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如何利用奈米半導體技術開發高階檢測醫材─交大生醫工程所教授許鉦宗、神鉦生技總經理顏嘉麟學長專訪


〈交大幫幫忙〉─主持人林宏文學長

交通大學跨領域研發「閘極可拋棄式之奈米電子生醫檢測平台」,效果較目前醫界使用的檢測速度更快,靈敏度提升千倍,現已完成B型肝炎抗原蛋白、肺炎鏈球菌等驗證,日前已確定以1300萬元技術移轉生技公司神鉦生技,將針對早期癌症等病因,進行商業化的應用,未來將成為醫療界對抗癌病的新利器。

交大指出,精準醫療是後基因解碼時代的趨勢,5年前團隊開始致力於「閘極可拋棄式之奈米電子生醫檢測平台」技術,這項獨步全球的創新檢測方法靈敏度,較目前使用的檢測方法靈敏度更高,檢測時間也從數小時縮短至20分鐘。技術團隊目前已完成肉毒桿菌毒素、B型肝炎抗原蛋白、肺炎鏈球菌等不同標的物的驗證;檢測平台具8通道,並可持續擴充,能同時檢測不同生物標記,對早期癌症及疾病提供絕佳檢測工具。

 

交大開發BioICT生醫檢測平台 解決困境領先世界

主持人:BioICT和資通訊產業的整合一直是重要的議題,交大在這領域也有很好的成績,現在開發出了一項體外檢測技術,這項體外檢測技術是由生醫工程所許鉦宗教授帶領的團隊開發了五年才成功,目前已經用1300萬授權給神鉦生技公司,神鉦生技是許多交大學長姐出資成立的公司。

許鉦宗:事實上不只走了五年,從2004年奈米國家型計劃國家就資助了2900萬台幣,一路到了2010年終於成立公司。

顏嘉麟:這中間花的時間和投資非常多,所以神鉦可以拿到授權真的非常幸運,很高興身為交大人能承接交大的技術把它發揚光大。

 

主持人:是不是先講講五年前為什麼要做這個計畫?

許鉦宗:其實最原始的技術是哈佛大學化學系的一個教授提出的,這項技術從2001年到現在大概被全世界引用了4600次,引用的團隊至少超過150個,表示大家都看好它能解決生醫體外檢測的需求。但雖然它非常靈敏,可是一直沒辦法商品化,其中有兩大問題,一是不能做定量檢測,因為這項檢測技術是在一條直徑16奈米細的電晶體上放生物分子,16奈米大概是頭髮直徑的16萬分之1,而一般的生物分子大概在10奈米左右,在這麼小的空間放這麼小的物體,就像把球丟進開口大小和球差不多的杯子裡,丟進去的機率很低。第二個問題是做完就要拋棄,成本太高,檢測一次要花一兩千塊。

我們的解決辦法就是用「閘極可拋棄式之奈米電子生醫檢測平台」,電晶體通常有三個端點,就像水龍頭,接水管那頭一個,水流出來那端是一個,水龍頭的開關又是一個,水龍頭開關控制的是水流,電晶體閘極控制的是電流。有這項技術檢測完後只要拋棄閘極,不用拋棄整個電晶體,大大降低成本,用閘極我們也可以做到定量檢測,一次解決兩個問題。

 

主持人:我們一般檢測都是檢測血液或尿液,這技術可以做哪些應用?

許鉦宗:譬如說想檢測攝護腺癌,只要把某種特定的抗體放上平台就可以檢測我們身體裡的抗原,進而知道有沒有癌症。而且只要換掉平台上的分子就可以檢測不同疾病,用途非常廣泛,從1奈米左右的小分子藥物,到比較大的細菌,放上閘極後,將檢體流過去,它就會捕捉和它有專一性的對象,一旦抓住就會發出訊號,所以各種檢測都可以做。

 

主持人:所以優勢是靈敏度可以到過去的千倍,檢測時間從過去數小時縮成二十分鐘,對病人來說一定是福音。

許鉦宗:想做到跟病人有關的檢測要先通過嚴謹的法規,所以前一兩年會先用在新藥上,像現在很多藥廠要開發新藥,必須測試裡面的小分子,但儀器跟晶片非常昂貴,因為很多藥的分子非常像,可能得在幾千個分子裡找到一個有用的,成本要非常高,用我們的方式就可以快速找出來,成本也變低。

之後用到疾病檢測後,我認為會改變以後的醫療行為,現在做檢查時因為儀器靈敏度不夠,有些人可能已經發病但看不出來,有了這項技術提升靈敏度將能改變醫生的判斷,提早醫療。再來,檢測時間縮短到20分鐘,以後醫生只要請病人在診間等一下就可以知道結果,不像現在有時候要等好幾天甚至一個星期。

 

成功技轉 兩年後上市

主持人:授權後接下來就是商業化的應用,是不是請顏總跟我們分享?

顏嘉麟:我想這技術最特別的就是以半導體為核心,半導體是台灣的強項,公司目前有兩階段計畫,第一階段是應用在研究,比如說藥物研發,或是實驗室篩選,因為不是醫療器材所以可以比較快上市,預計在兩年後推出。緊接後續我們會關心市場上有哪些疾病需要很高的靈敏度檢測,再去開發特定醫療檢測設備,因為需要認證、臨床等等,時間會拉得比較長。

 

主持人:我想生醫領域都需要時間,兩年已經算很快了。公司跟計劃很早就有連結了對不對?

顏嘉麟:過去三十年台灣的ICT產業非常火紅,交大在研發和技術人員培養上的貢獻很大,然而這十年來遇到越來越多競爭對手,大家都在思考下一步。交大在2000年左右開始往生醫領域發展,許教授、李教授、吳教授三位跨領域結合,研發出這項技術,大約在六年前提出商品化的希望,透過校友會和許多學長姐號召很快就成立公司。

 

主持人:所以你剛說神鉦六年前成立的時候是為了要承接這個計畫,剛講到交大ICT,顏總本身以前就在熱映光電,把ICT的技術帶來BioICT,是不是跟我們分享一下你兩年多來加入這個公司的情況?怎麼樣把ICT成功的經驗複製到BioICT?

顏嘉麟:我是交大電機系畢業的,早期在HP有十幾年的經驗,後來轉到熱映待了近十年,因為我在熱映是做醫療器材,覺得醫療器材是台灣未來可以走的向,當時交大正在發展BioICT,正好有個機緣協助神鉦把交大技術商品化。

 

提早發現疾病 改變醫療行為

主持人:所以過去ICT的經驗是很重要的基礎。剛許教授說到靈敏度提升後很多事都可以先知道,先治療,對精準醫療很有幫助。

許鉦宗:其實將半導體用到生醫上一直不很順利,全世界都一樣,原因就是怕半導體做成電子元件後碰到湯湯水水的環境會短路,但現在的技術已經可以解決了。

那IC用在Bio到底有什麼好處?譬如說未來去看診,醫生可能會要你到便利商店買7號檢測晶片插在手機上,然後滴一點血液或尿液在晶片上,手機就可以告訴你有沒有得某個疾病,或是染某一種疾病的機會有多高,假如機率很高,就再回去找醫生。使用半導體的好處在於,現在的手機能有各種各樣功能,全都是拜半導體技術所賜,晶片也是半導體做的,很容易跟手機或平板結合在一起。另一個好處是多通道,就是一次可以檢測很多種,不過現在關鍵技術都在國外幾個大廠手裡,台灣往往都是替國外打工,大部分的產值被他們拿走,這塊產值其實非常大。

 

主持人:交大來做BioICT絕對是我們的優勢,能解決現有產業問題,是不是請顏總跟我們描述一下接下來會有哪些市場商機?

顏嘉麟:剛講到公司分兩階段,第一階段會用在研究領域和實驗室,這樣的市場有多大呢?目前實驗室比較常用的一個叫SPR或QCM這樣的設備,一年大概就有八、九億美金的市場,目前希望我們能做到靈敏度更高、成本更低,甚至做到多通道。第二個市場就是體外檢測,以我們的了解他對全世界IBD的市場一年大概有五百億美金這麼大的市場。

 

獲利回饋交大 研發更佳技術

主持人:神鉦是交大校友成立的公司,也承接交大教授研發的成果,對交大也有一些回饋機制。

顏嘉麟:剛主持人提到授權金1300萬,我們覺得一點都不貴,因為全世界有幾百個團隊都想把半導體運用在生醫領域。我們對交大的回饋機制是以後公司會提撥1.5~2.5%營業額給交大,協助師生發展更先進的技術。

 

主持人:我相信這技術還有更多應用,請許教授跟我們分享一下。

許鉦宗:我們現在做疾病檢測都是用體液,這其實比較複雜,但有個東西叫氣體感測,這平台以後也可以用在氣體感測,人體在生病時其實會代謝出特定氣體分子,就像國外有用狗來聞病人,我覺得因為有前面鋪下的路,氣體感測的發展可能會比之前更順暢,目前也在國際期刊發表了,以後就能涵蓋生醫兩大領域:液體和氣體感測,對人類健康有很大幫助。

顏嘉麟:我想台灣在過去半導體業非常成功,所以以半導體為核心的生醫產業非常有機會,交大在這方面已經做了很久的研發,希望更多校友一起進來。

 

 

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