SMi 和 Teledyne Photometrics 如何彻底改变诊断吞吐量

图 1： 包含 Teledyne Kinetix 相机的 SMi 仪器，以及 Andrew Thompson博士

SMi：单分子成像

介绍

现代医疗保健和生命科学极大地受益于设备的技术进步。确定特定样本的生化成分对于早期检测、准确疾病识别和治疗监测至关重要。在更短的时间内处理更多样本的前景具有显着的优势，使吞吐量成为改善患者治疗效果和减轻医疗保健系统负担的重要组成部分。高通量最终可以实现更快的决策、更好的资源分配、更广泛的护理机会以及改善大型筛查计划的机会——尤其是在疫情爆发期间。

在这里，我们提出了一种用于样品高内涵光学筛选的紧密设计解决方案。该仪器通过高通量工作流程实现荧光成像和单分子检测的自动化，具有无与伦比的筛选能力。光学系统 (SMi) 和检测器 (Teledyne Photometrics) 利用高通量应用，例如早期癌症检测所需的应用或在大流行期间区分传染病所需的面板诊断。

背景

剑桥大学的安德鲁·汤普森博士正在寻找新的抗凝血药物，但发现他选择的实验工具来研究其特性极其有限。他提议直接观察药物与其靶蛋白的相互作用，但不存在用于此类测量的仪器。

2014 年，他求助于华盛顿州立大学的 James Brozik 教授，他的团队开发了一种系统，可以以单分子分辨率跟踪数百万次药物-蛋白质相互作用，从而深入了解药物行为。他们在先进光学和药理学方面的综合知识在 SMi 技术的发展中发挥了协同作用。当意识到该技术在药物发现方面的潜力时，他们发表了初步结果并成立了一家公司来开发一种用于快速、高通量超分辨率图像的新原型，该原型后来成为多项专利的来源。

最后的突破出现在 COVID-19 大流行期间，这使 SMi 的重点转向高通量诊断，这是大流行期间的重要工具。当从 Innovate UK 获得190万英镑时，这项技术的巨大潜力得到了体现，使 SMi 能够开发出一个能够以前所未有的分辨率和速度筛查疾病的诊断平台。他们对微阵列的使用使该技术具有特别的适应性，因为它可以同时测试多种疾病。

过渡到 Kinetix

从研究原型到商业诊断系统的过渡提出了独特的挑战。SMi 需要改进制造流程、提高系统可靠性并采购兼容的 OEM组件。自动化是提高通量的关键，仪器必须满足临床标准和用户需求。

一项重大升级是将 Teledyne Photometrics 的 Kinetix sCMOS 相机集成到 SMi 系统中。他们原来的相机速度较低，分辨率较低，并且需要复杂的热管理，而改用 Kinetix 后可以缓解这些挑战。

Kinetix 在 10 MP 阵列的分辨率、灵敏度和量化方面有所改进。Kinetix 的紧凑设计(带有 USB 接口和强大的 SDK)简化了与 OEM 产品的集成，而 Teledyne 行业领先的可靠性和保修使其成为商业部署的理想。

SMi 使用 Teledyne 的 OEM 相机技术开发了两个产品版本：一种是支持高通量药物筛选的研究仪器，另一种是专门用于诊断以提供自动化临床平台。使用 Kinetix sCMOS 相机，SMi 开发了提供超高灵敏度和通量的工具，为加速药物开发和大规模疾病检测提供了潜力。

图2： 使用 Kinetix 相机，SMi 可以在极大区域内以高分辨率检测单个分子。

结论

SMi Systems 彻底改变了诊断，通过证明前所未有的吞吐量和高精度来应对医疗保健系统中的相关挑战。SMi 选择 Teledyne Photometrics 的 Kinetix sCMOS 相机是通过仔细选择一家制造商而实现的，该制造商可以提供一流的解决方案以及 OEM 集成支持。Kinetix 提供高分辨率成像，并可轻松集成到 SMi 的产品平台中。

作为商业解决方案，Kinetix 是 SMi 的不二之选。