毫無(wú)疑問(wèn)，材料工程是應(yīng)用材料公司的生命線。應(yīng)用材料公司擁有形成、塑造、調(diào)整、分析、聯(lián)結(jié)材料和設(shè)備的獨(dú)特能力，而這些對(duì)于推動(dòng)整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。今天，在材料工程的幫助之下，物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、大數(shù)據(jù)、人工智能行業(yè)都出現(xiàn)了新的芯片設(shè)計(jì)及系統(tǒng)架構(gòu)，而在其它行業(yè)，材料工程也推動(dòng)了眾多創(chuàng)新。

隨著世界開(kāi)始適應(yīng)新冠肺炎疫情的“新常態(tài)”，生命科學(xué)領(lǐng)域變得越來(lái)越重要。應(yīng)用創(chuàng)投投資的數(shù)個(gè)專(zhuān)注生命科學(xué)的企業(yè)正在馬不停蹄地研究如何通過(guò)材料工程和成像技術(shù)幫助醫(yī)護(hù)人員完成病毒檢測(cè)、治療，最終達(dá)到控制疫情的效果。在抗擊疫情方面，以下三家企業(yè)做出了重要的貢獻(xiàn)。

Exo Imaging推出便攜式超聲波設(shè)備，助力新冠病毒診斷

對(duì)患者進(jìn)行病毒檢測(cè)以判別其是否已經(jīng)受到病毒感染是抗擊新冠肺炎疫情的一個(gè)重大挑戰(zhàn)。在醫(yī)院床位和測(cè)試盒短缺的情況下，Exo Imaging， Inc.開(kāi)發(fā)了一種便攜式超聲波設(shè)備，在定點(diǎn)照護(hù)情景下可用于檢測(cè)患者肺部情況。

Exo的超聲波平臺(tái)基于醫(yī)療電子、材料科學(xué)、半導(dǎo)體工程等專(zhuān)業(yè)技術(shù)。它應(yīng)用了薄膜壓電材料結(jié)構(gòu)、新型傳感器技術(shù)、先進(jìn)的信號(hào)處理和計(jì)算技術(shù)，并通過(guò)半導(dǎo)體制造的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)大幅降低了成像成本。

傳統(tǒng)的檢測(cè)手段是通過(guò)X光機(jī)或CT掃描儀檢測(cè)患者肺部來(lái)發(fā)現(xiàn)呼吸道問(wèn)題和炎癥等新冠肺炎疑似癥狀。但醫(yī)生遇到的挑戰(zhàn)是，這些設(shè)備非常昂貴，操作時(shí)也需要專(zhuān)門(mén)的空間——通常是一整個(gè)房間。此外，患者還需要與機(jī)器接觸，有可能污染大片區(qū)域和成像設(shè)備，而要對(duì)成像設(shè)備進(jìn)行消毒并不容易。

Exo的超聲波平臺(tái)是小型可手持的設(shè)備，可以遠(yuǎn)程通過(guò)虛擬的方式對(duì)患者進(jìn)行鑒別分類(lèi)，消毒也很簡(jiǎn)單。該企業(yè)的總裁兼首席執(zhí)行官Sandeep Akkaraju稱(chēng)：“我們的使命是讓全球每一位醫(yī)護(hù)人員和臨床醫(yī)生都能用上診斷級(jí)的醫(yī)學(xué)成像設(shè)備，從根本上改變高質(zhì)量醫(yī)學(xué)成像和治療器械的經(jīng)濟(jì)性、可用性和可獲得性。”

Ontera研發(fā)新冠病毒診斷平臺(tái)

在研發(fā)出有效的治療方案之前，醫(yī)生們必須掌握快速而準(zhǔn)確的新冠病毒檢測(cè)方法。Ontera， Inc.正在研發(fā)分子診斷定點(diǎn)照護(hù)平臺(tái)，通過(guò)對(duì)新冠病毒不同病毒株的檢測(cè)實(shí)現(xiàn)診斷。

這些平臺(tái)采用硅基納米孔芯片和專(zhuān)有生化技術(shù)，能準(zhǔn)確檢測(cè)并區(qū)分出不同的DNA、RNA和蛋白分子。該企業(yè)的NanoCounter是首個(gè)可投入使用的固態(tài)納米孔測(cè)量系統(tǒng)，采用了預(yù)制納米孔、流體試紙、低噪音放大器和先進(jìn)的控制軟件，可用于單一分子的溶解、測(cè)量和統(tǒng)計(jì)。這些平臺(tái)能實(shí)現(xiàn)序列庫(kù)的低成本快速構(gòu)建，并將幫助研究員加快試驗(yàn)的進(jìn)程。

另一款便攜設(shè)備是只有鞋盒大小的NanoDetector，這是一種整合的采樣—反饋診斷工具。它將成為第一個(gè)支持臨床醫(yī)生在定點(diǎn)照護(hù)情景下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量測(cè)試的診斷平臺(tái)，可開(kāi)展的測(cè)試包括NAT、血清檢驗(yàn)及尿液檢驗(yàn)，其具有極高的靈敏性和特異性。

這一定點(diǎn)照護(hù)分子診斷平臺(tái)計(jì)劃于今年秋天進(jìn)行應(yīng)用驗(yàn)證，它可能會(huì)被應(yīng)用在抗疫一線，用于檢測(cè)判斷患者感染的是新冠病毒還是普通流感，或他們是否被感染并已出現(xiàn)抗體。

Twist Bioscience助力新冠病毒的診斷以及疫苗和治療方案的開(kāi)發(fā)

Twist Bioscience正在研發(fā)人工DNA，希望可以替代活性病毒樣本的運(yùn)輸與使用。通過(guò)研發(fā)大量經(jīng)過(guò)安全處理的基因材料，Twist使得研究員可以更快地開(kāi)發(fā)出診斷工具、疫苗以及新的治療方案。

Twist專(zhuān)有的、基于半導(dǎo)體的合成DNA制造過(guò)程需要通過(guò)高通量的硅平臺(tái)對(duì)DNA合成所必需的化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行微縮化。這可以將反應(yīng)體積縮減一百萬(wàn)倍，同時(shí)將通量提升1000倍，同一個(gè)全尺寸硅芯片上最多可合成9600個(gè)基因，而通過(guò)傳統(tǒng)合成手段使用96孔培養(yǎng)板在相同的物理空間內(nèi)只能合成出一個(gè)基因。

Twist同時(shí)也與中國(guó)政府、當(dāng)?shù)蒯t(yī)院、以及全球許多機(jī)構(gòu)進(jìn)行合作，推出了一套專(zhuān)門(mén)用于檢測(cè)新冠病毒（即SARS-CoV-2病毒）的定制化新一代測(cè)序集合產(chǎn)品，從而實(shí)現(xiàn)基因分型，幫助識(shí)別在全球各地產(chǎn)生的病毒變異。

該企業(yè)的生物醫(yī)藥部門(mén)正在使用其研發(fā)的專(zhuān)有抗體藥物和優(yōu)化平臺(tái)開(kāi)發(fā)新冠病毒抗體治療方案。

我為應(yīng)用創(chuàng)投所投資的這些企業(yè)，以及這些將材料工程和醫(yī)學(xué)知識(shí)進(jìn)行融合以應(yīng)對(duì)疫情的企業(yè)點(diǎn)贊，我希望它們?cè)谖磥?lái)幾年持續(xù)獲得成功。

作者簡(jiǎn)介：

Anand Kamannavar

Anand Kamannavar是應(yīng)用創(chuàng)投的全球負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)管理應(yīng)用材料公司在15個(gè)國(guó)家/地區(qū)擁有80多家公司、超過(guò)3億美元的全球風(fēng)險(xiǎn)投資組合。他在技術(shù)，新業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)和風(fēng)險(xiǎn)投資方面擁有超過(guò)二十年的經(jīng)驗(yàn)，專(zhuān)注于對(duì)“材料到系統(tǒng)”的領(lǐng)先性投資方向，其中包括半導(dǎo)體，人工智能/機(jī)器學(xué)習(xí)、材料、傳感器、工業(yè)4.0、下一代顯示器、光學(xué)、生命科學(xué)和其他高增長(zhǎng)市場(chǎng)。Anand Kamannavar擁有芝加哥大學(xué)商學(xué)院的榮譽(yù)MBA學(xué)位，并擁有電氣和電子工程的研究生和本科學(xué)位。