中研院研發出全球首款新冠病毒晶片檢測系統
科技產業資訊室 (iKnow) - May 發表於 2022年1月25日
圖1、以矽奈米線場效應電晶體作為DNA分子反應的檢測
圖2、微量生醫分子電訊號檢測儀
目前，新冠篩檢普遍採用聚合酶連鎖反應 (PCR) 核酸檢測，需透過螢光標識且耗時較久，且受限於光學解析度，若檢體中的病毒等致病因子含量太少時，便無法透過光學訊號判讀。
而此晶片系統所使用的核心技術「矽奈米線場效應電晶體」(silicon nanowire field-effect transistor, 簡稱SiNW-FET)，是一種半導體技術應用，以電流訊號檢測，具快速、即時、高靈敏度等特性。 同時，此技術也結合分子檢測方法，將可辨識新冠病毒核酸的生物探針分子 (probe) 固定於SiNW-FET晶片上。當晶片偵測到檢體內含有新冠病毒核酸序列，電流訊號會上升，進而得知檢體含有新冠病毒。單次樣本檢測只需3分鐘，完整檢測包含檢體、陰性樣本、陽性樣本對照，以及人員作業時間，可於20分鐘內取得檢驗結果。該儀器甫於去 (2021) 年12月底通過食品藥物管理署緊急使用授權(EUA)核准製造，適合佈署於機場、人潮較多的檢驗站。
陳啟東說明，相較於PCR以光學設備進行驗證；SiNW-FET直接以電訊號檢測，利用待測物 (如蛋白質、DNA等) 本身的帶電特性，偵測電荷分布的改變，故能擺脫光學侷限，快速、準確測出微量分子，大幅縮短檢測時間。
矽奈米線場效應電晶體近年來廣泛使用於生醫感測元件上。然而，如何整合元件並建立一套生物感測系統是一大挑戰。陳啟東對此鑽研已超過十年，從一開始在實驗室及無塵室設計和製作SiNW-FET，後來再請半導體廠代工晶片製程。
該新冠病毒晶片檢測系統，技轉給矽基分子電測科技股份有限公司 (Molsentech)，其核心成員來自陳啟東研究團隊，且為國家生技研究園區進駐廠商，致力於半導體生醫晶片即時檢測的開發與應用。由本院陳啟東研究員提供技術協助，國家實驗研究院臺灣儀器科技研究中心進行安規前期驗證，高雄榮總執行臨床測試，攜手為臺灣與全球防疫貢獻心力。
矽奈米線場效應電晶體分子感測器的研究獲中研院及科技部補助，並與臺北科技大學蔡麗珠教授團隊合作，歷年來已發表多篇論文，近期一篇於去 (2021) 年刊登在國際期刊Journal of Materials Chemistry C (JMCC)，標題為： 《A dual function electro-optical silicon-field-effect transistor molecular sensor》，論文連結：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/tc/d1tc03374c (908字；圖2)
參考資料：
MIT研發製造 全球首款新冠病毒晶片檢測系統 核心技術來自中研院！中央研究院，2022/1/25。
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