Automatisches digitales PCR-Detektionssystem ZY/VD-200 Serie

Digitale PCR war lange leistungsstark, aber teuer, an proprietäre Verbrauchsmaterialien gebunden und auf niedrigen Durchsatz beschränkt. Yuanzan verändert dies mit einer völlig anderen Technologielinie.

• Niedrige Kostenbarriere：Mit Verbrauchsmaterialien im Maßstab von Standardspitzen können die Verbrauchsmaterialkosten pro Probe im Vergleich zu klassischen dPCR-Workflows um das 20- bis 40-Fache sinken.
• Hoher Probendurchsatz：Ein Lauf mit 48 Proben macht dPCR planbar für den Laboralltag statt nur für einzelne Spezialanwendungen.
• Offene Plattform：Keine proprietären Chips, keine gebundenen Reagenzien und keine verpflichtenden Serviceverträge.

• Von der Kostenfrage zur Routineanwendung——Wenn die Verbrauchsmaterialkosten pro Probe um das 20- bis 40-Fache sinken, fällt die wirtschaftliche Hürde für absolute Quantifizierung deutlich.
• Vom Spezialverfahren zum Routinewerkzeug——Mit 48 Proben pro Lauf und Walk-away-Automatisierung wird dPCR zu einem praktischen Werkzeug für den Laboralltag.
• Vom geschlossenen System zur offenen Plattform——Der Workflow verzichtet auf proprietäre Chips, gebundene Reagenzien und verpflichtende Serviceverträge.
• Von empfindlichen Fluidiken zu robusten Kanälen——Kanäle im Millimetermaßstab sind physikalisch weniger verstopfungsanfällig und eignen sich besser für anspruchsvolle klinische Proben.

Digitale PCR galt lange als Premiumtechnologie: leistungsfähig, aber teuer, an proprietäre Verbrauchsmaterialien gebunden und im Durchsatz begrenzt. Yuanzan verändert diese Ausgangslage grundlegend.

• 0.01% Detektionsempfindlichkeit
• ≥95% Gültige Tröpfchen pro Probe
• 48 Max. Proben pro Lauf

Patentnummern：ZL2021113351171 · ZL2021113351133 · ZL2021227610374 · ZL2021100379520

Vollautomatische Mikrotröpfchenerzeugung

Weltweit erste makrofluidische Mikrotropfentechnologie, die mit Standard-Pipettenspitzen nanolitergroße Tropfen erzeugt. Sie senkt die Verbrauchsmaterialkosten grundlegend und erhöht zugleich die Prozessstabilität. Patentportfolio vorhanden (CN: 2021113351171, 2021113351133, 2021227610374, 2021100379520).

Durchbruch in der Kerntechnologie

Konventionelle digitale PCR erfordert Mikrofluidikkanäle unter 100 Mikrometern, was zu hohen Fertigungskosten führt. Wir durchbrechen diese mikrofluidischen Grenzen: Unsere makrofluidische Mikrotropfentechnologie erzeugt nanolitergroße Tropfen mit Standard-Pipettenspitzen (>0,3 mm Durchmesser). Dieser Paradigmenwechsel definiert die Wirtschaftlichkeit der digitalen PCR neu.

Technische Vorteile

• Senkt die Herstellungskosten für Verbrauchsmaterialien deutlich
• Erhöht den Durchsatz beim Liquid Handling
• Verbessert die Stabilität von Gerät und Tropfenerzeugung
• Erleichtert massiv parallele Tropfenerzeugungsarchitekturen
• Die Integration von Makrofluidik und Automatisierung ermöglicht sehr niedrige Verbrauchsmaterialkosten und einen vollständig automatisierten Workflow

Selbstorganisierendes Tröpfchenarray

Unsere proprietäre Tensidchemie ermöglicht die spontane Selbstassemblierung der Tropfen zu geordneten Arrays auf der Reaktionsplattenoberfläche und erhält die strukturelle Integrität während Hochtemperatur-Thermocyclings.

Technisches Prinzip

Mit unserer proprietären Tensidformulierung bleiben erzeugte Tropfen auch unter Hochtemperatur-Thermocycling stabil und koaleszieren nicht. Die präzise eingestellte Tropfendichte liegt über der der Ölphase und ermöglicht eine schwerkraftgetriebene Selbstassemblierung. Millionen Tropfen ordnen sich am Boden des PCR-Reaktionsgefäßes zu einem gleichmäßigen, hochdichten Array an.

Anwendungswert

Die räumliche Isolation einzelner Tropfen ist entscheidend für gleichmäßige, unabhängige Reaktionen im PCR-Gefäß. Diese selbstassemblierende Tropfenarray-Architektur ermöglicht in-situ PCR-Amplifikation und in-situ Fluoreszenzdetektion und bildet die Grundlage für unabhängiges Einzeltröpfchen-Monitoring in Echtzeit-Fluoreszenz-PCR-Anwendungen.

Massives Echtzeit-Fluoreszenzmonitoring von Tropfen

Gleichzeitige Echtzeitverfolgung von Fluoreszenzamplifikationssignalen aus Hunderttausenden einzelner Tropfen, mit weniger falsch-positiven Artefakten und echter absoluter Quantifizierung ohne Abhängigkeit von Poisson-Statistik.

Technologischer Durchbruch

Aufbauend auf der selbstassemblierenden Tropfenarray-Plattform entwickelte unser R&D-Team proprietäre optische Signalwege, fortschrittliche Imaging-Module und Algorithmen für die großskalige Verfolgung von Tropfentrajektorien. Das integrierte System ermöglicht kontinuierliches Echtzeitmonitoring der Fluoreszenzsignale jedes einzelnen Tropfens während des gesamten PCR-Thermocyclings.

Anwendungswert

• Reduziert falsch-positive Artefakte in klinischen Digital-PCR-Anwendungen
• Überwindet Einschränkungen der Poisson-Verteilung bei der Quantifizierung hochkonzentrierter Proben in konventioneller digitaler PCR
• Ermöglicht direkte Zählung der Kopienzahlen in jedem positiven Tropfen und echte absolute Quantifizierung
• Erschließt neue Anwendungen über Schmelzkurvenanalyse, die mit Standard-digitaler PCR bisher nicht erreichbar waren

Die Macro-FDG-Tropfenerzeugung kombiniert akustische Übertragung, aktiven Rückstoß, adaptive Impedanzkompensation und wellenformgesteuerte Weber-Zahl-Kontrolle. Zusammen stabilisieren diese Mechanismen die Tropfenbildung und erzeugen dichte, gleichmäßige Arrays für die Bildgebung in der digitalen PCR.

• Akustische Kopplung：Nahezu starre Druckwellen werden mit Verzögerungen im Mikrosekundenbereich durch das Antriebsöl übertragen und liefern der Düse ein schnelles, reproduzierbares Ansteuerungssignal.
• Aktiver Rückstoß：Eine gegenläufige akustische Welle unterstützt einen sauberen Tropfenabriss, reduziert Satellitentropfen und verbessert die Gleichmäßigkeit jeder Partition.
• Variable Impedanzkompensation：Adaptive Frequenz- und Spannungsregelung hält den Jetting-Zustand stabil, auch wenn sich die Flüssigkeitslast während der Tropfenerzeugung verändert.
• Weber-Zahl-Kontrolle：Die Wellenformsteuerung kontrolliert dV/dt, sodass die Tropfengröße stabil bleibt und weniger empfindlich auf kleine Geometrieabweichungen der Spitze reagiert.

Macro-FDG ist keine Iteration bestehender dPCR-Systeme. Es nutzt ein aktives akustisches Jetting-Prinzip auf Basis von Spitzen im Standardmaßstab.

• Kanal / Düse：Mikrowell Mikrowells (pL) · Mikrofluidik Mikrokanäle (<0,1 mm) · Macro-FDG Standardspitzen (0,3-0,6 mm)
• Tropfenerzeugung：Mikrowell Passive Partitionierung · Mikrofluidik Ölphasenscheren an der Kreuzung · Macro-FDG Aktives akustisches Jetting + Rückstoß
• Probendurchsatz：Mikrowell 16/run · Mikrofluidik 8-24/run · Macro-FDG 48/run
• Verbrauchsmaterialkosten pro Lauf：Mikrowell ~$15-30 · Mikrofluidik ~$10-20 · Macro-FDG ~$0.50
• Skalierbarkeit：Mikrowell Festes Chipdesign · Mikrofluidik Komplexe Mikrofertigung · Macro-FDG Lineare Skalierung, einfache Fertigung

Breit einsetzbar in klinischer Diagnostik und Forschung

Klinische Anwendungen

Genetische Tests liefern Informationen zu individuellen Patientenvariationen auf molekularer Ebene und unterstützen die Analyse von Treibergenmutationen in der Krebstherapie, wodurch Sicherheit und Wirksamkeit zielgerichteter Therapien deutlich verbessert werden.

• Krebsgenetik-Tests
• Viral Load Detektion
• Pränataldiagnostik

Grenzen der traditionellen Medizin

Konventionelle Behandlungsansätze stoßen bei vielen Tumorarten, etwa Lungen-, Darm- und Magenkrebs, an deutliche Grenzen. Genetische Tests liefern Informationen zu patientenspezifischen Unterschieden auf molekularer Ebene und unterstützen die Analyse therapierrelevanter Treibermutationen. Dadurch lassen sich Sicherheit und Wirksamkeit zielgerichteter Therapien deutlich verbessern.

Vorteile der digitalen PCR-Detektion

Die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) ist ein etabliertes Verfahren zur schnellen In-vitro-Amplifikation definierter Zielsequenzen. Die digitale PCR der dritten Generation verteilt Proben auf zahlreiche Mikroreaktionskammern, ermöglicht Einzelkopie-Amplifikation und Fluoreszenzzählung und quantifiziert Nukleinsäuren mit Einzelmolekülauflösung. Im Vergleich zur klassischen qPCR bietet sie höhere Quantifizierungsgenauigkeit, bessere Sensitivität und robustere Toleranz gegenüber Inhibitoren. Besonders bei Viruslastbestimmungen und pränatalen Tests zeigt diese Technologie deutliche klinische Vorteile.

Herausforderungen, die wir lösen

Die Einführung der digitalen PCR in Forschung und Klinik wird vor allem durch zwei Faktoren gebremst: hohe Geräte- und Verbrauchsmaterialkosten sowie die Tatsache, dass viele kommerzielle Systeme nur Endpunktmessungen statt Echtzeit-Monitoring unterstützen. Das schränkt die Entwicklung klinischer Assays erheblich ein. Unsere selbstorganisierende Tropfenarray-dPCR kommt ohne komplexe, kostenintensive Spezialverbrauchsmaterialien aus und ermöglicht Fluoreszenzmonitoring in Echtzeit über sehr große Tropfenmengen. Damit wird digitale PCR für klinische Gentests wirtschaftlicher und anwendungsnäher.

Nicht-klinische Anwendungen

Bietet zuverlässigere molekulare Detektionsmethoden für Forschungslabore, Lebensmittelsicherheitsprüfungen und forensische Untersuchungen.

• Molekularbiologische Forschung
• Prüfung gentechnisch veränderter Lebensmittel
• Kriminalistische Untersuchung und forensische Identifizierung

Genanalyse in molekularbiologischen Laboren

PCR gehört zum täglichen Standard in Forschungslaboren; ein molekularbiologisches Labor ohne PCR-Systeme ist kaum vorstellbar. Obwohl digitale PCR gegenüber herkömmlicher PCR klare Vorteile bietet, waren Bedienkomfort und Verbrauchsmaterialkosten bislang häufig Hürden. Unsere nächste Generation digitaler PCR-Systeme soll sich im Workflow ähnlich vertraut anfühlen wie klassische qPCR. Mit sinkenden Geräte- und Verbrauchsmaterialkosten kann dPCR so für Labore unterschiedlicher Größe realistisch einsetzbar werden.

Prüfung gentechnisch veränderter Lebensmittel

Das öffentliche Interesse an gentechnisch veränderten Lebensmitteln nimmt weiter zu. Für die molekulare Quantifizierung von GVO-Anteilen in Handelsprodukten wird derzeit häufig Echtzeit-qPCR eingesetzt. In komplexen Lebensmittel- und Futtermittelmatrices ist die Ziel-DNA jedoch oft nur in sehr geringer Menge vorhanden, was Nachweis und Quantifizierung erschwert. Studien zeigen, dass digitale PCR bei niedrigen Konzentrationen eine bessere Wiederholbarkeit und eine höhere Inhibitortoleranz bietet. Damit stellt sie eine robustere Methode für die Prüfung gentechnisch veränderter Lebensmittel dar.

Kriminalistische Untersuchung

In Kriminalistik und forensischer Identifizierung gewinnt PCR durch Fortschritte in Genetik und Rechtsmedizin immer stärker an Bedeutung. Ermittlungen treten damit in eine Ära molekularer Spurenanalyse ein. Digitale PCR kann forensisches Material wie Blutspuren, Spermaspuren, Haare, Gewebefragmente oder wenige verbleibende Zellen auf molekularer Ebene deutlich zuverlässiger bestätigen als frühere serologische Methoden. Dank hoher Amplifikationseffizienz und guter Störstofftoleranz eignet sich dPCR auch für sehr geringe oder länger exponierte Spurenmengen und unterstützt die individuelle Identifizierung.

Von Installation und Schulung bis Wartung, Assay-Optimierung und kundenspezifischen Berichten sorgt unser Supportsystem für eine praxisgerechte Gerätenutzung nach dem Kauf.

• Regelmäßige Kundenbesuche und Feedbackprogramm
• Reaktionsschnelles Kundenservicesystem
• Effizientes Wartungs- und Ersatzteilnetzwerk
• 24-Stunden-Hotline für technischen Support
• Installation und Schulung durch Werksingenieure
• Kundenspezifische Assay-Optimierung für bestimmte Kits
• Softwareanpassung
• Design kundenspezifischer Berichtsformate

Nachfolgend finden Sie einen Überblick über unsere After-Sales-Leistungen. Konkrete Services können je nach Produkt variieren. Kontaktieren Sie uns für weitere Informationen.