拆解高效DNA測試芯片：成本不到20美元

新創(chuàng )公司InSilixa開(kāi)發(fā)出一款新的DNA測試芯片，據稱(chēng)可在1小時(shí)內以不到20美元的成本完成高準確度的DNA測試;相形之下，現有以手持讀取器進(jìn)行測試的成本高達250美元左右。

這款名為Hydra-1K的芯片可大幅削減現有疾病檢測方法所需的時(shí)間與費用，為重點(diǎn)照護(point of care)帶來(lái)分子級的診斷準確度。不過(guò)，這款設計目前才剛開(kāi)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(kāi)發(fā)二年半了，這是我們第一次展示這項成果，”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(chēng)所采取的測試途徑不僅成本更低，而且比現有的分子診斷更迅速，但完全不影響準確度。

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

該公司目前正致力于為該芯片開(kāi)發(fā)一項疾病的商業(yè)應用。該公司的目標在于使其芯片成為一款開(kāi)放的平臺，讓醫療從業(yè)人員與研究人員可用于瞄準一系列的廣泛測試，這比該公司能夠自行開(kāi)發(fā)的應用還更多更有意義。“但我們自已也將保留幾項應用領(lǐng)域，”Hassibi說(shuō)。

相較于其他的實(shí)驗室上芯片(lab-on-a-chip)，InSilixia的設計是針對像在芯片上進(jìn)行化學(xué)鍵合的實(shí)時(shí)分析。Hassibi說(shuō)，目前有些設計利用必須以化學(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確度的雜質(zhì)。

該公司主要的秘密武器就在于用來(lái)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)都用于使該系統可用于不懂編程的醫生和化學(xué)家，”他說(shuō)。

該公司正致力于尋求美國FDA 510(k)的批準，預計需時(shí)約六個(gè)月。

如何運作?

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數組。制造該芯片的挑戰之處在于多級芯片封裝制程。

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

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

芯片與電路板

LVDS接口提供數據，繪制時(shí)間和溫度的2D數組影像。

Hydra-1K讀取器芯片是一款獨立的FPGA板。