【導讀】新冠病毒的出現，引發(fā)了人們對電化學(xué)生物傳感器的興趣和隨之而來(lái)的創(chuàng )新浪潮。借助更好的生物檢測傳感器和讀取器，醫療保健提供者能夠更快做出正確的診斷和治療，不止是針對新冠，還包括從瘧疾和結核病到細菌性感染等許多其他疾病。并不是說(shuō)，電化學(xué)生物傳感器創(chuàng )新者們忽略了這一需求，但這期間出現的機遇是不言而喻的。
發(fā)揮恒電勢器的潛力
要創(chuàng )建更好的測試解決方案，光有電化學(xué)專(zhuān)業(yè)知識是不夠的；還需要測量和檢測專(zhuān)業(yè)知識。例如，恒電勢器是一種電路，可以檢測電池電阻的變化，然后通過(guò)輔助電極對電流做出相應調整。在大部分電分析實(shí)驗中，此器件是用于控制和測量的基本電子硬件。但不管基本與否，對于在電化學(xué)生物傳感器領(lǐng)域創(chuàng )新的人員來(lái)說(shuō)，識別病毒或細菌的電化學(xué)特征可能很簡(jiǎn)單，不過(guò)要構建出產(chǎn)品或讀取器，例如恒電勢器，可能需要數年的研究、嘗試和試錯。
如果使用ADI公司和PalmSens開(kāi)發(fā)的EmStat Pico恒電勢器模塊，在創(chuàng )建電化學(xué)生物傳感器產(chǎn)品時(shí)則無(wú)需具備恒電勢器知識；利用該模塊，生物傳感器創(chuàng )新開(kāi)發(fā)者無(wú)需花費時(shí)間和金錢(qián)來(lái)雇傭這方面的專(zhuān)家，或者是自身成為專(zhuān)家。ADI與PalmSens合作開(kāi)發(fā)這款獨立的恒電勢器模塊，幫助填補了這方面的空白，使創(chuàng )新開(kāi)發(fā)者能夠更快地將救生產(chǎn)品推向市場(chǎng)。
概覽
● PalmSens：于2001年由Kees van Velzen博士創(chuàng )立，面向大多數類(lèi)型的電化學(xué)技術(shù)提供廣泛的儀器儀表，側重于移動(dòng)式儀表產(chǎn)品。他們致力于讓電化學(xué)技術(shù)產(chǎn)品變得更簡(jiǎn)單、更便攜，更易于為新手和高級研究人員和企業(yè)人員所用。
● 應用：醫療健康、環(huán)境監測、食品安全、獸醫護理、狀態(tài)監控。
● 挑戰：將PalmSens的電化學(xué)生物傳感器技術(shù)和ADI領(lǐng)先的信號處理專(zhuān)業(yè)知識結合，創(chuàng )建出比實(shí)驗室用版本更快、更小、功耗更低的恒電勢器，且不犧牲精度，即使創(chuàng )新開(kāi)發(fā)人員從未設計過(guò)恒電勢器也能輕松上手使用。
● 目標：開(kāi)發(fā)能幫助創(chuàng )新開(kāi)發(fā)人員彌補技術(shù)空白的電化學(xué)生物傳感器平臺，讓他們能夠切實(shí)踐行自己的使命，更快地向市場(chǎng)推出救生技術(shù)產(chǎn)品。
率先上市：QSM和OTTER EQ
位于波士頓的QSM Diagnostics開(kāi)發(fā)了護理點(diǎn)獸醫診斷技術(shù)，用于快速識別細菌性感染。幾十年來(lái)，該公司一直致力于開(kāi)發(fā)和銷(xiāo)售傳感器和醫療設備。
Analog Garage是ADI的內部孵化器，它將工程師、數據科學(xué)家、硬件和軟件專(zhuān)家聚集在一起，在發(fā)展迅速、以創(chuàng )意為驅動(dòng)力的初創(chuàng )公司環(huán)境內創(chuàng )建新技術(shù)和解決方案。
2016年，QSM開(kāi)始與Analog Garage合作開(kāi)發(fā)低成本、便攜式電化學(xué)生物傳感器讀取器，該設備可在診療地點(diǎn)提供與傳統獸醫參考實(shí)驗室設備相同的結果。之后，在A(yíng)DI和PalmSens發(fā)布了EmStat Pico之后，QSM很快洞見(jiàn)這款更新、更小的恒電勢器的潛力，與自主設計類(lèi)似產(chǎn)品相比，使用這款恒電勢器能夠幫助節省大量資源。
QSM CEO Ed Goluch表示：“我們可以全身心投入測試化學(xué)領(lǐng)域，無(wú)需費心思考慮用于執行測量的這些電子設備”?！盀楹我砥馉t灶？”
QSM的Otter eQ是采用了ADI和PalmSens提供的EmStat Pico的首批上市產(chǎn)品，展示了恒電勢器在護理點(diǎn)應用中作為生物傳感器讀取器的多功能性，目前它能為您的寵物提供檢測；日后，甚至可為所有人提供檢測。
獸醫實(shí)驗室中使用的生物傳感器
有些狗狗會(huì )遇到耳內感染，這比其他感染更為棘手。這種感染由綠膿桿菌引發(fā)，很難檢測，需要采用不同的治療方法。要確定是否是由于這種類(lèi)型的細菌導致感染，獸醫診所必須將樣本送至實(shí)驗室檢測并等待結果，并在數據不全的情況下盡可能為您的寵物狗提供治療。
便攜式恒電勢器
QSM決定創(chuàng )建一種能提供現場(chǎng)診斷的電化學(xué)生物傳感器和讀取器，能在第二天一早，甚至在狗狗離開(kāi)診斷之前提供結果。該設備嵌入大小僅為30mm × 6mm的EmStat Pico，檢測速度快，且非常便攜。
PalmSens首席執行官Willem van Velzen表示：“能夠隨時(shí)獲得媲美實(shí)驗室設備的檢測結果，意味著(zhù)您不再需要常規的實(shí)驗室。您無(wú)需再等待一天或更久時(shí)間，可以在兩分鐘內獲得檢測結果?！?/p>
下一代OTTER EQ
當前這一代Otter eQ檢測單種類(lèi)型的細菌，但讀取器有可能與多個(gè)傳感器配合使用，這些傳感器目前尚處于開(kāi)發(fā)階段。所以，無(wú)需為每種傳感器開(kāi)發(fā)一款新的讀取器。在不久的將來(lái)，Otter eQ將能夠檢測多種類(lèi)型的動(dòng)物身上的多種感染。未來(lái)機型可能更類(lèi)似于血液檢測板，可通過(guò)一個(gè)試劑盒檢測多種病原體。
ADI新推出的產(chǎn)品未來(lái)將使QSM從B2B市場(chǎng)輻射至B2C領(lǐng)域。將Otter eQ用于消費電子產(chǎn)品會(huì )減輕獸醫診所預約超額的狀況，既可以讓寵物主人省去不必要的就醫次數，也能提供遠程預約隨訪(fǎng)，確保處方治療落到實(shí)處。
工作原理
貓狗和人：QSM愿景
van Velzen表示：“與針對人類(lèi)的產(chǎn)品相比，先從寵物護理點(diǎn)市場(chǎng)的產(chǎn)品開(kāi)始，大大減少了監管方面的問(wèn)題。它也為進(jìn)入人類(lèi)護理點(diǎn)應用奠定了基石，應用前景可期?！?/p>
QSM技術(shù)已被用于檢測農業(yè)供水中的除草劑，用于監測飲用水質(zhì)量，以及檢測供應食品中是否含有大腸桿菌等病原體。試劑盒經(jīng)過(guò)標定，可用于識別病毒顆粒，或者用于監測其他與感染無(wú)關(guān)的指標，比如追蹤皮質(zhì)醇、膽固醇或家庭用藥情況。
Goluch表示：“新冠病毒讓人們認識到，在這一領(lǐng)域，我們所做的工作還遠遠不夠。距離血糖儀問(wèn)世已有約70年，目前也沒(méi)有基于血糖儀的其他技術(shù)出現?，F在，我們處于這樣一個(gè)節點(diǎn)：我們可以使用該模塊來(lái)進(jìn)行其他檢測。我們的試劑盒可以檢測任何物質(zhì)。只要更改化學(xué)成分和平臺即可?！?/p>
將救生技術(shù)更快推向市場(chǎng)
由于EmStat Pico模塊可以集成到QSM現有的試劑盒設計、專(zhuān)有連接等中，Goluch估計，與自主開(kāi)發(fā)自定義解決方案相比，QSM能幫助將產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)間縮短三年。此外，PalmSens提供軟件開(kāi)發(fā)套件，能進(jìn)一步簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)流程；這使得QSM在開(kāi)發(fā)產(chǎn)品時(shí)幾乎無(wú)需從PalmSens獲得技術(shù)支持。
ADI的Brian Coffey表示：“與PalmSens合作，就是為了提供這款完整的解決方案——一款即插即用的測量模塊。聽(tīng)說(shuō)客戶(hù)使用之后，更快將新型救生健康診斷工具推向市場(chǎng)，我們感到非常高興?！?/p>
參考
*2017-2018 AVMA寵物飼養和人口統計資料
關(guān)于A(yíng)DI公司
Analog Devices, Inc. (NASDAQ: ADI)是全球領(lǐng)先的半導體公司，致力于在現實(shí)世界與數字世界之間架起橋梁，以實(shí)現智能邊緣領(lǐng)域的突破性創(chuàng )新。ADI提供結合模擬、數字和軟件技術(shù)的解決方案，推動(dòng)數字化工廠(chǎng)、汽車(chē)和數字醫療等領(lǐng)域的持續發(fā)展，應對氣候變化挑戰，并建立人與世界萬(wàn)物的可靠互聯(lián)。ADI公司2022財年收入超過(guò)120億美元，全球員工2.4萬(wàn)余人。攜手全球12.5萬(wàn)家客戶(hù)，ADI助力創(chuàng )新者不斷超越一切可能。更多信息，請訪(fǎng)問(wèn)www.analog.com/cn。
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