基因组学和蛋白质组学是相互关联的，而不是分开的，但是蛋白质组学在功能上更为复杂。人类有2.5万个单独的基因，但是有超过100万个不同的蛋白质类型。因为DNA由4个核苷酸碱基组成，而蛋白质由20种不同的氨基酸组成。磷酸化、乙酰化和泛素化等翻译后修饰改变了蛋白质成型和功能。这就造成了虽然一个人的基因组基本不会改变，但是一个人的蛋白质组是动态的，是完全个体差异化的。

图片来自：SEER Inc 2023年报

在后基因组时代，蛋白质组学在疾病预测和个性化医疗中的潜力也备受瞩目，通过高通量血浆等体液的蛋白质组学检测，可以实现对多种疾病的早期预测和精准治疗；蛋白组学检测也是生物药物研发领域的重要工具、扮演着新兴标记物发现和定量、新治疗靶点发现、药物有效性评估等关键角色。

蛋白组检测的两大方向——超灵敏检测和超多重检测

包括翻译后修饰在内的蛋白质的种类超过100万种，22种高丰度蛋白质占据了血浆总蛋白质量的99%，主要包括白蛋白、IgG、纤连蛋白、IgA、转铁蛋白、C3/C4补体和脂蛋白等，剩余的100万种蛋白质含量总和仅占血浆总蛋白质量的1%，因此含量极其低，一般含量在pg/ml级别。

这些低丰度蛋白质往往包括一些在生命过程中起关键性作用的蛋白质，如功能调控蛋白、各类型细胞因子和免疫多肽等。由于数量庞大、组成复杂、易受高丰度蛋白质的掩盖、屏蔽作用影响，现有的LC-MS/MS检测手段难以发现、分离和鉴定大多数低丰度蛋白质已成为制约蛋白质组研究的瓶颈之一。

因此，如何提升蛋白质组学研究的检测下限和灵敏度，成为研究者们亟待解决的难题。

图片来自：Molecular & Cellular Proteomics 2(10):1096-103

蛋白质组的变化提供了细胞/机体生命活动的快照，这是因为细胞主要通过调节其蛋白质的活性和水平来响应内外部环境的变化。但是蛋白质功能的复杂性也意味着检测单一蛋白质并不能了解生命机体的全貌，反倒是多个蛋白质的一致性变化更能清晰的解析疾病的蛋白指纹谱，以及药物作用的蛋白质靶标级联反应路径。因此开发超多重蛋白组检测工具对药物开发和临床精准医学的深入开展具有重要意义，运用场景广阔。

在药物开发领域，目前来看，大部分人类疾病也是由于蛋白质变化而引起的，95%的FDA批准的药物均以蛋白质为靶点，蛋白质组学技术可以帮助开发新药或改进现有药物。

例如，通过分析药物处理后细胞内蛋白质的变化，研究人员可以更好地理解药物的作用机理和毒理。在药物临床试验中，蛋白组检测可辅助临床入组病人选择、用药监测等，能够有效提升药物临床研究的成功率，目前需要生物标志物监测的肿瘤药也逐渐成为主流。根据Biodesix 2022年报披露，使用Biomarker进行癌症药物的临床试验比例从2000年的15%，已上升至2018年的55%。

在临床精准医学领域，蛋白质组学被用来识别与特定疾病相关的蛋白质标记物，如癌症、心脏病和神经退行性疾病。通过分析疾病状态和正常状态下的蛋白质表达差异，研究人员可以发现潜在的生物标志物Biomarker，后续进行开发作为伴随诊断的产品，用于精准疾病分型、早筛、诊断、疗效观测及用药方案调整、预后分析等。

开发以高速液滴生成和集成式表面阵列传感为核心的蛋白组学检测技术

为了加快蛋白组学检测产品的研发和商业化，栅极芯致组建了一支经验丰富的交叉学科研发团队，核心团队涵盖半导体，微流控，试剂开发及AI算法等背景，在生物传感和IVD微流控技术方面有多年的技术积累，同时在蛋白标志物的筛选发现和临床应用方面有丰富的产品开发经验。

其中CEO张清洋博士，毕业于Johns Hopkins University材料工程系，拥有丰度的半导体微纳工艺经验，曾任职于华星光电等企业；CTO具有半导体和微流控专业背景，具有十年IVD体外诊断设备和耗材开发经历，曾任职于华大智造和万孚生物等IVD头部企业。

另外公司研发团队也包括pTau-217 Simoa检测试剂盒开发经验的资深研发科学家以及10多年化学发光、电化学发光、抗体核酸偶联的试剂研发专家。

栅极芯致聚焦于将先进半导体技术应用于蛋白组学的超灵敏蛋白检测及超多重蛋白检测领域的研发，核心目标是为生命科学上游、新药研发及临床诊断开发更多高效、快速、低成本和便携化的蛋白组检测设备及试剂。

团队开发了全球首创的集成式表面阵列传感系统（ISAS），通过在晶体管光电传感器表面集成特殊封装工艺，可实现片上1:1多通道荧光成像。该系统可替代目前使用的荧光显微成像系统，可以实现一键式自动成像检测，使检测仪器变得方便快捷；在成本上比精密光学系统的成本有指数级的优势；另外还具备大视野、易集成等优势。

>>>>第一条管线：针对目前行业内特定疾病蛋白靶点检测灵敏度不高的问题

基于独创的高速液滴生成的微流控芯片及ISAS检测芯片，栅极芯致产品矩阵中的Drip单分子免疫检测平台可以突破传统蛋白检测的下限，实现飞克级别的蛋白检测。

该平台从检测设备及耗材成本上较现有基于微孔芯片的单分子免疫产品有十倍数量级的下降，同时检测的稳定性和准确性也不受传统微孔芯片磁珠存在落孔率的影响，有望加速单分子免疫设备在科研端及临床端的普及，从而帮助疾病的早期筛查和药物干预。

>>>>第二条管线：针对目前蛋白靶点种类和数量过多的大panel检测痛点

通过自研的PXA试剂技术及ISAS基因芯片，栅极芯致产品矩阵中的超多重阵列芯片检测平台，可以实现单张芯片完成千重靶点的多重检测，为蛋白组差异分析提供一种更灵活的检测方式。

栅极芯致利用自身在微流控及半导体领域方面的优势，集中精力在核心模块实现技术创新和突破，通过对一个或者多个模块的优化改进，从而对检测平台在系统层面有相当大的改善，最终体现在检测平台测试结果的性能及成本相较于国外行业标杆有大幅的改善或下降。

第一代原理样机已通过验证，多线并举打造蛋白组学综合检测平台

据悉，栅极芯致的第一代原理样机已经通过验证，并在进一步优化后将快速推向市场。

为了将超灵敏和超多重的蛋白组检测平台快速推向市场，栅极芯致目前即将启动新一轮融资。随着新一轮资金的到位，栅极芯致在未来的研发规划方面会持续地进行底层技术的创新。

首先，凭借在半导体光电传感领域深耕数年，栅极芯致针对全球首创的集成式表面阵列传感系统（ISAS）进行2.0版本的迭代更新。

其次，栅极芯致会持续加大试剂方面的研发力度，尤其是抗原抗体核心原材料的开发，核心原材料的自主可控可以为产品开发提供更好的保障，另外对抗原抗体等核心原材料的稳定性验证，同时试剂的配方和优化等多方向研发工作会明显地提升蛋白组学检测的性能。

再次，栅极芯致会更加重视蛋白组学在科研和临床方面的应用开发，积极参与科研及药物开发过程中的靶点发现和检测。

最后，栅极芯致也会逐步突破目前现有方法学的限制，在方法学层面进行更多的尝试和创新，希望通过检测方法学的创新而引领蛋白组学的发展。 

转载来源：动脉网 作者：李汶芸