意法半导体(ST)公布生物样品制备处理芯片的原型

2006-12-01 16:16:14 来源:EEFOCUS
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--该芯片能够有选择性地收集和移动生物制剂的大分子, 预示低成本和自动化的医学诊断生物样本制备时代即将来临

        世界微流控芯片的主要供应商意法半导体 (纽约证券交易所代码:STM)今天公布了一个完整的能够收集处理特定的生物大分子的芯片原型。配合ST的经过市场验证的片上实验室技术,ST的研发计划正在为让医学和法医生物样品快速制备、分析和评估过程实现自动化的低成本一次性芯片铺平道路。

        市场上现有的技术先进的生物技术平台如ST的 In-CheckTM “片上实验室”产品,通过允许快速检测液体生物样品内特定的遗传物质,简化了特定疾病的诊断过程或者食品和水的细菌污染检测过程。然而,样品制备仍然需要较长的时间,制备过程离不开技术熟练的专业人员和大量的样品,而且必须在实验室内完成。如果使用少量的样品,制备过程就很难完成,而且成本十分昂贵。 ST研发计划的目标是寻找能够使样品制备实现自动化的新方法,这样就可以从“原”样品如唾液、血液或者活组织中快速提取目标生物大分子,将其输入到片上实验室完成样品分析诊断。

        “医疗诊断设备市场的发展趋势是全自动化、成本低廉、关键时刻可直接使用。”意法半导体先进系统技术部研发创新总监Maria Teresa Gatti表示。

         “把样品制备技术与ST的In-Check片上实验室平台结合到一起,我们可以制造一个成本低廉、使用简便的医疗诊断系统,无需在专业实验室内(医院或医生门诊)就可完成样品诊断分析。”意法半导体部门副总裁兼微流控产品总经理Anton Hofmeister表示。

        ST的研究人员开发该系统所使用的技术是基于一种叫做介电电泳的方法,这种方法是利用电场分离导电溶液中的生物微粒。通过精心设置物理因数和电因数,可以精确地控制目标微粒的运动方向,ST研究计划的目标是向人们证明这项技术是可以推广应用的。潜在的优点包括隔离低浓度溶液中的细胞、提高溶液中细胞浓度、从细胞大分子中提取DNA,只要对操作人员进行最低限度的产品使用培训,他们就可以现场制备样品。重要的是,研究人员还成功地演示了通过精确控制在不同的电极上施加的电压,细胞可以聚集在一个特定的区域,然后从一个区域向另一个区域运动。ST研究项目基于以前ST与Evotec科技公司的一个合作研究项目。

        在意大利巴里理工大学大学举行的NANOMEC06纳米时代材料科学与材料机械学研讨会上,ST先进系统技术部(AST)的Marco Bianchessi、Sarah Burgarella和Anna Zocco提交的论文首次公布了这个研究项目的细节。

关于意法半导体(ST)公司

        意法半导体,是微电子应用领域中开发供应半导体解决方案的世界级主导厂商。硅片与系统技术的完美结合,雄厚的制造实力,广泛的知识产权组合(IP),以及强大的战略合作伙伴关系,使意法半导体在系统级芯片(SoC)技术方面居最前沿地位。在今天实现技术一体化的发展趋势中,ST的产品扮演了一个重要的角色。公司股票分别在纽约股票交易所、巴黎Euronext股票交易所和米兰股票交易所上市。详情请访问ST网站:www.st.com

技术说明:

1. 介电电泳是一种存在于空间的不均衡电场对一个不带电微粒的电场感应双极施加一个净力的现象。极化率高于悬浮媒介的微粒受到阳性介电电泳的作用,向电场强度最高的区域运动,极化率低于周围悬浮媒介的微粒受到阴性介电电泳的作用,向电场强度低的区域运动。

2. 该系统所采用的技术兼容ST的In-CheckTM片上实验室芯片所用的微机电系统(MEMS)技术。该芯片原型内含一个长宽高分别为1mm、0.1mm、50µm的微型通道(人的毛发直径大约是100µm),微通道内充满了含有目标大分子的溶液。位于通道底部的微型铂极阵列(25µm宽,间距25µm)精确控制通道内的电场分布,继而对施加在生物大分子上的净力进行精确控制。

3. 原型系统的操作测试是通过人体白血细胞(B-淋巴细胞)和悬浮在磷酸盐缓冲液(PBS)中的大小相同的聚苯乙烯微粒的混合液进行的。在通电压之前,B-淋巴细胞和聚苯乙烯微粒不规则地分布在通道内。在给电极阵列施加一个电信号后,白血细胞聚集在电极边缘,与同处于磷酸盐缓冲液中的悬浮的聚苯乙烯微粒分离。研究人员在一个标准的直接显微镜上安装一个摄像机来观察粒子的运动情况。

4. 该技术受ST-Evotec专利申请05108445.7 (欧洲)和 11/531679 (美国)的保护。

 
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