（来源：MIT News）
在生物技术和制药行业中，ELISA 检测在药物开发和制造中提供了关键的质量控制手段。这类检测能够精确量化蛋白质水平，但需要经过培训的技术人员花费数小时操作专用设备。这使得检测成本极其高昂，不仅推高了药物价格，也让许多研究机构无力承担相关测试。
如今，由麻省理工学院（MIT）校友 Marcie Black 和宾夕法尼亚大学校友 Bill Rever 共同创办的 Advanced Silicon Group（ASG）公司正在将一项新技术商业化，该技术可能大幅降低蛋白质检测的时间和成本。
据悉，ASG 的专利传感器将硅纳米线与抗体结合，这些抗体可以与不同的蛋白质结合，从而对给定溶液中蛋白质的浓度进行高灵敏度测量。该检测可以同时测量多种不同蛋白质和其他分子的浓度，通常在 15 分钟内即可获得结果。用户只需将少量溶液滴在传感器上，冲洗传感器，然后将其插入 ASG 的手持检测系统即可。
“我们将蛋白质检测的速度提高了 15 倍，成本降低到原来的 1/15，”Marcie 说，“这还只是在药物研发环节。这项技术还能显著提高药物制造的速度和成本效益，它可能彻底改变美国和全球的药物研发方式。”
自从开发出传感器以来，ASG 团队收到了大量咨询，包括希望用它来开发新疗法、帮助精英运动员训练，以及用于农业土壤浓度分析等各种应用场景。
不过，目前这家小公司正专注于通过向开发和生产药物的公司销售低成本传感器来降低医疗行业的门槛。“当前，资金是研究和创造新药的限制因素，”ASG 团队成员 Marissa Gillis 解释道，“让这些流程变得更快速、更廉价，将大幅增加生物检测和药物研发的数量。这也使得企业研发针对小规模市场的罕见病药物更具可行性。”
从纳米线研究到创业实践
Marcie 在俄亥俄州的一个小镇长大，后来就读于麻省理工学院电气工程专业。
“去麻省理工学院改变了我的生活，”Marcie 说，“它让我看到了通过科学和工程让世界变得更美好的可能性。此外，仅仅是和这么多优秀的人在一起，就教会了我如何敢于梦想。”
在攻读博士学位之前，Marcie 曾在摩托罗拉担任设备工程师，当时她所在的小团队负责将非易失性存储器和逻辑电路集成到同一芯片上。她与工艺工程师合作，改进硅化物的形成工艺，从而提高了制造良率。
在攻读博士学位期间，Marci 师从已故的学院教授 Mildred Dresselhaus，后者是美国物理学家、材料科学家和纳米技术专家，被誉为“碳科学女王”。她因在石墨、石墨插层化合物、富勒烯、碳纳米管和低维热电材料方面的研究而闻名。她的研究帮助开发了基于薄石墨的技术，使电子产品无处不在，包括服装和智能手机。
博士期间，Marci 研究了纳米线的光学特性，这些知识为她后来在 ASG 应用纳米结构和光电子技术奠定了基础。
毕业后，Marci 曾在洛斯阿拉莫斯国家实验室工作，之后创立了 Bandgap Engineering 公司，开发高效、低成本的纳米结构太阳能电池。这项技术后来被其他公司商业化，并引发专利纠纷。2015 年，Marci 分拆成立 Advanced Silicon Group，将类似技术应用于蛋白质检测。
ASG 的传感器结合了已知的使硅基生物分子敏感化方法，利用硅纳米线的光电特性来检测蛋白质。
“本质上这是一个经过功能化的太阳能电池，我们为其添加了特定蛋白质的抗体，” Marci 解释道，“当蛋白质靠近时，它会携带电荷排斥硅内的光载流子，从而改变电子与空穴的复合效率。通过检测溶液中的光电流，就能确定表面结合的蛋白质数量及其浓度。”
ASG 成立后不久就被 MIT.nano 的 START.nano 创业加速器和麻省理工学院企业关系办公室创业交换计划录取，这让 Marci 团队得以使用麻省理工最先进的设备，并接触到潜在投资者和合作伙伴。
Marci 还得到了麻省理工学院创业指导服务的广泛支持，并与麻省理工学院微系统技术实验室（MTL）的研究人员合作，她在学生时代曾在那里进行研究。
生物传感的变革力量
通过与制药行业人士的深入交流，Marci 深刻认识到市场对经济型蛋白检测工具的迫切需求。在药物研发和生产过程中，必须精确测量蛋白质水平以检测诸如宿主细胞蛋白污染等问题——即便微量污染物也可能对患者造成致命威胁。
“新药研发成本可能超过 10 亿美元，”Marci 指出，“其中生物工艺开发占据重要环节，而 50% 至 80% 的生物工艺成本都耗费在去除这些杂质蛋白上。这一挑战直接导致药价高昂且上市周期延长。”
目前，ASG 已与科研机构合作开发了肺癌生物标志物和潜伏性结核病检测方案，并先后获得美国国家科学基金会、国家标准与技术研究院及马萨诸塞联邦政府的多项资助，包括用于宿主细胞蛋白检测技术的专项研发资金。
今年，ASG 宣布与神经再生修复公司 Axogen 建立合作，助力其神经组织培养研究。“再生医学领域对我们的传感器展现出浓厚兴趣，”Marci 举例道，“设想在印度偏远地区，当患者就医不便时，诊所护士可用该设备同时检测流感、新冠肺炎、食物中毒、妊娠等十余项指标，15 分钟获取结果后即可进行精准治疗或远程会诊。”
目前 ASG 在合作半导体代工厂的 8 英寸晶圆生产线上，每条产线可量产约 2000 个传感器芯片。随着产能持续提升，Marci 期待这项技术能降低从药企到患者全链条的成本。“我们真正希望打破检测技术的价格壁垒，让优质医疗触手可及，”她强调，“蛋白质检测的应用远不止于此，其在生物农业、疾病诊断等关键领域都蕴藏巨大潜力，我们正积极寻求与各行业领军者的合作。”
原文链接：
https://news.mit.edu/2025/startup-biosensor-makes-drug-development-and-manufacturing-cheaper-0615
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