Simoa®课堂系列 ① | Simoa®单分子蛋白检测技术

Simoa® 单分子蛋白检测技术简介

蛋白质是生命的物质基础，也是生命活动的主要承担者。它在人体的疾病与健康中扮演着重要的角色，也是细胞内的真正功能单位。基于对蛋白组学的了解，目前2万个基因编码了人体内超过10万个蛋白，其中有1万多蛋白分泌到外周血中。这些蛋白与疾病的发生和进展，特别是后天环境因素对疾病的影响有着很强的关联，我们需要便利和有效的方法去发现、检测和追踪这些关键蛋白的表达和变化。然后，基于现有的免疫学检测手段灵敏度的限制，目前只能检测人体外周血中1300多个蛋白表达，还有80%的蛋白犹如水面下的冰山无法检测到! 因此，市场需要一个灵敏度更高和易操作的技术平台帮助检测这些表达丰度较低的蛋白标志物，从而实现疾病的早期检测、进展追踪、机理研究和用药后疗效检测。

Simoa® 单分子蛋白检测技术原理

Simoa®技术是一项基于磁珠的实验技术，磁珠直径为2.7µm，在磁珠表面，捕获抗体会通过化学反应偶联到磁珠上。每个磁珠表面有约250000个结合位点用于和捕获抗体结合。结合了抗体的磁珠会和目的抗原结合，然后加入生物素标记的检测抗体，形成双抗夹心的免疫复合物。生物素标记的检测抗体会进一步和亲和素标记的酶结合，Simoa®使用的是β半乳糖甘酶。此时，如果样本中含有目标抗原，则磁珠会带有酶标记，而不含有目的抗原的磁珠则保持无标记物。接下来，系统会洗涤磁珠以除去任何非特异性结合的蛋白质。然后加入酶反应底物，Simoa®技术的真正关键之处就在于此时含有免疫复合物的磁珠转移到Simoa®光盘上，每个光盘有24个芯片(Array)，而单个Array表面有239000个小孔(well)，每个小孔的直径是4.25µm，刚好一个磁珠落入一个小孔，小孔的反应体系是50飞升，基于磁力的作用磁珠会迅速沉入小孔中，然后系统会在Array表面推一层油，通过这一层油一方面将部分多余的磁珠去除，另一方面将荧光信号很好地密封在小孔中（不易信号扩散和交叉反应）。由于50fl的反应体系极小，比传统100µl的体系小了20亿倍，此时即使一个的目的蛋白分子催化底物可以产生约3000个荧光分子，被仪器的CCD摄像头捕获并进行数字化成像分析。所以Simoa®仅需要一个蛋白分子就可以达到检测底限，几乎没有信号的稀释（Di­usion defeated），实现单分子的检测。

Simoa® 单分子蛋白检测技术与传统ELISA的区别