失明者的福音！科学家开发出模仿人类视网膜的生物芯片【附生物芯片行业技术赛道观察图谱】

瞻观前沿

这项由来自于利希的 Francesca Santoro 领导的国际研究小组开发的模仿人类视网膜的生物芯片是生物电子学领域的一项重大突破。该芯片的开发是来自于利希研究中心、亚琛工业大学、意大利理工学院和那不勒斯大学的专家们的合作成果。目前，该项技术成果已发表在《自然通讯》杂志上。

视网膜植入物可以帮助几乎失明的人至少看到一点东西。新开发的芯片是基于导电聚合物和光敏分子，可以模仿视网膜，并具有视觉通路，可以帮助视网膜植入物更好地与人体融合。

亚琛工业大学神经电子接口教授、意大利理工学院客座研究员Santoro称，“我们的有机半导体能够识别照射在其上的光线量。类似的事情也发生在我们的眼睛里。到达各个感光器的光量最终会在大脑中形成图像。”

这种新型半导体的独特之处在于，它完全由无毒的有机成分组成，具有柔性，并且可以与离子一起工作。它能比传统的硅半导体元件更好地集成到生物系统中。然而，她强调，到目前为止，这一进展只是一个“概念验证”。

弗朗西斯卡·桑托罗教授。图片来源：意大利技术学院

技术价值观察

桑托罗称该芯片还可以充当人工突触，因为光照射会改变短期和长期使用的聚合物的电导率。真正的突触以类似的方式工作：例如，通过传递电信号，它们改变其大小和效率，这是我们大脑学习和记忆能力的基础。

中国生物芯片产业链分为上游原材料行业、中游制造行业、下游应用市场。上游原材料包括芯片基片、点样样品、探针制备等;中游制造行业主要产品是基因芯片诊断试剂盒和基因芯片相关仪器，市场占比分别是86%和14%;下游应用市场主要为医疗机构、家庭、第三方诊断外包机构等。其中，模仿人类视网膜的生物芯片处于生物芯片产业链上游环节。

宏观市场观察

生物芯片应用领域

生物芯片技术的应用领域主要涵盖疾病诊断和预测、新基因发现、基因突变及多态性分析、药物筛选等。特别是在癌症和一些遗传性疾病方面，生物芯片技术表现出色。通过生物芯片辅助诊疗技术，可以对患者进行采血化验，判断与癌症相关基因的突变或缺失情况，从而明确病情。此外，在产前筛查领域，生物芯片已应用于血友病、杜氏肌营养不良症、地中海贫血、异常血红蛋白病、苯丙酮尿症等遗传性疾病的检测。

生物芯片研究以美国和中国为主

目前生物芯片主要用于IVD(In Vitro Diagnostic Products，体外诊断产品)，如针对特定疾病的诊断、治疗、预防等制作的特异性生物芯片。随着3D 打印、器官集成芯片与器官仿生、药物活性/毒性研究等技术的发展，生物芯片将会得到更长足的发展及更广泛的应用。

比较部分国家生物芯片领域论文发表数量占全球总发表论文数的占比，美国论文发表数占比超过40%，中国论文发表数超过12%居第二位。美国在生物芯片领域的学术研究水平处领先地位，中国在生物芯片领域的学术竞争力不断增强。

2027年市场规模有望突破280亿美元

全球生物芯片市场增长的突出因素之一是慢性病患病率的增加，尤其是随着世界各国老年人口的迅速增长。癌症发病率的上升也推动了生物芯片在早期癌细胞识别方面的应用。COVID-19大流行促使制药和生物技术公司更加关注生产能够检测冠状病毒的先进生物芯片。多家公司已成功利用生物芯片开发COVID-19诊断测试。随着全球生物芯片技术的不断发展，其应用的深度和广度也在逐步增加。据预测，到2022年全球生物芯片市场规模将达到约160亿美元，而到2027年有望超过280亿美元。

中国生物芯片技术赛道热力图

根据前瞻产业热力图显示，目前生物芯片关键技术强相关的城市集群主要集中在华中、长三角和粤港澳大湾区，尤其是广东省成为重点发展区域。这些城市群已投入大量政策、资金、环境和人才资源用于生物芯片研发，成为潜在的生物芯片技术发展中心。根据热力图的分布，粤港澳大湾区有极大的可能性成为生物芯片技术的先导区域。重点关注广东省深圳市福田区、广东省深圳市宝安区、安徽省合肥市蜀山区等地的相关企业，以及这些地方对生物芯片产业发展的投资环境和潜力市场。

前瞻经济学人APP资讯组

更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国生物芯片行业发展前景与投资战略规划分析报告》

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