[發(fā)明專利]一種檢測分子的方法和裝置

有效

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• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112229774B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發(fā)明（設計）人: 紀偉;谷陸生;徐濤
• 申請（專利權）人: 生物島實驗室;中國科學院生物物理研究所
• 主分類號: G01N15/06
• 分類號: G01N15/06
• 代理公司: 北京泛華偉業(yè)知識產(chǎn)權代理有限公司 11280
• 代理人: 李渤

本發(fā)明提供了一種檢測分子的方法和裝置。所述檢測信號分子的方法包括以下步驟：（1）提供包含微粒的溶液，其中所述微粒包括結合有待檢測信號分子的微粒；（2）將所述溶液中的微粒施加到固相載體的表面和/或內部；（3）通過明場對選定視野內的微粒進行計數(shù)；（4）通過暗場對選定視野內的結合有信號分子的微粒進行計數(shù)；（5）根據(jù)步驟（3）和（4）所得計數(shù)結果確定信號分子的濃度。在此基礎上，本發(fā)明還提供了一種檢測目標分子的方法和裝置。本發(fā)明提供的方法和裝置能夠實現(xiàn)快速、簡便的檢測分子，特別是生物分子，且成本低廉，便于在科學研究、臨床診斷和防疫工作等多領域推廣。

技術領域

本發(fā)明屬于生物檢測領域。具體地，本發(fā)明涉及一種檢測分子的方法和裝置。

背景技術

在體外診斷產(chǎn)品（IVD）細分市場中，免疫診斷和分子診斷躋身前三甲。數(shù)字PCR的出現(xiàn)標志著分子診斷已經(jīng)率先進入數(shù)字時代，其開發(fā)與推廣處于快速發(fā)展階段。以免疫學理論和原理為基礎的免疫學檢驗在臨床疾病的預防、診斷、治療及預后評估中發(fā)揮著重要作用。以我國為例，2018年免疫診斷在IVD市場占比為35%（約200億人民幣）。免疫診斷經(jīng)過幾十年的發(fā)展，經(jīng)歷了放射免疫（RIA）、免疫膠體金技術、酶聯(lián)免疫分析技術（ELISA）、時間分辨熒光免疫分析技術（TRFIA）等。目前的主流技術為化學發(fā)光免疫分析技術（CLIA），約占70%的市場份額。但無論是雅培的吖啶酯發(fā)光或是羅氏的電化學發(fā)光都是利用發(fā)光反應，即通過對溶液整體發(fā)光強度的檢測實現(xiàn)定量分析，因此檢測靈敏度、動態(tài)范圍、所需樣本量等受到檢測原理和方法學上的限制，對于低豐度的神經(jīng)因子、癌癥因子、免疫因子、激素等多種疾病相關分子不能實現(xiàn)精確定量的檢測。數(shù)字化免疫診斷技術可從檢測原理上打破現(xiàn)有發(fā)光體系檢測靈敏度的瓶頸，它通過對單個免疫復合物分子的直接計數(shù)實現(xiàn)數(shù)字化定量檢測分析，可實現(xiàn)微量、高靈敏、高動態(tài)范圍檢測，有希望成為下一代免疫診斷技術，替代化學發(fā)光的核心地位。

數(shù)字化免疫檢測是通過免疫標記的方法捕獲待檢分子，進行熒光信號分子標記或酶聯(lián)標記，通過直接單分子熒光計數(shù)或間接單分子酶促反應放大實現(xiàn)單分子級別的檢測，前者需要系統(tǒng)有極高的光學檢測靈敏度，后者需要高效地獲得微滴或者微孔的微小反應空間（飛升~皮升），以防止反應產(chǎn)生的熒光底物擴散，最終實現(xiàn)數(shù)字化熒光信號的讀出。這兩種方法因為實現(xiàn)了免疫檢測的數(shù)字化，其檢測靈敏度遠超現(xiàn)有的化學發(fā)光技術平臺。國外具有先進性戰(zhàn)略眼光的企業(yè)與資本市場也已啟動了數(shù)字化檢測技術在免疫診斷市場的產(chǎn)業(yè)化布局。目前，國外已商品化的數(shù)字化檢測設備主要有美國Quanterix公司開發(fā)的SiMoA系統(tǒng)（微小空間內酶連信號放大），以及Merck公司正在推廣的SMCxPro系統(tǒng)（高靈敏度單分子檢測和計數(shù)）。這兩種技術都采用了與化學發(fā)光法相同的微粒捕獲和富集抗原的原理，以雙抗夾心法為例，它們都把微粒與捕獲抗體（Capture Antibody，CA）相連，抗原則通過不同的表位與CA和檢測抗體（Detection Antibody，DA）連接，形成附著在微粒上的免疫復合物（ImmunoComplex，IC），如圖1所示，最終通過DA與報告分子（Reporter，酶或熒光分子）的連接，以光學信號的形式實現(xiàn)IC的計數(shù)和濃度測定。IC形成并與報告分子相連后，這兩種技術通過不同的方式來實現(xiàn)數(shù)字化光學信號讀出，其中：