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Image shows a Veterinarian Doctor examining a dog's infected ear using an ear inspection instrument.
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      PALMSENS支持实现电化学生物传感器护理点诊断


      发挥恒电势器的潜力

      COVID-19新冠肺炎疫情引发了人们对电化学生物传感器的兴趣和随之而来的创新浪潮,这并不奇怪。借助更好的生物检测传感器和读取器,医疗保健提供者能够更快做出正确的诊断和治疗,不止是针对COVID-19新冠肺炎,还包括从疟疾和结核病到细菌性感染等许多其他疾病。

      并不是说,电化学生物传感器创新者们忽略了这一需求,但这期间出现的机遇是不言而喻的。要创建更好的测试解决方案,光有电化学专业知识是不够的;还需要测量和检测专业知识。例如,恒电势器是一种电路,可以检测电池电阻的变化,然后通过辅助电极对电流做出相应调整。在大部分电分析实验中,此器件是用于控制和测量的基本电子硬件。但不管基本与否,对于在电化学生物传感器领域创新的人员来说,识别病毒或细菌的电化学特征可能很简单,但要构建出产品或读取器,例如恒电势器,可能需要数年的研究、尝试和试错。

      如果使用ADI公司和PalmSens开发的EmStat Pico恒电势器模块,在创建电化学生物传感器产品时则无需具备恒电势器知识;利用该模块,生物传感器创新开发者无需花费时间和金钱来雇佣这方面的专家,或者是自身成为专家。ADI与PalmSens合作开发这款独立的恒电势器模块,帮助填补了这方面的空白,使创新开发者能够更快地将救生产品推向市场。

      概览

      公司

      PalmSens于2001年由Kees van Velzen博士创立,面向大多数类型的电化学技术提供广泛的仪器仪表,侧重于移动式仪表产品。他们致力于让电化学技术产品变得更简单、更便携,更易于为新手和高级研究人员和企业人员所用。

      应用

      • 医疗健康
      • 环境监测
      • 食品安全
      • 兽医护理
      • 状态监控

      挑战

      将PalmSens的电化学生物传感器技术和ADI领先的信号处理专业知识结合,创建出比实验室用版本更快、更小、功耗更低的恒电势器,且不牺牲精度,即使创新开发人员从未设计过恒电势器也能轻松上手使用。

      目标

      开发能帮助创新开发人员弥补技术空白的电化学生物传感器平台,让他们能够切实践行自己的使命,更快地向市场推出救生技术产品。

      率先上市:QSM和OTTER EQ

      Image shows engineers and data scientist; one female and one male working in a lab. One is on a microscope machine and the other is pushing buttons on data machines.
      Analog Garage是ADI公司的内部孵化器,它将工程师、数据科学家、硬件和软件专家聚集在一起,在发展迅速、以创意为驱动力的初创公司环境内创建新技术和解决方案。

      位于波士顿的QSM Diagnostics开发了护理点兽医诊断技术,用于快速识别细菌性感染。几十年来,该公司一直致力于开发和销售传感器和医疗设备。

      2016年,QSM开始与Analog Garage合作开发低成本、便携式电化学生物传感器读取器,该设备可在诊疗地点提供与传统兽医参考实验室设备相同的结果。之后,在ADI和PalmSens发布了EmStat Pico之后,QSM很快洞见这款更新、更小的恒电势器的潜力,与自主设计类似产品相比,使用这款恒电势器能够帮助节省大量资源。

       

       

      “为何要另起炉灶?”

      Ed Goluch,QSM CEO

       

      QSM CEO Ed Goluch表示:“我们可以全身心投入测试化学领域,无需费心思考虑用于执行测量的这些电子设备”。“为何要另起炉灶?”

      QSM的Otter eQ是采用了ADI和PalmSens提供的EmStat Pico的首批上市产品,展示了恒电势器在护理点应用中作为生物传感器读取器的多功能性,目前,为您的爱犬提供检测;日后,为所有人提供检测。

      兽医实验室中使用的生物传感器

      有些狗狗会遇到耳内感染,这比其他感染更为棘手。这种感染由绿脓杆菌引发,很难检测,需要采用不同的治疗方法。要确定是否是由于这种类型的细菌导致感染,兽医诊所必须将样本送至实验室检测并等待结果,并在数据不全的情况下尽可能为您的宠物狗提供治疗。

      Image shows a female veterinarian taking a swab sample from a dog's ear within a clinic setting.

      便携式恒电势器

      QSM决定创建一种能提供现场诊断的电化学生物传感器和读取器,能在第二天一早,甚至在狗狗离开诊断之前提供结果。该设备嵌入大小仅为30 mm × 6 mm的EmStat Pico,检测速度快,且非常便携。

      A Graphic image showing the Otter EQ device and the size relationship of the EmStat Pico Analog Devices' sensor chip. The sensor measures: 30 millimeters by 6 Millimeters.
      Headshot image of the Palmsens CEO, Willem van Velzen.
      “能够随时获得媲美实验室设备的检测结果,意味着您不再需要常规的实验室。您无需再等待一天或更久时间,可以在两分钟内获得检测结果。”

      Willem van Velzen

      PalmSens首席执行官

      下一代OTTER EQ

      2.4
      至少拥有一条狗的美国家庭每年前往兽医诊所的平均次数。*

      当前这一代Otter eQ检测单种类型的细菌,但读取器有可能与多个传感器配合使用,这些传感器目前尚处于开发阶段。所以,无需为每种传感器开发一款新的读取器。在不久的将来,Otter eQ将能够检测多种类型的动物身上的多种感染。未来机型可能更类似于血液检测板,可通过一个试剂盒检测多种病原体。

      ADI新推出的产品未来将使QSM从B2B市场辐射至B2C领域。将Otter eQ用于消费电子产品会减轻兽医诊所预约超额的状况,既可以让宠物主人省去不必要的就医次数,也能提供远程预约随访,确保处方治疗落到实处。

      工作原理

      A graphic image showing Step 1 for how the Otter EQ works: a human hand and swab stick. This is near dogs ear to swab a sample.

      1.

      获取样本,在本例中是在狗狗染病耳朵的内部擦拭取样。

      A graphic image showing Step 2 for how the Otter EQ works: an illustration of Otter EQ device, it's cartridge and the swab sample being placed on the sensor area.

      2.

      插入一次性传感器试剂盒,将样本与预先测量的缓冲液混合,然后放入传感器试剂盒中。

      A graphic image showing Step 3 for how the Otter EQ works: illustration shows OtterEQ and OTTER QSM Sensor with sample of bacteria on the sensor. A clock describes the time it takes to read.

      3.

      等待两分钟,然后读取结果。采用传感器阵列还可以通过一个传感器试剂盒检测多种病菌。

      猫狗和人:QSM愿景

      van Velzen表示:“与针对人类的产品相比,先从宠物护理点市场的产品开始,大大减少了监管方面的问题。它也为进入人类护理点应用奠定了基石,应用前景可期。”

      QSM技术已被用于检测农业供水中的除草剂,用于监测饮用水质量,以及检测供应食品中是否含有大肠杆菌等病原体。试剂盒经过标定,可用于识别病毒颗粒,或者用于监测其他与感染无关的指标,比如追踪皮质醇、胆固醇或家庭用药情况。

      Goluch表示:“COVID新冠疫情让人们认识到,在这一领域,我们所做的工作还远远不够。距离血糖仪问世已有约70年,目前也没有基于血糖仪的其他技术出现。现在,我们处于这样一个节点:我们可以使用该模块来进行其他检测。我们的试剂盒可以检测任何物质。只要更改化学成分和平台即可。”

      Image shows a female doctor taking a swab sample from a females mouth area to test for viral particles.

      将救生技术更快推向市场

      由于EmStat Pico模块可以集成到QSM现有的试剂盒设计、专有连接等中,Goluch估计,与自主开发自定义解决方案相比,QSM能帮助将产品开发时间缩短三年。此外,PalmSens提供软件开发套件,能进一步简化开发流程;这使得QSM在开发产品时几乎无需从PalmSens获得技术支持。

      ADI公司的Brian Coffey表示:“与PalmSens合作,就是为了提供这款完整的解决方案——一款即插即用的测量模块。听说客户使用之后,更快将新型救生健康诊断工具推向市场,我们感到非常高兴。”

      Image shows a dog and their owner playing in a park. The dog is tugging on a dog toy play-rope from owners hands.

      *2017-2018 AVMA宠物饲养和人口统计资料