量准纳米光学芯片技术突破高端药物筛选设备限制

新型蛋白分子互作等离子光学传感芯片设备问世，使得高端药物分子检测设备价格降低十倍成为可能。

近日，由量准(上海)实业有限公司(以下简称“量准”)独家引进美国最新纳米光学芯片科技知识产权，结合自主研发的传感器设计和纳米制造专利技术，并且联合华中科技大学生科院，同济医学院附属协和医院，武汉光电工业技术研究院，江苏省产业技术研究院智能传感技术研究所等国内产、学、研、医行业多家单位共同参与研发，推出一款基于新型纳米等离子光学传感器(Nanoplasmonic Sensor)芯片的微孔板产品及相应的无标记生物分子互作读取设备，使得我国生物化学药物分子动力学常数测定能力有了质的飞跃，完全突破了价格在200万元人民币以上的国外进口高端SPR(表面等离子共振)分子互作检测仪器的长期垄断，在实现产品价格降低十倍的同时实现灵敏度等性能指标上的超越，助力中国乃至全球生物医药研发产业的发展。

图a 图b

▲用微板孔中纳米等离子体传感器芯片检测血清中的CPR

(a)通过量准纳米传感器芯片和协和医院检验科设备同时对多份血清样本进行CPR定量检测

(b)由量准公司多功能蛋白分子互作检测仪测定的抗原抗体动态结合曲线

▲XLEMENT StarGate SPR100

(多功能蛋白分子互作检测仪)

纳米等离子光学共振是由介电材料所包围金属超材料纳米结构中的电子气体集体振荡产生的光学现象，与传统SPR相比，新型纳米等离子光学芯片不需要光学耦合器件配合激发且具有更高的表面积与体积比，借助这种传感器芯片后甚至仅用常规的低价酶标仪设备就能完成以前几百万元高端SPR分子互相作用检测设备才能完成的生物分子之间的动力学常数测定。量准联合研发团队应用以纳米等离子光学传感芯片为基底的96孔板产品结合定制酶标仪设备的分子互作动力学参数测定平台，以C-反应蛋白(CRP)与CRP抗体体系为例来验证该系统的有效性。实验结果表明目前该系统对无标记CRP抗原抗体结合动态检测极限为50ng/ml，远低于血液中CRP的含量(正常人血液CRP含量为1至3 μg/ml)，并且与国外进口高端SPR生物检测设备所得动力曲线趋势近乎相同，通过拟合计算求得的动力学参数值与通过其他医学研究文献报道的采用进口高端设备测得的动力学参数值保持一致，充分验证了该系统对生物分子之间的动力学常数的测定的有效性。该系统有着无需标记、受背景影响小、高通量、适用浓度范围广和能够同时定量测量动态曲线和反应终点的优点。除了检测抗体和小分子药物与靶标蛋白动态互作之外，该系统还成功在医院临床应用于血液中CRP的无标记浓度定量测定，通过该系统测定的CRP浓度与医院中通过常规乳胶凝集(latex agglutination)方法测定的值相关性好。

▲XLEMENT 新型纳米等离子光学传感器(Nanoplasmonic Sensor)芯片

相关技术和产品研发成果以“Protein binding kinetics quantification via coupled plasmonic-photonic resonance nanosensors in generic microplate reader”为题发表在期刊《Biosensors and Bioelectronics》上。《Biosensors and Bioelectronics》为国际工程科技类尤其是传感器工程领域顶级期刊，中科院SCI期刊分区一区，最新影响因子为9.5，位于 ESI 前10%。论文共同第一作者及该项技术产品的负责人是量准青年科学家胡文君博士，他博士阶段师从于2018年诺贝尔医学奖得主，癌症免疫研究领域的世界级大师日本京都大学本庶佑教授，毕业回国后进行新型免疫检测和药物筛选技术产品的研发。

▲胡文君(量准科学家、京都大学医学博士)

随着生命科学及药物研发的需求深度推进，量准的生物分子互作及动力学常数测定产品在药物靶点筛选，抗体筛选优化，药物活性测定及机理分析，肿瘤、病原微生物的基础医学及食品安全评价等领域有着广泛运用前景。量准核心创始人及技术发明人刘钢教授，是NanoSPR传感器领域的领袖专家，曾任美国伊利诺伊州大学香槟分校电子工程与计算机系纳米传感器中心主任，美国医学生物工程院AIMBE Fellow。

▲Vodafone基金无线医疗创新大奖(前排左起第2位为核心创始人及技术发明人刘钢教授)

量准从创立伊始便致力于为医疗机构和消费者提供全方位智慧医学检测产品和方案，多年来联合中美多所顶级学府和研究单位自主研发专业技术和产品，目前已拥有数十项国家和国际专利，全球首款唾液提示智慧优孕设备“佑蜜”正帮助更多女性科学地了解自己的身体，找到自己的优孕时刻，孕育健康聪明的宝宝。量准脚步从未停歇，正以不断推出最前沿的的生物医学传感产品造福社会和众多家庭践行自身使命。

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