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晶圆封测技术转用再生医疗领域

晶圆封测技术转用再生医疗领域

日本半导体设备厂SCREEN在2021年7月公开新设备,细胞分离分析系统Elesta Crossorter,宣称使用半导体处理的物理技术进行特定细胞分离与分析,因此有不需标签、不会损伤、无污染等优点,适用於再生医疗与细胞治疗,即日起对外贩售。

研发这项技术的厂商,是日本京都大学(Kyoto University)设立的新创企业AFI,以及SCREEN,以SCREEN的影像处理AI进行大量细胞辨别,再用AFI以特制的通电滤膜Amatar,吸引AI识别到特定大小或电性的细胞,排斥不在捕捉范围内的其他细胞,做到不靠化学染料识别与分离细胞的要求。

使用通电滤膜的目的是大量捕捉,比方过滤血癌患者血液中的癌细胞,而不用化学染料或抗体等标识用成分,可以避免染料影响细胞生化作用,甚至伤害细胞,且滤膜是抛弃性设备,不可重复使用,减少若干现有设备仪器重复使用时没洗乾净的污染问题。

人类在17世纪发现细胞,但除了少数例外,分离与观察细胞及内部结构,通常都要经过化学处理,最典型的如基因(Gene)的主要组成、染色体(Chromosome),就是用化学染料才能看到的组成,因而得名,这也让细胞相关研究常要以化学方法进行标记。

但以化学方法标记会带来副作用,因为染料都是与细胞发生化学反应才能染色,这些化学反应有时会妨碍细胞正常作用,特别是以抗体标识有害作用部分的染色法,会很明显的破坏目标细胞,妨碍进一步的研究与治疗。

一般生物细胞的大小在1~100微米(μm)之间,很难以物理方式处理,但现在半导体晶圆加工进入0.01微米、10纳米(nm)以下的领域,晶圆封测技术转用到细胞领域,不管是影像识别或捕捉,就都有可能。

日本已经有厂商研究细胞3D打印技术,但要3D打印健康脏器的前提,是找到健康细胞,此外不管是进行细胞病变研究,还是以基因工程方式治疗细胞,都需要Elesta Crossorter这种能大量捕捉特定细胞的设备;另外,畜产或食品工业也需要这项技术。

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