全自動デジタルPCR検出システム ZY/VD-200シリーズ

デジタル PCR は高性能である一方、高価で専用消耗品に縛られ、低スループット用途に限られがちでした。Yuanzan はまったく異なる技術系譜でこの課題を変えます。

• 低いコスト障壁：標準チップサイズの消耗品を使用することで、従来の dPCR ワークフローと比べてサンプルあたりの消耗品コストを20-40分の1まで低減できます。
• 高いサンプルスループット：48サンプルのラン形式により、dPCR を専門担当者による単発運用ではなく、日常的なラボスケジュールに組み込めます。
• オープンプラットフォーム：専用チップ、ロックインされた試薬、必須サービス契約に依存しません。

• 価格課題から日常運用へ——サンプルあたりの消耗品コストが20-40分の1に下がることで、絶対定量の経済的障壁が大きく低減します。
• 専門用途から日常ツールへ——48サンプルのスループットとウォークアウェイ自動化により、dPCR は日常的に使える実用的なラボツールになります。
• クローズドなエコシステムからオープンプラットフォームへ——このワークフローは専用チップ、ロックインされた試薬、強制的なサービス契約を避けます。
• 繊細な流路から堅牢な構造へ——ミリメートルスケールの流路は、扱いにくい臨床サンプルでも物理的に詰まりにくい構造です。

デジタルPCRは長く、高性能である一方で高価で、専用消耗品に縛られ、スループットにも制約のある技術でした。Yuanzan はその前提を根本から変えます。

• 0.01% 検出感度
• ≥95% サンプルあたり有効液滴
• 48 1ラン最大サンプル数

特許番号：ZL2021113351171 · ZL2021113351133 · ZL2021227610374 · ZL2021100379520

全自動マイクロドロップレット生成

標準ピペットチップでナノリットルスケールの液滴を生成する、世界初のマクロ流体マイクロドロップレット技術です。消耗品コストを根本的に抑えながら、操作安定性を高めます。特許ポートフォリオ取得済み（CN: 2021113351171, 2021113351133, 2021227610374, 2021100379520）。

コア技術のブレークスルー

従来のデジタル PCR は 100 μm 未満のマイクロ流路を必要とし、製造コストが高くなりがちでした。当社はこの制約を突破し、標準ピペットチップ（直径 >0.3 mm）でナノリットルスケールの液滴を生成するマクロ流体マイクロドロップレット技術を実現しました。この技術転換により、デジタル PCR のコスト効率を再定義します。

技術的優位性

• 消耗品の製造コストを大幅に削減
• 分注処理のスループットを向上
• 装置および液滴生成の安定性を向上
• 大規模並列液滴生成アーキテクチャを実現しやすくします
• マクロ流体技術と自動化の統合により、低コスト消耗品と完全自動ワークフローを両立します

自己組織化ドロップレットアレイ

独自の界面活性剤化学により、液滴は反応プレート表面で自発的に規則配列を形成します。高温の熱サイクル中も構造を維持し、融合や蒸発を抑制します。

技術原理

独自の界面活性剤処方により、生成した液滴は高温の熱サイクル条件下でも融合せず、高い安定性を維持します。精密に設計された液滴密度は油相より高く、重力による自己組織化を可能にします。多数の液滴が PCR 反応容器の底面に自発的に配列し、均一で高密度な液滴アレイを形成します。

応用価値

各液滴を空間的に分離することは、PCR 容器内で均一かつ独立した反応を確保するために重要です。この自己組織化液滴アレイは、in-situ PCR 増幅と in-situ 蛍光検出を可能にし、リアルタイム蛍光 PCR における単一液滴モニタリングの基盤となります。

大規模リアルタイム液滴蛍光モニタリング

数十万個の個別液滴からの蛍光増幅シグナルをリアルタイムで同時追跡し、偽陽性アーティファクトを低減しながら、ポアソン統計に依存しない真の絶対定量を実現します。

技術的ブレークスルー

自己組織化液滴アレイを基盤に、当社 R&D チームは独自の光信号収集経路、高度なイメージングモジュール、大規模液滴トラジェクトリ追跡アルゴリズムを開発しました。統合システムにより、PCR 熱サイクル全体を通じて各液滴の蛍光シグナルを連続的にリアルタイム監視できます。

応用価値

• 臨床デジタル PCR アプリケーションで偽陽性アーティファクトを低減
• 高濃度サンプルにおける従来型デジタル PCR のポアソン分布による定量限界を克服
• 陽性液滴内のコピー数を直接カウントし、真の絶対定量を実現
• 標準的なデジタル PCR では困難だった融解曲線解析を活用し、新たな応用を広げます

Macro-FDG の液滴生成は、音響伝達、能動的リコイル、適応インピーダンス補償、波形制御による Weber 数制御を組み合わせたものです。これにより液滴形成を安定化し、デジタルPCRイメージングに適した高密度で均一なアレイを形成します。

• 音響カップリング：準剛体的な圧力波が駆動油中をマイクロ秒スケールの遅延で伝達し、ノズルへ高速で再現性の高い駆動信号を与えます。
• 能動的リコイル：逆方向の音響波により液滴の切断を鋭くし、サテライト液滴を抑制して各分画の一貫性を高めます。
• 可変インピーダンス補償：液滴生成中に液体負荷が変化しても、自適応の周波数・電圧制御により安定したジェッティング状態を維持します。
• Weber 数制御：波形整形により dV/dt を制御し、液滴サイズを安定させ、チップ形状の微小なばらつきへの依存を低減します。

Macro-FDG は既存 dPCR システムの単なる改良ではありません。標準サイズのチップを前提にした能動的な音響ジェッティング原理を採用しています。

• 流路 / ノズル：マイクロウェル マイクロウェル（pL） · マイクロ流体 マイクロチャネル（<0.1 mm） · Macro-FDG 標準チップ（0.3-0.6 mm）
• 液滴生成方式：マイクロウェル 受動的分割 · マイクロ流体 流路交差部での油相せん断 · Macro-FDG 能動的音響ジェッティング + リコイル
• サンプルスループット：マイクロウェル 16/run · マイクロ流体 8-24/run · Macro-FDG 48/run
• 1ランあたり消耗品コスト：マイクロウェル ~$15-30 · マイクロ流体 ~$10-20 · Macro-FDG ~$0.50
• 拡張性：マイクロウェル 固定チップ設計 · マイクロ流体 複雑な微細加工 · Macro-FDG 線形拡張、シンプルな製造

臨床診断から研究分野まで幅広く活用できます

臨床応用

遺伝子検査は患者ごとの分子レベルの差異を把握し、がん治療におけるドライバー遺伝子変異解析を支援することで、標的治療の安全性と有効性を高めます。

• がん遺伝子検査
• ウイルス量検出
• 出生前検査

従来医療の限界

従来の医療アプローチには、肺がん、大腸がん、胃がんなど多くのがん治療で限界があります。遺伝子検査は患者ごとの分子レベルの差異を明らかにし、がん治療におけるドライバー遺伝子変異解析を提供することで、標的治療の安全性と有効性を大きく向上させます。

デジタル PCR 検出の利点

ポリメラーゼ連鎖反応（PCR）は、特定遺伝子を in vitro で迅速に増幅できる検出技術です。第三世代のデジタル PCR はサンプルを多数の微小反応区画へ分割し、単一コピー増幅と蛍光カウントを行うことで、核酸を単一分子レベルで定量します。従来の定量 PCR と比べて、定量精度、感度、阻害物質耐性に優れています。また、ウイルス量検出や出生前検査においても高い臨床的価値を示します。

当社が解決する課題

研究・臨床現場でのデジタル PCR 普及には、装置と消耗品のコスト、そして既存商用システムがエンドポイント検出を中心としておりリアルタイムモニタリングに制約があるという2つの課題があります。当社の自己組織化液滴アレイ型デジタル PCR は、複雑で高価な専用消耗品を不要にし、大規模リアルタイム蛍光モニタリングを可能にします。このブレークスルーにより、デジタル PCR をリアルタイムモニタリング時代へ進め、臨床遺伝子検査市場への導入を加速します。

非臨床応用

研究室、食品安全検査、法科学調査において、より信頼性の高い分子検出手法を提供します。

• 分子生物学研究
• 遺伝子組換え食品検査
• 犯罪捜査・法医学的個人識別

分子生物学研究における遺伝子解析

PCR 技術は日常的な研究に深く浸透しており、PCR 装置のない分子生物学研究室を想像することは難しいほどです。デジタル PCR は従来 PCR に比べて多くの利点がありますが、ユーザー体験や消耗品コストにはまだ課題があります。当社の次世代デジタル PCR 製品は、従来の定量 PCR と遜色ない使いやすさを目指しています。装置と消耗品コストが下がるにつれ、あらゆる規模の研究室で導入しやすくなります。

遺伝子組換え食品検査

遺伝子組換え食品への関心は高まり続けています。現在、商用品中の GMO 含有量の分子定量にはリアルタイム定量 PCR が広く用いられています。しかし、複雑な食品原料や飼料原料では標的 DNA が極めて少ない場合があり、検出と定量に制約があります。研究では、デジタル PCR が低濃度検出で高い再現性と阻害物質耐性を示し、遺伝子組換え食品検査に新たで信頼性の高い方法を提供することが示されています。

犯罪捜査

犯罪捜査および公共安全管理では、遺伝子工学と法科学の発展により、PCR 技術の重要性が高まっています。デジタル PCR により、個人識別レベルでの確認が可能になります。血痕、精液斑、毛髪、組織片、微量残存細胞などの法科学証拠を分子レベルで確認でき、従来の血清学的方法より高い信頼性を示します。さらに、高い増幅効率と阻害物質耐性により、長期間曝露された微量証拠の解析も可能になり、個人識別を支援します。現代の法科学的個人識別は PCR 技術と切り離せません。

設置・トレーニングからメンテナンス、アッセイ最適化、カスタムレポートまで、当社のサポート体制が購入後の装置運用を実務的に支えます。

• 定期顧客訪問・フィードバックプログラム
• 迅速対応のカスタマーサービス体制
• 効率的なメンテナンス・スペアパーツ供給ネットワーク
• 24時間技術サポートホットライン
• 工場エンジニアによる設置・トレーニング
• 特定キット向けのカスタムアッセイ最適化
• ソフトウェアカスタマイズサービス
• カスタムレポート形式設計

以下はアフターサービス範囲の概要です。具体的な内容は製品により異なる場合があります。詳細はお問い合わせください。