EFADchip®——引领世界医学诊疗模式变革的突破性技术平台

2011-09-08 10:45 · Cheney

EFADChip® 检测平台的创新点在于用电场辅助杂交技术代替了传统的被动杂交技术,用nanoparticle参与的信号处理技术代替了传统的荧光检测技术,有效的节省了检测的时间和成本。

基因芯片介质图(图)

EFADChip® 检测平台的创新点在于用电场辅助杂交技术代替了传统的被动杂交技术,用nanoparticle参与的信号处理技术代替了传统的荧光检测技术,有效的节省了检测的时间和成本:

1) 独创的无电流电场辅助杂交技术:通过电极使探针所在的区域的芯片表面产生 电场,这样带有电荷的DNA或RNA会逐渐向探针区域移动,可以极大的缩短杂交的时间。由于该技术所加的电场中没有电流的发生,因此在芯片表面与样品溶液 之间没有电荷转移的现象发生,有效地防止了电化学反应、气泡、沉淀和电解现象的发生,保证了恒定的盐浓度和pH值,有利于提高杂交效率和杂交的稳定性。

2) Nanoparticle参与的信号处理方法:利用带电荷的纳米粒子可 以特异的与带电荷的核酸结合,并且通过增效粒子将检测信号放大,可以实现高灵敏度的检测。这种方法与传统的荧光检测的方法相比,其灵敏度比荧光检测方法的 灵敏度还高1000倍,并且不需要昂贵的荧光检测仪器,不需要对核酸进行额外的荧光标记,可以有效的降低使用的成本。

3) 自动化操作系统:电子控制流体技术的应用,实现了检测的全自动化,使整个检 测过程在一台仪器上即可完成。这套系统由芯片核心和4个功能区组成,包括电子控制流体系统、温度控制系统、信号采集和输出系统、和信号分析系统。自动化系 统的参与,极大的减少了人为的操作,从而很大程度上避免了认为操作所带来的误差,增加了检测结果的准确性。

EFADChip® 是于常海团队自主开发的基于芯片的诊断平台,与其它的检测技术相比,具有低成本、快速、高灵敏度和特异性、高通量、全自动化以及操作简单的特点,该技术平台不仅可以应用于经济发达地区的医疗机构,而且也适用于经济欠发达地区的疾病诊断;另外,由于其高度集成化、全自动化、移动方便的特点,特别适合深入到发病现场进行检测。EFADChip® 检测平台具有自主知识产权的检测技术,于常海团队及其产品承担的实体公司已经在中国、美国、新加坡等多个国家申请了专利保护,并且还有多国专利正在申请之中。

EFADchip® 技术凭借体外诊断产品差异化的优秀表现赢得了2009年弗诺斯沙利文亚太最佳实践奖。

EFADchip® 芯片检测系统: EFADchip® 技术平台结合生物信号雷达系统

作为研究和开发EFADchip® 技术的先锋者,于常海带领的技术小组把这项技术转化成为一个易于操作的和低成本的先进分子诊断系统, 结合纳米技术改进信号处理方法,该系统能实现快速、准确的现场即时诊断。这项独创的专利技术将杂交和探针检测技术巧妙的进行结合,克服了目前传统诊断技术 的局限性。 这项新技术意味着不管城市还是边远乡镇的医疗点,检测都可以维持高性能低成本的进行,这将为全球化医疗和疾病监控带来巨大的效益。

EFADchip®采样分析流程图(图)

于常海在EFADchip® 技术平台的基础上结合点样技术,独特芯片介质设计,应用电场辅助杂交技术加快 DNA 分子验测速度,接合DNA探针之电介质层防止不利的电化学反应,利用奈米粒子技术增加验测灵敏度。解决了以下市场上现存的基因芯片常见问题:

1. 电化学引发 DNA 杂交环境之不稳定性 (水解及局步酸硷度改变)

2. 使用凝胶引发芯片量产時的可靠性问题

3. 昂贵荧光检测

于常海开发的EFADchip® 芯片检测系统客服常见的技术壁垒,其的技术特点如下:

1. 微电子 (CMOS) 制程兼容性

2. 电辅助主动杂交设计, 缩短验测時间

3. 高检测敏感度

4. 低开发成本

5. 多样式验测应用

EFADChip® 芯片检测系统与传统的芯片检测平台以及其它的检测方法相比,具有无可比拟的应用优势:

1) 高通量:EFADChip® 检测平台是基于芯片技术来进行的,因此保留了芯片具有的高通量检测的特点,可以针对一个样本同时进行上百种传染病的检测,大大缩短了检测所需的时间,为疾病的治疗争取了时间。

2) 高特异性:由于芯片具有高通量的特性,因此,可以对同一种病毒用多种探针进行检测,提高了检测的特异性,大大增加了检测结果的准确性。

3) 高灵敏度:采用nanoparticle的信号放大技术,比传统的荧光检测技术的检测灵敏度高约1000倍,使传染病的早期检测成为可能。

4) 快速:电辅助杂交方法的应用,将传统的16小时的杂交过程缩短至分钟级;芯片的高通量检测将多个检测实验集成至一个实验中完成,因此这样将目前需要几天的检测过程缩短至2个小时内完成,特别对于传染病的防治具有至关重要的作用。

5) 低成本:由于没有荧光检测技术的参与,因此不需要昂贵的荧光原料以及荧光检测仪器,而且将所有的实验仪器整合于一台仪器上进行,为检测节约了成本。

6) 操作简单:高度自动化的系统,不需要过多的人员操作,即可完成一整套检测过程,因此不需要专业人员进行操作,只需要简单的培训即可。

于常海带领的团队对EFADchip® 系统的应用,目前分为以下几类:流感病毒检测:流感病毒A、B、H3、H5、H7、H9、H1N1、H5N1;发热传染病检测:RNA类,H1N1、 SARS、流感病毒等;DNA类,肺炎、肺结核等;血液传染病筛查:HBV、HCV、HIV、HTLV、Syphilis、TB等。随着市场的推广和应用 成熟,EFADChip® 系统还可以运用在兽医诊断系统,环境监测,食品安全检测,肿瘤标志物检测等方面,有着关阔的发展空间和前景。

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