Simoa® 單分子蛋白檢測技術簡介

蛋白質是生命的物質基礎，也是生命活動的主要承擔者。它在人體的疾病與健康中扮演著重要的角色，也是細胞內的真正功能單位。基于對蛋白組學的了解，目前2萬個基因編碼了人體內超過10萬個蛋白，其中有1萬多蛋白分泌到外周血中。這些蛋白與疾病的發生和進展，特別是后天環境因素對疾病的影響有著很強的關聯，我們需要便利和有效的方法去發現、檢測和追蹤這些關鍵蛋白的表達和變化。然后，基于現有的免疫學檢測手段靈敏度的限制，目前只能檢測人體外周血中1300多個蛋白表達，還有80%的蛋白猶如水面下的冰山無法檢測到! 因此，市場需要一個靈敏度更高和易操作的技術平臺幫助檢測這些表達豐度較低的蛋白標志物，從而實現疾病的早期檢測、進展追蹤、機理研究和用藥后療效檢測。

Simoa® 單分子蛋白檢測技術原理

Simoa®技術是一項基于磁珠的實驗技術，磁珠直徑為2.7µm，在磁珠表面，捕獲抗體會通過化學反應偶聯到磁珠上。每個磁珠表面有約250000個結合位點用于和捕獲抗體結合。結合了抗體的磁珠會和目的抗原結合，然后加入生物素標記的檢測抗體，形成雙抗夾心的免疫復合物。生物素標記的檢測抗體會進一步和親和素標記的酶結合，Simoa®使用的是β半乳糖甘酶。此時，如果樣本中含有目標抗原，則磁珠會帶有酶標記，而不含有目的抗原的磁珠則保持無標記物。接下來，系統會洗滌磁珠以除去任何非特異性結合的蛋白質。然后加入酶反應底物，Simoa®技術的真正關鍵之處就在于此時含有免疫復合物的磁珠轉移到Simoa®光盤上，每個光盤有24個芯片(Array)，而單個Array表面有239000個小孔(well)，每個小孔的直徑是4.25µm，剛好一個磁珠落入一個小孔，小孔的反應體系是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（不易信號擴散和交叉反應）。由于50fl的反應體系極小，比傳統100µl的體系小了20億倍，此時即使一個的目的蛋白分子催化底物可以產生約3000個熒光分子，被儀器的CCD攝像頭捕獲并進行數字化成像分析。所以Simoa®僅需要一個蛋白分子就可以達到檢測底限，幾乎沒有信號的稀釋（Di-usion defeated），實現單分子的檢測。

Simoa® 單分子蛋白檢測技術與傳統ELISA的區別