可靠的国产核心芯片与方案支撑，加速国内量子信息、人工智能以及6G等前沿领域的实用化与规模化发展。”隋军说。

日本东芝公司(Toshiba)日前宣布研制成功高灵敏度的电化学DNA芯片，这种芯片能够在非常低的浓度下检测DNA。 这款新型芯片集成了目前广泛使用的半导体电路技术之一的CMOS电路及传感器，是对东芝先进DNA芯片系列产品及相关技术的最新补，可迅速投入的应用包括抗癌药物的易感性分析及用于疾病起因的预防性诊断的健康监测。 东芝在2001年10月推出其第一款电化学DNA芯片，采用原始的电流检测方案，用于支持感染肝炎病人单个治疗方案的研制。该芯片能调查单个病人的治疗疗效和副作用。这项研究涵盖六个领域的疾病：肺结核、消化紊乱、抑郁症(ademonia)、高血脂症、心脏停搏(Cardiac Arrest)及癌症等。同年，东芝还针对风湿病患者推出了DNA芯片。根据基因数据，东芝此次推出的新的DNA芯片能测定药物疗效和副作用的可能性，以及与病人可能出现的并发症。

芯片实验室是一项基于微流控芯片的技术，已被列入21世纪最为重要的前沿技术行列。最近，留学法国的王晓东博士就带着他的&ldquo 基于微流控芯片技术的便携式农药残留快速检测系统的开发与产业化&rdquo 项目来到杭州市萧山区，成功入选该区2014年第一批&ldquo 5213&rdquo 计划重点项目。 　　王晓东的项目将采用&ldquo 微流控芯片+便携式分析仪&rdquo 的组合形式，开发出新一代食品安全检测产品，适用于非专业人员对水果、蔬菜、土壤、水质等样品中农药残留开展快速精准的分析检测。 　　根据&ldquo 5213&rdquo 计划，对于王晓东的产业项目，萧山将给予最高不超过500万元项目扶持资金，并且在银行贷款、办公用房等方面给予相应的优惠。 　　去年，萧山以最高500万元扶持资金、1000万元贷款贴息等前所未有的优惠政策，全面启动&ldquo 5213&rdquo 计划，面向全球征集了74个海外高层次留学人才创业项目。 　　这74个项目处于研究领域的金字塔&ldquo 顶端&rdquo ，为萧山经济社会发展注入了新鲜血液。比如国家&ldquo 千人计划&rdquo 入选者、从美国留学归来的张博士带来的&ldquo 云筛&rdquo 能够帮助科研人员准确高速地查找到给定受体的有限配体，使其更高效研发出高端药物，帮助全球更多的病人解除病痛。该技术填补了国内空白。 　　今年初，萧山再次启动面向全球征集&ldquo 5213&rdquo 海外高层次人才创业创新项目。这一次，萧山征集到51个项目，经过资格初审、部门联审和专家评审，最终有33个优秀项目脱颖而出，被列入萧山专项资金扶持计划，其中9个重点类项目包括电子信息5个、生物医药3个、新材料1个。今年这一批次海归项目目前已有9个项目在萧山成功落户。 　　据了解，&ldquo 5213&rdquo 计划即&ldquo 海外高层次人才来萧创业创新&lsquo 5213&rsquo 计划&rdquo 。根据该计划，到&ldquo 十二五&rdquo 末，萧山区将引进和培养国家、省&ldquo 千人计划&rdquo 和杭州市全球引才&ldquo 521&rdquo 计划的人选累计达50名，引进来萧创业创新的海外高层次人才累计达200名，建立海外人才工作联络站累计达10家，萧山区资智合作创办企业本报通讯员方亮累计达30家。

最近，美国斯坦福大学医学院开发出一种廉价的便携式微芯片，可以在Ⅰ型糖尿病患者出现症状之前，快速检测出那些高风险人群。研究人员认为，这种芯片不仅能高效广泛地预诊出糖尿病人，还有助于提高全世界的糖尿病护理水平，帮人们更好地研究疾病历史，开发新疗法。相关论文在线发表于7月13日的《自然· 医学》网站上。 　　据物理学家组织网7月13日报道，目前的糖尿病主要分两种&mdash &mdash Ⅰ型和Ⅱ型。二者都有高血糖特征，但病因和治疗方法都不同。Ⅰ型糖尿病是一种自身免疫类疾病，患者的免疫系统会攻击自身健康组织，使身体停止制造胰岛素。当病人自己的抗体攻击胰腺的胰岛素生产细胞时，这种病就开始了。自抗体只出现在Ⅰ型糖尿病患者中，而在Ⅱ型中没有，新方法就是通过这一点来区别它们。 　　研究人员开发的微芯片利用纳米技术来检测Ⅰ型糖尿病，能把Ⅰ型和Ⅱ型快速区别开来。原有老方法用放射性材料来检测自身抗体，需要几天时间，每次花几百美元。相比之下，微芯片不用放射性材料，几分钟就能出结果，每个芯片预计成本约20美元，可测试15次以上。而且微芯片用血量更少，不用抽血，只需指尖采血即可。 　　他们用该芯片对一些志愿者进行了测试，诊断出了哪些人患有糖尿病，而哪些人没有。此外，这种方法对Ⅰ型糖尿病高风险者，如病人的亲戚也有利，因为医生能在他们显出症状之前，跟踪监测他们的自抗体水平。 　　&ldquo 自抗体就是个&lsquo 水晶球&rsquo 。&rdquo 论文高级作者、斯坦福大学露西尔· 帕卡德儿童医院儿科内分泌学副教授布莱恩· 费尔德曼说，&ldquo 即使你现在还没有糖尿病，如果你血液里有和糖尿病有关的自抗体，患病的风险就高，有了多种自抗体后，风险就超过90%了。&rdquo 　　十年前患Ⅰ型糖尿病的似乎只有儿童，患Ⅱ型糖尿病的似乎只有肥胖中年人。由于差异明显，人们常省掉实验室检测，因为老方法昂贵而困难。但现在，约1/4的糖尿病儿童是Ⅱ型，越来越多的成人糖尿病是Ⅰ型，其原因尚不清楚。人们需要更好的检测技术，因为现在病情已变。 　　越来越多证据表明，如果对Ⅰ型糖尿患者实施早期积极治疗，可能遏制自身免疫攻击胰腺，让他们保留一定的胰岛素制造能力。费尔德曼说：&ldquo 在那些高风险者发病之前，这种方法有很大可能找到他们，让他们开始早期治疗，提前预防糖尿病或并发症。&rdquo 　　目前，斯坦福大学已为该芯片提出了专利申请，研究人员正在筹备成立一家公司，在获得美国食品药品管理局(FDA)批准后就把它推向市场。

作为液体活检的重要标志物之一,循环肿瘤细胞(CTCs)在外周血中的含量可以用来辅助判断患者的癌症病发状况。除此以外,CTCs对于肿瘤细胞转移行为等基础研究也具有非常重要的意义。然而人体血液中的CTCs含量极其稀少,通常仅有0~10个/mL,与之相对,红细胞、白细胞和血小板的含量则分别达到5×109 个/mL、4×106 个/mL和3×108 个/mL,而且肿瘤细胞在转移过程中可以通过上皮-间质转化(EMT)和间质-上皮转化(MET)来不断地改变自身的特征。正是由于其稀缺性和异质性,以及血液中复杂基质的干扰,CTCs的精准检测成为巨大的难题。 由于常规的光学分析手段在检出限和灵敏度上均难以达到直接检测的要求,因此通常在进行外周血中CTCs的检测之前,要通过一些样品前处理方法来实现其分离和富集。常采用的样品前处理方法可以分为物理法和化学法,物理法主要根据细胞在物理特征上的差异来进行分离,例如膜过滤分离和密度梯度离心,就是分别依据细胞的大小和密度来完成筛选。化学法则主要依靠生物大分子的特异性识别作用,例如抗原抗体相互作用,核酸适配体与靶标的选择性结合。　　上述样品前处理方法虽然能够在不同程度上实现CTCs的分离富集,但也存在着一定的缺陷。由于这些方法都是非连续性的,在吸附、洗脱和转移的过程中难免会造成细胞的丢失,加之CTCs本身的稀缺性,很容易导致假阴性结果的产生。利用微流控芯片功能集成的特点则可以很好地解决这一问题,CTCs的捕获、释放、计数及检测等操作均可在芯片上完成,连续的自动化处理可以有效减少人为误差的干扰。此外,微流控芯片所需要的进样量非常小,可以大大减少珍贵样品和试剂的消耗,降低检测成本。并且在微尺度下表面力的作用会明显放大,可以有效提高物质混合和反应的效率,实现快速高效的分离分析。因此,近年来多项研究尝试利用微流控芯片平台开展CTCs分离检测工作,取得了良好的效果。本文对微流控芯片技术用于CTCs分离检测的相关研究进展进行了综述,将采用的分离方法主要分为物理筛选和生物亲和两大类,同时囊括正向富集和反向富集两种策略。此外,对于近期发展的芯片原位检测CTCs新方法也进行了介绍。　　1、CTCs分离芯片研究进展　　作为商品化较为成功的CTCs分离检测系统,强生公司的CellSearch产品采用的是基于上皮细胞黏附分子(EpCAM)抗体特异性识别肿瘤细胞的方法,类似的方法在CTCs分离芯片中也被广泛使用,可以视作利用生物亲和作用进行CTCs分离富集的代表。　　另一方面,依据细胞在物理性质方面的差异,无须生物标志物的条件下即可实现CTCs的筛选,其中有无外力介入的被动分离方法,例如利用微尺度下流体力学中的惯性效应和黏弹性效应来进行筛分。　　也有外加物理场的主动分离方法,诸如介电泳、表面声波和光镊技术等。除了直接对CTCs进行特异性识别实现正向富集外,也可以通过选择性结合诸如白细胞等干扰,再将其排除,从而达到反向富集的效果。　　2、、芯片原位CTCs检测　　对于CTCs的检测,通常采取先进行细胞染色,再用荧光显微镜观察的方法,但该方法在灵敏度上有待提高,且重现性较差,需要手动操作和人工计数。　　此外,以荧光光谱为代表,一些常见的光谱检测手段也被广泛应用在芯片上CTCs的检测中。　　除了光学分析方法外,研究人员通过使用传感元件实现了CTCs芯片检测结果的数字化直读或可视化分析。　　3、总结与展望　　本文对CTCs分离微流控芯片的技术原理、分离策略和研究进展进行了综述。其技术原理主要分为物理筛选和生物亲和两大类,分离策略分为正向富集和反向富集两个方向。同时,介绍了CTCs芯片原位检测的主要技术方法和优化策略。随着微流控芯片技术的快速发展,其微尺度流体操控、微结构加工和集成传感检测能力得到极大提升,进一步推动了CTCs分离微流控芯片技术的发展。多项研究显示,以微流控芯片为平台来分离检测外周血中的CTCs,可以充分发挥芯片本身微量、高效、易于自动化和集成化的优势,最终实现对临床血液中CTCs的快速精准分析,在肿瘤早期诊断、复发与转移监测以及抗肿瘤药物评价等多个领域具有重要的应用空间。　　现阶段,CTCs芯片在筛选精度和筛选效率方面仍存在较大的提升空间。针对这一挑战,由于精准与高效二者难以兼得,未来的芯片设计应该更专注于单个目标的实现。一方面,针对基础研究,应当注重于提高CTCs筛选的细胞纯度及细胞活性。可以先利用惯性效应对血液进行粗分离,筛分出尺寸较大的白细胞和CTCs。再采用液滴分选的方法,通过免疫磁性分离实现CTCs的精确筛选。液滴分选技术能够达到单细胞分析的精度,利用液滴分选进行肿瘤细胞筛选也已有文献报道。另一方面,针对临床检测领域,研究重点则在于实现临床样本的高通量分析。可以采用电分析方法,依据不同种类细胞的比膜电容和细胞质电导率差异来设置恰当的阈值,对流经检测窗口的CTCs实现快速分析。此外,微流控芯片技术属于多学科交叉领域,CTCs芯片的发展同时也受益于微机电系统(MEMS)、材料学、流体力学和生物医学等研究领域的技术突破。随着相关领域研究技术的发展,CTCs芯片未来有望成为肿瘤基础研究和癌症早期临床诊断的重要平台。

Invitrogen(现属于生命科技公司)近日推出最新的自动化芯片系统，用于免疫遗传学检测，包括人白细胞抗原(HLA)的研究。Prodigy™ 系统是一种高级的DNA和蛋白分析工具，能简化并加速组织相容性研究、疫苗和药物开发，以及疾病相关的研究。 　　 　　Prodigy™ 系统是第一个高通量、序列特异性的寡核苷酸探针系统，能简化HLA检测的复杂性。HLA标志物是细胞表面蛋白，在人类免疫系统中起了重要的调节作用。当身体受到外源蛋白或分子如细菌、病原体和病毒的侵袭时，它们充当了警报的角色。 　　与市场上的其他系统相比，Prodigy系统有着一些独特的技术改进。它的密度是目前磁珠分析的5倍，而且支持一键式的无人值守自动化，使研究人员能将宝贵的时间花在数据处理或制备更多样品上。Prodigy的内在可扩展性使它能够对500多个分析物进行多重分析，同时提供高分辨率和无以伦比的可靠性。 　　它的通量也是行业领先的，能在9小时内获得约290个基因型，并包含了集成软件，能简化数据分析和说明。由于具有500多个分析物的分析能力，Prodigy系统还能在未来容纳新的基因型，使它能够与现有设备轻松整合。 　　Prodigy的工作流程只是简单的5步：(1) 生成工作表 (2) PCR准备与扩增 (3) 将扩增物和试剂加入仪器，按下开始的按钮，然后离开 (4) 仪器自动运行分析，对芯片成像并处理数据 (5) Prodigy HLA分析软件将数据转化成基因型。 　　Prodigy系统的特征： 　　用户友好的触摸屏，用于仪器的设定 　　集成照相机对芯片进行快照，并转移到软件分析 　　芯片的容量是目前磁珠的5倍 　　条形码阅读器能识别胶条的批号，便于追踪 　　每次能运行1-12个胶条，8-96个样品 　　所有基因座的相同1.5小时扩增策略 　　体型小巧，占地面积少

p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em " 微流控芯片技术是生物医学领域的重要前沿方向，具有高通量、多靶点、快速、精准、操作简便等特点，可广泛应用于分子生物学、医药、免疫等领域。近日，复旦大学孔继烈教授就微流控技术以及其团队在微流控技术产业化方面的进展做了详细报告。 /p p style=" text-align: center line-height: 1.5em " img width=" 600" height=" 414" title=" konglaoshi.jpg" style=" width: 538px height: 362px max-height: 100% max-width: 100% " alt=" konglaoshi.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201905/uepic/e4f38c7b-4412-4544-9896-e72e3397f81b.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: left line-height: normal text-indent: 2em margin-top: 5px margin-bottom: 5px " span style=" font-size: 14px " strong span style=" font-family: 楷体,楷体_GB2312, SimKai " 孔继烈教授简介： /span /strong span style=" font-family: 楷体,楷体_GB2312, SimKai " /span /span /p p style=" text-align: left line-height: normal text-indent: 2em margin-top: 5px margin-bottom: 5px " span style=" font-family: 楷体,楷体_GB2312, SimKai font-size: 14px " 男, 1964年生，1983-1993年分别获复旦大学学士、硕士和博士，1996-1998年分别在美国肯塔基州路易威尔大学和康州州立大学做博士后。& nbsp /span /p p style=" text-align: left line-height: normal text-indent: 2em margin-top: 5px margin-bottom: 5px " span style=" font-family: 楷体,楷体_GB2312, SimKai font-size: 14px " 复旦大学教授、博士生导师，国家杰出青年科学基金获得者，复旦大学生物医学研究院PI，教育部创新科学仪器工程研究中心主任。在化学/生物传感器及微流控芯片分析系统、荧光检测仪器研制等领域取得有影响的成果，先后主持基金委重点/面上项目、“973”子课题、“863”项目等。已在包括J.Am.Chem.Soc.，Angew.Chem. Int. Ed. Anal.Chem. ACS Nano等知名学术刊物发表SCI论文330余篇，被同行引用12500余次，获得国家发明专利40余项。任《Am. J. Anal.Chem.》、《分析化学》、《分析科学学报》、《分析仪器》、《电化学》等刊物编委，中国仪器仪表学会电分析化学专业委员会副主任、化学传感器专业委员会委员。 /span /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 10px " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 从“庙堂之高”的基础研究到“江湖之远”的技术发明 /strong /span /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 10px " 科学仪器的源头是分析化学专业，但其更多的应用在生物医药以及诊疗等领域。近年来，“精准医学”概念的出现，更是急切呼唤创新分析测量技术与仪器。“精准医学”的最核心的部分是“精准的诊断”，这也是新药研发及提出新兴治疗方案的前提。作为生物医疗领域的前端，像现在非常热门的靶向诊疗（诊疗一体化），要求首先在诊断层面明确知道是什么原因导致疾病的发生。无论是常见病症还是癌症，都需要微流控这样的技术出现。 /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 10px " 从宏观的层面来讲，无论是蛋白质水平相关仪器，还是核酸水平相关仪器，国产医疗器械市场占有率还很低。上海三甲医院，很多都在使用罗氏、雅培、西门子的设备。即便在生化水平，即小分子的诊断设备，国内虽有很多公司在做，但是与世界上先进设备相比，仍有很大的差距。 /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 10px " 从学科角度来讲，微流控技术衍生于分析化学，而无论从学科知识的构成，还是人才培养，都是多种相关学科交叉的结果。仪器的产业化是一个系统工程，要集聚非常多的交叉学科的人才，单纯依靠分析化学或者微流控技术，都不能完成一台整体的集成化设备的制造。因为这还涉及到软、硬件支持，材料学，多种加工工艺，以及越来越多的新技术（如3D打印等技术）。此外，还要有生物医学、创新诊断方法学等多方面的共同结合。 /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 10px " 作为高校，要集聚这么多人才进行同一个项目，非常困难。因此，国家也在鼓励创业平台，将不同领域的专业人才聚集起来，共同进行仪器的研发生产。目前，孔继烈教授与他之前指导毕业的博士们正在做这件事。 /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 10px " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 微流控领域存在的“多、少”问题 /strong /span /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 5px " 目前，微流控技术，尤其是微流控领域的产业化还有很多问题，主要包括以下几个方面： /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 5px " 1、进口多，国产少。 /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 5px " 首先涉及到的很多器件，如光学器件、光电转换器件等，大部分性能很好的器件多来自美国、日本等国家。因此不单是整机的技术缺乏，上游的零部件技术也很缺乏。从整体来讲，现状是蛋白质、核酸检测的二类医疗器械，无论是化学发光还是电化学发光设备，大部分是罗氏、梅里埃等公司的。 /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 5px " 2、上游多，下游少 /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 5px " “上游多，下游少”是指在研究过程中，大部分研究者做的是上游方法学的研究，虽然很前沿，反映了这个学科发展最新的聚焦点，但是往下延伸的比较少。很多微流控方向的研究生，发了很多SCI文章，之后就不了了之了。 /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 5px " 3、前端多，后端少 /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 5px " 研究人员可以做方法，做技术，甚至可以搭一个装置，但是没有办法定型，也没有办法做质控的标准。比如从计量的角度，这个产品怎么检验？怎么能达标？企业标准，行业标准，甚至国家标准，这些标准全面缺乏。当然这不是一家单位就能做的，需要行业内多家单位协同完成。 /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 5px " 4、器件多，集成少& nbsp & nbsp & nbsp /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 5px " & nbsp 早些时候，很多实验室可以自行搭一台装置。例如最早在实验室做微流控，用数字化的光谱仪、光纤和光电检测器件组装而成。但是，这不是一台完整的仪器，因为无法在同一个软件中发送指令进行信号提取、信号处理和出具结果等等，这和仪器是有距离的。 /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 10px " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 离心式微流控芯片核酸检测仪的技术及应用 /strong /span /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 10px " 离心式微流控芯片核酸检测仪（原型机）是孔继烈教授团队研制的第一代微流控设备，包括芯片系统、温度控制系统、高速旋转系统、光电检测系统等模块。研发目标是实现核酸的提取和扩增放在同一个芯片中完成，这在第一代原型机还无法实现。 /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 10px " 2017年，孔教授团队开始第二代产品开发，在光路、电路、信号放大、离心盘的可控性等方面进行了优化，可实现在同一个检测平台上做多种需求的靶点数、样本数的检测，如8个靶点4个通道或4个靶点8个通道或2个靶点16个通道的盘。 /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 10px " 第二代设备叫做核酸检测一体机，孔教授团队正在将一体机做成三类医疗器械——将来可以和医院检验科对接的设备，在30分钟内完成样本前处理，包括细胞的破碎，DNA的释放，原位扩增及检测。对于传统PCR 检测是革命性的突破。 /p p style=" text-align: center " img title=" 微流控仪器.png" style=" max-height: 100% max-width: 100% " alt=" 微流控仪器.png" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201905/uepic/359c57f2-bd60-495c-a1ba-48c0da7b540e.jpg" / /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 10px " 从方法学的角度来讲，该设备融合了很多基础研究的成果，包括蛋白质、DNA的纳米分子诊断技术、微流控驱动技术、集成技术、区域精准控温技术、高敏荧光检测技术、微流控盘快/慢速切换技术，可实现多模块集成工作。 /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 10px " 该设备的应用方向十分广泛，包括公共卫生、食品安全、检验检疫、以及基于微流控的免疫抗原抗体反应等等。已开发的典型的应用案例如下： /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 0em margin-top: 10px " 1、8种不同种属肉的同时溯源，特异性和灵敏度非常高。 /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 0em margin-top: 10px " 2、非洲猪瘟特异性检测，可做到高通量现场快速筛查，灵敏度达到10个拷贝。 /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 0em margin-top: 10px " 3、转基因大豆检测，可以很快完成多种转基因亚型的溯源。 /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 0em margin-top: 10px " 4、降钙素原（PCT）微流控免疫检测，是针对临床感染的蛋白质指标的新型检测方式，目前检测灵敏度显著高于传统同类仪器。 /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 10px " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 结语 /strong /span /p p style=" line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-top: 10px " 早在东汉时期，张衡就发明了候风地动仪。 strong 然而近代以来，中国的科学仪器发展却落后于世界上许多国家。这要求相关研究人员，不仅要专注于创新基础研究，更要积极促进仪器产业化，追求知行合一”，推动国产科学仪器的发展。 /strong /p

家用检测一直是一块备受期待的市场。依靠家用检测，原本只能在专业医疗机构进行的项目得以在家庭环境中进行，用户不需要前往医疗机构，免去了长时间的排队等待，不受环境限制，在家就能完成取样、检测、读取报告等一系列动作，在检测便捷度、私密性、快速性上优势明显。家用检测的发展与新冠疫情有着密切联系。疫情下，FDA、中国等国家的监管部门批准了多款新冠居家检测试剂。2022年3月11日，国家卫健委官网发布《关于印发新冠病毒抗原检测应用方案（试行）的通知》指出，社区居民有自我检测需求的，可通过零售药店、网络销售平台等渠道，自行购买抗原检测试剂进行自测。这则政策彻底释放了居家新冠检测市场，为家用检测快速发展提供了坚实基础。总的来说，疫情推动家用检测市场向前迈进了一大步，技术、市场教育加速迎来了突破。家用检测市场已是中国体外诊断企业“内卷”下的必争之地。抗原检测的灵敏度还达不到核酸检测的金标准，因此家用核酸检测受到越来越多的关注。其中，在家用核酸检测业务线上，百康芯已经走在了前列。目前，百康芯已经建成了全国首条家用核酸检测试剂盒大规模全自动生产线，突破了产能和成本瓶颈，后续有望日产能达到300万人份。公司也已经完成了多轮融资，投资方包括国药资本、楹联资本、潜龙资本、LYFE和济峰资本、险峰资本、蹑景资本、呼研所医药等。基于核酸技术的家用检测市场天花板更高最初，家用检测市场主要是血糖监测、血压监测等常规检测项目。发展到现在，传染病检测、癌症早筛等项目也逐渐在家庭场景落地，相关技术越来越丰富。核酸技术、抗原技术是目前讨论度较高的家用检测技术。抗原检测速度快、技术难度较小，海内外已经有多款新冠抗原居家检测试剂盒获批，市场逐渐饱和，而且抗原检测面临准确度不高、数据真实性等问题。与抗原检测相比，核酸检测准确度更高，在新冠检测中，核酸检测是“金标准”。此外，核酸检测在家庭环境中的应用场景丰富，不仅是新冠检测，在癌症、女性健康 、传染病、慢病管理等多个家用检测场景中，核酸技术同样大有可为。简单来说，从准确性、可检测项目的丰富度，及技术壁垒来看，核酸技术在家用检测市场的天花板更高，优势更多，能够更好地帮助企业在家用检测市场建立起护城河。2020年至2021年，美国FDA先后批准了3款居家新冠核酸快速检测产品。海外企业正在加紧布局家用核酸检测市场，诞生了Cue Health、Detect、Lucira Health等多家典型企业。在美国超市的货架上，已经能够方便地购买到家用核酸检测产品。相较海外，中国家用核酸检测市场相关企业少，产品缺乏，还存在较大空白，值得深耕。值得注意的是，经过新冠的洗礼，家用核酸检测技术在不断进步，市场认知度快速提升，技术和市场认知不再是限制行业发展的核心要素，反倒是尚未得到足够重视的产能和成本，才是决定家用核酸检测行业未来走向的关键。可以预见，在家用检测浪潮下，能够率先突破家用核酸检测产能和成本桎梏的企业，将占据高地。 国内首条家用核酸检测自动化产线，突破产能和成本瓶颈早在2014年，百康芯就注意到了家用检测市场的广阔空间，但基于市场教育及商业化难度，公司首先选择扎根临床医疗场景，推出了面向临床的多款核酸检测一体机及病原试剂盒，均获得三类医疗器械证，实现了大规模量产和销售。在2020年疫情中，需求驱动家用检测市场扩容，公司第一时间开始布局家用检测市场。在家用核酸检测业务上，百康芯已经实现了完整的布局。公司自研微流控芯片技术，将复杂的核酸检测全流程集合到了一张小小的芯片上，自动完成分析全过程，为开发小巧、成本低、样本少、时间短、操作简单的医疗仪器提供了坚实基础。公司基于微流控芯片技术，开发的新冠核酸家庭自检产品包含GeneClick核酸扩增分析仪和新冠病毒核酸检测试剂盒，可更早发现病原体，30分钟完成检测，媲美专业PCR实验室，检测更准确、便捷。此外，公司还布局了妇科健康、儿童疾病、艾滋病、结核感染、宠物检测等新兴家用检测市场。百康芯将在医院门诊、社区医疗服务中心、村镇诊所、连锁药房、家庭等多样化场景中为百姓及患者提供全面健康服务。GeneClick家用核酸检测产品但目前，家用核酸检测在中国仍旧处于发展早期，并未真正普及。原因在于，中国人口众多，家用检测想要广覆盖必须要有充足的产能，对产能提出了巨大的挑战。此外，支付能力也是决定家用检测能否大范围普及的关键要素，现在不少新兴家用检测产品动辄上千元，急需降成本。百康芯定位于大规模全自动生产线，已经建成了国内甚至国际首条家用核酸检测大规模自动化产线，后续有望日产能达到300万人份，成本大幅下降，可做到健康数据一小时更新，突破了产能和成本瓶颈，打通了家用核酸检测大规模落地的通路。微流控芯片试剂盒自动化生产线 家用检测市场加速实现质变百康芯是国内微流控芯片技术和分子一体化产品领先企业，核心团队在微流控领域有10余年沉淀，拥有全自动集成化、检测靶标最多的微流控核酸一体机系列产品。除了家用核酸检测业务外，公司还针对住院患者、门急诊患者进行了相应布局，已经形成了基于微流控技术的核酸POCT完整解决方案，助力精准诊疗一体化。针对不同场景和需求，实现全覆盖针对住院患者，公司依托提供中重度感染病毒、细菌包含耐药菌的快速监测，实现了检测全自动一体化，快速准确，iChip-400核酸分析系统已经获证，进入了接近50家顶级医院。Onestart微流控芯片一体机也在2021年获得了注册证。针对门急诊患者，提供轻中度感染病毒、细菌包含耐药菌的快速监测，设备简单方便、性价比高。未来，家用和社区核酸检测业务会是百康芯新的发力重点。新冠将家用检测快速推向了前台，布局企业快速增加，除新冠检测外，有企业开始探索让更多项目在家庭环境中落地。近期，FDA批准了首款家用肾功能自检产品，全球家用检测市场发展将持续加速。家用检测将是中国下一阶段进行疾病预防和健康管理的重要手段。接下来，如何针对C端进行精准有效的科普教育，检测后如何构建完整的闭环服务，家用检测产品使用流程和细则的制定，专业医疗机构是否认可居家自检结果都是行业值得思考的点。接下来，百康芯将把家庭和社区场景作为公司关注的重点，以家用和社区产品为核心入口，推动诊断场景前移。同时，公司引进了科技消费行业的人才和工作模式，将与互联网公司和平台广泛合作，形成全渠道推广闭环模式，加速实现家用核酸检测市场从量变到质变的飞跃。

p 　　最近发表于美国《科学· 机器人学》杂志上的一篇论文显示，研究人员将大鼠心肌细胞培养在反蛋白石结构的水凝胶薄膜上，反蛋白石结构水凝胶具有有序的纳米结构，可像蛋白石一样反射特定的波长，表现为鲜艳的结构色。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201804/insimg/15becc39-6ade-4089-89d2-a62b4851a5cf.jpg" title=" NewsDataAction.png" / /p p 　　中国东南大学生物科学与医学工程学院赵远锦教授对新华社记者说，像果冻一样的水凝胶很柔软，细胞在其表面固定生长后，细胞的收缩与舒张可引起水凝胶材料同步收缩与舒张，并伴随着有序纳米结构晶格的周期变化，表现为结构色的改变。 /p p 　　“变色龙改变颜色正是通过自身细胞对有序纳米结构的调控实现的，受此启发，我们提出并实现利用细胞来调控结构色。”赵远锦说。 /p p 　　赵远锦说，将“活体”结构色水凝胶材料集成到微流控芯片中，构建出具有微生理可视化功能的“心脏芯片”，就能通过芯片颜色变化来监测心脏搏动。这一新技术为药物筛选及单细胞生物学等研究提供了崭新平台。 /p p 　　研究人员说，除心肌细胞外，平滑肌等具有收缩功能的细胞都可以用来实现这种功能。 /p

9月12日，2010全国妇幼保健热点论坛在广州举行。47岁的中国工程院院士程京欣然接受南方日报专访，畅谈生物芯片的研究进展与前景。他表示，针对广东“地方病”地中海贫血的基因检测芯片，预计明年面世。 　　一出生就做基因芯片检测，可预防“一针致聋” 　　从去年以来，程京已经自主研发了遗传性耳聋检测基因芯片、分枝杆菌菌种鉴定基因芯片、结核分枝杆菌耐药检测基因芯片、自身免疫性疾病检测蛋白芯片等4种新型疾病检测产品。目前均进入临床使用，广东省妇幼保健院等多家广东医院已可检测。 　　程京举例说，中国每年新增4万个遗传性耳聋患者，其中很大部分是药物致聋。像《千手观音》中美丽的聋哑演员邰丽华，就是因为两岁时高烧注射链霉素而失去了听力。“假如邰丽华在刚刚出生时做过基因芯片检测，得知自己是药物性耳聋基因的携带者，只要在今后不使用氨基糖甙类的抗生素药物，就可以避免药物性耳聋的发生。”甚至更早一步，如果她的母亲在怀孕前做检测，确定携带药物性致聋基因，由于这个基因是通过母系遗传的，孩子肯定也会有，可以更早知道，预防“一针致聋”。 　　与广东合作研制基因检测芯片，减少出生缺陷 　　近年我国新生儿出生缺陷率持续攀升，广东高达2.7%。程京透露，生物芯片北京国家工程研究中心出生缺陷领域分中心将落户广东省妇幼保健院，将与广东合作研发生物芯片。 　　广东是地中海贫血高发省份，约有10%—15%人群携带地贫基因。如果夫妇两人均携带地贫基因，所生孩子有1/4的几率是重型地贫患者，给家庭带来沉重负担。省妇幼保健院优生优育遗传与产前诊断中心副主任医师尹爱华透露，目前已和程京院士合作研制地贫基因检测芯片，预计在明年面世，减少新生儿出生缺陷。 　　据了解，目前地贫基因的试剂盒检测程序麻烦，有20多个步骤是人工操作，容易出现误诊，而且限于技术问题县级医院无法开展。如果地贫基因芯片研制成功，就可大批量做检测，医院一天检测量可从目前的100个标本上升到上万个，而且检测费用会便宜很多。

近期，中科院合肥研究院智能所仿生智能中心在自主开发的软件平台上实现了3D视觉测量技术、视觉缺陷检测等技术的完美融合，解决了国内首款国产GPU——凌久GP102的外观检测问题。目前首台具有自主知识产权的BGA芯片外观检测设备已正式交付并通过验收。为满足芯片出厂质量控制和芯片可追溯性需求，科研团队经过半年的产品研发和测试工作，成功研制出具有自主知识产权的BGA芯片外观检测设备A3DOI-BGA，该设备可批量采集芯片的三维图像数据、平面RGB图像数据、激光点云数据等，结合传统及人工智能算法，实现测量精度、缺陷识别率等各项性能指标的完全达标，部分指标可超越相关进口检测设备。该设备的核心传感器均来自国产，具备微米级别超高测量精度，可兼容多种BGA封装芯片检测，实现芯片成品3D形貌测量。A3DOI-BGA的成功交付标志着团队自主研发的3D视觉测量技术正式走出实验室，为国内的芯片制造用户提供专业、高精度、可靠的视觉技术服务和成套检测设备。　BGA芯片外观检测设备及显示界面

近期，中科院合肥研究院智能所仿生智能中心在自主开发的软件平台上实现了3D视觉测量技术、视觉缺陷检测等技术的融合，解决了国产GPU——凌久GP102的外观检测问题。目前首台具有自主知识产权的BGA芯片外观检测设备已正式交付并通过验收。 　　为满足芯片出厂质量控制和芯片可追溯性需求，科研团队经过半年的产品研发和测试工作，成功研制出具有自主知识产权的BGA芯片外观检测设备A3DOI-BGA，该设备可批量采集芯片的三维图像数据、平面RGB图像数据、激光点云数据等，结合传统及人工智能算法，实现测量精度、缺陷识别率等各项性能指标的完全达标，部分指标可超越相关进口检测设备。该设备的核心传感器均来自国产，具备微米级别超高测量精度，可兼容多种BGA封装芯片检测，实现芯片成品3D形貌测量。 　　A3DOI-BGA的成功交付标志着团队自主研发的3D视觉测量技术正式走出实验室，为国内的芯片制造用户提供专业、高精度、可靠的视觉技术服务和成套检测设备。BGA芯片外观检测设备及显示界面

2023年9月1日，在工业和信息化部、国务院国资委、国家市场监督管理总局以及天津市政府的大力支持和具体指导下，中国汽车技术研究中心有限公司（以下简称“中汽中心”）牵头筹备的中国汽车芯片标准检测认证联盟（以下简称“联盟”）在天津正式成立。联盟由汽车芯片全产业链的120余家企事业单位组成，中汽中心担任理事长单位和秘书处单位。成立大会上，天津市副市长朱鹏，中国科学院院士、中国密码学会理事长王小云，中汽中心总经理陆梅，工业和信息化部装备工业一司副司长郭守刚、电子信息司副司长史惠康，国家市场监督管理总局认证监管司副司长李春江，以及来自汽车整车及芯片企业、行业组织、科研机构等共计200余名嘉宾现场参会，会议由天津市工业和信息化局局长尹继辉主持。朱鹏充分肯定了联盟成立的重要性和必要性，希望联盟立足职责定位，在促进中国汽车芯片标准建立、产品上车应用、行业生态建设、服务全产业链上发挥积极作用，有效助力产业发展。陆梅全面回顾了联盟策划筹备的背景和成立的重要意义。她表示，中汽中心将积极发挥中央企业的引领带动作用，勇担联盟理事长的组织牵头职责，高效细致做好秘书处单位的统筹协调工作，以标准为引领，以检测认证为核心，加快推动汽车芯片产业的关键共性体系完善，与联盟各单位一道，共同为我国汽车芯片产业高质量可持续发展作出重要贡献。史惠康表示，集成电路产业已成为新一代信息技术的核心组成部分，希望联盟加快推动集成电路和汽车产业的协同创新、跨界融合，打造汽车芯片发展新高地。李春江表示，希望联盟切实发挥认证认可和检验检测对产业发展的基础性、先导性、战略性、引领性作用，为汽车芯片产业发展作出更大贡献。会议期间，政府领导、行业专家以及联盟理事长和副理事长代表，共同宣布联盟正式成立。会上，王小云院士作了题为《密码技术与数字经济高质量发展》的主旨报告，聚焦数据要素市场与安全、密码技术及发展、区块链技术及应用，关联密码技术与密码芯片的汽车行业应用，并为行业高质量发展提出建议。天津市经济技术开发区党委书记、管委会主任洪世聪作汽车产业集群发展规划报告，从经开区汽车产业发展规划、支持汽车芯片产业集聚的属地政策等方面进行了介绍。成立大会前，联盟召开了第一次代表大会，完成了对联盟章程、联盟工作计划、联盟倡议书的审议表决，举行了联盟理事长、副理事长及专家委员、秘书处负责人的聘任。未来，联盟将坚持以“让测试有据可依，让行业有芯可选”为宗旨，以检测促进中国汽车芯片标准建立、促进产品上车应用、促进行业生态建设、服务全产业链为总体思路，聚焦新能源和智能网联汽车领域，构建基础检测规范，支撑汽车芯片产业链高质量发展。中汽中心将继续践行汽车行业“国家队”的使命担当，立足独立、公正、第三方的行业定位，扎根汽车芯片行业关键共性需求，发挥汽车全价值链技术服务核心优势，为推动汽车芯片产业链发展、构建国家现代化产业体系和建设汽车强国作出更大贡献。

伴随着中国精准医学战略发展的第五个年头，2019年6月29日，“第五届精准医疗与基因测序大会”在北京协和学术会堂隆重召开！本届大会由测序中国、北京协和医院肝外科和北京医学奖励基金会共同主办。中国科学院陈润生院士、北京大学谢晓亮教授、清华大学医学院院长董晨教授等30余位重磅嘉宾出席了本次大会并做精彩报告。同时，大会还得到了数十家精准医学企业和专业媒体的大力支持。共计数百人参与了这场精准医疗与基因测序行业的盛会。新羿生物新羿生物携重磅新品：基于新羿生物自主研发的数字PCR平台的肿瘤基因检测系列产品参会。该系列产品针对不同癌症种类专门开发了相应基因检测的高精度试剂盒，为肿瘤患者及医生提供基因检测及用药指导参考，最大限度地实现靶向治疗获益。新羿生物此次参展吸引了众多精准医疗领域专家及学者和行业同仁们的关注，工作人员将TD-1数字PCR系统的工作原理和新羿肿瘤基因检测系列产品特点向来宾进行了细致的讲解，微液滴生成及检测芯片所展示出的国内领先的微纳加工技术得到来宾的高度称赞。同时，新羿肿瘤基因检测系列产品的稳定性、高灵敏、可用多种样本检测多位点等特点也得到了充分的肯定。展会中新羿生物展位一度场面火热，新羿生物此次展会举办了现场客户可优先申请试用相关肿瘤基因检测系列产品的活动，申请试用并可获赠精美小礼品，上图为现场客户填写新羿肿瘤基因检测系列产品申请试用表。公司派出了强大的技术支持团队现场解答客户关心的技术问题，详细解释了数字PCR在临床市场应用所具有的独特优势，尤其针对具有明确靶向位点信息的基因检测。与二代测序（NGS）相比，数字PCR操作简单，不需要进行文库构建、生物信息学解读等复杂操作，方便医院开展院内检测，质量可控，报告时间短，当天可出结果，费用低；与荧光定量PCR（qPCR）相比，检测灵敏度高，达到绝对定量，可以增加很多用传统qPCR方法无法胜任的检测项目。基因检测的传统样本类型包括手术、穿刺以及镜检所取得的组织标本，主要包括冷冻/新鲜标本和石蜡包埋标本（FFPE）。尽管这是基因检测的“金标准”，但仍有相当比例的肿瘤患者在初诊时因各种原因难以提供组织标本。而且，患者在用药后需要进行疗效的实时监测，在耐药后需做进一步基因检测来确定后续的治疗方案，他们通常很难再次活检取得组织标本。因此，以血液、胸腹水、脑脊液甚至包括尿液和唾液为代表的液体活检日益受到关注，正在成为基因检测的主要标本类型之一。但体液标本中的肿瘤来源核酸的含量非常低，所以对检测技术的灵敏度和准确性就提出了更高的要求。数字PCR技术的准确、超敏、简单、快速、性价比高等特点可以很好地满足这些需求。新羿生物肿瘤基因检测产品新羿生物肿瘤基因检测系列产品利用微流控生物芯片、微液滴数字PCR技术结合Taqman荧光探针技术进行检测。其原理是通过微流控技术在微液滴生成芯片上一次生成数万个皮升级油包水微液滴，微液滴中包裹了单拷贝核酸分子模板和PCR反应液，将微液滴收集在PCR反应管中进行扩增，PCR反应结束后将微液滴取出并检测每个微液滴的荧光信号，进行统计分析，实现对特定肿瘤基因突变类型的准确检测。新羿生物“午间卫星会”会议期间，新羿生物还受邀参加了“午间卫星会”。北京新羿生物科技有限公司专题报告分享此次卫星会报告，新羿生物就《自主研发的国产数字PCR系统及其在精准医学中的应用》做了专题报告。报告中就新羿生物首款从芯片、试剂到仪器、软件全系统自主研发的国产数字PCR系统与与会专家学者及行业同仁们分享数字PCR的现状、临床应用及未来。新羿生物在数字PCR研发领域拥有从芯片、仪器、软件到原料、试剂、耗材全系统开发能力，目前已在肿瘤液体活检、出生缺陷筛查和感染性疾病诊断等领域开发成熟技术产品。新羿生物所提供不仅是一套数字PCR系统或一个诊断项目解决方案，更愿以我们的研发能力与用户进行更广范围的科研及诊断合作，为用户提供更多附加值的服务，共同推动数字PCR技术的发展，造福社会！《新羿肿瘤基因检测》宣传册有意咨询新羿生物肿瘤基因检测系列产品的客户请发送邮件到我司邮箱：info@targetingone.com新羿生物（TargetingOne）成立于2015年，位于北京中关村科技园区，是一家由世界顶尖大学归国科学家和杰出商业人士创立、由核心技术驱动并具有全球竞争力的生物高科技公司。在中关村科技园拥有高标准的生物医学仪器、耗材和体外诊断试剂生产基地。新羿生物已申请六十余项微液滴技术相关专利，致力于数字PCR系统和体外诊断试剂的开发，为精准医学、健康管理和科学研究等领域客户提供高品质的产品和服务，为科技造福人类作出卓越贡献。

内容简介本研究论文聚焦微生物的快速药敏检测研究。抗生素耐药是目前全球公共卫生安全面临的一项严峻挑战。病原菌的耐药性加速进化增加了临床治疗多重耐药感染的用药难度与病人死亡率。及时得到微生物的抗生素药物敏感性结果对于临床多重耐药感染的精准诊断与用药治疗具有重要意义。这项研究中设计了基于流阻的微液滴芯片，结合应用刃天青生物指示剂可在5 h内指示微生物在不同浓度抗生素下的生长。该芯片有若干独立的截留腔室，可自动产生抗生素浓度梯度并形成独立的微液滴用于检测细菌药敏性。该芯片简化了控制操作和设备集成，相较于传统方法缩短了药敏检测时间，具有良好的应用前景。引用本文Zhang H, Yao Y, Hui Y, et al., 2022. A 3D-printed microfluidic gradient concentration chip for rapid antibiotic-susceptibility testing. Bio-des Manuf 5(1):210–219. 文章导读图1 用于细菌抗生素药物敏感性检测的浓度梯度微流控芯片的设计与应用示意图：（a）芯片的制造流程；（b）芯片内产生梯度浓度的过程。其中芯片模具是用摩方精密nanoArch S140制备。图2 不同浓度刃天青的显色荧光显色效果：（a）除去阴性对照后的相对荧光强度；（b）阳性对照和阴性对照的荧光显色图图3 三种不同浓度抗生素对大肠杆菌生长的影响查看更多：PuSL高精密3D打印 官网：https://www.bmftec.cn/links/7

肉类病害检测仪芯片光源一样吗，肉类病害检测仪的芯片和光源并不完全相同。虽然它们都是检测仪的重要组成部分，但各自的功能和特性有所不同。芯片是检测仪的核心部分，决定了仪器的运算能力和处理速度。在肉类病害检测仪中，芯片的作用主要是处理和分析检测数据，以快速、准确地判断肉类是否存在病害。而光源则是检测仪用于照射样品的部分，它的主要作用是提供稳定、均匀的光线，以便于观察和分析样品的特征。在肉类病害检测仪中，光源通常采用冷光源设计，以保证长时间连续工作时光源无温漂现象，同时提高检测的稳定性和准确性。此外，不同的肉类病害检测仪可能采用不同型号和规格的芯片和光源，以适应不同的检测需求和应用场景。因此，在选择肉类病害检测仪时，需要根据具体的检测需求和场景来选择合适的型号和规格。