小型企業，艱鉅挑戰：Elvesys 設計全球速度最快的病原體檢測平台

Maël Le Berre 博士，Elvesys 技術長兼共同創辦人

「我們需要高準確度、高精確度、高速度的擷取技術。我們在早期階段就使用 NI 硬體，拜硬體價格和 NI 採行的價格原則所賜，我們最終上市的產品才能繼續使用這張介面卡。在降低開發成本方面，這是相當大的優勢。」

- Maël Le Berre 博士，Elvesys 技術長兼共同創辦人

挑戰：

不幸的是，公共衛生危機已不再是世界末日小說，也不是好萊塢驚悚片情節。伊波拉 (Ebola) 和流感等疾病，以及炭疽病等病原體威脅，皆是全球人口不斷增加和遷移所造成的實際後果。建立可快速且可靠地診斷出這些疾病威脅的檢測方法確實具有挽救生命的潛力。

解決方案：

Elvesys 是法國一家小而美的初創公司，站在病原體檢測技術最前線，運用 NI 資料擷取硬體和 LabVIEW 軟體打造出全球速度最快的病原體檢測平台，從而降低診斷病患的成本。

作者：

Elvesys 技術長兼共同創辦人 Maël Le Berre 博士
Elvesys 執行長兼共同創辦人 Guilhem Velvé Casquilla 博士

應對艱鉅挑戰並對抗疫情

要有效檢測病原體，時間和準確性都是相當重要的條件。因此美國國家工程學院 (National Academy of Engineering) 將健康資訊學的發展視為 21 世紀工程的艱巨挑戰之一。之所以要應對如此艱鉅的挑戰，背後動機主要在於加強疫情傳播與生化武器等公共衛生緊急事態的整備與應變能力。

史無前例又能救命的應變措施

現今病原體檢測技術相當耗時，又得運用昂貴的實驗室設備，才能掌握準確可靠的測試結果。預防伊波拉病毒和炭疽桿菌等危及生命的疫情，各項措施刻不容緩。

因此，Elvesys 開發出 Fastgene 這項全球速度最快的技術，用於檢測血液或唾液中帶有的病原體。Fastgene 能讓醫療工作者在六分鐘內檢測出伊波拉病毒、在七分鐘內檢測出炭疽桿菌。相較於目前世界上最先進的技術，速度可達到 7 倍與 14 倍。這樣就能爭取更多時間為患者進行治療，也能盡量避免可能大規模傳播的接觸。

技術

Fastgene 奠基於 Elvesys 微流體技術。微流體 (Microfluidics) 是微電子學所衍生的技術，能精確控制流體樣本。這項技術將樣本量大幅減少到只需一滴血液或唾液，因此只要一個「晶片實驗室」就能整合多項診斷作業。Fastgene 晶片實驗室病原體檢測技術能迅速複製 DNA 的具體部分，讓樣本中出現更多複製來的 DNA，從而簡化病原體檢測作業。

這個微流體平台之所以成功，關鍵在於三大要素：微流體樣本管理系統、螢光標記偵測與量測系統，以及用於控制整個流程的軟體介面。DNA 數量增加後，只要檢測每個 DNA 複製品中的螢光點，就能判定樣本中的病原體總數。

由於 DNA 複製的速度非常快因此螢光標記檢測系統必須能跟上速度同時又不致犧牲精確度。為達成這個目標，Elvesys 採用 NIUSB-6003 平價版多功能 DAQ 裝置，打造出 Elveflow 品牌的客製化螢光讀取裝置並製作成商品。要將實驗室流程化繁為簡，就必須採用整合軟體、擷取速度達 100 kHz 且能在大量背景雜訊中檢測出 DNA 微小變化的硬體，且解析度要達到 16 位元，才能確實準確計算 DNA 樣本數。

Elvesys 採用 LabVIEW 軟體及超過 950 種的內建分析函式，不但大幅提高精確度和速度，也順利縮短開發時間。螢光讀取程式自動化、DNA 檢測與資料分析等功能相當複雜，但 Elvesys 仍順利打造出 LabVIEW 使用者介面，將現場作業化繁為簡。

以 LabVIEW 和 NI 資料擷取 (DAQ) 技術縮短開發時間

Elvesys 雖然是個只有 20 人的團隊，卻順利透過 Elveflow 讓 Fastgene 病原體檢測系統開發技術問世。Elvesys 以極富創新精神的新創公司之姿，挾開發週期速度快且不需對外尋求投資助力的優勢，順利開發出能完全客製化且能在高階開發環境中進行程式設計的 DAQ 硬體，這就是這款及其他 Elveflow 儀器能夠成功的關鍵。

事實上，Elvesys 在不到 2 年的時間內就設計、開發出這個病原體檢測平台並製作原型，因而引起法國國家採購局 (SAE) 的注意。SAE 進一步委託 Elvesys 開發另一組能配合法國軍隊部署並在戰場上使用的原型。這個原型有助於保護軍隊或城鎮，但其主要用途仍然是在醫療問診期間以低成本的方式迅速診斷患者。

Elvesys 也因為採用最先進的微流體技術與穩定的 NI 量測系統而榮獲法國政府頒發的全球創新挑戰獎。