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ホーム1分子カウント（SMC®）技術1分子カウント（SMC®）技術とは？高感度イムノアッセイ技術の概要

1分子カウント（SMC®）技術とは？
高感度イムノアッセイ技術の概要

高感度イムノアッセイ技術によって、研究をどのように促進できるでしょうか？1分子カウント （SMC®）技術によって、免疫学、心毒性、神経科学などの研究を進展させる方法をご紹介します。また、SMC®技術の利点や、研究者がこの高感度アッセイを使用してどのように研究を進めているかについてもご紹介します。

SMC®技術とは？

1分子カウント（SMC®）技術は、これまで検出できなかったバイオマーカーをフェムトグラムレベル（fg/mL）で検出することができる先進の高感度イムノアッセイ技術です。これは、研究者が生物学を前進させ、新しい治療法の発見と開発を促進するために必要不可欠なツールです。SMC®技術は、2004年にSingulex社によって開発されました。イムノアッセイのサンドイッチフォーマットを基にして、目的のアナライトに特異的な2つの抗体を使用します。1つはプレートまたは磁気ビーズにコートしたキャプチャ抗体で、もう1つは蛍光標識した検出抗体です。SMC®イムノアッセイ技術のみが、プレートベースとビーズベースの両方のアッセイ構築を可能とし、アッセイ構築に比類ない柔軟性をもたらします。

SMC®技術のワークフロー

ELISAなどの従来のイムノアッセイに慣れ親しんでいる研究者は、感度、マトリックス効果、ダイナミックレンジが測定方法または測定できるかどうかに影響することを理解しています。従来のイムノアッセイのワークフローと特許取得済みのSMC®技術を組み合わせることで、タンパク質や核酸など低濃度のバイオマーカーを、比類のない感度と精度で、フェムトグラムレベル（fg/mL）まで検出することができます。心筋トロポニンIやサイトカインなどの確立された疾患バイオマーカーを極めて低濃度で検出し、その変化をモニタリングすることができます。

SMC®技術のワークフローは、以下の5つのステップからなります。SMC®アッセイと従来のイムノアッセイの違いは、一度形成されたイムノアッセイ複合体を分解するために溶出バッファーを使用する点です。蛍光レポーター分子を含む溶出液を384ウェルプレートに移し、高いバックグラウンドの蛍光シグナルの原因となる他のアッセイ成分、例えばアナライトのキャプチャに使用した磁気ビーズや抗体などを除去します。そして、プレートを第2世代のSMC®システムであるSMCxPRO®システムにセットします。蛍光標識した検出抗体がレーザーの集積空間を通過すると、レーザーによって励起されます。個々のフォトンはアバランシェフォトダイオードでキャプチャされ、シグナルが記録されます。これにより、個々の分子のデジタル定量が可能になります。未知サンプル中のアナライト濃度は、対応する標準曲線を用いて計算されます。

SMC®技術のワークフローのステップ：

Analyte of interest in solution

溶液中の目的のアナライト

    Capture on plate or bead
      Detect
        Elute

        a.    複合体を化学的に分解

          Quantify

          a.    サンプルをレーザーで検出、カウント 

            従来のサンドイッチELISA法のワークフローの後、SMC®独自のプロトコルステップで、蛍光標識検出抗体をサンドイッチ複合体から解離し、シグナル成分を濃縮します。蛍光標識検出抗体は、SMCxPRO®システムでシグナル取得されます。その結果、再現性のあるシグナルとなり、特に非常に低濃度のタンパク質の定量性が向上します。より良い精度と感度により、次のことが可能になります。

            • これまで検出されなかったアナライトの定量
            • サンプル集団の層別化の改善
            • 新しい生物学的メカニズムの知見を得る
            • より少ないデータポイントで重要な意思決定が可能
            • 創薬・医薬品開発の加速
            • コストの削減と生産性の向上

            高感度バイオマーカー検出プラットフォーム

            SMC®技術は、高感度なバイオマーカー検出のための、柔軟性の高いSMCxPRO®プラットフォームを提供します。表1は、このプラットフォームのアッセイと従来のELISA法との比較です。

            表1.SMCxPRO®プラットフォームのSMC®アッセイと従来のELISA法の比較

            SMC®ワークフローを強化する周辺機器・キット

            SMCxPRO®プラットフォームを強化するために、以下のようなSMC®技術専用の周辺機器やキットも提供しています。

            研究アプリケーション

            高感度イムノアッセイによって感度が向上することで、研究者は研究をより掘り下げることができ、さまざまな分野の研究を推進することができます。SMC®技術の研究アプリケーションには、以下があります。

            SMC®技術の利点

            1分子カウント（SMC®）技術は、従来のELISA法と非常に類似したワークフローでありながら、最高のイムノアッセイ性能を提供

            従来のELISA法は、感度やダイナミックレンジに限界があり、通常多くのサンプル量を必要とするため、マトリックス効果の影響を受けやすいです。これらの要因により、従来の ELISA 法では、健常者の低濃度タンパク質や内在性バイオマーカーの十分な検出ができず、試験群間における統計解析に支障をきたします。SMC®技術は、ELISAのワークフローを応用することで、従来のイムノアッセイ技術よりもS/N比を改善し、1つのシステムで低濃度と高濃度の両方のタンパク質の定量が可能となります。蛍光イベントのデジタルカウントにより、アッセイの感度が向上し、従来のイムノアッセイよりもダイナミックレンジが向上します。

            SMC®イムノアッセイ技術は、フェムトグラムレベル（fg/mL）の感度を達成します。そのため、このプラットフォームでは、少量のサンプルしか入手できない前臨床のサンプルでも希釈して定量することが可能になります。 

            イムノアッセイのフィールドアプリケーションスペシャリストがオンサイトで、専門のテクニカルサービスチームがオフサイトでトータルサポート

            私たちはSMC®プラットフォームがラボにとって重要な投資であることを理解し、研究者の成功のために尽力します。使用するアッセイの種類にかかわらず、すべてのSMC®ユーザーをイムノアッセイのフィールドアプリケーションスペシャリストがオンサイトでトータルサポートします。彼らは、アカデミア、政府機関、バイオテック、製薬、CRO、規制ラボなど、幅広いラボの研究者をサポートした経験があります。

            SMC®プラットフォームは、バイオマーカー評価、薬物動態・薬力学試験、免疫原性試験など、複数の研究タイプに使用できる汎用性の高いシステム

            カタログ品の検証済みアッセイキットに加え、SMC®カスタムアッセイ・サンプル測定 チームは、米国ミズーリ州セントルイスのラボにおいて、カスタムアッセイ開発、検証サービス、サンプル測定の受託サービスを行っています。

            SMC®アッセイは、プレートベースとビーズベースの両方のフォーマットがあり、アッセイ開発が可能

            独自のSMC®技術により、より高い精度でタンパク質を測定することができ、低濃度および高濃度で比類のない定量が可能になります。柔軟なSMC®イムノアッセイシステムは、プレートベースアッセイとビーズベースアッセイの両方からデータを取得し、予算や定量化の要件に応じてフォーマットを選択することが可能です。

            SMC®アッセイ読み取りプレートは384ウェルプレートで、プレート全体を3時間以内に読み取ることができます。このハイスループットプラットフォームにより、サンプル調製からデータ解析までSMC®アッセイ全体を1日で行うことができます。

            SMCxPRO®システムとHamilton Microlab™ STARletリキッドハンドリングシステムとの統合により、アッセイのスループットを向上

            特定の環境では、SMC®イムノアッセイの自動化の要望があります。自動化により、研究者が他の重要な研究活動に集中でき、全体の効率を向上させることができます。Hamilton Microlab™ STARletリキッドハンドリングワークステーションは、エラーやばらつきの原因を排除し、堅牢で再現性のあるSMC®ワークフローのハンズフリーオプションを提供します。この自動化ワークフローは、カスタムアッセイ・サンプル測定チームによって日常的に使用されています。

            1つのソフトウェアでデータの取得と解析を実行

            SMCxPRO®ソフトウェアは自社開発されたもので、データ処理アルゴリズムの透明性が確保されています。このソフトウェアはユーザーフレンドリーであり、システムのセットアップ、プレートの読み取り、結果の解析を迅速かつ容易に行うことができます。また、マニュアルで外れ値を除くなど、データキュレーションも容易に行えます。

            規制環境下のラボでは、SMCxPRO®システムはWATSONなどのラボ情報管理システム（LIMS）やその他のソフトウェアにインポート可能な1つのシグナルデータを生成します。また、21 CFR Part 11準拠の機能を有効にすることも可能です。 

            SMC®技術の情報請求

            研究目的での使用に限定されます。診断目的では使用しないでください。

            SMC®アッセイのヒントとコツ

            SMC®アッセイの実施についてご質問がある場合は、こちらの記事をご確認ください。

            関連ウェビナー

            SMC®技術を使用した文献

            SMC®技術の活用方法について、研究分野ごとにまとめた下記の文献リストをご覧ください。

            SMC®技術の情報請求

            研究目的での使用に限定されます。診断目的では使用しないでください。

            関連資料
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