低成本“DNA测试芯片”揭开面纱，小芯片蕴含大秘密！

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文|何雨潞

生物芯片具有重大的意义和巨大的商业潜力，许多国家的政府和公司投入大量的人力物力来推动这项研究工作。现在我们来看看美国的这家公司—InSilixa,该公司开发出一款新的DNA测试芯片，据称可在1小时内以不到20美元的成本完成高准确度的DNA测试；相形之下，现有以手持读取器进行测试的成本高达250美元左右。

公司

产品

火视观点

公司名片

公司名称：InSilixa

公司属地：美国加利福尼亚州

所属行业：生物芯片

公司网址：http://www.insilixa.com

公司总裁：Arjang Hassibi

主要产品：HYDRA-1K芯片

专注领域：医疗诊断、生物技术、DNA测序

公司简介

InSilixa公司的总部位于美国加利福尼亚州桑尼维尔小镇，该公司实行多学科团队协作模式，团队由拥有不同行业背景的资深人士组成，比如半导体、生物技术学、信息学等，团队成员具有高度的积极性、专业性和技术性。

InSilixa致力于利用其专有的基于半导体技术的CMOS生物芯片技术来促进全球分子诊断技术的革新。为此，该公司正在开发重点照护（POC）和快速诊断（near-patient）平台，以提供基于DNA和蛋白质诊断测试的低成本、高性能和大规模部署的解决方案。

公司CEO

Arjang Hassibi

Arjang Hassibi是InSilixa公司的创始人兼总裁，他在1999年毕业于德黑兰大学，获得了电气工程学士学位。2001年他又在斯坦福大学获得电气工程—模拟IC设计博士学位。随后，他参加了加州理工学院的博士后培训。Hassibi拥有超过100种专利技术。

Hassibi博士的专长是生物技术与工程，特别是生物传感器、阵列集成技术和DNA测序。他曾在斯坦福基因组技术中心，加利福尼亚理工学院的IBM研究院和Xagros基因组学等行业及学术界担任过各种研发职务。

商业模式画布

合作伙伴

1、DNA Software Inc

2016 年3月9 日，InSilixa 和DNA Software Inc公司正式公布了一项联合协议，共同开发针对InSilixa的“从样品到答案”CMOS生物芯片平台的传染病测定法。

InSilixa公司的总裁Arjang Hassibi博士说：“我们很高兴与DNA Software Inc的领先团队合作，挖掘我们独特平台的全部潜力。” DNA Software Inc公司的总裁John SantaLucia博士说：“InSIlixa和DNAS之间的协议将实现大量的技术互补，提高检测多种病原体的灵敏度和特异性。”

DNA Software提供的复用PCR可进行序列识别，还有ThermoBLASTTM可用于扫描基因组序列的寡核苷酸，帮助InSilixa公司快速检测和量化临床样品中病原体的基因分型，同时使用多重的突变检测技术鉴定其耐药谱。

2、Jennifer Webster Cyriaque

2015年11月12日，Jennifer Webster Cyriaque宣布与InSilixa公司合作，使用InSilixa公司的HYDRA-1K生物芯片平台来识别和量化口腔中的HPV并估计口腔癌的风险。

口腔癌低存活率是由于经常晚期才诊断出疾病，因此在口腔中早期检测HPV可以挽救数千人的生命。Webster-Cyriaque说：“现在，美国食品和药品管理局批准的HPV检测口服药可用于临床环境中的POC测试，所以这个测试的潜力很大。”

融资信息

自公司2012年成立以来经历了一轮融资，共获得1300万美元的融资金额。

2014年10月22日，InSilixa获得由PointGuard Ventures和Morningside Group共同投资的13亿美元，用于基于半导体的分子诊断测试。

公司产品

Hydra-1K的芯片

InSilixa开发出一款新的DNA测试芯片，这款名为Hydra-1K的芯片可大幅削减现有疾病检测方法所需的时间与费用，为重点照护(point of care)带来分子级的诊断准确度。

InSilixa声称所采取的测试途径不仅成本更低，而且比现有的分子诊断更迅速，但完全不影响准确度。InSilixa还向世界卫生组织(WHO)会员国展示其芯片成功检测结核的结果。

如何运作？

InSilixa的DNA测试芯片采用IBM250nm制程制造，成本约30-50美元。它利用每个分子传感器约100um的32×32数组。制造该芯片的挑战之处在于多级芯片封装制程。

光传感器在每一数组点进行化学键合实时检测

个别的数组元素由光电二极管和加热器组成，以刺激化学反应。该芯片利用5W功率加热。

芯片与电路板

LVDS接口提供数据，绘制时间和温度的2D数组影像。

Hydra-1K读取器芯片是一款独立的FPGA板

该公司目前正致力于为该芯片开发一项疾病的商业应用。该公司的目标在于使其芯片成为一款开放的平台，让医疗从业人员与研究人员可用于瞄准一系列的广泛测试，这比该公司能够自行开发的应用还更多更有意义。

相较于其他的实验室上芯片(lab-on-a-chip)，InSilixia的设计是针对像在芯片上进行化学键合的实时分析。Hassibi说，目前有些设计利用必须以化学药剂清洗芯片表面的合成途径，但这些化学药剂中可能含有降低测试准确度的杂质。该公司主要的秘密武器就在于用来进行检测的化学物质。

市场分析与竞争对手

目前国际生物芯片技术现状主要表现为：美国遥遥领先，日本紧追其后，俄罗斯力争产业化，中国为后起之秀。

生物芯片正逐步在临床诊断方面得到广泛使用，2008年全球生物芯片市场约为42亿美元，据Frost&Sullivan预测至2010年将达到80亿美元，并且将以15%的速度增长，至2020年将达到320亿美元市场总值。

国际上生物芯片行业已经出现一大批优秀企业。例如，美国Affymetrix公司，其寡核苷酸芯片是世界上最先进的基因芯片。美国Hyseq公司拥有全球最快的基因分析器。ScanArray系统公司提供全球最先进的生物芯片扫描仪。

我国的生物芯片已经从技术研究和产品开发阶段走向技术应用和产品销售阶段。在表达谱芯片、重大疾病诊断芯片和生物芯片的相关设备研制上取得了较大成就。从2000年开始，国家陆续投入近5亿元建立了北京、上海两个国家生物芯片工程研究中心。生物芯片技术的研发成熟，是人类历史上一次有意义的革命，前景十分广阔。

生物芯片能作大规模的药物筛选研究，可省略大量的动物试验甚至临床试验，缩短药物筛选所用时间，提高效率，降低风险。在疾病诊断上，生物芯片作为一种先进的、大规模、高通量检测技术，有着较高的灵敏性和准确性，并且快速简便，可同时检测多种疾病。可见，未来生物芯片的应用领域将在药物筛选研究和疾病诊断方面发挥举足轻重的作用，生物芯片前景将不可估量。

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