突破性分子原料 在超灵敏 POC 检测中的应用
许锋 北京迈迪安生物商务经理
北京迈迪安生物科技
内容概括
• 分子 检测概况及市场 • 迈迪安优质原料解决分子 主要需求 快速检测 性能灵敏 常温稳定 • 迈迪安分子原料在 中的应用举例 • 迈迪安分子原料的性能分析 • 总结
分子 POCT 检测概况
传统分子体外诊断 (IVD ）检测通常是集中检测
POC 即时检测通常使用在以下情况中 : • 时间紧急的条件下 – 如：紧急分诊，追溯感染源，心脏病检测，肿瘤检测
• 实验室距离较远的条件下 – 医生诊所，紧急护理场所 • 实验设备不完善的场所 - 军事基地，发展中国家，基层社区
POC 检测的优势： • 提供适当和及时的治疗（用于预防和保护） • 提高临床结果 • 大幅度减少医疗保健支出
全球 POC 诊断市场增长
• 全球 PCT 市场预计在 2025 年会达到 $506 亿美元 年均复合增长率 CAGR 达到 11.4% • 亚太是 POCT 诊断市场发展最快速的地区 其中中国和印度是主要增长热点区 • 驱动 POCT 市场快速增长的主要因素包括 : • POC 设备技术的进步
• 传染病发病率上升 • 重点企业投资增加 • COVID 新冠疫情影响
分子 POC 的发展
最新进展 :
• 基因测序
• 微流体检测 ( 只需少量样本 )
• 小型化 ( 便携度更高 )
这些推动了分子 POC 市场的快速扩张。
在 COVID-19 疫情之前，随着全球人口老龄化，肿瘤 和传染性疾病的 POC 检测已经经历了最广泛的发展。
分子 POC 检测种类
• 基因测序， 分析和解读依然存在潜在问题
• 杂交，便宜，但是很难实现准确性
• 微阵列，具有平行高通量检测能力，需要高技术人员操作，高成本耗时长
• 核酸检测，（荧光定量 qPCR 和环介导等温扩增 LAMP ）
qPCR 检测因其高灵敏度、高特异性和定量方法简单，是目前发展最快的分子 POC 检测方法，而 LAMP 以其低成本的恒温扩增优势开始收到追捧。
LAMP vs qPCR (TaqMan-Based)
LAMP
qPCR
热循环
等温反应 (60°C to 65°C)
高特异性 4 个引物识别 6 个区域，环引物增加两个 识别区域
使用探针可增高特异性
需要专门的 qPCR 设备
设备简单，不需要额外昂贵的设备
对反应中的抑制物比较敏感
对样本中的抑制物有抗抑性
针对靶标不同反应程序需要优化
反应步骤简单（等温扩增后， 80°C 2min 终止反应）
只需要 2 个引物
需要 4-6 个引物
反应时间依赖于设备的升降温速度，一般长于 30min
反应时间 15min to 60min ，添加环状引物可节约 1/2 时间
可用多重检测
多重检测难度大
ASSURED 标准（世卫组织）
可负担性（成本低）
•
灵敏度高
•
特异性高
•
方便使用
•
快速（ 分钟出结果）
•
便携性
•
即时性
•
样本出结果时间更快
反应成本更低
交叉污染更低
直接扩增 : 技术挑战
➢ 血红素
➢ 胆盐 ➢ 多糖 ➢ 运输保存液
➢ 抗体 ➢ 粘液 ➢ 黏蛋白 ➢ 运输保存液
➢ 电解质 ➢ 外来物质 ➢ 运输保存液
➢ 尿素 ➢ 电解质
➢
➢ 血红蛋白 ➢ 乳铁蛋白 ➢ 抗凝剂
专门为这些不同样本中存在的抑制物优化的化学配方
更快的操作流程
直接扩增 减少反应步骤
反应更快速
•
成本更低
•
交叉污染更低
•
常温稳定 可冻干 可风干
样本出结果时间更快
降低冷链储运成本
反应成本更低
兼容各种 微流控平台
交叉污染更低
分子诊断常温化趋势
海关
运输
包装
低温储运 稳定性差 操作繁琐
如遇海关扣检，存储温度 变化导致试剂性能降低
液体试剂
需要与冷却剂一起包装
冷链运输
干燥试剂
可直接包装
常规运输
性能不受温度波动的影响
干燥试剂的优势
液体 干燥
POCT 理想选择
* *** * *** * *** * ***
灵敏度
可以加入更多的样本 更长的室温保质期 可常温运输，产品性能稳定，降低冷链成本 操作更简便 ，即时活化，加入样本即可，降低错配风险
存储
运输
操作
分子诊断试剂 - 干燥体系
冻干
干燥
风干
液体
球状，粉状，块状
•
胶状
•
2 个步骤
•
1 个步骤
❄
•
专业冻干仪器
•
普通烘箱
•
控制环境相对空气湿度
•
可在常规环境空气湿度操作
•
在毫秒内重新水化
•
在秒内重新水化
•
冻干
风干
✔ 可见的粉状或饼 状结构 ✔ 快速复溶 ✔ 可以大规模冻干
✘ 需要专业设 备或第三 方服务 ✘ 操作流程长
✔ 操作流程快速简单 ✔ 普通干燥箱 ✔ 更便宜
✘ 不适应用于干燥 大体积液体 ✘ 复溶时间相对冻 干长一点
干燥
冷链储运成本 微型化 常温稳定 可冻干 可风干
样本出结果时间更快
反应成本更低
交叉污染更低
干燥后毫秒内复溶
更高灵敏度
适用
更高特异性
针对 POCT 扩增体系的优化方案
样本
血液 唾液 尿液 粪便
优化 是一个复杂的多因素过程 耗时
检测平台
其他硬件 反应体积 加温速度 检测能力
特异性
酶
流程
减少优化参数 加速流程 缩短优化时间
聚合酶 逆转录酶
样本处理步骤 反应循环步骤
反应形式 冻干 风干 液体
迈迪安加速 MDx 检测开发的解决方案
样本
血液 唾液 尿液 粪便
预优化的配方
样本类型
▪
检测平台
其他硬件 反应体积 加温速度 检测能力
检测技术： qPCR/LAMP
▪
灵敏度 （ ） 特异性 速度
▪ 含有所有必须成分的即用型预混液 ( 包括酶 , dNTPs)
反应形式 ( 冻干，风干 )
▪
酶 聚合酶 逆转录酶
流程
缓冲液
样本处理步骤 反应循环步骤
增强剂
酶
pH
反应形式 冻干 风干 液体
盐
优化的配 方
稳定剂
dNTP/Mg
Fast Track Your R&D
提高 R&D 效率，减少研发时间
抗抑性预混液含有开发检测需要的全部组分 : 酶、缓冲液、赋形剂、核苷酸、 Mg 离子
仅需添加：引物 & 探针
直接检测粗裂解液 （免核酸提取）
适用于多重、快速检测 & POCT
直接检测 超级灵敏扩增
检测靶标 反应形式
血液 唾液 粪便 尿液 植物
液体 冻干 风干
POCT 举例…
迈迪安提供的创新解决方案
➢ 快速、特异的 LAMP 预混液配方 （ TTR 更提前， NTC 延迟）
▪ DNA 检测 ▪ RNA 检测
➢ 为不同样本类型优化的 LAMP 预混液配方 （血液、尿液、唾液、粪便…） ▪ 免核酸提取直接快速扩增 ▪ 对提取的核酸中存在的抑制物残留有更高耐受性
➢ 可兼容冻干的 LAMP 预混液配方
➢ 可兼容各种 POC 仪器的配方 ▪ 不同形式，不同浓度 ▪ 可定制，可冻干
➢ 商业大规模生产（预混液，单组分酶…）
®
qPCR based Molecular Solution
人体胃肠道疾病 （ C.diff ）
特定样本类型 分子预混液
儿科疾病 （ B 族链球菌）
人体呼吸道疾病 （新冠， A 族链球菌）
其他（耐药肠杆菌 科细菌，肠杆菌）
推动 POCT 开发
研发速度更快
反应速度更快
减少冷链储运
最优异的性能
®
LAMP based Molecular Solution
特定样本类型 分子预混液
人体胃肠道疾病 （ C.diff ）
儿科疾病、 （ CMV,B 族链球菌）
人体呼吸道疾病 （支原体，百日咳， A 族链球菌）
性病（ HSV 1&2 ）
推动 POCT 开发
研发速度更快
反应速度更快
减少冷链储运
最优异的性能
最优异的性能
举例…
冻干后扩增性能
DNA
RNA
液体 冻干
液体 冻干
迈迪安的可冻干 RT-qPCR 预混液 MDX024 在冻干后保留了 100% 的活性
多重扩增性能
多重病毒 DNA-RNA 扩增
Adenovirus RSV Rotavirus A Genomic
对抑制物耐受性
已被用于认证的新冠检测中， 唾液样本的直扩
对 2% 全血的耐受性
使用 可冻干一步法 RT-qPCR 预混液 MDX024 和对比 试剂， 从小鼠 2 ％全血样本 中直接扩增检测 γ -actin 。
结果 显示可冻干一步法 RT-qPCR 预混液 能够从困难 的样品如血液中扩增，而 对比 试剂 则 扩增 失败，即使 在模板 RNA 的浓度较高的情况下。
冻干后稳定性
冻干后扩增性能——客户数据
扫码申请 样品
迈迪安加速分子 POC 检测开发的优质原料
抗抑性预混液含有开发检测需要的全部组分 : 酶、缓冲液、赋形剂、核苷酸、 Mg 离子
仅需添加：引物 & 探针
直接检测粗裂解液 （免核酸提取）
适用于多重、快速检测 & POCT
直接检测 超级灵敏扩增
检测靶标 反应形式
血液 唾液 粪便 尿液 植物
液体 冻干 风干
更快速的血液检测
传染性疾病检测
肿瘤 癌症检测
性传染病
败血症 大肠杆菌，金黄色葡萄球菌，肺炎 链球菌
热带传染病 疟疾，寨卡，登革热 …
基因分型 血液中循环的核酸 治疗指导 治疗监测
其他类
更快速的血液检测
败血症
e.g., 使用 Lyo-Ready ™ 可冻干血液直扩 qPCR 预混液 (MDX122) 检测血液中的金黄色葡萄球菌
检测 20% 血浆中金黄色葡萄球菌的灵敏度
10,000 copies
10,000 copies
1000 copies
1000 copies
100 copies
100 copies
10 copies
10 copies
1 copy
1 copy
液体 MDX122; 冻干 MDX122 ; KAPA Probe Force qPCR kit
在抑制物存在的情况下灵敏度更高
检测低至 1 拷贝 DNA
更快速的血液检测
使用 Air-Dryable ™ 可风干血液直扩 qPCR 预混液 (MDX092) 对 10% 血液的直接 SNP 检测
更快速的血液检测
肿瘤检测
e.g., 使用 Lyo-Ready ™ 可冻干血液直扩 RT-qPCR 预混液 (MDX123) 检测血液中的 MALAT-1
检测 10% 血浆 中 MALAT-1 (lncRNA) 的灵敏度
10,000 copies
1000 copies
10,000 copies
10,000 copies
100 copies
1000 copies
1000 copies
10 copies
100 & 10 copies
100 & 10 copies
冻干 MDX123 & UltraPlex® 1-Step ToughMix
冻干 MDX123 & TaqPath ™ 1-Step Multiplex Master Mix
冻干 MDX123
MALAT-1: Metastasis Associated Lung Adenocarcinoma Transcript 1
比对比试剂灵敏度高出 100 倍
更快速的血液检测
快速循环条件下依然保持灵敏扩增
e.g., 使用 Lyo-Ready ™ 可冻干血液直扩 qPCR/RT-qPCR 预混液 (MDX122/123)
检测 5% EDTA 血液 中 2 种哺乳动物 DNA &RNA
标准循环 ： 3 分钟 @ 95 ℃ , 10 秒 @ 95 ℃ +25 秒 @ 60 ℃ ， 40 个循环
快速循环 ： 3 分钟 @ 95 ° C, 1 秒 @ 95 ℃ +1 秒 @60 ℃ ， 40 个循环
RT-qPCR 反应中，逆转录步骤为 10 分钟
*ABI QuantStudio TM 7 Flex Real-Time PCR 扩增仪
更快速的血液检测
热带传染病
Lyo-Ready ™ 可冻干血液直扩 RT-LAMP 预混液 (MDX125)
对血液中不同靶标的等温扩增
Zika
NTC
WNV
NTC
Dengue NTC
冻干 MDX125; Superscript IV RT-LAMP Mix; WarmStart LAMP kit (DNA&RNA)
反应起峰时间（ TTR ），特异性更高
更快速的唾液检测
呼吸道疾病
病毒 SARS-CoV2, RSV, Flu A, Flu B, Adenovirus
细菌 流感嗜血杆菌 肺炎链球菌 结核分枝杆菌
更快速的唾液检测
呼吸道感染
e.g., 使用 Air-Dryable ™ 可风干唾液直扩 RT-qPCR 预混液 (MDX131) 检测 FluA/MERS-Cov/RSV (panel)
50% 人体唾液中的三重扩增
Influenza A
MERS- CoV
RSV
风干 MDX131; TaqPath ™ 1-Step Multiplex Master Mix; UltraPlex® 1-Step ToughMix
直接对唾液中靶标的多重扩增能力更强
更快速的唾液检测
呼吸道感染 e.g., 使用 Lyo-Ready ™ 可冻干唾液直扩 RT-qPCR 预混液 (MDX133) 检测 FluA/MERS-Cov/RSV (panel)
50% 痰液拭子 UTM 三重扩增
RSV
Influenza A
MERS- CoV
冻干 MDX133; TaqPath ™ 1-Step Multiplex Master Mix; UltraPlex® 1-Step ToughMix
直接对痰液 / 唾液 /UTM 中的靶标直接多重扩增能力更强
更快速的唾液检测
呼吸道感染 - 客供数据 e.g., 使用 Air-Dyable ™ 可风干唾液直扩 RT-qPCR 预混液 (MDX131) 检测唾液样本中的 FluB
标准循环
10 分钟 3 分钟
55°C 95°C 95°C 60°C 95°C 60°C 55°C 95°C 95°C 60°C 95°C 60°C
10 秒 60 秒 10 秒 30 秒
5 cycles
标准循环：逆转录 55 ° C x 10 分钟， 95 ° C x 3 分钟，（ 95 ° C x 10 秒， 60 ° C x 60 秒） x 5 个循环，（ 95 ° C x 10 秒， 60 ° C x 30 秒） x 40 个循环）。快速循环：逆转录 55 ° C x 5 分钟， 95 ° C x 1 分钟， （ 95 ° C x 1 秒， 60 ° C x 15 秒） x 5 个循环，（ 95 ° C x 1 秒， 60 ° C x 15 秒） x 38 个循环
40 cycles
快速循环
5 分钟 1 分钟
1 秒
5 cycles
15 秒
1 秒
38 cycles
15 秒
风干 MDX131| 液体 MDX131| 对比试剂
唾液直扩预混液对提取的 RNA 比普通 qPCR 预混液有更强的抗抑性，灵敏度更高 快速循环下依然有灵敏扩增
更快速的唾液检测
呼吸道感染 e.g., 使用 Lyo-Ready ™ 可冻干唾液直扩 LAMP/RT-LAMP 预混液 (MDX134 & MDX135) 检测腺病毒和 RSV
在不同抑制物存在情况下的等温扩增
RSV (RNA) RSV( RNA )
Adenovirus ( DNA )
MDX135
MDX13 4
Meridian vs NEB WarmStart LAMP kit
直接从样本获得检测结果的时间缩短了一半
更快速的粪便检测
胃肠道疾病检测
细菌 沙门氏菌，大肠杆菌， 艰难梭菌，幽门螺旋杆菌…
病毒 诺如病毒，腺病毒 星状病毒，轮状病毒
诺如病毒是美国食源性疾病的主要原因 (58%)
更快速的粪便检测
肠胃炎
e.g., 使用 Lyo-Ready ™ 可冻干粪便直扩 qPCR 预混液 (MDX142) 对胃肠道病原体的检测
6.6 mg/mL 人体粪便的三重扩增
Escherichia coli O157:H7
Salmonella typhimurium
Campylobacter jejuni
冻干 MDX142; TaqPath ™ proAmp Multiplex Master Mix; PerfeCTa qPCR ToughMix; KAPA Probe Force qPCR kit
直接从粪便样本中检测多重靶标
更快速的粪便检测
肠胃炎
e.g., 使用 Lyo-Ready ™ 可冻干粪便直扩 LAMP 预混液 (MDX144) 对胃肠道病原体的检测
MDX144 Superscript IV RT-LAMP Mix WarmStart LAMP kit (DNA&RNA)
可以在 20 分钟内直接从粪便样本中检测胃肠道疾病病原体
更快速的尿液检测
尿道感染 白色念珠菌，大肠杆菌，变形杆菌， 肺炎克雷伯菌
性病 STDs 疱疹 , 淋病 , 苍白奈瑟菌 , 衣原体
热带传染病 疟疾，登革热，基孔肯雅热， 黄热病
液体活检 膀胱癌的 mRNA 标记物
更快速的尿液检测
性传染病
e.g., 使用 Lyo-Ready ™ 可冻干尿液直扩 LAMP 预混液对 (MDX154) 性病的检测
20-30% 人体尿液的等温扩增
N. gonorrhoea + 30% Urine
T. vaginalis + 20% Urine
HSV1 + 30% Urine
冻干 MDX154 ; Superscript IV RT-LAMP Mix; WarmStart LAMP kit (DNA&RNA)
检测低至 1 个拷贝 DNA
直接从尿液中检测 STD/UTI 目标的最快方法
更快速的尿液检测
膀胱癌 e.g., 使用 Air-Dryable ™ 可风干尿液直扩 RT-qPCR 预混液 (MDX151) 检测 mRNA 标记物 (CDC2, IGFBP5, MDK)
10% 人体尿液的三重扩增
IGFBP5
MDK
CDC2
风干 MDX151; UltraPlex® 1-step ToughMix
从尿液中直接检测癌症标志物的灵敏度更高
更快速的尿液检测
热带传染病 e.g., 使用 Lyo-Ready ™ 可冻干尿液直扩 RT-qPCR 预混液 (MDX153) 检测热带疾病病原体
20% 人体尿液四重扩增
Zika (RNA)
T. pallidum Dengue (RNA)
P. malariae (DNA)
Chikungunya (RNA)
Lyophilized MDX153TaqPath ™ 1-Step Multiplex Master Mix UltraPlex® 1-step ToughMix Reliance One-Step Multiplex RT-qPCR Supermix ™
检测多种热带病目标的最快方法
检测低至 < 10 拷贝 / 反应
REAGENTS FOR MOLECULAR DIAGNOSTICS 迈迪安分子原料全面助力 POCT 开发
即用型预混液
核心组分
特定样本类型 SPECIMEN SPECFIC
热稳定逆转录酶
无甘油 Taq 聚合酶
无甘油 Bst LAMP
T7 RNA 聚合酶 NASBA
RNaseH NASBA
抗抑性免提取
冻干 风干
核苷酸
提取质控
LAMP
PCR
冻干微球 -POCT 平台的理想选择
迈迪安 冻干服务
总结
支持开发 POC 检测 :
1.
更快速
2.
性能更优异
3.
成本更低
INNOVATION BREAKTHROUGH
优势
研发速度更快
反应速度更快
减少冷链储运
最优异的性能
适用于 POCT
北京迈迪安生物科技
扫码申请 样品
# A6-1713
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