Dalam industri biotek dan farmasi, tes ELISA memberikan kontrol kualitas kritis selama pengembangan dan pembuatan obat. Tes dapat secara tepat mengukur kadar protein, tetapi mereka juga membutuhkan jam kerja oleh teknisi terlatih dan peralatan khusus. Itu membuat mereka sangat mahal, menaikkan biaya obat -obatan dan menguji penelitian di luar jangkauan bagi banyak orang.
Sekarang Advanced Silicon Group (ASG), yang didirikan oleh Marcie Black ’94, Meng ’95, PhD ’03 dan Bill Rever, mengkomersialkan teknologi baru yang dapat secara dramatis menurunkan waktu dan biaya yang terkait dengan penginderaan protein. Sensor eksklusif ASG menggabungkan kawat nano silikon dengan antibodi yang dapat mengikat protein yang berbeda untuk menciptakan pengukuran konsentrasi mereka yang sangat sensitif dalam larutan yang diberikan.
Tes dapat mengukur konsentrasi banyak protein yang berbeda dan molekul lain sekaligus, dengan hasil biasanya tersedia dalam waktu kurang dari 15 menit. Pengguna cukup menempatkan sejumlah kecil solusi pada sensor, bilas sensor, dan kemudian masukkan ke dalam sistem pengujian genggam ASG.
“Kami membuatnya 15 kali lebih cepat dan biaya 15 kali lebih rendah untuk menguji protein,” kata Black. “Itu ada di sisi pengembangan obat. Ini juga bisa membuat pembuatan obat secara signifikan lebih cepat dan lebih hemat biaya. Ini bisa merevolusi bagaimana kita menciptakan obat-obatan di negara ini dan di seluruh dunia.”
Sejak mengembangkan sensornya, tim ASG telah menerima pertanyaan dari daftar panjang orang yang tertarik menggunakannya untuk mengembangkan terapi baru, membantu atlet elit melatih, dan memahami konsentrasi tanah di pertanian, di antara aplikasi lainnya.
Namun, untuk saat ini, perusahaan kecil ini berfokus pada penurunan hambatan dalam perawatan kesehatan dengan menjual sensor berbiaya rendah kepada perusahaan yang mengembangkan dan memproduksi obat-obatan.
“Saat ini, uang adalah faktor pembatas dalam meneliti dan menciptakan obat -obatan baru,” jelas Marissa Gillis, anggota tim ASG. “Membuat proses -proses ini lebih cepat dan lebih murah dapat secara dramatis meningkatkan jumlah pengujian dan penciptaan biologis. Ini juga membuatnya lebih layak bagi perusahaan untuk mengembangkan obat untuk kondisi langka dengan pasar yang lebih kecil.”
Keluarga Jauh Dari Rumah
Hitam tumbuh di kota kecil di Ohio sebelum datang ke MIT selama tiga derajat di bidang teknik listrik.
“Pergi ke MIT mengubah hidupku,” kata Black. “Itu membuka mata saya pada kemungkinan melakukan sains dan rekayasa untuk membuat dunia menjadi tempat yang lebih baik. Juga, hanya berada di sekitar begitu banyak orang luar biasa yang mengajari saya cara bermimpi besar.”
Untuk PhD -nya, Black bekerja dengan mendiang Profesor Mildred Dresselhaus, seorang fisikawan dan nanoteknologi yang sangat terkenal yang diingat Black untuk bimbingan dan belas kasihnya sama seperti kontribusinya pada pemahaman kita tentang bahan -bahan eksotis. Hitam tidak selalu mampu pulang untuk liburan, jadi dia akan menghabiskan ucapan syukur dengan keluarga Dresselhaus.
“Millie adalah orang yang luar biasa, dan keluarganya adalah keluarga yang jauh dari rumah bagi saya,” kata Black. “Millie terus menjadi mentor saya – dan saya mendengar dia melakukan ini dengan banyak siswa – sampai hari dia meninggal.”
Untuk tesisnya, Black mempelajari sifat optik kawat nano, yang mengajarinya tentang struktur nano dan optoelektronika yang akhirnya ia gunakan sebagai bagian dari kelompok silikon canggih.
Setelah kelulusan, Black bekerja di Los Laboratorium Nasional Los Alamos sebelum mendirikan perusahaan Bandgap Engineering, yang mengembangkan sel surya berstruktur berbiaya rendah yang efisien. Teknologi itu kemudian dikomersialkan oleh perusahaan lain dan menjadi subjek perselisihan paten. Pada 2015, Black memutar kelompok silikon canggih untuk menerapkan teknologi yang serupa dengan penginderaan protein.
Sensor ASG menggabungkan pendekatan yang diketahui untuk kepekaan silikon terhadap molekul biologis, menggunakan sifat fotoelektrik kawat nano silikon untuk mendeteksi protein secara elektrik.
“Ini pada dasarnya adalah sel surya yang kami fungsikan dengan antibodi yang khusus untuk protein tertentu,” kata Black. “Ketika protein semakin dekat, ia membawa muatan listrik dengan itu yang akan mengusir pembawa cahaya di dalam silikon, dan melakukan itu mengubah seberapa baik elektron dan lubang dapat bergabung kembali. Dengan melihat fotokorat ketika Anda terpapar pada larutan, Anda dapat mengatakan berapa banyak protein yang terikat ke permukaan dan dengan demikian konsentrasi protein itu.
ASG diterima di awal MIT.Nano. Nano Startup Accelerator dan MIT’s Office of Corporate Relations Startup Exchange Program segera setelah pendiriannya, yang memberi tim Black akses ke peralatan mutakhir di MIT dan menghubungkannya dengan calon investor dan mitra.
Black juga telah menerima dukungan luas dari layanan pendampingan ventura MIT dan bekerja dengan para peneliti dari MIT’s Microsystems Technology Laboratories (MTL), di mana ia melakukan penelitian sebagai siswa.
“Meskipun perusahaan berada di Lowell, [Massachusetts]Saya terus -menerus pergi ke MIT dan mendapatkan bantuan dari profesor dan peneliti di MIT, ”kata Black.
Biosensing untuk Dampak
Dari diskusi yang luas dengan orang-orang di industri farmasi, Black belajar tentang perlunya alat pengukuran protein yang lebih terjangkau. Selama pengembangan dan pembuatan obat, kadar protein harus diukur untuk mendeteksi masalah seperti kontaminasi dari protein sel inang, yang dapat berakibat fatal bagi pasien bahkan pada jumlah yang sangat rendah.
“Ini bisa menelan biaya lebih dari $ 1 miliar untuk mengembangkan obat,” kata Black. “Sebagian besar proses ini adalah bioproses, dan 50 hingga 80 persen bioprosesing didedikasikan untuk memurnikan protein yang tidak diinginkan ini. Tantangan itu menyebabkan obat lebih mahal dan membutuhkan waktu lebih lama untuk memasarkan.”
Sejak itu ASG telah bekerja dengan para peneliti untuk mengembangkan tes biomarker yang terkait dengan kanker paru -paru dan tuberkulosis yang tidak aktif dan telah menerima banyak hibah dari National Science Foundation, National Institute of Standard and Technology, dan Persemakmuran Massachusetts, termasuk dana untuk mengembangkan tes untuk protein sel inang.
Tahun ini, ASG mengumumkan kemitraan dengan axogen untuk membantu perusahaan perbaikan saraf regeneratif menumbuhkan jaringan saraf.
“Ada banyak minat dalam menggunakan sensor kami untuk aplikasi dalam kedokteran regeneratif,” kata Black. “Contoh lain yang kami bayangkan adalah jika Anda sakit di pedesaan India dan tidak ada dokter di dekatnya, Anda dapat muncul di klinik, perawat dapat memberikan ini kepada Anda dan menguji flu, COVID-19, keracunan makanan, kehamilan, dan 10 hal lainnya sekaligus. Hasilnya datang dalam 15 menit, maka Anda bisa mendapatkan apa yang Anda butuhkan atau teleconference seorang dokter.
ASG saat ini dapat menghasilkan sekitar 2.000 sensornya pada chip 8-inci per lini produksi dalam pengecoran semikonduktor mitranya. Karena perusahaan terus meningkatkan produksi, Black berharap sensor akan menurunkan biaya pada setiap langkah antara pengembang obat dan pasien.
“Kami benar -benar ingin menurunkan hambatan untuk pengujian sehingga setiap orang memiliki akses ke perawatan kesehatan yang baik,” kata Black. “Di luar itu, ada begitu banyak aplikasi untuk penginderaan protein. Di sinilah karet menyentuh jalan dalam biologi, pertanian, diagnostik. Kami bersemangat untuk bermitra dengan para pemimpin di setiap industri ini.”
