▲矽奈米線場效應電晶體，長寬各1公分。（圖／中研院提供，下同）
記者許展溢／台北報導
中央研究院物理研究所陳啟東研究員團隊研發「矽奈米線場效應電晶體」先進技術，助國家生技研究園區進駐業者打造全球首款新冠病毒快速檢測晶片系統，單次樣本檢測只要3分鐘，20分鐘內取得檢驗結果，適合部署機場、人潮多檢驗站。
中研院說明，新冠篩檢目前普遍採用聚合酶連鎖反應（PCR）核酸檢測，需透過螢光標識且耗時較久，且受限於光學解析度，若檢體中病毒等致病因子含量太少，便無法透過光學訊號判讀。陳啟東表示，此晶片系統所使用的核心技術「矽奈米線場效應電晶體」，是一種半導體技術應用，以電流訊號檢測，具快速、即時、高靈敏度等特性。
中研院指出，此技術同時結合分子檢測方法，將可辨識新冠病毒核酸的生物探針分子（probe）固定於SiNW-FET晶片上，當晶片偵測到檢體內含有新冠病毒核酸序列，電流訊號會上升，進而得知檢體含有新冠病毒，單次樣本檢測只需3分鐘，完整檢測包含檢體、陰性樣本、陽性樣本對照，以及人員作業時間，可於20分鐘內取得檢驗結果。
▲陳啟東說，SiNW-FET直接以電訊號檢測，大幅縮短檢測時間。
陳啟東提到，相較於PCR以光學設備進行驗證，SiNW-FET直接以電訊號檢測，利用待測物（如蛋白質、DNA等）本身帶電特性，偵測電荷分布的改變，故能擺脫光學侷限，快速、準確測出微量分子，大幅縮短檢測時間。
中研院表示，該儀器去年12月底通過食品藥物管理署緊急使用授權（EUA）核准製造，適合佈署於機場、人潮較多的檢驗站，為第一線防疫人員添上一大利器。中研院副院長周美吟說，此研發技術為中研院回應疫情迫切需求，善盡社會關鍵責任，推動任務導向研究之具體成果。
陳啟東回憶，初期的實驗失敗率很高，半導體場效元件有不同製程，較常見的是金屬氧化物半導體場效電晶體，研發的矽奈米線場效應電晶體則不含金屬閘極，很難控制暴露於外的矽通道表面之材料性質，屢屢受挫。10幾年來，陳啟東不斷研究測試各種形式的SiNW-FET並優化製程，以提高感測元件的性能與穩定性，迄今已研發出兩項專利，並已技轉給廠商。
中研院更透露，該技術原鎖定急性腎衰竭、口腔癌等特定病症，後來因新冠疫情爆發，遂投入新冠病毒快速檢測研發，由陳啟東提供技術協助，國家實驗研究院台灣儀器科技研究中心進行安規前期驗證，高雄榮總執行臨床測試。
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