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Simoa單分子免疫檢測技術(shù)原理、工作流程、技術(shù)優(yōu)勢及應(yīng)用領(lǐng)域

來源:上?,|馳儀器有限公司   2024年12月20日 16:45  

分子免疫陣列(single molecule array,Simoa)技術(shù),是一種將單分子計數(shù)用于蛋白質(zhì)生物標(biāo)記物的檢測方法。該技術(shù)檢測限可達(dá)飛摩爾(fg/mL)數(shù)量級,是目前代表性的單分子免疫檢測技術(shù)。





圖1:Simoa分析儀構(gòu)造

技術(shù)原理

Simoa技術(shù)是基于微陣列芯片的單分子免疫檢測,是在毫米級芯片上雕刻(或澆筑)成千上萬個微米級微井,每個微井體積約 40 fl 左右,隨后將免疫復(fù)合物磁珠分配于微井中,再借助高分辨率熒光顯微鏡對熒光點(diǎn)進(jìn)行計數(shù),依據(jù)泊松分布理論,計算同時含珠子與熒光產(chǎn)物孔的數(shù)量/含珠子孔總數(shù)的比值,以此確定測試樣品中的蛋白質(zhì)濃度。





圖2:SimoA 原理圖

Simoa工作流程


SiMoA通過磁珠酶聯(lián)免疫反應(yīng)與微孔陣列芯片的結(jié)合,實現(xiàn)單分子蛋白檢測。其操作流程如下:





圖3:SimoA 工作流程圖

(1)利用表面標(biāo)記有捕獲抗體的磁珠捕獲樣品中的抗原;

(2)使用biotin標(biāo)記的檢測抗體對被捕獲的抗原進(jìn)行標(biāo)記;

(3)加入鏈霉親和素—半乳糖苷酶復(fù)合物,與檢測抗體上的biotin結(jié)合;

(4)將反應(yīng)洗凈后的磁珠與底物混合,加載到含有微孔陣列的檢測芯片中,利用磁場使磁珠落入與其尺寸匹配的微孔中(3μm左右),加入油相,使得微孔之間物理隔離;

(5)含有半乳糖苷酶的微孔由于酶分子催化底物產(chǎn)生熒光產(chǎn)物;

(6)對微孔陣列進(jìn)行熒光成像,通過對發(fā)出熒光信號的微孔個數(shù)對照標(biāo)準(zhǔn)曲線來實現(xiàn)定量檢測。


技術(shù)優(yōu)勢


1、靈敏度高

比傳統(tǒng)ELISA靈敏度提高1000倍以上;檢測下限達(dá)到fg/mL,實現(xiàn)了超低豐度蛋白的有效檢測和定量。

2、全自動化

試驗過程不依賴操作人員,從而保證結(jié)果的重復(fù)性和精準(zhǔn)性。

3、多重檢測

同時完成多達(dá)10種目標(biāo)分子的檢測。

4、高精準(zhǔn)度

實驗結(jié)果的批間變異系數(shù)(CVS)低于10%。

5、高線性范圍

檢測動態(tài)范圍>4個數(shù)量級。

6、自主研發(fā)

可根據(jù)試驗?zāi)康倪M(jìn)行方案開發(fā)和優(yōu)化,適合科研創(chuàng)新研究。


應(yīng)用領(lǐng)域


1、神經(jīng)性疾病的檢測

借助單分子免疫檢測技術(shù)的超高靈敏特性,可充分檢測出血液樣本中的生物標(biāo)志物水平 ,在神經(jīng)性退行性疾病的診斷中具有重要意義.

2、腫瘤檢測

用于腫瘤早期診斷及治療后的監(jiān)測。利用 SimoA 對前列腺特異性抗原(PSA)進(jìn)行檢測,2 zmol/L 的檢測靈敏度使得對前列腺癌的早期診斷成為可能,并且對于經(jīng)過放療或者切除前列腺的患者,能夠提前數(shù)月乃至數(shù)年發(fā)現(xiàn)腫瘤的復(fù)發(fā),對于提升患者的生存率具有重要意義。

3、傳染性疾病檢測

目前主要集中在病原體自身標(biāo)志物及細(xì)胞因子。在針對 SARS-Cov-2檢測中,利用 SimoA 將血液中 N 蛋白的檢測靈敏度提高至RT-PCR 的檢測水平(1 zmol/L),可作為核酸檢測的有效補(bǔ)充手段,對于感染的早期診斷及病情進(jìn)展監(jiān)測具有重要意義。

參考文獻(xiàn):

[1] 張杏羨.單分子免疫檢測技術(shù)的研究進(jìn)展[J].醫(yī)學(xué)信息,2022,35(18):176-179.

[2] 張雪潔,湯家寶,李廷棟,葛勝祥.單分子免疫檢測技術(shù)研究進(jìn)展[J].中國生物工程雜志, 2021,41(04) : 47-54.DOI: 10.13523 /j.cb.2101006.

[3] 王繼業(yè),姚偉宣,王鵬娟,孟凡偉.數(shù)字化單分子免疫分析技術(shù)研究進(jìn)展及領(lǐng)域應(yīng)用展望[J].現(xiàn)代信息科技,2019,3(10):16-18.

[4] 樊曉旭,張皓博,劉蒙達(dá),遲慶安,亓菲,劉婷婷,孫淑芳,范偉興.單分子免疫陣列技術(shù)在傳染病診斷中的應(yīng)用[J].中國動物檢疫,2021,38(07):73-78.


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