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Ultrasensitive Detection of Attomolar Protein Concentrations by Dropcast Single Molecule Assays
Journal of the American Chemical Society ( IF 14.4 ) Pub Date : 2020-06-30 , DOI: 10.1021/jacs.0c04331 Connie Wu 1, 2 , Padric M Garden 1, 2 , David R Walt 1, 2
Journal of the American Chemical Society ( IF 14.4 ) Pub Date : 2020-06-30 , DOI: 10.1021/jacs.0c04331 Connie Wu 1, 2 , Padric M Garden 1, 2 , David R Walt 1, 2
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Measurements of very low levels of biomolecules, including proteins and nucleic acids, remain a critical challenge in many clinical diagnostic applications due to insufficient sensitivity. While digital measurement methods such as Single Molecule Arrays (Simoa), or digital ELISA, have made significant advances in sensitivity, there are still many potential disease biomarkers that exist in accessible biofluids at levels below the detection limits of these techniques. To overcome this barrier, we have developed a simple strategy for single molecule counting, dropcast single molecule assays (dSimoa), that enables more target molecules to be counted through increased sampling efficiency and with a simpler workflow. In this approach, beads are simply dropcast onto a microscope slide and dried into a monolayer film for digital signal readout. The dSimoa platform achieves attomolar limits of detection, with an up to 25-fold improvement in sensitivity over Simoa, the current state of the art for ultrasensitive protein detection. Furthermore, due to its simple readout process and improved cost-effectiveness compared to existing digital bioassays, dSimoa increases amenability to integration into point-of-care platforms. As an illustration of the potential utility of dSimoa, we demonstrate its ability to measure previously undetectable levels of Brachyury, a tissue biomarker for chordoma, in plasma samples. With its significantly enhanced sensitivity and simplicity, dSimoa can pave the way toward the discovery of new biomarkers for early disease diagnosis and improved health outcomes.
中文翻译：
通过 Dropcast 单分子测定法对 Attomolar 蛋白质浓度进行超灵敏检测
由于灵敏度不足，对非常低水平的生物分子（包括蛋白质和核酸）的测量仍然是许多临床诊断应用中的关键挑战。虽然单分子阵列 (Simoa) 或数字 ELISA 等数字测量方法在灵敏度方面取得了显着进步，但在可接近的生物流体中仍然存在许多潜在的疾病生物标志物，其水平低于这些技术的检测限。为了克服这一障碍，我们开发了一种用于单分子计数的简单策略，即dropcast 单分子检测 (dSimoa)，通过提高采样效率和更简单的工作流程，可以对更多的目标分子进行计数。在这种方法中，珠子被简单地滴铸到显微镜载玻片上，然后干燥成单层薄膜，用于数字信号读出。dSimoa 平台实现了阿托摩尔检测限，灵敏度比 Simoa 提高了 25 倍，这是目前超灵敏蛋白质检测的最新技术。此外，与现有的数字生物测定相比，由于其简单的读取过程和更高的成本效益，dSimoa 提高了与床旁平台集成的适应性。作为 dSimoa 潜在效用的说明，我们证明了它能够测量血浆样本中以前无法检测到的 Brachyury（脊索瘤的组织生物标志物）水平。凭借其显着增强的灵敏度和简单性，dSimoa 可以为发现用于早期疾病诊断和改善健康结果的新生物标志物铺平道路。灵敏度比 Simoa 提高了 25 倍，这是目前超灵敏蛋白质检测的最新技术。此外，与现有的数字生物测定相比，由于其简单的读取过程和更高的成本效益，dSimoa 提高了与床旁平台集成的适应性。作为 dSimoa 潜在效用的说明，我们证明了它能够测量血浆样本中以前无法检测到的 Brachyury（脊索瘤的组织生物标志物）水平。凭借其显着增强的灵敏度和简单性，dSimoa 可以为发现用于早期疾病诊断和改善健康结果的新生物标志物铺平道路。灵敏度比 Simoa 提高了 25 倍，这是目前超灵敏蛋白质检测的最新技术。此外，与现有的数字生物测定相比，由于其简单的读取过程和更高的成本效益，dSimoa 提高了与床旁平台集成的适应性。作为 dSimoa 潜在效用的说明，我们证明了它能够测量血浆样本中以前无法检测到的 Brachyury（脊索瘤的组织生物标志物）水平。凭借其显着增强的灵敏度和简单性，dSimoa 可以为发现用于早期疾病诊断和改善健康结果的新生物标志物铺平道路。与现有的数字生物测定相比，由于其简单的读出过程和更高的成本效益，dSimoa 提高了与床旁平台集成的适应性。作为 dSimoa 潜在效用的说明，我们证明了它能够测量血浆样本中以前无法检测到的 Brachyury（脊索瘤的组织生物标志物）水平。凭借其显着增强的灵敏度和简单性，dSimoa 可以为发现用于早期疾病诊断和改善健康结果的新生物标志物铺平道路。与现有的数字生物测定相比，由于其简单的读出过程和更高的成本效益，dSimoa 提高了与床旁平台集成的适应性。作为 dSimoa 潜在效用的说明，我们证明了它能够测量血浆样本中以前无法检测到的 Brachyury（脊索瘤的组织生物标志物）水平。凭借其显着增强的灵敏度和简单性，dSimoa 可以为发现用于早期疾病诊断和改善健康结果的新生物标志物铺平道路。
更新日期：2020-06-30
中文翻译：
通过 Dropcast 单分子测定法对 Attomolar 蛋白质浓度进行超灵敏检测
由于灵敏度不足，对非常低水平的生物分子（包括蛋白质和核酸）的测量仍然是许多临床诊断应用中的关键挑战。虽然单分子阵列 (Simoa) 或数字 ELISA 等数字测量方法在灵敏度方面取得了显着进步，但在可接近的生物流体中仍然存在许多潜在的疾病生物标志物，其水平低于这些技术的检测限。为了克服这一障碍，我们开发了一种用于单分子计数的简单策略，即dropcast 单分子检测 (dSimoa)，通过提高采样效率和更简单的工作流程，可以对更多的目标分子进行计数。在这种方法中，珠子被简单地滴铸到显微镜载玻片上，然后干燥成单层薄膜，用于数字信号读出。dSimoa 平台实现了阿托摩尔检测限，灵敏度比 Simoa 提高了 25 倍，这是目前超灵敏蛋白质检测的最新技术。此外，与现有的数字生物测定相比，由于其简单的读取过程和更高的成本效益，dSimoa 提高了与床旁平台集成的适应性。作为 dSimoa 潜在效用的说明，我们证明了它能够测量血浆样本中以前无法检测到的 Brachyury（脊索瘤的组织生物标志物）水平。凭借其显着增强的灵敏度和简单性，dSimoa 可以为发现用于早期疾病诊断和改善健康结果的新生物标志物铺平道路。灵敏度比 Simoa 提高了 25 倍，这是目前超灵敏蛋白质检测的最新技术。此外，与现有的数字生物测定相比，由于其简单的读取过程和更高的成本效益，dSimoa 提高了与床旁平台集成的适应性。作为 dSimoa 潜在效用的说明，我们证明了它能够测量血浆样本中以前无法检测到的 Brachyury（脊索瘤的组织生物标志物）水平。凭借其显着增强的灵敏度和简单性，dSimoa 可以为发现用于早期疾病诊断和改善健康结果的新生物标志物铺平道路。灵敏度比 Simoa 提高了 25 倍，这是目前超灵敏蛋白质检测的最新技术。此外，与现有的数字生物测定相比，由于其简单的读取过程和更高的成本效益，dSimoa 提高了与床旁平台集成的适应性。作为 dSimoa 潜在效用的说明，我们证明了它能够测量血浆样本中以前无法检测到的 Brachyury（脊索瘤的组织生物标志物）水平。凭借其显着增强的灵敏度和简单性，dSimoa 可以为发现用于早期疾病诊断和改善健康结果的新生物标志物铺平道路。与现有的数字生物测定相比，由于其简单的读出过程和更高的成本效益，dSimoa 提高了与床旁平台集成的适应性。作为 dSimoa 潜在效用的说明，我们证明了它能够测量血浆样本中以前无法检测到的 Brachyury（脊索瘤的组织生物标志物）水平。凭借其显着增强的灵敏度和简单性，dSimoa 可以为发现用于早期疾病诊断和改善健康结果的新生物标志物铺平道路。与现有的数字生物测定相比，由于其简单的读出过程和更高的成本效益，dSimoa 提高了与床旁平台集成的适应性。作为 dSimoa 潜在效用的说明，我们证明了它能够测量血浆样本中以前无法检测到的 Brachyury（脊索瘤的组织生物标志物）水平。凭借其显着增强的灵敏度和简单性，dSimoa 可以为发现用于早期疾病诊断和改善健康结果的新生物标志物铺平道路。
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