瞻觀前沿

這項由來自于利希的 Francesca Santoro 領(lǐng)導(dǎo)的國際研究小組開發(fā)的模仿人類視網(wǎng)膜的生物芯片是生物電子學(xué)領(lǐng)域的一項重大突破。該芯片的開發(fā)是來自于利希研究中心、亞琛工業(yè)大學(xué)、意大利理工學(xué)院和那不勒斯大學(xué)的專家們的合作成果。目前，該項技術(shù)成果已發(fā)表在《自然通訊》雜志上。

視網(wǎng)膜植入物可以幫助幾乎失明的人至少看到一點東西。新開發(fā)的芯片是基于導(dǎo)電聚合物和光敏分子，可以模仿視網(wǎng)膜，并具有視覺通路，可以幫助視網(wǎng)膜植入物更好地與人體融合。

亞琛工業(yè)大學(xué)神經(jīng)電子接口教授、意大利理工學(xué)院客座研究員Santoro稱，我們的有機半導(dǎo)體能夠識別照射在其上的光線量。類似的事情也發(fā)生在我們的眼睛里。到達(dá)各個感光器的光量最終會在大腦中形成圖像。

這種新型半導(dǎo)體的獨特之處在于，它完全由無毒的有機成分組成，具有柔性，并且可以與離子一起工作。它能比傳統(tǒng)的硅半導(dǎo)體元件更好地集成到生物系統(tǒng)中。然而，她強調(diào)，到目前為止，這一進展只是一個概念驗證。

弗朗西斯卡·桑托羅教授。圖片來源：意大利技術(shù)學(xué)院

技術(shù)價值觀察

桑托羅稱該芯片還可以充當(dāng)人工突觸，因為光照射會改變短期和長期使用的聚合物的電導(dǎo)率。真正的突觸以類似的方式工作：例如，通過傳遞電信號，它們改變其大小和效率，這是我們大腦學(xué)習(xí)和記憶能力的基礎(chǔ)。

中國生物芯片產(chǎn)業(yè)鏈分為上游原材料行業(yè)、中游制造行業(yè)、下游應(yīng)用市場。上游原材料包括芯片基片、點樣樣品、探針制備等;中游制造行業(yè)主要產(chǎn)品是基因芯片診斷試劑盒和基因芯片相關(guān)儀器，市場占比分別是86%和14%;下游應(yīng)用市場主要為醫(yī)療機構(gòu)、家庭、第三方診斷外包機構(gòu)等。其中，模仿人類視網(wǎng)膜的生物芯片處于生物芯片產(chǎn)業(yè)鏈上游環(huán)節(jié)。

宏觀市場觀察

生物芯片應(yīng)用領(lǐng)域

生物芯片技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域主要涵蓋疾病診斷和預(yù)測、新基因發(fā)現(xiàn)、基因突變及多態(tài)性分析、藥物篩選等。特別是在癌癥和一些遺傳性疾病方面，生物芯片技術(shù)表現(xiàn)出色。通過生物芯片輔助診療技術(shù)，可以對患者進行采血化驗，判斷與癌癥相關(guān)基因的突變或缺失情況，從而明確病情。此外，在產(chǎn)前篩查領(lǐng)域，生物芯片已應(yīng)用于血友病、杜氏肌營養(yǎng)不良癥、地中海貧血、異常血紅蛋白病、苯丙酮尿癥等遺傳性疾病的檢測。

生物芯片研究以美國和中國為主

目前生物芯片主要用于IVD(In Vitro Diagnostic Products，體外診斷產(chǎn)品)，如針對特定疾病的診斷、治療、預(yù)防等制作的特異性生物芯片。隨著3D 打印、器官集成芯片與器官仿生、藥物活性/毒性研究等技術(shù)的發(fā)展，生物芯片將會得到更長足的發(fā)展及更廣泛的應(yīng)用。

比較部分國家生物芯片領(lǐng)域論文發(fā)表數(shù)量占全球總發(fā)表論文數(shù)的占比，美國論文發(fā)表數(shù)占比超過40%，中國論文發(fā)表數(shù)超過12%居第二位。美國在生物芯片領(lǐng)域的學(xué)術(shù)研究水平處領(lǐng)先地位，中國在生物芯片領(lǐng)域的學(xué)術(shù)競爭力不斷增強。

2027年市場規(guī)模有望突破280億美元

全球生物芯片市場增長的突出因素之一是慢性病患病率的增加，尤其是隨著世界各國老年人口的迅速增長。癌癥發(fā)病率的上升也推動了生物芯片在早期癌細(xì)胞識別方面的應(yīng)用。COVID-19大流行促使制藥和生物技術(shù)公司更加關(guān)注生產(chǎn)能夠檢測冠狀病毒的先進生物芯片。多家公司已成功利用生物芯片開發(fā)COVID-19診斷測試。隨著全球生物芯片技術(shù)的不斷發(fā)展，其應(yīng)用的深度和廣度也在逐步增加。據(jù)預(yù)測，到2022年全球生物芯片市場規(guī)模將達(dá)到約160億美元，而到2027年有望超過280億美元。

中國生物芯片技術(shù)賽道熱力圖

根據(jù)產(chǎn)業(yè)熱力圖顯示，目前生物芯片關(guān)鍵技術(shù)強相關(guān)的城市集群主要集中在華中、長三角和粵港澳大灣區(qū)，尤其是廣東省成為重點發(fā)展區(qū)域。這些城市群已投入大量政策、資金、環(huán)境和人才資源用于生物芯片研發(fā)，成為潛在的生物芯片技術(shù)發(fā)展中心。根據(jù)熱力圖的分布，粵港澳大灣區(qū)有極大的可能性成為生物芯片技術(shù)的先導(dǎo)區(qū)域。重點關(guān)注廣東省深圳市福田區(qū)、廣東省深圳市寶安區(qū)、安徽省合肥市蜀山區(qū)等地的相關(guān)企業(yè)，以及這些地方對生物芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的投資環(huán)境和潛力市場。

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標(biāo)簽： 視網(wǎng)膜 技術(shù) 中國 隨筆