資訊信息

需求:熒光素的優化
發布時間: 2015-12-04    瀏覽次數:13030次

一、企業基本情況

聯 系 人

呂軍英

職    務

科技項目主管

電    話

0574-87972799-832

手    機

18868903542

E - mail

[email protected]

所屬縣市區

寧波市高新區

企業情況簡介

公司2011年8月成立,主營核酸(基因)分析、分子診斷類產品的研發、生產、銷售及應用服務。

公司引進了在海外具有豐富的分子生物研發經驗的技術人才,如已被評為浙江省“千人計劃”創新人才吳勇博士,享受國務院特殊津貼的張茲鈞先生,在海外具有近20年分子生物研究開發經驗的醫學博士南麗,在海外具有近20年從事生物信息學分析的專家羅勇博士。截止至2015年6月底,在本公司工作成員73人,其中博士6人,碩士研究生14人,本科生43人。團隊中研發人員有32人,包括博士4人,碩士8人,本科生20人。

公司已建成約2500平米的新的研發實驗室和配套設施,已購置了近2千萬元研發設備;已建成一個符合GMP標準的1000平米10萬級試劑盒生產凈化廠房,包括8個組分生產車間及輔助設施,設計年檢測能力上百萬個樣品。

公司以開展3個方向的DNA檢測試劑的開發,分別是法醫DNA檢測試劑、病原體快速檢測試劑和個體化用藥指導的基因檢測產品。公司目前是全球第三大法醫DNA試劑廠商,法醫產品已銷往全球各地。除法醫外,公司也已開發臨床產品十幾個,已申請發明專利27項,PCT專利3項,其中已授權發明專利達到21項。

除了體外診斷試劑之外,市場上對價為合適、性能高以及適合臨床應用的儀器的需求也非常明顯。因此,公司也開發了適合本公司試劑的儀器,該儀器具有體積小、適應強、應用廣,符合臨床需求的特點。

二、技術難題信息

技術難

題名稱

熒光素的優化

所屬技

術領域

生物醫藥

項目擬投入總額

60(萬元)

已投入經費額

10(萬元)

計劃支付技術合作費最高額

 50(萬元)

計劃實施年限

2年

具體描述所急需解決的技術難題(請盡可能詳細)

  1. 項目開發背景目前國內外研發現狀和發展趨勢,該技術(產品)主要優點和在技術上存在的不足

熒光素是一種合成有機化合物,外觀為暗橙色/紅色粉末,可溶于乙醇,微溶于水。在藍光或紫外線照射下,能夠發出熒光。這樣一類有機化合物的分子常被用于抗體研究和寡核苷酸標記,目前常用于寡核苷酸標記的熒光素有FAM、JOE、TAMRA、ROX、HEX、TET等,還有一系列熒光素既能用于標記蛋白又能用于標記核酸如:Atto系列熒光素、Alexa Fluor系列、CAL Fluor系列等。

雖然很多熒光素的化學結構已經公開,國內外很多公司都能夠按照結構式來進行合成,但隨著核酸檢測技術的發展,特別是基于熒光標記及熒光檢測技術的發展,對熒光素的性能要求也越來越多。國外諸如美國應用生物(ABI)公司、英濰捷基(Invitrogen)、SIGMA等公司在熒光素研究和合成領域有著很深的積淀,合成了一系列信號強度高的熒光素并且都已申請專利,并沒有公開結構式和對外供應,這就導致了這種技術在國內相關領域的應用受到了限制。

本公司是一家以開發體外診斷試劑盒及法醫檢測試劑盒的公司,這些試劑盒都是基于片段大小的多重PCR毛細管電泳檢測技術來開發的,該類型電泳儀通常是基于熒光信號檢測來反應PCR產物片段大小,因此極大的依賴于熒光素。

目前這種技術成本低廉,檢測靈敏度高,準確度也高,一個反應可以同時檢測多個靶點,因此有希望取代市場上昂貴的分子檢測手段或其他基于抗體檢測和培養法的手段。但是隨著檢測位點的增加特別是基于STR的法醫檢測試劑盒的開發,其對特定波長范圍的熒光素及熒光信號強度都提出了苛刻的要求,目前滿足這些要求的熒光素大都被國外公司保密,因此這將大大限制國內同類試劑盒的研發和應用。

 

2、技術難題主要內容(介紹該技術(產品)存在的主要問題,制約技術(產品)突破性發展的主要原因,今后產品在工藝、技術、方法、原理、材料、結構上發展趨勢。著重介紹在技術上需要突破、發展、采用的新技術和解決的新問題)

目前熒光素存在的主要問題是熒光素種類少,特別是發射光為長波長的熒光素(625nm~640nm之間)且信號強度不能太低,這類熒光素市面已有產品太少在試用后大都無法滿足法醫STR檢測試劑盒的需求,或是供應商小眾供貨周期長,價格比較昂貴。

針對目前試劑盒對這類熒光素的需求特點我們主要從以下幾個方面來著手解決這些問題,第一種方案,根據對熒光素波長的要求可以化學合成一種發射光波長較長且在應用范圍內的熒光素,并且信號強度較強,這類熒光素的合成主體結構仍是以現有長波長的熒光素為基礎比如常用的TAMRA、ROX、Atto系列等,在這些熒光素結構母體上通過化學的手段將FAM、TET等偏藍紫光吸光的化學基團引入到這類母體結構上,使其成為一種既能被藍紫光激發的熒光素,且發射波長比較長,這類熒光素信號不僅強而且波長能滿足試劑盒開發需求,總體上這類合成熒光素的特點是斯托克位移(stock shift)大。這是第一種解決這種需求的方案。第二種方案,通過熒光能量共振轉移(FRET)技術來實現,熒光素的母體仍然是目前常見的發射光為長波長的熒光素,如ROX、TMARA等,但接下來我們采用能量轉移的技術使得這類長波長的熒光素能夠在檢測儀器激發光488nm或505nm的條件下產生較強的熒光。具體是先將長波長熒光素通過化學連接的方式連接到寡核苷酸上,然后將FAM通過一種linker連接至長波長的熒光素上,常用的linker有C3、--S---S—等,其中兩個熒光素之間的距離至關重要,太遠不足以形成有效的能量共振轉移那么就不能獲得足夠的熒光強度,距離過小同樣也不會獲得理想的共振效果,此外還需要考慮供體熒光素的淬滅效果,否則將會產生很強的背景干擾,因此需要對兩種熒光素的共振距離進行摸索,這種方式解決這類熒光素需求的問題也被大部分廠商所采用,但目前都各自保密,因此有必要去探索一種屬于自己的熒光能量共振轉移體系。

此外,熒光素與寡核苷酸間的連接穩定性與合成后期HPLC的純化都需要進行優化和改善,因為任何一種熒光標記的效率不可能是100%,因此需要將游離的熒光染料去掉,這就對我們的HPLC工藝提出了要求,從之前的一些熒光素的使用來看,這方面做的還不是很理想,還需要從熒光素本身結構和純化方式上進行優化。

 

3、研究開發前期基礎(介紹前期研究開發情況,包括已經開展過合作的單位、研究開發的技術路線和研究積累的經驗等情況)

目前我們已通過與國內一些熒光素供應商進行合作,并初步通過上述兩種方案,取得了一定進展。具體有通過與北京某公司合作對熒光能量共振轉移(FRET)技術的探索已初步取得了一定的成果。此外我們還通過與寧波高新區的一家從事化學合成的公司進行合作,探索通過化學合成的方式合成一種斯托克位移較大的熒光素直接應用于寡核苷酸標記,目前正在試驗階段。

攻關目標(包括需要達到的技術指標等內容)

1.采用熒光能量共振轉移技術的新熒光體系要求長波長熒光素信號強度強,熒光素間不產生相互干擾,且供體熒光要淬滅完全。熒光標記寡核苷酸后要求HPLC純化干凈在使用如ABI3130或3500遺傳分析儀檢測時無游離熒光素出現。

2.采用化學合成方式的熒光素,需對新熒光素進行檢測驗證包括在檢測儀器激發光范圍內,熒光信號強度要滿足需求,新合成的熒光素不能在熒光體系中與其他熒光素產生相互干擾,還有新熒光素要適合寡核苷酸的標記,并能夠溶于水。

成果形式(項目完成后要求技術輸出方移交的成果形式以及知識產權等方面要求)

新熒光素結構專利,及相關應用領域論文一篇

 


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