Simoa單分子免疫檢測技術(shù)原理、工作流程、技術(shù)優(yōu)勢

分子免疫陣列（single molecule array，Simoa）技術(shù)，是一種將單分子計(jì)數(shù)用于蛋白質(zhì)生物標(biāo)記物的檢測方法。該技術(shù)檢測限可達(dá)飛摩爾（fg/mL）數(shù)量級，是目前代表性的單分子免疫檢測技術(shù)。

圖1：Simoa分析儀構(gòu)造

技術(shù)原理

Simoa技術(shù)是基于微陣列芯片的單分子免疫檢測，是在毫米級芯片上雕刻（或澆筑）成千上萬個微米級微井，每個微井體積約 40 fl 左右，隨后將免疫復(fù)合物磁珠分配于微井中，再借助高分辨率熒光顯微鏡對熒光點(diǎn)進(jìn)行計(jì)數(shù)，依據(jù)泊松分布理論，計(jì)算同時(shí)含珠子與熒光產(chǎn)物孔的數(shù)量/含珠子孔總數(shù)的比值，以此確定測試樣品中的蛋白質(zhì)濃度。

圖2：SimoA 原理圖

Simoa工作流程

SiMoA通過磁珠酶聯(lián)免疫反應(yīng)與微孔陣列芯片的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)單分子蛋白檢測。其操作流程如下：

圖3：SimoA 工作流程圖

（1）利用表面標(biāo)記有捕獲抗體的磁珠捕獲樣品中的抗原；

（2）使用biotin標(biāo)記的檢測抗體對被捕獲的抗原進(jìn)行標(biāo)記；

（3）加入鏈霉親和素—半乳糖苷酶復(fù)合物，與檢測抗體上的biotin結(jié)合；

（4）將反應(yīng)洗凈后的磁珠與底物混合，加載到含有微孔陣列的檢測芯片中，利用磁場使磁珠落入與其尺寸匹配的微孔中（3μm左右），加入油相，使得微孔之間物理隔離；

（5）含有半乳糖苷酶的微孔由于酶分子催化底物產(chǎn)生熒光產(chǎn)物；

（6）對微孔陣列進(jìn)行熒光成像，通過對發(fā)出熒光信號的微孔個數(shù)對照標(biāo)準(zhǔn)曲線來實(shí)現(xiàn)定量檢測。

技術(shù)優(yōu)勢

1、靈敏度高

比傳統(tǒng)ELISA靈敏度提高1000倍以上；檢測下限達(dá)到fg/mL，實(shí)現(xiàn)了超低豐度蛋白的有效檢測和定量。

2、全自動化

試驗(yàn)過程不依賴操作人員，從而保證結(jié)果的重復(fù)性和精準(zhǔn)性。

3、多重檢測

同時(shí)完成多達(dá)10種目標(biāo)分子的檢測。

4、高精準(zhǔn)度

實(shí)驗(yàn)結(jié)果的批間變異系數(shù)（CVS）低于10%。

5、高線性范圍

檢測動態(tài)范圍>4個數(shù)量級。

6、自主研發(fā)

可根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康倪M(jìn)行方案開發(fā)和優(yōu)化，適合科研創(chuàng)新研究。

應(yīng)用領(lǐng)域

1、神經(jīng)性疾病的檢測

借助單分子免疫檢測技術(shù)的超高靈敏特性，可充分檢測出血液樣本中的生物標(biāo)志物水平 ，在神經(jīng)性退行性疾病的診斷中具有重要意義.

2、腫瘤檢測

用于腫瘤早期診斷及治療后的監(jiān)測。利用 SimoA 對前列腺特異性抗原(PSA)進(jìn)行檢測，2 zmol/L 的檢測靈敏度使得對前列腺癌的早期診斷成為可能，并且對于經(jīng)過放療或者切除前列腺的患者，能夠提前數(shù)月乃至數(shù)年發(fā)現(xiàn)腫瘤的復(fù)發(fā)，對于提升患者的生存率具有重要意義。

3、傳染性疾病檢測

目前主要集中在病原體自身標(biāo)志物及細(xì)胞因子。在針對 SARS-Cov-2檢測中，利用 SimoA 將血液中 N 蛋白的檢測靈敏度提高至RT-PCR 的檢測水平(1 zmol/L)，可作為核酸檢測的有效補(bǔ)充手段，對于感染的早期診斷及病情進(jìn)展監(jiān)測具有重要意義。