適體 Aptamer
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(Target)，因此也稱為”化學抗體”。適體的結構比抗體小，核酸具有螺旋特性和易形成環狀結構，具有高度結構可變性，結合方式可依賴結構、親疏水性和鹼基嵌入等，因此不受免疫原性目標物的限制，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。芯元使用獨家的Genimer™篩選技術平台，開發出的獨特適體稱為Genimer™。
Genimer™特色
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核酸組成且結構小：核酸在酸鹼環境或高溫環境可穩定保存，大小約10-15 kDa，比典型抗體150 kDa尺寸小10倍，具小分子結合潛力和可穿過血腦屏障的特性。
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應用範圍廣：適體不受免疫原性目標物的限制，因此應用範圍比抗體更廣泛。
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開發時程短：適體開發速度比抗體快速。
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製程便宜快速穩定：核酸適體使用化學方式合成，不須經由活體細胞生產以及繁雜的純化過程，因此製程成本低且可快速生產，並可確保專一性和親和力不受活體生產的批次間差異所影響，穩定性高。
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傳統適體篩選技術SELEX
適體通常是透過SELEX(Sequential Evolution of Ligands by Exponential Enrichment)技術，從大型單股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。傳統SELEX的適體庫通常為30至50個隨機鹼基組成，透過篩選的方式，將不具結合力的適體移除，擴增具有目標物結合力的適體，利用目標物和非目標物(相似物或環境因子)進行多輪篩選循環(通常10輪以上)，可獲得具有專一性和親和力的適體。
Genimer™篩選技術平台
芯元開發獨家的Genimer™篩選技術平台，整合適體庫預測軟體、SELEX、NGS、分子模擬技術和AI系統。該平台能快速產生高親和力和高特異性的適體，相對於傳統適體技術，具有開發時程短、高通量以及提高親和力的優勢，支持客製化開發，為生物檢測提供創新解決方案。
選擇Genimer™客製化開發服務的優勢
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提高具親和力結構形成率：具結構化序列的固定骨架和較短的序列有助於更高效地形成功能性的環狀結構，對適體的專一性、親和力、穩定性和抗降解性都非常重要。
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縮短篩選時間：篩選庫經過優化降低複雜性和提高親和性，僅需5-10輪(約7-14天)即可完成篩選，比傳統篩選快2倍以上。
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高通量序列分析避免遺漏候選適體：篩選後的結果使用NGS進行高通量定序，並透過生物資訊分析方法找出高頻率的候選適體序列，避免傳統隨機挑選的定序方式導致的偏差或遺漏。
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提高驗證效率：候選適體使用結構模擬和分子對接模擬(Docking)進行分析，快速挑選出具有親和力的候選適體，降低候選適體數量，減少功能性驗證時間和成本。
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提高適體親和力：分析具有親和力的適體序列，透過親和力成熟技術，將序列優化，透過模擬軟體和功能性驗證，開發具有高穩定性和高親和力的適體。
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Genimer™相對抗體的優勢
PSA適體- BLI (Bio-Layer Interferometry)驗證
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。
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。
PSA適體- 半導體生醫晶片驗證
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。
快篩試片測試
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。
技術研發
適體(Aptamer)在1989年被發現，1992年發現SELEX(systematic evolution of ligands by exponential enrichment, SELEX)技術能篩選適體，但適體的篩選技術被專利保護，直到2010年隨著關鍵專利的到期，以及2015年後核酸合成成本大幅下降，適體研究爆炸性的成長，五年內有數千篇的文獻被發表，這些研究表明適體具有獨特的特性和廣泛的應用性。