今(19)日，由經濟部技術處支持、工研院主辦的半導體產業年度盛會——「2022國際超大型積體電路技術研討會」(VLSI-TSA and VLSI-DAT Symposia)在新竹登場。會中，陽明交通大學副校長、電子研究所教授李鎮宜，發表了一種可通用於快速醫學檢測的半導體生醫晶片。
 
李鎮宜介紹，不同於傳統的實驗室晶片/微流體晶片(Lab-on-a-chip, LoC)，他在2010年開始投入開發的可程式化生醫晶片(Field-Programmable LoC, FPLoC)，其管道(channel)寬度和儲液區(reservoir)皆可調整，檢測方式包含螢光訊號和電性特性，且可透過程式控制達成自動檢測。
 
該半導體生醫晶片透過介電濕潤(Electrowetting-on-dielectric, EWOD)原理，以電壓來操控樣本/液滴的切割、移動與混和，並藉由電容(capacitance)訊號來偵測樣本位置，確保其操控準確地完成。
 
此外，該晶片能建構樣本的3D立體影像，也具有精準的溫度控制功能。李鎮宜表示，針對不同需求，可設定不同的溫度變化模式，例如以95°C、55°C、75°C的變化週期，進行即時定量聚合酶連鎖反應(rtPCR)。李鎮宜指出，目前該晶片的一個溫度變化週期僅需20秒，能加快現行PCR的檢測速度。
 

李鎮宜展示該可程式化生醫晶片。（攝影：劉馨香）

李鎮宜強調，其晶片是通用型，可透過不同的程式設定來達成多種用途，而且製作上採用台積電的標準CMOS製程，因此工廠無需客製化調整，能降低製造成本、大量生產，解決一般資通訊業者跨入生醫產業的瓶頸。
 
李鎮宜表示，將規劃「快速PCR晶片」在國內和國外(美國)醫院進行臨床驗證。且由於該晶片具有可擴充性，未來還能整合「磁珠」應用於早期疾病檢測，以及提高空間和時間解析度，提供細胞治療產業自動化的細胞品質管控等功能。
 
李鎮宜表示，開發此一晶片，是希望為各式各樣的檢測需求，提供通用型的生醫晶片解決方案；且在降低檢測時間和金錢成本的同時，維持高精準度的品質。

今年1月，陽明交大宣布與日本京都大學CiRA基金會合作，發展次世代自動化iPS細胞製程，便是將李鎮宜的生醫晶片應用在偵測幹細胞的製備品質。

(報導/劉馨香)