台灣團隊首創新冠病毒檢測晶片!3分鐘驗出無症狀患者、Omicron也可測
台灣團隊首創新冠病毒檢測晶片!3分鐘驗出無症狀患者、Omicron也可測

矽基分子、中研院、國研院儀科中心跟高雄榮民總醫院,共同開發出全球首創「新冠病毒快速檢測晶片」,最快3分鐘內可檢測病毒量極低的感染初期或無症狀COVID-19患者,病毒變異株Omicron也可以測出。

科技部今天舉行記者會。國家實驗研究院表示,這項產品獲得科技部創新科技防疫場域驗證計畫補助,在高雄榮民總醫院(高榮)完成臨床驗證142例,在去年底取得衛福部食藥署緊急使用授權(TFDA/EUA),預計今年2月上市銷售。

晶片展示
圖/ 國家實驗研究院提供

國研院表示,目前針對新冠病毒的檢測方法有抗原快篩、抗體快篩及核酸檢測(PCR)三種,前兩種方法雖然可在15分鐘內就知道結果,但抗原快篩容易產生偽陽、偽陰性,抗體快篩在感染後期才能驗出,且也有偽陰性可能,相較之下,PCR檢測可量化Ct值、準確度更高,但至少需90分鐘以上才能知道結果。

高雄榮總副院長陳垚生表示,該系統經新冠病毒核酸臨床檢測結果,敏感性96.8%、特異性95.1%,且Ct值35以下的檢體,陽性一致率為100%;也就是說,核酸不需要經過擴增,病毒量很低還在潛伏期時,就可以檢測出來,對防疫有很大幫助。

矽基分子褚家容執行長介紹技術研發歷程與原理
矽基分子褚家容執行長介紹技術研發歷程與原理
圖/ 國家實驗研究院提供

矽基分子執行長褚家容表示,「新冠病毒快速檢測晶片」有核酸檢測準確度高的優點,一個晶片有上萬個檢測點,兼具不需要經過核酸放大的超高敏感度,可大幅縮短現行核酸檢測時間,透過鼻咽檢體來做檢測,準確率達9成5以上,可讓病人及早隔離,未來希望用唾液檢體就可檢測。

褚家容表示,如果把晶片檢測跟快篩與PCR相比,晶片檢測可選擇3分鐘快速檢測模式或是20分鐘完整模式,準確度比快篩更準,跟傳統PCR要2到4小時相比,時間大幅縮短。

成本部分介於PCR跟快篩之間,目前產品定價每人約新台幣3000元,目前盼透過防疫專案快速導入市場,提供5到6折的價格給醫院,希望讓更多人受惠,也準備申請美國、日本的EUA。

褚家容表示,產品是使用武漢株來測試,但是變異株Delta跟Omicron也可以檢測出來,未來如果有檢測不了的病毒變異株,也可以在一週內完成修改晶片。

褚家容解釋,台灣有很好的半導體產業鏈,才有機會很快速開發出晶片檢測。原理是晶片上有生物探針,探針如果抓到檢體中的新冠病毒核酸,就會造成晶片表面的電荷改變,帶來電流上升。

矽基分子運用中研院物理所量子電子元件實驗室團隊先期開發的生物矽基場效電晶體(Bio-FET)平台,先後取得台灣跟美國專利,在產品化過程中由國研院儀科中心協助安規驗證,最後在科技部計畫支持下,由高榮完成前期實驗和臨床驗證,去年底取得緊急使用授權。

貴賓在機台前合影,左起國研院儀科中心楊燿州主任、高雄榮總陳垚生副院長、中研院物理所陳啟東研究員、矽基
左起國研院儀科中心楊燿州主任、高雄榮總陳垚生副院長、中研院物理所陳啟東研究員、矽基分子褚家容執行長、科技部生科司陳鴻震司長、中研院周美吟副院長、國研院林博文代理院長
圖/ 國家實驗研究院提供

本文授權轉載自:中央社

責任編輯:傅珮晴、錢玉紘

關鍵字: #晶片
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從切菜到乾燥加工!宜展如何結合桃園市政府創業資源,以AI開拓農產加工第二成長曲線?
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走進蔬果加工廠,同樣是100公斤高麗菜,最後能做出多少成品?答案不見得相同。氣候、產地與品質影響原料條件,客戶要求的切法、重量與交期也各不相同。對曾任科技業研發主管十多年的宜展科技農業執行長林佑澤而言,這是與科技製造截然不同的世界。

「農業部分全部都不一致。」林佑澤以青江菜為例,即使機械手臂已經訓練好辨識特徵,面對形狀各異的蔬菜,仍難以判斷該從哪裡抓取。農產品的天然變數,卻得面對學校團膳、連鎖餐飲、航空空廚等企業客戶對品質與交期的要求。如何讓加工流程穩定運作,成為宜展投入數位轉型的起點。

從紙本、LINE到數據,先把現場經驗留下來

目前宜展一年處理數千噸蔬果、服務超過120家企業客戶,業務涵蓋採購、截切、清洗、包裝與配送。林佑澤觀察,農產加工的關鍵經驗往往掌握在資深員工手中:該買多少菜、原料損耗多少、訂單增加又該安排多少人力,都仰賴現場判斷。

「主要就是把人的經驗變成數據。」林佑澤說。過去客戶透過LINE或紙本下單,現場靠人工整理訂單、對照不同客戶的加工規格;如今宜展利用AI辨識訂單內容並匯入ERP,再依客戶、品項與規格進行標籤化派工。製程則透過QR Code記錄原料投入量與成品產出量,逐步掌握各環節的加工損耗。

接下來是整理現場的判斷依據。林佑澤透過與資深員工對談,了解採購、派工與品管的作業方式,再利用AI協助找出規則、建立SOP。AI整理出的流程仍須由現場人員逐項確認、修正,才能實際執行。

品質管理也在持續改善。傳統金屬檢測器難以辨識菜蟲、橡皮筋等非金屬異物,宜展正與技術夥伴規劃導入AI影像辨識,輔助產線末端檢查。林佑澤表示,每批農產品品質不同,比起單看良率,他更重視客訴是否減少。隨著訂單與製程資訊逐步累積,宜展也希望進一步建立需求預測、採購建議與生產排程模型,減少營運對資深員工個人經驗的依賴。

不只把菜切好,乾燥加工尋找第二成長曲線

除了改善截切本業,宜展也開始發展乾燥加工。學校團膳在寒暑假面臨需求波動,生鮮蔬果則有保存期限短、價格易受產季影響等限制。林佑澤希望藉由乾燥技術延長農產品保存期限,開拓附加價值更高的加工業務。

不過,乾燥同樣有依賴經驗的問題。傳統做法是太乾就降低溫度、縮短時間,不夠乾就反向調整。每批原料的水分與成熟度不同,反覆試做不僅增加成本,也難以維持品質一致。「品質目標沒有設定的話,前面的製程參數就不知道怎麼調整。」林佑澤將過去研發車用面板的思維帶進農產加工:先決定產品希望達到的口感、含水率與水活性,再回頭檢視原料成熟度、截切厚度及乾燥參數等條件。

團隊進一步結合不同乾燥技術、自行改造設備,並接洽桃園的設備業者合作。林佑澤曾比較其他地區的設備,最後選擇設備構造、乾燥均勻度與可靠度較符合需求的桃園業者。宜展也持續累積製程參數,希望未來透過AI找出適合不同原料的乾燥曲線,減少反覆試做。

「我們主要還是要做代工,想要做一個功能性的原料平台。」林佑澤說,果乾目前更像是展示技術能力的產品,未來希望將服務延伸至辛香料、中藥材、太空食品、超級蔬菜及寵物食品等領域。現階段宜展主要營收仍來自蔬果截切本業,乾燥事業尚未形成主要收入。未來若能建立穩定的乾燥製程與代工能力,宜展便有機會從既有蔬果供應鏈,切入附加價值更高的食品原料市場。

從彰化走向桃園,驗證營運方法能否跨區複製

隨著加工流程逐步數位化,宜展也開始思考,這套管理方法能否帶到彰化以外的場域。

參與桃園市政府青年事務局天際線加速器及Meet桃園+後,宜展擴大與桃園產業生態系的連結。林佑澤提到,天際線協助邀集不同局處了解團隊需求,並提供資源媒合機會。宜展也開始與桃園市農會及在地農民合作,增加北部原料來源。這項合作不只拓展了供應來源,更成為宜展因應極端天候、穩定供貨的重要助力。林佑澤回憶,先前中南部連日降雨,蔬菜供應受到影響,宜展便從北部調度蔬菜,以不同產區互相支援,降低天候對供貨的衝擊。此外,團隊也透過天際線資源,獲得參與日本國際伴手禮設計競賽的輔導,並成功榮獲金賞獎肯定,除了展現產品的創新與設計實力,也為宜展拓展海外市場、提升國際能見度創造更多機會。

下一步,宜展規劃以桃園大溪作為第二個驗證場域,將彰化累積的資料、SOP與加工管理經驗,轉化為可複製、可優化的營運管理模式,帶到不同產地、供應鏈及人員條件下驗證。林佑澤指出,未來若要跨區域擴張,不可能每到一個新地方,就把原有團隊整批搬過去。因此,宜展希望將資深員工的實務經驗,轉化為標準化流程與數據模型,結合AI進行生產排程、資源配置及營運決策,讓新場域能依據當地條件快速調整,降低對特定人員經驗的依賴。

從彰化到桃園,宜展接下來要驗證的,是這套從傳統農產加工現場整理出來的管理方法,是能夠跨區域複製、快速部署並持續優化的農產加工營運系統。 長期目標是降低新場域的建置成本與管理複雜度,提升擴張效率,讓傳統農產加工業具備規模化發展的能力。

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