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新冠病毒的出現(xiàn)，引發(fā)了人們對電化學(xué)生物傳感器的興趣和隨之而來的創(chuàng)新浪潮。借助更好的生物檢測傳感器和讀取器，醫(yī)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(jié)核病到細(xì)菌性感染等許多其他疾病。并不是說，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(xiàn)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)專業(yè)知識是不夠的；還需要測量和檢測專業(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，然后通過輔助電極對電流做出相應(yīng)調(diào)整。在大部分電分析實驗中，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)新的人員來說，識別病毒或細(xì)菌的電化學(xué)特征可能很簡單，不過要構(gòu)建出產(chǎn)品或讀取器，例如恒電勢器，可能需要數(shù)年的研究、嘗試和試錯。
如果使用ADI公司和PalmSens開發(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)品時則無需具備恒電勢器知識；利用該模塊，生物傳感器創(chuàng)新開發(fā)者無需花費時間和金錢來雇傭這方面的專家，或者是自身成為專家。ADI與PalmSens合作開發(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)新開發(fā)者能夠更快地將救生產(chǎn)品推向市場。
概覽
- PalmSens：于2001年由Kees van Velzen博士創(chuàng)立，面向大多數(shù)類型的電化學(xué)技術(shù)提供廣泛的儀器儀表，側(cè)重于移動式儀表產(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(yīng)用：醫(yī)療健康、環(huán)境監(jiān)測、食品安全、獸醫(yī)護理、狀態(tài)監(jiān)控。
- 挑戰(zhàn)：將PalmSens的電化學(xué)生物傳感器技術(shù)和ADI領(lǐng)先的信號處理專業(yè)知識結(jié)合，創(chuàng)建出比實驗室用版本更快、更小、功耗更低的恒電勢器，且不犧牲精度，即使創(chuàng)新開發(fā)人員從未設(shè)計過恒電勢器也能輕松上手使用。
- 目標(biāo)：開發(fā)能幫助創(chuàng)新開發(fā)人員彌補技術(shù)空白的電化學(xué)生物傳感器平臺，讓他們能夠切實踐行自己的使命，更快地向市場推出救生技術(shù)產(chǎn)品。
率先上市：QSM和OTTER EQ
位于波士頓的QSM Diagnostics開發(fā)了護理點獸醫(yī)診斷技術(shù)，用于快速識別細(xì)菌性感染。幾十年來，該公司一直致力于開發(fā)和銷售傳感器和醫(yī)療設(shè)備。
Analog Garage是ADI的內(nèi)部孵化器，它將工程師、數(shù)據(jù)科學(xué)家、硬件和軟件專家聚集在一起，在發(fā)展迅速、以創(chuàng)意為驅(qū)動力的初創(chuàng)公司環(huán)境內(nèi)創(chuàng)建新技術(shù)和解決方案。
2016年，QSM開始與Analog Garage合作開發(fā)低成本、便攜式電化學(xué)生物傳感器讀取器，該設(shè)備可在診療地點提供與傳統(tǒng)獸醫(yī)參考實驗室設(shè)備相同的結(jié)果。之后，在ADI和PalmSens發(fā)布了EmStat Pico之后，QSM很快洞見這款更新、更小的恒電勢器的潛力，與自主設(shè)計類似產(chǎn)品相比，使用這款恒電勢器能夠幫助節(jié)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，無需費心思考慮用于執(zhí)行測量的這些電子設(shè)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應(yīng)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(yī)實驗室中使用的生物傳感器
有些狗狗會遇到耳內(nèi)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型的細(xì)菌導(dǎo)致感染，獸醫(yī)診所必須將樣本送至實驗室檢測并等待結(jié)果，并在數(shù)據(jù)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(xiàn)場診斷的電化學(xué)生物傳感器和讀取器，能在第二天一早，甚至在狗狗離開診斷之前提供結(jié)果。該設(shè)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(zhí)行官Willem van Velzen表示：“能夠隨時獲得媲美實驗室設(shè)備的檢測結(jié)果，意味著您不再需要常規(guī)的實驗室。您無需再等待一天或更久時間，可以在兩分鐘內(nèi)獲得檢測結(jié)果。”
下一代OTTER EQ
當(dāng)前這一代Otter eQ檢測單種類型的細(xì)菌，但讀取器有可能與多個傳感器配合使用，這些傳感器目前尚處于開發(fā)階段。所以，無需為每種傳感器開發(fā)一款新的讀取器。在不久的將來，Otter eQ將能夠檢測多種類型的動物身上的多種感染。未來機型可能更類似于血液檢測板，可通過一個試劑盒檢測多種病原體。
ADI新推出的產(chǎn)品未來將使QSM從B2B市場輻射至B2C領(lǐng)域。將Otter eQ用于消費電子產(chǎn)品會減輕獸醫(yī)診所預(yù)約超額的狀況，既可以讓寵物主人省去不必要的就醫(yī)次數(shù)，也能提供遠(yuǎn)程預(yù)約隨訪，確保處方治療落到實處。
工作原理
貓狗和人：QSM愿景
van Velzen表示：“與針對人類的產(chǎn)品相比，先從寵物護理點市場的產(chǎn)品開始，大大減少了監(jiān)管方面的問題。它也為進(jìn)入人類護理點應(yīng)用奠定了基石，應(yīng)用前景可期?！?/p>
QSM技術(shù)已被用于檢測農(nóng)業(yè)供水中的除草劑，用于監(jiān)測飲用水質(zhì)量，以及檢測供應(yīng)食品中是否含有大腸桿菌等病原體。試劑盒經(jīng)過標(biāo)定，可用于識別病毒顆粒，或者用于監(jiān)測其他與感染無關(guān)的指標(biāo)，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(rèn)識到，在這一領(lǐng)域，我們所做的工作還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。距離血糖儀問世已有約70年，目前也沒有基于血糖儀的其他技術(shù)出現(xiàn)?，F(xiàn)在，我們處于這樣一個節(jié)點：我們可以使用該模塊來進(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。”
將救生技術(shù)更快推向市場
由于EmStat Pico模塊可以集成到QSM現(xiàn)有的試劑盒設(shè)計、專有連接等中，Goluch估計，與自主開發(fā)自定義解決方案相比，QSM能幫助將產(chǎn)品開發(fā)時間縮短三年。此外，PalmSens提供軟件開發(fā)套件，能進(jìn)一步簡化開發(fā)流程；這使得QSM在開發(fā)產(chǎn)品時幾乎無需從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。聽說客戶使用之后，更快將新型救生健康診斷工具推向市場，我們感到非常高興。”
參考
*2017-2018 AVMA寵物飼養(yǎng)和人口統(tǒng)計資料
