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適體(Aptamer)由核酸組成,一般為單股DNA或RNA(ssDNA或ssRNA)分子,經過特殊設計和篩選,可以摺疊成具結合力的3D立體結構,和抗體一樣具有抗原辨識能力,可以選擇性的結合特定目標物,因此也稱為”化學抗體”,結構比抗體小,在酸鹼環境或高溫環境可穩定保存。

應用方面,適體的結構比抗體小,又不受免疫原性目標物的限制,因此應用範圍比抗體更廣泛,可精準辨識離子、小分子、蛋白、細胞、組織、微生物等目標物。

製程方面,核酸使用化學方式合成,不須經由活體細胞生產以及繁雜的純化過程,因此具有製程穩定的優勢,並可確保專一性和親和力不受批次間差異的影響,因此其製程更簡單、更便宜、更穩定且具有結構修飾的彈性。

適體 Aptamer

適體通常是透過SELEX(Sequential Evolution of Ligands by Exponential Enrichment)技術,從單股DNA或RNA適體庫(oligonucleotide library)中篩選出具有特定目標物親和力的適體。SELEX主要透過篩選的方式,將不具親和力的適體淘汰,放大具有親和力的適體,利用目標物和非目標物進行多次循環篩選,可獲得高度專一性和親和力的適體。

芯元生醫擁有高度多樣性的核酸適體庫(Aptamer library)作為適體開發使用,多樣性高達10的24次方,遠高於現行常用的抗體庫之多樣性(約10的10~11次方)。

GENICORE SELEX是透過核酸序列設計、特殊結構篩選、電腦模擬預測與優化成熟技術,開發具有特殊功能的二級或三級結構,擁有高度專一性、親和力以及穩定性,可精準辨識離子、小分子、蛋白、細胞、組織、微生物等目標物。

適體篩選技術 GENICORE SELEX技術

PSA適體- BLI (Bio-Layer Interferometry)測試

生物層干涉技術(BLI) 是一種用於測量生物分子相互作用的無標記技術。 它是一種光學分析技術,偵測白光從從兩個介質表面反射的干涉現象:分別是生物傳感器尖端上的固定分子與外部緩衝液之間的介面和內部參考層介面。當白光從上方射入時,兩個介質表面會有光反射,各波長的反射光之間因為位相差異,會有不同的干涉強度值。一旦有任何分子結合到生物傳感器尖端的分子時,由於生物分子厚度增加,造成反射距離增加,使得反射光的位相改變,進而引起干涉強度變化,儀器可即時偵測干涉強度位移(Δλ),未結合的分子和周圍介質的折射率的變化不會影響干涉圖樣。可利用BLI準確快速的分析適體的動力學常數的測定。

我們將PSA適體固定到BLI的生物傳感器上,測試適體與PSA蛋白的結合力、與不同濃度PSA蛋白的結合狀況以及適體與PSA蛋白結合力的重複性測試,證實適體具有高度專一性和親和力,且適體具有重複使用的特性。

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PSA適體- 半導體生醫晶片測試

半導體生醫晶片系統所使用的核心技術「矽奈米線場效應電晶體」(silicon nanowire field-effect transistor, 簡稱SiNW-FET),是一種半導體技術應用,以電流訊號檢測,具快速、即時、高靈敏度等特性。本技術以電學原理結合了半導體生醫檢測晶片、異質封裝、化學表面處理、生化分子處理、微量流體自動控制系統、微訊號掃描量測電路、數據處理程式及平台機構設計製作等跨域技術。使用生物矽場效應電晶體(Bio-FET)技術為核心,建立高靈敏性的自動化檢測平台,檢測時間為5-30分鐘,標的包括核酸、蛋白質或環境中化學物質等,高靈敏度檢測極限在

核酸為10-15 M,蛋白質為10-12 g/ml。

我們將PSA適體固定到半導體生醫晶片上,測試不同濃度PSA蛋白的生醫晶片檢測訊號,可以成功檢測100 pM的目標物,且檢測結果與濃度成正相關,證實適體搭配生醫晶片檢測平台具有高靈敏度和穩定性。

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快篩試片測試

針對小分子目標物,例如四環黴素(Tetracycline),因結構比較小,分子表面無法提供2個以上的區域讓抗體或適體等分子探針進行辨識和結合,所以必須使用競爭法(Competitive)進行檢測。競爭法是將固定濃度的目標物先固定到檢測區域,探針固定到膠體金上,當檢體沒有目標物時,探針會和目標物結合反應。當檢體含有目標物時,探針會先和檢體中的目標物反應,競爭掉會與檢測區域結合的探針量,利用這種方法進行小分子目標物的檢測。

我們利用適體對小分子辨識的能力,將適體結合快篩試片,透過競爭法(Competitive),可以成功進行四環黴素(Tetracycline)檢測,證實具有應用到食品安全檢驗的可行性。

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透過不斷的創新和研究,我們致力於推動生物醫學的界限,為未來的醫療挑戰提供堅實的科技基礎。

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