蛋白质组学初创公司Quantum-Si已经为其基于半导体的蛋白质传感系统争取了大量早期用户，预计将于2022年推出。
截至11月中旬，这家总部位于康涅狄格州吉尔福德的公司已经在10家外部机构放置了仪器，研究人员正在探索其用途，从癌症早期检测到识别与长时间COVID相关的蛋白质签名。
Quantum-Si公司由Jonathan Rothberg创立，他之前创办了下一代测序公司Ion Torrent，该公司旨在将半导体芯片技术同样应用于蛋白质测序，允许对蛋白质进行单分子分析，包括翻译后修饰。vwin德赢ac米兰合作
该平台由两个模块组成，一个名为Carbon的样品制备组件和一个基于半导体芯片的名为Platinum的分析仪。Carbon模块是一种微流体系统，它使用了多种现有的样品准备技术，包括目标富集和样品耗尽，以减少蛋白质组学样品的动态范围，在铂系统进行分析之前。今年9月，该公司宣布与另一家由Rothberg创办的公司Protein Evolution合作，开发新型亲和试剂，用于样品准备过程的一部分。
铂金系统有两种运行模式:一种是蛋白质测序模式，在这种模式下，仪器通过测序单个氨基酸来分析单个蛋白质;另一种是该公司所谓的“数字分析物”模式，这是一种基于亲和剂的方法，在这种方法中，分析芯片的孔被不同的亲和剂(如抗体)功能化，并通过观察它们与这些试剂结合的动力学来识别分析物。
Quantum-Si通过使用不同氨基酸(包括修饰过的氨基酸)的探针来处理蛋白质测序，并观察这些探针在感兴趣的蛋白质之间的结合。该技术的关键在于，基于vwin德赢ac米兰合作半导体的传感装置不依赖于观察探针的颜色进行检测，而是测量激光激发目标分子后的光发射时间，据该公司称，这使得区分蛋白质测序所需的大量氨基酸和修饰氨基酸成为可能。
当在数字分析模式下工作时，该设备同样依赖于光发射的时间，测量它们以收集目标绑定的数据，从而能够识别目标。
Quantum-Si并未披露其所有早期访问用户，但该公司在2021年第三季度财报电话会议上提到了几个用户，首席执行官约翰·斯塔克(John Stark)强调了在巴黎的高等物理与工业技术学院(ESPCI)进行的工作，以验证Quantum-Si首次在内部生成的蛋白质测序数据。
ESPCI教授Andrew Griffiths在一份声明中说，他的实验室已经成功复制和验证了这些测序数据，现在正在使用该系统支持“定向进化的单分子筛选、并行单分子计数应用和单细胞多组学”的工作。Griffiths没有回应关于他与该系统的工作的进一步评论请求。
俄勒冈健康与科学大学的副教授Andrew Adey也是Quantum-Si的另一个早期访问用户，他告诉GenomeWeb，他对无需使用质谱法收集蛋白质组学数据的可能性很感兴趣。
他说:“我一直对在我的团队中进行一些蛋白质组学研究很感兴趣。”“一直都有一个障碍，因为它一直是质谱仪或什么都没有。我们从来没有真正实现过质谱仪。这很有挑战性，很多项目都没有成功。”
例如，Adey说，他的实验室曾尝试通过一个核心设备，使用质谱仪来观察蛋白质的聚集，以了解存在什么蛋白质，以及它们在某些调控复合物中是如何关联的，但从经验中得出的结果并不令人满意。
他说:“这需要在实验室里找到一个真正感兴趣的人，想要推动它实现。”“这对我们来说只是遥不可及的一步。”
阿迪补充说，他的实验室没有质谱仪的专业知识，限制了他的团队进行实验和即兴创作的能力。
“核心设备很好，但有时我们想做一些奇怪的不同的事情和修补，这是我在质谱仪上永远不会感到舒服的事情，”他说。
Quantum-Si的技术vwin德赢ac米兰合作引起了Adey的兴趣，因为它将测序方法应用于蛋白质分析，他说，鉴于他在DNA测序方面的丰富经验，这符合他的“舒适区”。
在一个7月面试斯塔克告诉《基因组网》，虽然该公司的最终目标是能够检测和区分所有20种氨基酸，包括改良形式，但还没有达到那个水平。他说，经过计算，如果它能够检测到10到12种不同的氨基酸，它将能够测量大约80%的蛋白质组。
Adey说他的实验室最近才开始在这个平台上进行实验，所以他不能详细谈论它的数据质量，但他说他发现这个系统的简单、低成本和潜在的可扩展性很有吸引力。Quantum-Si计划以5万美元左右的价格出售该平台，在第三季度的电话会议上，该公司首席财务官Claudia Drayton表示，预计每年每台设备的耗品支出约为4.5万美元。
阿迪说，他的实验室在这个平台上的初步工作不会集中在新创蛋白质测序，而是更有针对性的蛋白质分析，例如，观察不同信号通路的扰动。
他说:“我认为我们想做的另一件事就是对这个仪器进行试验，看看它能做什么。”“我们可以随便扔一些东西，看看能得到什么。我们想用它做很多事情来探索它的能力。”
另一个早期访问用户，位于加州圣卡洛斯的IncellDx，正在使用量子si的平台对长时间COVID-19患者进行研究，探索长期COVID-19症状可能是由感染后残留在单核细胞中的病毒刺突蛋白引起的概念。
今年6月，IncellDx和合作者发表了一份bioRxiv预印他们说，他们在感染后长达15个月的严重和长期COVID-19患者的单核细胞中发现了刺突蛋白。IncellDx的首席执行官布鲁斯·帕特森(Bruce Patterson)表示，该公司正在使用Quantum-Si平台来观察长时间COVID患者细胞中的刺突蛋白。
他说，该公司计划使用该平台来研究刺突蛋白的变体，“因为我们实际上在S1蛋白中发现了一些突变，可能有助于急性COVID和长时间COVID的S1发病机制。”
IncellDx公司正在使用流式细胞仪对感兴趣的细胞进行分类，然后使用Quantum-Si平台对这些分类细胞中的5000到10000个群体中的尖突蛋白和潜在的其他蛋白质进行分析，Patterson说。
他说，他和他的同事已经完成了初步工作，使用质谱法确认了这些细胞中刺突蛋白的存在，但他指出，他发现量子硅平台的简单性和占地面积小，使其成为一个有吸引力的替代方案。
帕特森说:“我认为这种仪器将是至关重要的，因为它能够逐个氨基酸(查看)氨基酸，特别是我们已经看到了一些氨基酸替换。”尽管他还不能提供有关该平台蛋白质序列数据质量的信息。
他说，该公司正在准备一份关于COVID-19工作的手稿，并计划在提交论文之前将来自Quantum-Si平台的数据添加到该论文中。