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與台灣電路製造大廠共同開發!矽基分子專注電學檢測,發病前精準篩出「新冠病毒」

總統府提供

醫療行為中有逾七成乃根據檢測做出決策,醫療技術不斷進步,個人化精準醫療的成為近年醫療行為的新趨勢,也讓檢測產品扮演提升療效的關鍵角色,其中分子檢測(Molecular diagnosis)的領域更是兵家必爭之地。

所謂的分子檢測(Molecular diagnosis),就是把一般的傳統醫學檢測提升至奈米等級,可以分析細胞內外分子或基因變化,與目前醫院傳統只能測量高濃度毫克級生理訊號的生化檢測不同,分子檢測不管在開發新藥、傳染病防控及癌症治療等領域都有前瞻的應用。

在病毒的潛伏期或癌症早期,傳統檢測與篩檢常無法確診,多半等到發現時早錯過黃金治療期。矽基分子電測以中研院物理所的研究技術與台灣電路製造龍頭合作開發出生醫晶片,透過電學檢測的方式偵測生醫晶片上的分子電荷變化,藉此快速、精準篩檢出致病因子,可以在未出現症狀之前提早追蹤,除了預防疾病惡化,更能提高治癒的可能性。

矽基分子檢測儀,以電學檢測檢體中的病毒濃度含量
矽基分子電測官網

短短3年內4位親人離世,激發創辦人升級醫療檢測技術動力

專注電學檢測的矽基分子執行長褚家容,過去在中研院物理研究所量子電子元件實驗室擔任研究員,主要專精奈米矽線場效應電晶體與生化分子檢測相關研究,十餘年來在該領域已發展出相當成熟的研究成果。回想起創業的起始點,「用奈米元件做生醫晶片橫跨非常多領域,我是生物、化學背景,另一位夥伴則是我學長電子電機背景,過去主要由我們在研究院負責這計劃。」褚家容侃侃地談到。

時間回朔至 2013年,當時中研院、科技部十分鼓勵研究員將研究成果產品化,在這樣的契機下,矽基分子於 2014 年成立。「我們都是研究員出生,都沒有業界經驗,第一年我學長主要負責公司營運,我還是在做研究。」褚家容坦言,一開始就遇到非常大的困難,也曾一度想要放棄這項目,「當時生醫晶片根本沒有完整的產業鏈,找不到可以合作的廠商,沒有機會量產,更沒有醫生要用,當然也找不到創投。」她回想初期創業的窘境。

創業前期,褚家容並沒有把心力完全投注在事業上,仍專注於研究領域,然而,當事業面臨止足不前的窘境,家庭中又有四名親人在三年之內因罹癌、急性腎衰竭去世,這使她恍然「醫檢技術」在實際醫療場域上何等重要,也使褚家容開始反思:「我從那個時候開始深深體會到,我們都相信醫療進步,但檢測卻停留在很傳統的階段。」若在醫療現場無法透過有效的醫療檢測技術在早期變抓住病因,減少來回檢測的時間浪費,就無法及時進行治療、避免癌症擴佔,甚至會造成誤判導致錯誤的醫治方向,這對於病患與家屬來說很有可能造成不可逆的悲劇。

如果可以利用我們生醫晶片這種新的檢測技術帶給社會一些改變的話,我們就有責任要做這件事。
矽基分子執行長褚家容

有鑒於以上體悟,2016年中,褚家容下定決心全心投入公司的營運與發展,致力於將技術產品化,也才促成與大廠的合作共同開發生醫晶片。

用技術找夥伴,攜手台灣電路製造大廠省下一億元開發費用

然而,全心投入的褚家容馬上就面臨第一個難題,開一個半導體晶片的製成模具約需要 4 到 5,000 萬的成本,並不是矽基分子可以負擔的,「我當時覺得雖然找不到合作廠商,但可以拿出實力邀請他們來跟我一起做這個產品。」她分享,本著對多年研究成果的信心,褚家容帶著曾發表的國際期刊、技術專利主動出擊尋求與台灣電路製造大廠合作。

在經歷一年的測試,2017年成功簽訂共同開發晶片的合作協定,幫助矽基分子省下約一億元開發費用,也往生醫晶片量產的方向更進一步。「找問題和研究問題本來就是研究員的強項,就是勇氣,拿出實力,硬著頭皮去試。」褚家容十分從容坦然地面對學者創業一路走來的艱辛。

矽基董事長林銘洲(左三)與執行長褚家容(左二)率領優秀團隊,開發「矽場效應電晶體生醫分子即時檢測晶片/檢測儀」,提高病患的治癒率而努力
矽基分子電測官網

矽基分子的合作夥伴也都是台灣知名製造商,系統商思衛科技、封裝商日月光、晶圓則與新唐科技合作,更於去年(2019年)獲選永齡健康基金會旗下的 H.Spectrum德國藥廠默克(Merck)合作的孵化器計畫,也讓褚家容深感被肯定。

奈米級生醫晶片上有數萬檢測點,改善傳統醫檢技術的精準度
團隊提供

彌補現有檢測技術不足!矽基分子欲透過電學檢測達到早期確診、及早治療

矽基分子的核心技術在於能於「疾病感染早期及未發病前快速測出致病因子」,以新冠肺炎為例,矽基的技術能於感染早期病毒於唾液中含量最高的時候(如:發病前七天)便檢測到新冠病毒的存在,其所推出的「微量生醫分子醫電即時檢測儀」及「生醫晶片檢測套組」以半導體晶片來進行檢測,有別於過去透過光學的方式經過螢光、顯微鏡來做判讀,電學檢測主要是看電訊號的峰值來判定是否罹病,「只要有一點點訊號就知道是否有測到,相較於光學的方式靈敏度非常高,且設計上可以簡單化,也具有即時檢驗、快速標記、應用範圍更廣等優勢。」褚家容分享。

目前篩檢新冠病毒大多採用 RT-PCR 酸檢測方式,在準確度上,若是檢驗出為陽性那麼毋庸置疑將會立即隔離或投藥,然而當採檢結果呈現陰性,卻僅能提供醫師作為參考,最終判斷還是得經過更嚴謹的檢測或是臨床症狀的辨別才能確定,「然而電學檢測有上萬個檢測點進行電訊號的判讀,精準度更高。」她說,矽基酚主開發作為晶片 Reader 的篩檢平台,經過特殊設計後除了能篩檢癌症、急性腎衰竭等疾病外,也能處理流感、新冠病毒等流行性疾病,只要把其生物分子跟平台結合就能進行檢測。

「這些優勢可以用以彌補現有檢測技術的不足。」褚家容提及,RT-PCR 酸檢測較難測出低濃度的病毒,目前其他的檢測方式都僅能測到十的負六到負九左右十方能測到,然而透過電學檢測,便能在濃度十的負十二次方時便可測得,以靈敏度來講矽基的產品將提升非常多。若能在疾病感染早期快速檢出致並因子,便能預防惡化,更能大幅提高治癒率、優化醫療服務。

醫療檢疫態度保守,新冠病毒疫情有望推進新技術

談及為何過去檢測技術歷久未更,褚家容指出:「當你的東西沒辦法被驗證時,不但政府無法支持,產業界也將無人問津。更何況檢測這件事情最終關乎人命,各方面都會非常謹慎。」因此,即便過去的方法不適合、耗時費工不夠精準,但當新的技術尚未被驗證可行之前,醫院端會傾向於沿用舊的方法,在檢測這個領域各方仍趨於保守,「因為倘若引進新的判斷技術有誤,對醫生來說更麻煩。」褚家容解釋。

然而即便如此,褚家容也近一步補充,他認為每一種檢測方法都有可以做到的事,因此皆是無可取代的,而矽基分子所提供的檢測方式將專注於早期感染,目標在發病早期甚至是發病前即能確診,開啟後續的醫療程序,「我們是介於試紙和RT-CPR之間的一個解決方案。」她自我定義。

在這次新冠肺炎的疫情當中,可以看見全球醫學界主流檢測技術的不足,不論是檢測準確度、流程與時間都有許多可改善的空間。創辦人認為:「這次新冠病毒,讓大家開始重視電學檢測。我們可以在感染早期唾液病毒含量最高的時候,前七天內就可以被檢測。」褚家容表示,矽基分子從 1 月開始全力投入針對新冠病毒的晶片開發,目前已經成型並預計與兩間醫院合作進行臨床試驗。「每個檢測方法都有它可以做到的事,我們介於試紙和基因檢測之間的一個便宜、快速、準確的解決方案。」

面對全球的醫療檢驗技術的典範轉移,台灣政府也應重新思考鬆綁現行法規,以及衛生福利部食品藥物管理署(TFDA)的核可標準,才能真正實踐國發基金5+2產業的創新發展計畫,帶領台灣的精準醫療標準與世界同行。

創業快問快答

Q:創業至今,做得最好的三件事為何?
1. 和團隊一起從無到有完成第一代原型機(SENEDIA)。
2. 鏈結與本技術相關的廠商一起合作,逐步推動台灣生醫晶片產業生態圈。
3. 極力推廣Molsentech公司品牌。"

Q:長遠來看,公司想成為一家何種類型的公司?下一步的目標是什麼?你們如何完成?
成為一間守護人類健康的高端醫療檢測新科技公司,下一個目標是結合AIoT,開發微量檢體就可以同時做多種檢測的產品。完成現階段產品的開發與驗證,並持續改良優化。

Q:要達到下一步目標,團隊目前缺乏的資源是?
資金、策略型夥伴。

團隊資訊

公司名稱:Molsentech 矽基分子電測
成立時間:2014/07/07
產品名稱:高靈敏度半導體生醫晶片/檢測儀
上線時間:2019/06/01

官方網站新創資料庫

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