超靈敏蛋白檢測(cè)對(duì)于精準(zhǔn)醫(yī)療、生命科學(xué)研究和早期診斷等具有重要作用，單分子免疫檢測(cè)技術(shù)則是目前應(yīng)用最廣泛和成熟的超靈敏蛋白檢測(cè)技術(shù)之一。在這一領(lǐng)域，美國(guó)Quanterix公司的Simoa平臺(tái)與Meso Scale Discovery（MSD）公司的電化學(xué)發(fā)光平臺(tái)（以下簡(jiǎn)稱“MSD平臺(tái)”）長(zhǎng)期占據(jù)主導(dǎo)地位，被視為行業(yè)技術(shù)標(biāo)桿。
近日，彩科（蘇州）生物科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱“彩科生物”）正式推出新一代單分子免疫檢測(cè)平臺(tái)FLAME。該平臺(tái)采用獨(dú)特的信號(hào)放大技術(shù)，可穩(wěn)定捕捉傳統(tǒng)方法難以檢出的微量信號(hào)。與Simoa和MSD平臺(tái)相比，其靈敏度提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)。
中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)分析儀器分會(huì)總干事吳愛華評(píng)價(jià)，該產(chǎn)品創(chuàng)新性采用溶液體系信號(hào)放大路徑，結(jié)合全光譜流式細(xì)胞分析等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)同一樣品中不同蛋白分子快速、超高靈敏的定量檢測(cè)，具有顯著的性能突破。
實(shí)現(xiàn)多重技術(shù)超越
超靈敏蛋白檢測(cè)的核心價(jià)值，在于“化不可見為可見”，讓血液中因濃度過(guò)低而無(wú)法被檢出的關(guān)鍵疾病標(biāo)志物得到精準(zhǔn)量化?！斑@相當(dāng)于我們要在千萬(wàn)億個(gè)綠豆中找到一顆紅豆，僅憑肉眼是不可能做到的。而超靈敏蛋白檢測(cè)，能幫我們精準(zhǔn)找到這顆‘紅豆’。”彩科生物聯(lián)合創(chuàng)始人李慧告訴記者。
此前，Simoa平臺(tái)已在單分子水平實(shí)現(xiàn)了飛摩爾級(jí)檢測(cè)，而MSD平臺(tái)憑借電化學(xué)發(fā)光技術(shù)，在多重檢測(cè)技術(shù)上樹立了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。但這兩大平臺(tái)在各自的技術(shù)路徑下也存在明顯局限。
Simoa平臺(tái)采用的微孔陣列技術(shù)，原理是將大量信號(hào)分子集中在物理尺寸很小的芯片上，并對(duì)這些集中的信號(hào)分子進(jìn)行檢測(cè)?！斑@種方法既需要昂貴的微孔陣列芯片，又需要復(fù)雜的設(shè)備對(duì)芯片和試劑進(jìn)行操控，同時(shí)還要配合強(qiáng)大的算法才能完成。此外，受限于芯片上微孔的數(shù)量，這種技術(shù)很難實(shí)現(xiàn)高通量的多重目標(biāo)分子檢測(cè)?！崩罨坌蜗蟮卣f(shuō)，這就像是把一個(gè)個(gè)信號(hào)分子抓到芯片上的微孔小房間里關(guān)起來(lái)，再去檢查房間里是否是目標(biāo)分子。但一塊芯片上的“房間”數(shù)量是固定的，能關(guān)起來(lái)的信號(hào)分子也就有上限。
而MSD平臺(tái)雖然通過(guò)多點(diǎn)檢測(cè)模式實(shí)現(xiàn)了較好的多重檢測(cè)能力，但其依賴于微孔板底部的電極陣列與專用的電化學(xué)發(fā)光檢測(cè)設(shè)備，在操作流程簡(jiǎn)化、通量擴(kuò)展和靈敏度進(jìn)一步提升方面同樣面臨瓶頸。
“我們突破傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念，利用信號(hào)放大技術(shù)，讓信號(hào)分子檢測(cè)不再受微孔陣列的物理限制?！崩罨劢榻B，F(xiàn)LAME平臺(tái)的檢測(cè)方式基于溶液體系，溶液中懸浮的磁珠沒(méi)有數(shù)量上限，每個(gè)磁珠表面本身就是一個(gè)單獨(dú)的反應(yīng)器。檢測(cè)樣本在溶液中快速完成免疫反應(yīng)后，磁珠會(huì)將酶催化出的信號(hào)分子精確捕獲到表面。研發(fā)團(tuán)隊(duì)利用此前開發(fā)的全光譜流式細(xì)胞儀，可以從單個(gè)磁珠上讀取全部信號(hào)，再通過(guò)增加磁珠數(shù)量進(jìn)一步提升統(tǒng)計(jì)精度，就能大幅提高檢測(cè)靈敏度。
這一技術(shù)路徑不僅規(guī)避了Simoa平臺(tái)對(duì)微孔陣列芯片的依賴，也突破了MSD平臺(tái)基于電極陣列的物理限制，實(shí)現(xiàn)了在溶液體系中的自由反應(yīng)與信號(hào)放大，從而在靈敏度、通量靈活性和操作簡(jiǎn)便性方面完成技術(shù)超越。
應(yīng)用市場(chǎng)前景廣闊
借助不同編碼的磁珠，F(xiàn)LAME平臺(tái)還可實(shí)現(xiàn)高通量多重目標(biāo)分子檢測(cè)，在飛摩爾級(jí)靈敏度下也可單次同時(shí)檢測(cè)超30種因子，配合自動(dòng)化前處理系統(tǒng)，就能實(shí)現(xiàn)“樣本進(jìn)、結(jié)果出”的快捷操作。與同樣具備多重檢測(cè)能力的MSD平臺(tái)相比，F(xiàn)LAME平臺(tái)解決了在單次檢測(cè)通量上受電極陣列排布限制和設(shè)備與耗材成本較高等問(wèn)題。
而由于沒(méi)有微孔陣列芯片的制備與封孔等復(fù)雜步驟，F(xiàn)LAME平臺(tái)也更易走向臨床轉(zhuǎn)化。有了超靈敏蛋白檢測(cè)技術(shù)的加持，臨床上通過(guò)簡(jiǎn)單的抽血獲取樣本，就可實(shí)現(xiàn)無(wú)創(chuàng)、實(shí)時(shí)觀察到大腦等核心器官的微觀病理變化。這不僅能將許多重大疾病的早期診斷時(shí)間點(diǎn)大幅前移，為臨床干預(yù)爭(zhēng)取寶貴的時(shí)間窗口，還能通過(guò)對(duì)疾病進(jìn)展的數(shù)字化追蹤，為受神經(jīng)退行性疾病及慢性病等困擾的人群提供精準(zhǔn)管理與個(gè)性化治療的思路。
“FLAME平臺(tái)有望推動(dòng)阿爾茨海默病、心血管疾病和腫瘤等重大疾病的超早期篩查與療效監(jiān)測(cè)，還將為生物標(biāo)志物發(fā)現(xiàn)、藥效評(píng)價(jià)提供高靈敏、多指標(biāo)并行的分析工具。在科研方面，F(xiàn)LAME平臺(tái)能帶動(dòng)上游光學(xué)、微流控、試劑等國(guó)產(chǎn)化核心部件發(fā)展，提升我國(guó)在高端生命科學(xué)儀器領(lǐng)域的自主可控能力?！崩罨郾硎?，F(xiàn)LAME平臺(tái)定位于全球下一代超靈敏蛋白檢測(cè)技術(shù)，在科研服務(wù)、藥物研發(fā)、臨床早篩等多個(gè)百億級(jí)市場(chǎng)具有廣闊前景。（記者 沈唯）
