生物技术创新创业分享 http://blog.sciencenet.cn/u/SNPs 美国HudsonAlpha研究院的研究员。做分子鉴别诊断平台技术的开发和免疫组库基础科研。

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生物芯片技术的局限性 精选

已有 16001 次阅读 2013-6-5 23:36 |个人分类:多重PCR技术|系统分类:科研笔记| 技术, 局限性

最近,一个新加坡公司主动找上门来和我们商讨合作。这家公司的核心技术是生物芯片,lab-on-chip. 也开发出了不少产品,包括呼吸道病原体,结核,流感等。我去研究了一下有关材料(poster, 论文), 发现和我们iCubate技术平台比有很多相似的地方,但是他们的技术有如下局限:

(1)没有独特的多重PCR技术。我一向认为,诊断的核心问题是信噪比的问题,而扩大信噪比的关键是信号扩增技术。不然,再好的检测技术也没有办法区分信号和背景。我们iCubate技术的关键不是硬件,而是多重PCR这个“软”技术。

(2)没有整合核酸提取步骤。芯片的特点就是把实验室“微型化”,可是标本并不能同比例缩小,所以如何解决临床标本的问题也是一个关键。毫升级的标本,微升级的反应,这个矛盾如何处理?我们的iCubate技术平台做直接在卡盒里面做核酸提取。

(3)没有建立封闭实验体系。扩增反应后的杂交,清洗,干燥等芯片处理步骤都是开放于实验室环境下的。PCR反应的设立也是开放的。这样就容易导致扩增产物污染实验室环境和设备,给出假阳性结果或者高背景。我们的iCubate技术平台是全封闭的,用户不设立PCR反应,没有污染机会,扩增产物也不暴露于环境,控制了污染源。

(4)CCD像机检测敏感性,敏感区,定量能力都不如激光技术。我们iCubate技术平台使用的是激光和光电倍增管技术。

(5)探针捕获使用基因特异性探针,生产成本高,研发周期长,批量生产质量控制难度大,价格贵。我们iCubate技术平台使用的是universal array, 解决了这些不足。Universal Array的另外一个好处就是使开放平台(商业平台)成为可能,让大家都来开发自己的产品,保留自己的知识产权,借用技术平台开拓产业化空间。

这个技术和Luminex技术及国内的博奥生物很相像,都是点阵检测,lab-on-chip. 他们的技术重点是核酸多重检测这一步,而分子诊断需要标本处理,信号扩增,和核酸检测三个主要步骤。所以在研究解决方案的时候一定要综合考虑。测序也好,芯片杂交也好,都是检测技术,做得再好,也不能从根本上解决标本处理和信号扩增等上游问题。

我和程京相识多年,也是好朋友。这里谈的都是大家知道的技术问题。程京他们在生物芯片方面做了大量工作,成绩是非常值得肯定的。不过,每个技术都有局限,都会成为再次创新的起点。我相信,我们iCubate的技术也会成为下一轮创新的起点。这是一个永远不变的规律。我们不能把技术的局限和人联系起来,评论技术不等于评论人。我这样对待他人,也希望他人这样对待我。

另外,我发现很多生物技术公司(包括这家新加坡公司)都在给第三世界开发分子诊断产品,而且前提都是实验条件差,没有电源,恒温设备(等温扩增技术)等等。好像那些第三世界国家和地区永远会停留在原始社会一样。有些问题(电源,实验室条件)是社会问题,经济问题。即使技术能够帮助解决一些,并不是技术范畴的问题。所以我们在做技术开发的时候要动态地看,不要把一个本来不是很复杂的问题复杂化了。当然,把价格降低也是一个永恒的规律。不过,这不是我的重点,但是在研发的第一天也都有考虑这些问题。价格,永远和市场量有关,量上去了,价格自然就下来了。而如何快速达到量化市场?这才是真正的问题。好用,有用的东西才能迅速得到推广,而不好用,没有用的东西,价格再便宜也难迅速占领市场。

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