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    Simoa技术:fg级超灵敏炎症因子检测服务

           
            炎症因子是包括内风湿关节炎、肿瘤、心脏病、感染等多种类型疾病发生发展的重要致病因素,也是监控疾病进程的核心指标。然而,诸多关键炎症因子,如IL-1β、IL-2、IL-6、IL-10、IL-17A、IFN-γ、TNF-α等在疾病的初期,尤其是近健康人群中表达量极低,现有的检测技术如ELISA等受到灵敏度的限制无法检测这些指标,导致研究中经常出现空缺值,无法进行分析,也无法及时预测疾病的转归。


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    [IL-17A] in EDTA plasma (n = 20) and matched serum (n = 20). Error bars depict mean and SEM.


            Simoa(Single-molecule Array)技术是由美国Quanterix公司研发生产的一款超高灵敏度单分子蛋白质检测技术,其灵敏度为ELISA技术的1000倍以上,检测下限达到fg/mL,实现了超低丰度蛋白的有效检测和定量,为低丰度炎症因子的实时监控提供了技术支撑。

    Simoa技术原理


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            Simoa 技术是将约250,000个捕获抗体包被在2.7 μm的小磁珠(10种荧光标记)上,检测时加入生物素标记的检测抗体及亲和素偶联的酶和底物,通过一层油将单个磁珠封闭在4.5 μm的反应孔(Well)中进行反应(避免信号扩散和交叉反应)。每238,000个Well组成一张芯片(Array),每24个Array再组成一张光盘(Disc),Disc数据采集使用CCD摄像头捕获这些小孔中超过阈值的检测信号,标记为“on well”和“off well”。通过计算“on well”在Array中的比例,依据泊松分布理论,计算出目的蛋白的浓度,实现数字化定量,其精确度远超ELISA的模拟定量。由于磁珠经过多重荧光标记,通过计数不同颜色荧光磁珠的“on well”数量,即可同步获得多个检测指标的浓度定量值。

     

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            Simoa技术的关键原理在于:每个Well的反应体系仅为50飞升,比ELISA反应孔小20亿倍,因此,Simoa相比传统技术,不仅提高酶底物的反应效率,且指数级降低了荧光信号的扩散和背景信号的干扰,从而提高了低丰度蛋白的检测灵敏度,实现了单分子检测的可能。

    Simoa技术优势


    •  高灵敏度:比传统ELISA灵敏度提高1000倍

    •  高精确度:批间变异系数(CVs)低于10%

    •  高线性范围:检测动态范围跨越4个数量级

    •  高效性:一次反应可检测24例样品中10种蛋白质

    •  独特性:拥有多种其它品牌不具备的关键指标

    •  灵活性:可通过增加样品稀释倍数解决体积限制



                                                          表1:Simoa技术的检测稳定性评价

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    Five samples consisting of two serum-based panels, one plasma-based panel, and two IL-17A controls were assayed in replicates of three at two separate times per day for five days using a single lot of reagents and calibrators.

            David Yeung [1]等研究人员对比了大多数超敏蛋白质检测技术对于IL-2、IL-6、IL-17A、TNF-α等低丰度炎症因子的检测情况,发现Sioma技术无论在灵敏度还是在数据重现性上,相比其他技术均具有显著优势。因此,Simoa技术适合用于低丰度炎症因子检测。


                                                 表2. Sima技术与其他超敏检测技术的横向比较

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    FEAD: Frequency of endogenous analyte detection

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    检测指标


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    NHP: Non-human Primate

            华盈生物全力打造抗体芯片、Luminex和Simoa技术的联合检测平台,全面解决炎症因子的筛选与低丰度检出问题,为临床标志物研究、药物评价、疾病机理等生物医学研究提供系统性解决方案。


    相关文献


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