3D 打印分子生物芯片解鎖快速疾病診斷技術

生物技術專家 Pixelbio 開發了一種新型 3D 打印分子生物芯片，有可能加快臨床基因檢測的步伐。

利用 3D 打印機和 Black Resin，Pixelbio 已經能夠創建新的 “HuluFISH” 傳感設備，能夠使用多色探針同時檢測多個不同的基因代碼。通過這樣做，該公司成功地降低了成本和交貨時間，同時生產了一種靈活的臨床工具，現在可以幫助加速癌症診斷以及其他藥物和疫苗的研發。

“得益於高精度和打印速度的 3D 打印機，我們能夠使用它將小於 1 毫米的管子打印到一個很小的空間中，”Pixelbio 開發總監劉盛說。“我們還發現，一旦設計正確，我們就可以快速、大規模地生產所需的零件，但每件產品的成本會非常昂貴，而且不一定適合我們的需求 [使用現有技術]。”

1960 年代首次引入，原位雜交已成為鑑定組織、細胞和染色體內特定核酸、DNA 和 RNA 位置的常用方法。一般來說，該技術涉及使用化學或放射性探針，通常用於檢測細胞學標本中的癌細胞，它有效地使臨床醫生能夠實現早期疾病預後和治療。

在這種方法的基礎上，這些科學家現在越來越多地轉向熒光原位雜交或“FISH”技術，通過這種技術，他們將有色標記附加到某些基因上，以提高顯微鏡的可見度，但即使該方法能夠進行單分子檢測，它仍然存在僅限於一次識別一個基因。

為了解決這個問題，Pixelbio 開發了“HuluFISH”，這是一種靈活的 3D 打印生物芯片，允許臨床醫生同時跟踪大量基因。該公司作為“第一個可個性化的多重 smFISH 解決方案”銷售，有效地提供生產芯片即服務，這使客戶能夠從一系列標記基因中快速訂購併接收相應的分子設備進行測試。

使用當前具有 0.8-1.2 毫米通道的生物芯片，可以通過激光識別基因來評估樣本，但此類設備通常需要根據被測液體的成分進行調整。更重要的是，鑑於探針有多種形狀和尺寸，生物芯片的規格總是在變化，需要一個可能需要數月才能完成的原型製作過程。

相比之下，自從採用 Formlabs 的技術以來，Pixelbio 已經能夠在內部創建 HuluFISH，從而降低了相關的生產成本和交貨時間。由於其固有的低不透明度，黑色樹脂也被證明是芯片製造的理想選擇，該公司現在正在使用這種材料來加快其下一代產品的研發。

在其實驗室的其他地方，Pixelbio 還部署了Form 3和 Formlabs 的 Clear Resin 以生產精密貼合的封閉件，以保護其芯片的液體入口，並且向前發展，它現在打算繼續在其漢堡工廠 3D 打印 HuluFISH ，同時在海德堡的研發中心開發獨特的微陣列芯片。

就 HuluFISH 的未來潛力而言，其內置探針的靈活性使其成為識別不同 COVID-19 菌株、分析其進展和推進增強型疫苗開發的理想選擇。考慮到這一點，Pixelbio 正在參與NIH 的快速診斷加速 (RADxSM) 計劃，旨在通過該計劃開發改進的 COVID 測試技術。

“[HuluFISH] 將使腫瘤或疾病的診斷變得簡單而準確，從長遠來看，它將改變我們診斷和治療疾病的方式，”劉總結道。“我們相信，我們的探針能夠在單細胞分子水平上檢測 SARS-CoV-2 及其受體 ACE2 mRNA，從而加速藥物和疫苗的開發。”