Simoa®課堂系列 ① imoa®單分子蛋白檢測技術(shù)

Simoa® 單分子蛋白檢測技術(shù)簡介

蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是生命活動的主要承擔(dān)者。它在人體的疾病與健康中扮演著重要的角色，也是細(xì)胞內(nèi)的真正功能單位?；趯Φ鞍捉M學(xué)的了解，目前2萬個(gè)基因編碼了人體內(nèi)超過10萬個(gè)蛋白，其中有1萬多蛋白分泌到外周血中。這些蛋白與疾病的發(fā)生和進(jìn)展，特別是后天環(huán)境因素對疾病的影響有著很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)，我們需要便利和有效的方法去發(fā)現(xiàn)、檢測和追蹤這些關(guān)鍵蛋白的表達(dá)和變化。然后，基于現(xiàn)有的免疫學(xué)檢測手段靈敏度的限制，目前只能檢測人體外周血中1300多個(gè)蛋白表達(dá)，還有80%的蛋白猶如水面下的冰山無法檢測到! 因此，市場需要一個(gè)靈敏度更高和易操作的技術(shù)平臺幫助檢測這些表達(dá)豐度較低的蛋白標(biāo)志物，從而實(shí)現(xiàn)疾病的早期檢測、進(jìn)展追蹤、機(jī)理研究和用藥后療效檢測。

Simoa® 單分子蛋白檢測技術(shù)原理

Simoa®技術(shù)是一項(xiàng)基于磁珠的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，磁珠直徑為2.7µm，在磁珠表面，捕獲抗體會通過化學(xué)反應(yīng)偶聯(lián)到磁珠上。每個(gè)磁珠表面有約250000個(gè)結(jié)合位點(diǎn)用于和捕獲抗體結(jié)合。結(jié)合了抗體的磁珠會和目的抗原結(jié)合，然后加入生物素標(biāo)記的檢測抗體，形成雙抗夾心的免疫復(fù)合物。生物素標(biāo)記的檢測抗體會進(jìn)一步和親和素標(biāo)記的酶結(jié)合，Simoa®使用的是β半乳糖甘酶。此時(shí)，如果樣本中含有目標(biāo)抗原，則磁珠會帶有酶標(biāo)記，而不含有目的抗原的磁珠則保持無標(biāo)記物。接下來，系統(tǒng)會洗滌磁珠以除去任何非特異性結(jié)合的蛋白質(zhì)。然后加入酶反應(yīng)底物，Simoa®技術(shù)的真正關(guān)鍵之處就在于此時(shí)含有免疫復(fù)合物的磁珠轉(zhuǎn)移到Simoa®光盤上，每個(gè)光盤有24個(gè)芯片(Array)，而單個(gè)Array表面有239000個(gè)小孔(well)，每個(gè)小孔的直徑是4.25µm，剛好一個(gè)磁珠落入一個(gè)小孔，小孔的反應(yīng)體系是50飛升，基于磁力的作用磁珠會迅速沉入小孔中，然后系統(tǒng)會在Array表面推一層油，通過這一層油一方面將部分多余的磁珠去除，另一方面將熒光信號很好地密封在小孔中（不易信號擴(kuò)散和交叉反應(yīng)）。由于50fl的反應(yīng)體系極小，比傳統(tǒng)100µl的體系小了20億倍，此時(shí)即使一個(gè)的目的蛋白分子催化底物可以產(chǎn)生約3000個(gè)熒光分子，被儀器的CCD攝像頭捕獲并進(jìn)行數(shù)字化成像分析。所以Simoa®僅需要一個(gè)蛋白分子就可以達(dá)到檢測底限，幾乎沒有信號的稀釋（Di-usion defeated），實(shí)現(xiàn)單分子的檢測。

Simoa® 單分子蛋白檢測技術(shù)與傳統(tǒng)ELISA的區(qū)別