技術名稱 無抗體細胞分離暨細胞種類鑑定晶片微系統
計畫單位 工程科技推展中心
計畫主持人 吳宏偉
技術簡介
本計畫名稱為「開發無抗體細胞分離暨細胞種類鑑定晶片微系統並應用於基因表現分析及臨床意義評估」,共包含3個子計畫,分別是:子計畫一「以微波介電演算法為基礎之無抗體稀有循環細胞鑑定辨識技術」,子計畫二「以超高頻電漿增強化學汽相沉積法製備微結晶感光薄膜之細胞分離晶片」與子計畫三「結合無抗體細胞分離與基因定序技術開發癌症與新生兒早期基因變異檢測之臨床應用」。 本計畫之核心技術包含高解析光學系統技術與微波介電演算法、超高頻40.68MHz VHFPECVD光電半導體製程技術以及生醫與次世代基因檢測技術。本計畫將專注開發應用於癌症診斷與產前檢測之半導體晶片、診斷系統平台與醫療整合性服務。本計畫具有三項核心技術: [1]無抗體細胞分離篩選技術:目前傳統技術為使用特殊抗體與磁珠抓取血液中的稀有細胞,例如癌細胞。傳統方法具有高成本、耗時、較低的效率與純度的缺點。本計畫採用物理性光誘發非均勻電場技術分離篩選稀有細胞,也就是。該創新技術可廣泛應用於癌細胞早期檢測與懷孕婦女產前檢測 。[2]無抗體細胞鑑定辨識技術:以創新的微波介電演算法搭配微波晶片與智能化平台系統,可快速鑑定細胞的種類(約5分鐘),有助於癌症診斷上的時效性。[3] 次世代基因定序技術:次世代定序(NGS)主要以鏈終止定序法來進行DNA定序,不需要經過菌質體複製而減少錯誤的發生。
上述技術研發至今已逾5年並已發表數篇國際知名SCI期刊(例如: Biosensors and Bioelectronics, Nanoscale Research Letters、IEEE Trans. MTT, IEEE Electron Devices Letters, IEEE Sensors Journal與Biomedical Microdevices等)、美國專利(US10569282B2、US9528954B2、US8962305B2)、台灣發明專利(I476397、I452997、I432728、I512285、I586950、I668423與I672489)、中國專利(CN108012366B)以及獲得多項國內外學術獎項(2014、2015、2018與2019國家新創獎、2016 IEEE MTT-S Outstanding Young Engineer Award、2017國家產業創新獎與2019德國默克藥廠殊榮獎)。
科學突破性
本團隊已開發可實際應用於臨床檢測的微系統晶片與原型機並因應前臨床配合細胞實驗至前臨床試驗階段過程,進行整合開發及製作第五代晶片。藉由改善薄膜形貌特性與光電特性達到,降低粗糙度及提升薄膜光生載子壽命,達到對系統及晶片品質進行穩定度的特性檢測及改善。期望藉由本計劃支持,為國內原創醫材產業提升競爭力。
產業應用性
若以本技術作為健保癌症篩檢項目,將可年省約21億元健保費用。我國一年的產前檢測市場約在7-9億元,目前約有32%的婦女願意接受新形態的胎兒基因檢測。在中國開放二胎的政策下,2019年起將有1980萬名孕婦,市場規模超過新台幣900億元/年。本技術適用於癌症診斷與產前檢測兩大市場。
關鍵字 光誘發介電泳 生醫晶片 細胞分選 光電半導體薄膜 無抗體篩選技術 癌症篩檢 醫療器材 物理性活體細胞分離 微流道 奈/微米晶矽薄膜
備註
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