中研院物理研究所陳啟東團隊研發「矽奈米線場效應電晶體」先進技術，助國家生技研究園區進駐業者打造全球首款新冠病毒快速檢測晶片系統，單次樣本檢測只需 3 分鐘。該儀器去年 12 月底通過食藥署緊急使用授權 (EUA) 核准製造，適合佈署於機場、人潮較多的檢驗站，為第一線防疫人員添增一大利器。
中研院今 (25) 日指出，新冠篩檢目前普遍採用 PCR 核酸檢測，需透過螢光標識、耗時較久，且受限於光學解析度，若檢體中的病毒等致病因子含量太少時，便無法判讀。陳啟東表示，此晶片系統所使用的核心技術矽奈米線場效應電晶體 (簡稱 SiNW-FET)，是一種半導體技術應用，以電流訊號檢測，具快速、即時、高靈敏度等特性。
此技術同時結合分子檢測方法，將可辨識新冠病毒核酸的生物探針分子 (probe) 固定於 SiNW-FET 晶片上。當晶片偵測到檢體內含有新冠病毒核酸序列，電流訊號會上升，進而得知檢體含有新冠病毒。單次樣本檢測只需 3 分鐘，完整檢測包含檢體、陰性樣本、陽性樣本對照，以及人員作業時間，可於 20 分鐘內取得檢驗結果。
矽奈米線場效應電晶體近年來廣泛使用於生醫感測元件上，然而，如何整合元件並建立一套生物感測系統是一大挑戰。陳啟東對此鑽研超過十年，從一開始在實驗室及無塵室設計和製作 SiNW-FET，後來再請半導體廠代工晶片製程。十幾年來，他不斷研究測試各種形式的 SiNW-FET 並優化製程，以提高感測元件的性能與穩定性，迄今已研發出 2 項專利，並技轉給廠商。
中研院表示，本次新冠病毒晶片檢測系統整合「半導體製程技術」與「生物科技」等二大領域，獲技轉的矽基分子電測科技股份有限公司 (Molsentech)，其核心成員來自陳啟東研究團隊，且為國家生技研究園區進駐廠商，致力於半導體生醫晶片即時檢測的開發與應用。
中研院透露，原先鎖定急性腎衰竭、口腔癌等特定病症，後來因新冠疫情爆發，遂投入新冠病毒快速檢測研發，由陳啟東提供技術協助，國家實驗研究院臺灣儀器科技研究中心進行安規前期驗證，高雄榮總執行臨床測試，攜手為台灣與全球防疫貢獻心力。
全球首創！矽基「新冠病毒檢測晶片」獲EUA 3分鐘揪出Omicron
矽基分子今（25）日宣佈，團隊攜手中研院及國研院開發出的全球首創「新冠病毒快速檢測晶片」，於去（2021）年底正式通過衛福部食藥署緊急授權（EUA），預計今（2022）年2月上市。矽基分子執行長褚家容指出，該晶片運用電學檢測，靈敏度較一般檢測高，可以在最短的時間，測出最精準數值；據研究結果顯示，民眾最短只要3分鐘、就能拿到精準度 95%以上的數據。
褚家容指出，目前國內各大醫院採用的快篩技術，受測者的CT值必須高於35，才能正確將確診個案篩檢出來，反觀矽基研發的「可拋棄式的半導體生醫晶片」，在每顆晶片上，都具有上千、上萬個檢測點，而目前國內普遍使用的快篩試驗，卻只擁有單個檢測點可檢測病毒，相較之下，矽基研發的晶片擁有極高的檢出能力，能確實檢出任何一位已確診的患者。
褚家容表示，過去這兩年來已將近3億2千萬人確診，死亡人數達到5百萬人，各地傳出社區感染事件，主要原因為新冠肺炎確診初期，病患有段時間沒有明顯症狀，而這款晶片檢測系統具有獨特的「生物探針」，能在系統檢驗到新冠病毒的核酸時，其中的電荷會出現對應變化，讓民眾得知篩檢結果，且該系統擁有比國內快篩、抗體檢測PCR還高約1萬倍的檢出能力。
由半導體設備商蔚華科(3055)轉投資的矽基分子電測科技，此次是與科技部、中研院、國研院儀科中心及高雄榮民總醫院共同努力下，已完成臨床驗證142例，並於2021年底取得衛福部緊急使用授權，預計2022年2月上市銷售。
「新冠病毒快速檢測晶片」是運用中研院物理所量子電子元件實驗室團隊先期開發已取得台灣及美國專利的生物矽基場效電晶體（Bio-FET）平台，結合矽基分子電測自行開發的新世代檢測技術與製程。
科技部轄下國家實驗研究院台灣儀器科技研究中心（國研院儀科中心）負責的「醫材加速器」協助進行安規驗證，最後由高雄榮民總醫院完成臨床驗證分析，終於使高靈敏度且高準確度的「新冠病毒快速檢測晶片」取得EUA。
褚家容說，團隊長期研發，才在2019年正式完成這項產品，未來將持續朝唾液篩檢發展，希望打造「非侵入式檢測」系統，讓民眾不用再忍受戳鼻孔等不便的檢測方式，而該晶片檢測的價格，介於PCR及快篩之間，原本定價為3千元，而目前為因應防疫，公司決定以至少5折的價格，來銷售讓醫院使用。
中研院副院長周美吟表示，這次新冠病毒晶片檢測系統整合「半導體製程技術」及「生物科技」2大領域；而該晶片的核心技術「矽奈米線場效應電晶體」為中研院研究員陳啓東研究數十年的成果，從各種物理性質發想，發展出以矽奈米線製成的電晶體，並在2016年技轉給「矽基分子電測」，後續持續進行優化、跨過很多技術瓶頸，最終開發出這項晶片檢測產品。
國家實驗研究院代理院長林博文指出，台灣科技領域日新月異，國研院長期投入跨領域研究，蹦出不少創新的火花，而矽基分子從開始投入研究晶片檢測儀器，一路前進到至今通過EUA，實在很不容易，且該產品已準備申請美國、日本EUA授權，希望前進世界各地、造福全人類，也希望這次與矽基的合作，能作為學界、業界的典範，讓雙方在未來能有更多的機會合作。
回到上一頁