想象一下，你能夠在自己的廚房快速準(zhǔn)確地測試你的食物中是否含有致命的微生物。如今，勞倫斯伯克利國家實驗室正在針對此進(jìn)行研究，Optokey公司的商業(yè)化將使其成為可能。

 Optokey是加州海沃德的一家新公司。該公司開發(fā)出一種基于拉曼光譜的微型傳感器，該傳感器可以快速、準(zhǔn)確地檢測出分子水平的物質(zhì)。公司總裁和創(chuàng)始人Frank Chen說：“我們公司的傳感器可以進(jìn)行化學(xué)、生物學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)、臨床診斷和化學(xué)分析，成本低廉，且無需人工干預(yù)。”

這項技術(shù)是基于表面增強拉曼光譜——一種分子指紋技術(shù)。雖然SERS是一項高度敏感的分析工具，但是結(jié)果不容易復(fù)制。伯克利國家實驗室的科學(xué)家Chen和他的同事開發(fā)出一種所謂的“納米等離子諧振器”來解決這一問題，該設(shè)備可以測量活性表面光子之間的相互作用，以此檢測化學(xué)和生物性能。該方法的測量方法更可靠。

Chen說：“Optokey制備的納米等離子諧振器圓片可進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)，因為我們已經(jīng)從研發(fā)領(lǐng)域?qū)⑵渥兂晒I(yè)產(chǎn)品。”

微型傳感器利用微流體控制系統(tǒng)來進(jìn)行自動化液體取樣。公司正將其產(chǎn)品應(yīng)用于半導(dǎo)體芯片行業(yè)。曾在Lam 研究和應(yīng)用材料公司，現(xiàn)在是微電子行業(yè)的資深制造業(yè)副總裁Robert Chebi說：“我們利用高科技半導(dǎo)體制造方法以獲得芯片的成本、容積和準(zhǔn)確性的優(yōu)勢。同時，也利用激光和光學(xué)方法的知識將其應(yīng)用于特定的拉曼領(lǐng)域。”

Chebi將Optokey公司的產(chǎn)品稱為“生化鼻子”，一種先進(jìn)的納米光子自動化系統(tǒng)。該系統(tǒng)可進(jìn)行單分子水平的測量，遠(yuǎn)優(yōu)于當(dāng)今市場上的一些傳感器。他說：“現(xiàn)今的檢測方法還很有缺陷，檢測限在PPM(百萬分之一)和PPB(十億分之一)之間。此外，該系統(tǒng)還可以在幾分鐘內(nèi)連續(xù)地提供信息，而用其他方法測量樣品則可能需要幾小時甚至幾天的時間。”

該系統(tǒng)具有廣闊的應(yīng)用前景，包括食品安全、環(huán)境監(jiān)測(液體和氣體)、醫(yī)療診斷和化學(xué)分析。Optokey針對的客戶包括大型的食品安全領(lǐng)域的歐洲公司、檢測雜質(zhì)領(lǐng)域的中國石化公司和實時監(jiān)測的德國公司。

Chen說：“我想這是該領(lǐng)域的一個重大轉(zhuǎn)變。我們的計劃是制作出緊湊的、自動化的、可連接的設(shè)備，它可以在學(xué)校、餐廳、工廠、醫(yī)院、救護(hù)車、機場甚至戰(zhàn)場上應(yīng)用。”

Chen的下一個市場目標(biāo)是智能化家居，利用這種納米光子傳感器可以用來掃描食物、空氣和水中的污染物。

在洛斯阿拉莫斯國家實驗室和紐約大學(xué)西奈山醫(yī)院，Chen作為一名生物化學(xué)家一直致力于生物醫(yī)學(xué)設(shè)備的研究。2000年，他加入了伯克利實驗室，學(xué)習(xí)量子點，根據(jù)納米晶體多具有的獨特屬性，來探索其在生物學(xué)中的應(yīng)用。這使得他進(jìn)一步深入研究納米材料，并最終使用等離子體共振技術(shù)，成功地將金納米粒子附著在DNA鏈上，測量出蛋白質(zhì)-DNA的交互作用。

目前為止，Chen教授和他的團(tuán)隊已經(jīng)開發(fā)了二十幾項專利，專利涉及混合生物納米材料。制備Optokey納米等離子諧振器的關(guān)鍵就是極大程度地提高拉曼光譜信號強度和可靠性。相比于具有較高的誤報率的傳統(tǒng)診斷工具，該方法最初用于實驗室時可快速、準(zhǔn)確地檢測前列腺癌生物標(biāo)志物，。

Optokey公司是一家私人持股公司，約有主管10人。除了Chen，另一個聯(lián)合創(chuàng)始人是加州大學(xué)伯克利分校的化學(xué)專家、世界知名的拉曼光譜教授Richard Mathies。該公司成立于2010年，并于2013年推出產(chǎn)品。

Chen說：“該項目已經(jīng)有10年的研究史，由國立衛(wèi)生研究院、美國國防部高級研究計劃局、聯(lián)邦政府、私人基金會支持并贊助。伯克利實驗室具有良好的多學(xué)科研究基礎(chǔ)，還有優(yōu)秀的工程項目和強大的科學(xué)基礎(chǔ)。這是創(chuàng)業(yè)強有力的保障。”