2020-04-22
快3官网 数字PCR技术发展史

【编者按】数字PCR技术行为新一代PCR技术,市场前景汜博,行使周围多多,临床需要清晰,由此受到国际巨头和国内新锐公司的青睐。现在整个数字PCR市场已进入成永远,资本关注度越来越高。但同质化以及是否具有中央技术仍需资本重点关注。

本文来源于智银医药,作者智银医药;经亿欧大健康编辑,供走业人士参考。

PCR技术自20世纪80年代问世以来,几经技术更迭,现在在感染性疾病、肿瘤、遗传病等医疗周围获得了普及行使。

第一代PCR技术在扩添后,始末凝胶电泳进走分析,仅可获得定性效果。直到20世纪90年代,陪同着生物荧光技术的发展,实时荧光定量PCR(Quantitative Real-time PCR, qPCR)答运而生,并成为核酸定量检测的主流技术,因袭至今。原由qPCR为大体积逆答体系,存在较多的背景作梗,无法获得绝对定量效果,随着检测请求的挑高,qPCR逐步无法已足临床一些超高智慧度、仔细度的检测请求。至20世纪末,Vogelstein 等挑出数字PCR( digitalPCR,dPCR) 的概念,将一个样本分足够稀释,分配到分别的逆答单元,每个单元包含少于或等于一个拷贝的现在的分子( DNA 模板) ,在每个逆答单元中进走单独、平走的PCR逆答分,扩添终结后对各个逆答单元的荧光信号进走统计学分析快3官网,以实现绝对定量及稀疏等位基因的检测。

数字PCR技术原理

dPCR逆答体系清淡包含两片面快3官网,即PCR扩添和荧光定量。

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与qPCR逆答体系分别快3官网,dPCR在扩添前需进走样本稀释,构建多个自力逆答单元,每个单元内包含一个或不含现在的扩添核酸。这一步预处理现在主要实现手段包括:基于液滴微流控的微滴数字PCR(droplet digital PCR, ddPCR)和基于芯片式微流控的微阵列芯片式PCR。现在在数字PCR市场处于领先地位的伯笑(Bio-Rad)公司采用的技术为微滴数字PCR。完善样品的逆答单元构建后,片面逆答单元包含了靶标分子(阳性),而其他不包含(阴性)。单个分子能够被扩添一百万倍或更多。在扩添期间,TaqMan化学试剂及染料标记探针可用于检测特定序列的靶标。当不存在任何靶标序列时,异国信号累积。PCR分析后,阴性逆答片段用于生成样品中靶标分子的绝对计数,而无需标准品或内标。

荧光定量分析时,分别于 qPCR对每个大体积逆答体系循环进走实时荧光测定,dPCR 技术在扩添终结后对每个逆答单元的荧光信号进走采集,末了按照泊松分布原理及阳性微滴的个数与比例得出靶分子的首首拷贝数或浓度。 

在临床实际行使中,常需对多个指标同时进走测定,以挑高效果,降矮成本。原由dPCR技术单个逆答腔仅包含一个或无现在的核酸,无法始末qPCR的多腔室扩添与多荧光通道结相符手段实现多现在的同时检测。现在dPCR多指标检测可始末增补多栽荧光染料,进走分别现在的物标记,多荧光通道检测,或采取单一荧光染料分别荧光强度的手段实现。

数字PCR市场简析

2010年国内分子诊断市场周围仅为10亿元旁边,随着技术的赓续挺进,分子诊断市场迅速添长,占整个体外诊断市场20%旁边。随着临床行使的赓续开拓,走业添速有看在较长时间内维持20%以上。

PCR2.jpg.jpg

PCR技术行为分子诊断的主要构成片面,占分子诊断周围近40%份额,据展望,吾国PCR市场在2021年将达53.4亿元,相符添速超13%。

现在数字PCR市场周围并不大,全球约1.5亿至2.5亿美元,占到实时定量荧光PCR市场总周围(约20亿美元)的10%,但添长趋势隐微,有看在技术成熟后与现在的荧光定量PCR中分江山,甚至逐步替代现有的二代PCR技术。

数字PCR竞争格局简析

国际巨头纷纷组织

1.伯笑(Bio-Rad)

不论是技术程度,照样市场份额,拥有二十多年PCR产品研发、生产经验的伯笑公司伯笑都是现在数字PCR市场领跑者。伯笑于2011年斥资1.62亿美元,完善QuantaLife公司的收购,正式进军数字PCR市场,随后推出QX100、QX200微滴式数字PCR体系以及最新的QX One集成液滴数字体系。同时伯笑于2017年收购液滴式数字PCR体系制造商RainDance Technologies,该公司中央技术可在短时间内生成数百万个皮升级的微液滴,可将伯笑原液滴数升迁250-500倍。两者的融相符进一步稳定了伯笑在数字PCR周围的领军地位。据最新财报表现,伯笑2019年实现出售收好超23亿美元,ddPCR添长强劲。

2.赛默飞(Thermo Fisher)

赛默飞于2013年斥资136亿美元,同时继承22亿美元债务,完善对Life Technologies的收购,随即推出QuantStudio™ 3D数字PCR体系。与伯笑的微滴式数字PCR分别,赛默飞的产品采用的是硅基材料纳升微孔板芯片技术,将样本均匀的分配至20000个单独的逆答孔中。

3.Stilla Technologies

Stilla Technologies行为一家成立于2013年的年轻法国公司,在2018年获得测序大亨Illumina 1600万欧的A轮投资。2016年,Stilla Technologies推出Naica crystal微滴数字PCR体系,旨在为特意从事分子生物学的钻研机构准确定量DNA突变。2019年发布高通量数字PCR体系-Naica HT,协调新式的Opal芯片,较Naica数字PCR体系的通量有效挑高四倍。同时,Stilla公司正在开发六色检测的数字PCR体系,进走多重现在的基因的数字PCR检测,现在该体系正在测试中,展望将于2020年或2021年上市。

4.凯杰

行为一家全球领先样品制备和分析技术,凯杰始末收购Formulatrix公司数字PCR技术,正式跨界数字PCR市场。凯杰计划将本身样本分析的先辈技术及自动化解决方案与数字PCR技术相结相符,完善新一代数字PCR体系的开发,并最先手持电池驱动的数字PCR体系研发。凯杰曾展望其产品将于2020年面世。

5.罗氏

罗氏在研的数字PCR体系,将有看实现卓异的多靶点同化检测,或将代外数字PCR革新向前推进了一大步。罗氏计划始末欧盟 CE/IVD 的认证,在临床进走商业化推广,并计划在美国获得上市前申请(510k)豁免认证,以进走出售。罗氏本次研发的新数字PCR仪面世或将成为Bio-Rad的液滴数字PCR仪的劲敌。

国内新锐频现

1.领航基因

领航基因致力于数字PCR产业链中游产品的研发、生产和出售,产品遮盖数字PCR技术有关的设备、芯片和体外诊断试剂等。

领航基因研发的iScanner24生物芯片浏览仪于2018年获得浙江省食品药品监督管理局医疗器械产品注册证,其新一代产品生物芯片浏览仪iScanner 5也于2019年获得浙江省药品监督管理局正式准许上市,iScanner 5实现了五色荧光通道同时采集信号,处于全球技术领先地位。同时样本制备仪也已取得医疗器械一类备案证。

领航基因将挑供数字PCR综相符终局方案,异日将向市场推出全自动数字PCR仪,以及肿瘤陪同诊断有关试剂盒和染色体拷贝数变态检测试剂盒等。

2.新羿生物

新羿生物(TargetingOne)成立于2015年,在数字PCR周围拥有从芯片、仪器、柔件到材料、试剂、耗材整体系研发能力。现在公司主要的产品包括:

①Drop Maker 样本制备仪:采用光、机、电一体化设计,配套具有自立知识产权的微流控芯片,能够将水相样本迅速制备成纳升体积的液滴。液滴数与样本体积有关,30微升样本可制备约5万个液滴。液滴尺寸均一,并可在PCR扩添后保持安详。

②Chip Reader 生物芯片分析仪采用光、机、电一体化设计,及激光共聚焦原理,配套有自立知识产权的微流控芯片,能够实在迅速地定位、识别纳升体积微液滴,获取其荧光信号值。经过泊松统计分析,挑供钻研者所需的阳性、阴性液滴数绝对数值,从而推算出首首靶标核酸分子的准确浓度。Chip Reader  生物芯片分析仪兼容Taqman水解探针和EVAGreen检测。

3.锐迅生物

苏州锐讯生物结相符微流控、光学、仔细仪器、电子工程学和生丧生学技术,自立研发分子诊断与基因检测周围的上游设备和耗材。自立研发的DropX-2000数字PCR体系能实现高度自动化单分子绝对定量,核酸分子单分子绝对定量智慧度达到0.001%或更高。同时产品采取专利平板扩添技术,协调极速升降温模块,最快2.5幼时完善检测。四荧光通道设计,声援FAM HEX/VIC ROX CY5,声援探针法与染料法。样本通量2-96样本/批,并可定制。

4.科维思生物

南京科维思生物科技股份有限公司竖立于2012年,一家凝神于肿瘤基因检测的仪器及试剂研发、生产企业。其生物阅片仪(含芯片)已获得江苏省食品药品监督管理局医疗器械产品注册证。同时基于数字PCR的平台,已研发出HER2, PIK3CA, ESRI, EGFR, MET, ALK, KRAS, HRAS, BRAF, TP53 10个基因共计59个分别突变的检测产品。

5.达普生物

 达普生物(ThunderBio Innovation Limited)成立于 2018 年,由多位海归博士、企业家、管理团队以及香港科技大学,英国帝国理工等技术团队共同竖立。其产品液滴产生仪,可同时处理32个样本,液滴芯片生成仅需两分钟,可实现一键自动化操作。另一主要产品生物芯片浏览仪,为盛开试剂平台,FAM\CY5双通道荧光检测,4万液滴,检测仅需20秒。

6.其它

除上述企业外,国内数字PCR的玩家还包括泛生子、诺禾致源、幼海龟、卡尤迪、永诺生物等。

总结

数字PCR技术行为新一代PCR技术,市场前景汜博,行使周围多多,临床需要清晰,由此受到国际巨头和国内新锐公司的青睐。现在整个数字PCR市场已进入成永远,资本关注度越来越高。但同质化以及是否具有中央技术仍需资本重点关注。

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