医疗检测设备专题报告：新一代SPR技术检测平台市场研究

前言

SPR（Surface plasmon resonance，表面等离子体共振）技术，作为一个通用检测平台，被 广泛应用在药物筛选、科学研究等领域，用于生物分子间亲和力、结合特异性、浓度定量等 分析。基于该技术的分子相互作用仪由于结构复杂、核心技术被国外垄断，造成仪器价格昂 贵，难以全面普及。

2019年，中国的量准Xlement开发了新一代3D纳米SPR芯片，实现技术突破。新技术极大降 低了原有应用成本，打破分子相互作用仪国外垄断的格局，并开拓了新的C端应用场景。

为了验证新技术带来的真实市场需求，针对B端企业和C端普通消费者两类目标用户，蛋壳 研究院联合量准Xlement共同完成了大量市场调研。基于详实的调研数据，定量分析了潜在 市场规模和目标用户的真实反馈。

除了需求端的验证，我们还从供给端综合分析了相关竞品信息，包括产品、技术、市场等多 个维度。最后进一步明确了新一代3D纳米SPR技术较好的应用前景，以期为行业参与者提供 较为全面的参考信息。

核心观点

1. 表面等离子共振（SPR）技术正迎来新一代技术突破（3D纳米 SPR）；

2. 新技术极大降低了原有技术的应用成本，约为原有的 1/10；

3. 新技术作为一个通用检测平台，开拓了 C 端应用场景；

4. 基于 3D纳米 SPR 技术的新一代分子相互作用仪，将打破国外垄断的格局；

5. 新一代分子相互作用仪，预计 2022 年市场规模将达到 8 亿元；

6. 基于 3D纳米 SPR 技术的家用无创快速检测仪器，潜在市场规模约22 亿元。

1. SPR 技术创新带来检测平台的成本下降

1.1.SPR 技术简介

(1) SPR 技术的定义

SPR（Surfaceplasmonresonance，表面等离子体共振）是一种光学传感技术。基于该技术的 检测仪器，可用于生物分子间亲和力、结合特异性、浓度定量、结合动力学和热力学分析等， 被广泛应用在药物筛选、生命科学等领域。

(2) SPR 技术的原理

SPR 本质是一种物理光学现象，其涉及到三个物理概念：

 等离子体：是由阳离子、中性粒子、自由电子等多种不同性质的粒子所组成的电中性物 质，其中正、负带电粒子所带电荷量相等，是与固态、液态和气态并列的物质第四态。

 金属表面等离子波：当入射光照射到金属表面时，会引起价电子的纵向振动，振动产生 的电荷密度波，沿着金属和电介质的界面传播，形成表面等离子波。

倏逝波：是指当光波从光密介质入射到光疏介质时，发生全反射而光疏介质一侧所产生 的一种电磁波。

如下图所示，金属表面的下方是光路系统，表面上方是偶联的配体蛋白和待测物质，待测物 质通过溶液流过金属表面，与配体蛋白发生相互作用。

下方光源发出的一个单波长激光束进入到棱镜（浅绿色半圆）中，导致多角度的光线入射到 金属表面。几乎所有入射的光线都会发生反射，但有一个例外，在入射角达到某一个角度时， 光子的能量会被金属吸收转化成表面等离子体波，同时金属介质中传输振幅呈指数衰减的倏 逝波，当金属表面等离子波与倏逝波发生共振时，在这个角度的光线不会被反射出来，这 个角度被称为共振角。

表面等离子共振（SPR）对附着在金属薄膜表面的介质折射率非常敏感，当表面介质的属 性改变或者附着量改变时，共振角将不同。因此，SPR 谱（共振角的变化 VS 时间）能够 反映与金属膜表面接触的物质变化。

(3) SPR 技术发展历程

1902 年，科学家 Wood 在光学实验中首次发现了 SPR 现象，但对该原理的解释和应用一直 发展缓慢。直到 1990 年，瑞典的 BiacoreAB 公司（后被 GE 收购，2019 年这块业务被丹纳 赫以超过 20 亿美金的价格再次收购），基于 SPR 技术开发了首台商品化仪器——Biacore 分 子相互作用仪，并不断改进迭代。目前已成为该领域的金标准。

2016 年，美国和日本正式将 SPR 技术收录进药典，为行业发展建立了标准规范。2019 年， 中国的量准（上海）实业有限公司（以下简称“ 量准 Xlement”）开发了新一代 3D 纳米 SPR 芯片，实现技术突破，打破了同类仪器国外垄断的格局。

1.2. 传统 SPR 技术的应用：分子相互作用仪

基于传统 SPR 技术的分子相互作用仪，主要用于两个生物分子间相互作用的亲和力、结合特 异型、动力学等分析，如小分子药物和蛋白之间、抗原和抗体之间等，可实时反映分子动态 相互作用的全过程。

研发型药企、CRO 企业、高校及科研院所是使用该类仪器的主要对象，在药物研发阶段被广 泛使用。尤其是用于药物筛选和功能蛋白质组学分析。

此外，SPR 技术也可用于病毒抗原定量检测。 主要有两种技术原理，一种是注入病毒颗粒 通过病毒纤维蛋白与 CAR 受体结合；另一种是用病毒六邻体蛋白与 FX 蛋白结合。其中 CAR 受体或 FX 蛋白被固定在传感器芯片上，并使用分子相互作用仪系统检测。

在全球新冠病毒（COVID-19）爆发期间，Biacore 大力推广旗下 SPR 仪器，进行病毒浓度定 量分析，成为核酸检测之外的方法之一。而且拥有更高的灵敏度，能有效降低核酸检测假阴 性的问题。

基于传统 SPR 技术的分子相互作用仪应用广泛，但也有一定局限性。由于其采用的是二维平 面芯片，只能从 2 个维度收集信号数据。这导致需要复杂精密的光路系统来捕捉微弱信号， 仪器价格昂贵（200 万元/台以上），只有大型企业/机构用得起。

1.3. 下一代技术突破：3D 纳米 SPR 芯片

量准 Xlement 的最大突破，是在原有 SPR 技术基础上，将光学芯片由原来的二维基膜变成 了三维基膜。

三维基膜的芯片将信号放大了千倍以上，带来更高的检测灵敏度和更低的分子浓度检测下 限。同时，也不再需要传统复杂的光路系统来捕捉微弱的信号，变成了简单的 LED 光源和光 电二极管，这极大简化工艺路径，从而降低成本。

此外，利用 3D 纳米 SPR 技术，重点利用浓度定量分析的功能，还可以研发各类超敏生物芯 片，使该技术用于小型化、便携式快速检测仪器成为可能。

2. 新一代 SPR 技术开拓了 C 端应用场景

SPR 技术作为一个通用检测技术平台，普遍适用于检测生物分子的诸多场景。3D 纳米 SPR 技术除了测量分子间相互作用力外，还可以实现低浓度样品的定量分析，基于该功能研发各 类家用无创快速检测仪器，面向 C 端消费级用户。

2.1.B 端：新一代高性价比分子相互作用仪

基于传统 SPR 技术分子相互作用仪价格昂贵（200—500 万元/台），只有大型药企、CRO 企 业、部分高校和科研院所在使用。大量需要测量分子间相互作用的中小型药企，无法直接购 买该仪器。

基于 3D 纳米 SPR 技术的新一代分子相互作用仪，依靠更高的性价比（<50 万元/台），既对 现有产品有一定替代性，也提高了中小型药企购买的可能性。

分子相互作用仪的使用者：研发型药企、CRO 企业、高校及科研院所的各类实验室， 主要用于检测分子间的相互作用力，进行药物筛选和科学研究等。

分子相互作用仪的受益者：药企，一旦创新药研发成功，将可能带来相关疾病一种新的 疗法，或者降低同类进口药的价格，拥有更大的市场份额。

分子相互作用仪提供者：分子相互作用仪研发生产企业，它们为使用者提供仪器耗材和 后期的维修保养服务。

分子相互作用仪的支持者：硬件服务商和软件研发商，硬件服务商主要提供芯片、光电 系统和和设备元器件等硬件支撑。软件研发商主要包括软件研发企业、高校实验室等， 它们为仪器提供操作系统和科研支持。

分子相互作用仪的合作者：渠道服务商，渠道服务商为分子相互作用仪研发生产企业提 供渠道代理服务，帮助产品触达使用者。提供者主要通过两种途径投放产品：一是直接 将产品投放给使用者，收取费用（直销）；二是通过渠道服务商投放产品，利用渠道商 的市场资源进行产品拓展（分销）。

除了测量分子间相互作用，3D 纳米 SPR 技术还可以实现无标记蛋白定量检测。由于新技术 的灵敏度比传统 SPR 技术高三个数量级，更容易实现超低浓度的蛋白定量分析。

蛋白定量检测通常有 3 种常用方法 ：直接检测法 、三明治法 、竞争抑制法。

1 直接检测法：将抗体直接结合到芯片表面，被分析物流经芯片表面与抗体特异性结合， 引起芯片表面质量的改变，从而引起共振角的变化。该方法适用于相对分子质量大于 1 万的 物质检测。

2 三明治法：将抗体固定在芯片表面，与流经的被分析物结合后，再流过第 2 种抗体，与 结合在芯片表面的被分析物再次结合，增大被分析物的响应值。这种方法适用于检测具有多 个抗原决定簇的大分子物质。对于小分子物质，通常使用竞争抑制法。

3 竞争抑制法：在芯片表面固定抗原（分析物），在待测溶液中加入一定量的抗体，抗体 与分析物中的抗原相结合，未结合的抗体同芯片表面的抗原结合产生信号，由于抗体的分子 量大于抗原，所以通过竞争抑制法能大大增强 SPR 的信号。

A）CRP 抗体修饰以及 CRP 定量分析示意图；（B）待测唾液中 CRP 浓度为 10ng/ml 时的芯片响 应变化；（C）阴性对照的芯片响应变化；（D）芯片变化强度与唾液样本中 CRP 蛋白浓度的对应 关系图；（E）临床血液与唾液样本中 CRP 蛋白浓度的对应关系图。

在生物医学领域，3D 纳米 SPR 生物传感器可应用于多种临床样品的检测，如血浆、尿液、 唾液和细胞组织等。相对于经典的免疫比浊法、荧光免疫法、ELISA 等方法，3D 纳米 SPR 生 物传感器的定量分析方法具有快速、准确、无需标记的优势，并能简化前处理过程。

2.2.C 端：开拓家用无创快速检测仪空白市场

传统 SPR 技术除了测量分子间相互作用力之外，还可以用于浓度定量分析。不过传统 SPR 技术由于信号弱、仪器复杂且昂贵，并没有大规模应用这一功能来进行医学检测。

与传统 SPR 相比，新一代 3D 纳米 SPR 技术极大提高了信号获取能力，不再需要复杂的光学 耦合器件也能接受到信号，仅用常规的普通设备（如光学显微镜）就能完成光谱定量分析， 从而检测各种样品的超敏浓度。

以量准 Xlement 研发的家用唾液 CRP 检测仪为例，通过 3D 纳米 SPR 技术采集到唾液中的超 敏 CRP 浓度信号，再由普通显微镜链接的数码相机采集图像，通过机器学习图像软件分析 红色通道的透光率变化来定量分析唾液中的超敏 CRP 浓度。从而判断是病毒性感冒还是细 菌性感冒，理论上可以辅助判断是否是新冠病毒（COVID-19）的携带潜伏者。

CRP：C 反应蛋白（C-reactionprotein），是一项检测炎症的指标，主要用于感染的诊断 和鉴别。当机体受到感染或组织损伤时血浆中 CRP 浓度会急剧上升。

超敏 CRP：超敏 C 反应蛋白（hs-CRP）是指相对于常规 C 反应蛋白能测到 0.005-0.1mg/L 之间的超低浓度（如唾液中的超敏 CRP 只有血液中的 1/10，正常为 1—5ng/ml）。

3D 纳米 SPR 技术作为一项通用技术平台，除了 CRP 之外，还可以开发其他各种家用无创快 速检测仪器（根据不同生物芯片），可以检测大量生化指标。

综合 3D 纳米 SPR 技术的五大特点，以及刚需、高频、检测院外转移三大场景，以下常用检 测指标均可实现 C 端应用。

根据上述检验指标，将疾病谱分 为感染、肿瘤、代谢三大类，对 应 12 种疾病的患者。这些就是 家用无创快速检测仪的目标用 户。

 感染类

一是家庭感染的无创检测（如细 菌、病毒等引起的感冒发烧）； 二是怀孕 HCG 检测，定量判断是 否怀孕、流产期监测；三是慢性 胃病检测；四是艾滋病等性病检 测

 肿瘤类

重点是癌症患者术后的管理预 后，定期复诊，判断癌症复发情 况；其次是癌症的早筛，以社区 为单位或者以药店为单位。

 代谢类

基于现有的标志物提前监测心梗、脑梗等心脑血管疾病，此外基于血糖血脂等监测进行三高 人群的慢病管理。

基于该技术研发的各类小型检测仪器，填补了当前 SPR 家用无创快速检测仪器在全球市场上 的空白。其作为一项通用平台技术，拥有极强的拓展性，C 端应用场景广泛。此外，B 端的 新一代分子相互作用仪拥有极高性价比，也有望替代原有同类产品，增加使用普及率。

3. 需求端：近 30 亿潜在市场规模

虽然定性层面 3D 纳米 SPR 技术的应用场景非常广阔，但定量层面具体又有多大市场空间， 用户认不认可。对此，蛋壳研究院对 B 端和 C 端目标用户进行了大量调研，以期了解目标 用户的真实需求情况、估算市场规模、对新产品的反馈意见等。

3.1. 对目标用户的市场调研说明

整个调研分为 B 端和 C 端两部分。B 端调研对象包含研发型药企、CRO 企业、高校、园区公 共平台、科研院所五大类。调研方法主要采用 1v1 专家深度访谈和焦点小组讨论法。

C 端调研对象，针对第二章提出的三大类目标用户：感染类疾病患者、肿瘤患者、代谢类疾 病患者。调研方法采用问卷形式，主要从目标用户的基本信息、诊疗习惯、对家用无创快 速检测仪器的反馈意见等维度设计问题。然后利用渠道对特定患者进行精准投放。

在一个月的调研期间，B 端共完成了数十位专家深度访谈，整理得到 600 分钟访谈录音。C 端共收回了 1000 份有效问卷，其中感染类 600 份、肿瘤类 300 份、代谢类 100 份。这些大 量原始素材，为后续估算市场规模、研判行业发展趋势提供了依据。

3.2.B 端市场调研分析，中小型药企购买意愿度超 80%

3.2.1. B 端市场规模估算

B 端市场主要指分子相互作用仪市场，其市场规模由仪器销售+耗材试剂+维修保养三部分组 成。蛋壳研究院采用自下而上分层抽样的方法估算市场规模，基础计算公式如下：

市场规模=目标用户数量渗透率频次客单价

目标用户数量：所有需要使用分子相互作用仪的企业/机构数量，如研发型药企、CRO 企业、高校、科研院所等，由案头研究获得数据；

渗透率：目标用户中已经购买了分子相互作用仪的比例，由调研获得数据；

频次：企业/机构使用分子相互作用仪的频率，主要是芯片耗材的使用量，由调研获得 数据；

客单价：仪器销售单价、芯片耗材单价、维修保养单价等，由调研获得数据。

(1) B 端市场目标用户

分子相互作用仪的核心功能是测量生物分子间的相互作用力，主要应用在药物研发阶段。这 决定了其目标用户属性：研发型药企、CRO 企业、高校及科研院所。我们通过目标用户漏 斗模型，层层筛选出符合条件的目标用户数量。

 研发型药企

据药智网统计，全国共有 8 千家药企，去除空壳企业，再把范围缩小到化药、生物药的研发 型药企，最后聚焦到临床前研发阶段，还剩 443 家药企符合条件。

 CRO 企业

《中国 CRO 产业图谱》报告显示，2018 年国内涉足医药研发外包服务企业有 525 家，其中 临床服务企业 248 家，非临床服务企业 262 家，综合性服务外包企业 15 家。其中临床前 CRO 约 126 家涉及到分子间作用力试验（药物筛选、药理、毒理、药代等）。

 高校及科研院所

据教育部统计，2019 年全国共有 2663 所普通高等学校，其中本科院校 1245 所。

分子相互作用仪在高校主要用于药物相关研究（生命相关、分子层面），如医学院、药学院、 生科院、化工学院等。我们统计了有上述 4 个学院的 985、211、双一流和医科大学，共计 224 所。

科研院所是独立于教育部和高校系统之外，以科研工作为业务核心的各类研究机构。

按级别划分，科研院所主要分为三类：第一类是直属国务院的中科院、社科院两大系统（114 所）；第二类是直属国家各部委（185 所），主要是为所属行业提供科研成果（如直属卫生 部的中国医学科学院等）；第三类是直属各省市相关研究机构（如北京市首都儿科研究所等）

(2) B 端市场规模

为了估算新一代 3D 纳米 SPR 仪器的市场规模，我们先计算出传统分子相互作用仪已有的市 场容量，再假设新一代仪器的替代率和渗透率，从而评估 3D 纳米 SPR 技术的发展前景。

 传统分子相互作用仪已有的市场容量

已有的市场容量是指目前已经销售的 Biacore、ForteBio 等仪器的综合规模，其计算公式为：

市场容量=总仪器数量（仪器单价+每年维保单价+芯片耗材使用量芯片耗材单价）

总仪器数量=目标用户数量渗透率平均仪器数量，各类型目标用户的渗透率、 平均仪器数量访谈调研获得，详见下表；

仪器单价：Biacore、ForteBio 等主流仪器单价在 200-400 万元之间；

每年维保单价：仪器保修期普遍 1—2 年，超过之后每年维修保养单价在 10-20 万 元之间；

芯片耗材使用量：芯片耗材使用主要受实验量影响，大型药企、CRO 企业实验量较 高，每年每台仪器需要数百张芯片。其他利用率不高的仪器每年芯片使用量一般小 于 100 张；

芯片耗材单价：芯片单价在 2000-6000 元之间，CM5 芯片大约 2000 元/张，SA 芯 片和 biotincap 大约 4000 元/张。

2020 年中国分子相互作用仪市场容量约 27.6 亿元，分子相互作用仪装机量约 791 台。 Biacore、ForteBio 两大品牌占据了 90%以上的市场份额。

 3D 纳米 SPR 仪器潜在市场规模

如第二章所述， 量准 Xlement 基于 3D 纳米 SPR 技术开发了一款新的分子相互作用仪 （XlementSPR100）。该仪器拥有极高的性价比，旨在实现两个目标：第一、部分替代市面上现有的 Biacore、ForteBio 等主流仪器；第二、提高中小型药企、高校、科研院所（之前没 有仪器）的渗透率。

3D 纳米 SPR 分子相互作用仪的潜在市场规模又有多大呢？根据量准 Xlement 的战略规划， 蛋壳研究院预测未来三年，新仪器的替代率和渗透率，估算出 XlementSPR100 未来三年的 潜在市场规模分别为 2.5 亿元、4.7 亿元、8.3 亿元。

如果量准 Xlement 在 2020 年正式开始推广 XlementSPR100，预计首年市场规模为 2.5 亿元， 2021 年达到 4.7 亿，2020 年达到 8.3 亿，年均复合增长率 83%。

3.2.2. B 端目标用户调研反馈（略）

……

3.3.C 端市场调研分析，通用平台拥有广阔的应用场景

相比 B 端市场，C 端家用无创快速检测仪器应用面更广。蛋壳研究院根据 1 千份 C 端调研问 卷，首先对用户画像进行了分析，其次估算了 C 端市场规模，最后总结提炼一些目标用户的 反馈意见。

3.3.1. C 端目标用户属性

用户属性决定了最根本的需求动机，C 端三类目标用户（感染类、肿瘤类、代谢类）的需求 情况各不相同。

 感染类疾病患者

感染类疾病患者以年轻群体居多，25-35 岁之间占 59%，45 岁以上人群仅占 5%。因为目标 用户中有孕妇或产妇，所以从性别上看女性数量超过男性（女性占 58%）。

下图是 600 位调研对象的类型分布，除健康体外，感冒患者、孕妇或产妇、慢性胃病患者是 主要的目标用户（占比 53%）。大部分疾病往往是高频发生和可治愈的。

收入水平看，月收入在 5 千-1 万元的人数最多，占比 43.7%；其次是 3 千-5 千元，占比 24.5%。

 肿瘤患者

肿瘤患者的平均年龄大于感染类疾病患者，在 30 岁以上都有广泛分布。女性比例也远高于 男性比例。

由于部分癌症患者为老年人，无法完成调研。我们将调查目标放宽到癌症患者家属，他们在 照料患者过程中也具有一定的话语权。从细分病种看，肺癌、乳腺癌、胃癌、肝癌是调研涉 及最广的四大癌种（合计超过 67%）。

平均月收入上，肿瘤患者的收入略低于感染类患者。34%的调研对象平均月收入在 3 千-5 千 元，而收入在 5 千-1 万之间的只有 28.3%。

 代谢类疾病患者

代谢类疾病主要是三高慢性病、心脑血管疾病、尿毒症等，该类患者的平均年龄更高。在调 研对象中，53%以上都在 55 岁及以上。男性与女性比例相当，无明显差距。

调研对象中，以三高慢性病患者居多（高血压、高血脂、糖尿病），其次是其他类疾病患者， 第三是心脑血管疾病患者。

总体上，感染类——肿瘤类——代谢类三种目标用户，年龄呈递增趋势，收入呈递减趋势。 感染类疾病患者女性比男性多，肿瘤类患者以肺癌、乳腺癌、胃癌、肝癌 4 种癌症为主，代 谢类患者中三高慢性病患者占比最高。这三类疾病的诊疗行为具有高频、刚需、院内等特点。

3.2.3C 端市场规模估算

C 端市场规模的估算与 B 端的核心计算公式一样： 市场规模=目标用户数量渗透率频次客单价

不同点在于，C 端产品还未上市，渗透率和频次等数据只能基于调研作出假设，最后估算出 潜在的市场规模。

 C 端目标用户数量

感染类目标用户中感冒患者最多，全国 14 亿人平均每人每年 1-2 次感冒，有很大的用户基 数。但购买此类家用检测仪，至少以家庭为最小单位，一个家庭配备一台。据 2019 中国统 计年鉴，2018 年末我国城镇人口 8.3 亿人，平均家庭户规模 3 人/户，由此推算约有 2.8 亿 户城镇家庭。

2019 年中国新生儿 1465 万，约等于孕妇或产妇数量。另外人数较多的是慢性胃病患者， 3600 万人，艾滋病患者 95.8 万人。

2019 年 4 月，国家癌症中心发布的报告显示，2015 年我国新发恶性肿瘤病例 392.9 万例， 死亡约 233.8 万人。平均每天超过 1 万人被确诊为癌症，每分钟有 7.5 个人被确诊为癌症。

代谢类疾病患者更多，心脑血管疾病患者达到 4500 万人（脑卒中、冠心病等，不包含高血 压）。其次是慢性肝炎患者，主要包括慢性乙肝和慢性丙肝，约 3256 万人。

 C 端潜在市场规模

产品销售的第一步，是让目标用户知道有这个产品（普及率），这也是营销推广的作用之一。 蛋壳研究院假设在未来 2-3 年内，新产品的普及率为 8%左右。

第二步是了解这个产品的用户中有多少人愿意购买（购买率）。通过问卷调研，分别得到了 不同用户的购买意愿，整体上购买率在 50%左右。孕妇或产妇的购买率最高（60.8%）。

仪器单价、耗材单价、检测次数均根据调研反馈的结果，选择接受度最高的平均价格。感染 类仪器耗材价格最低，其次是代谢类，肿瘤类价格最高。而且肿瘤类的检测次数也是最高的 （平均每年 6 次），拥有较高的客单价。

C 端潜在市场规模=目标用户数量×普及率×购买率×（仪器单价+耗材单价×检测次数）

经计算，C 端潜在市场规模约 22 亿元，感染类 13.7 亿元、代谢类 7.1 亿元、肿瘤类 1.2 亿 元。其中最重要的是感冒患者和心脑血管疾病患者这两块市场。核心原因是该市场拥有非常 高的患者基数。

3.2.4C 端目标用户反馈意见（略）

……

4. 供给端：新产品在同类竞品中拥有显著优势

第 3 章我们详细讨论了需求端的情况，这一章将从供给端出发，分别解析 B 端和 C 端应用 场景下现有的解决方案。从产品性能、技术优势、市场策略三个维度来对比分析竞品情况。

4.1.B 端新一代分子相互作用仪拥有超高性价比

B 端市场的分子相互作用仪，全球有近 10 个品牌。如美国公司 GE 的 Biacore、ForteBio 的 octet、加拿大 Nicoya 公司的 OpenSPR 等。虽然它们都具有类似功能，但采用的技术原理有 所不同，这也带来仪器性能和应用场景的差异。

(1) 产品性能对比

目前国内分子相互作用仪市场仍以进口产品为主。这里我们列举了最具代表性的 6 款产品、共计 20 个型号。美国 3 款（Biacore、ForteBio、Biosensing）、芬兰 1 款（BioNavis）、加拿 大 1 款（Nicoya）、中国 1 款（量准 Xlement）。

 Biacore：分子相互作用仪的金标准

1990 年，瑞典的 BiacoreAB 公司开发了首台基于 SPR 技术的商业化仪器——Biacore，后被 GE 公司收购。

经过 30 年的发展，Biacore 已成为无标记分子互作检测技术的金标准，且型号丰富，包括 Biacore8K/8K+、BiacoreS200、BiacoreT200、BiacoreX100 等 5 款产品。分子量最低检测限从 100Da 到无限制不等，可广泛用于药物学、抗体疫苗筛选、蛋白研究等，但因仪器光路系统 相对复杂，仪器价格非常高，后期维护成本也较高。目前大多是跨国大药企、CRO 企业、高 校生物实验室等头部机构在采购。

 ForteBio：高通量筛选

ForteBio 旗下的 octet 基于生物膜干涉技术（BLI）原理，通过膜表面干涉波长相位移动检测 分子之间相互作用。目前的型号包括 Octect 系列的 HTX、RED384、RED96e、QKe、K2。实 际分子量检测大小从 2KD—100KD 不等。

Fortebio 的核心优势在于高通量，可同时对 96 个或 384 个样本进行快速的初筛 。最新一款 产品 octetHTX 更是达到了 96 通道，远超同类产品 4 通道或 8 通道的水平。但同时， ForteBio 分子量检测有限，无法有效检测到小分子的相互作用，适合大分子抗体疫苗筛选，不太适 合小分子药物或多肽药物筛选。

 量准 XlementSPR100：新一代突破性技术

2019 年，量准 Xlement 推出一款搭载新型纳米等离子光学传感器的生物分子互作检测仪 （XlementSPR100），实现了同类产品的突破性进口替代。

与同类产品相比，XlementSPR100 具有 3 个显著优势：第一、超高性价比，只有 Biacore 市 场价格的 1/10，芯片耗材和维修保养成本也低于同类产品；第二、仪器功能丰富，能实现 Biacore80%的检测功能，能覆盖 Tecon 酶标仪的所有功能；第三、无限扩容的优化空间，其 搭载的 NanoSPR 芯片作为一项通用平台技术，可以研制各类超敏生物芯片，应用于不同场 景。

 其他代表产品

除了上述三款仪器外，加拿大 Nicoya 公司的 OpenSPR 采用了全新的局域表面等离子体共振 技术（LSPR）。其最大的特点是操作简单、出结果速度快、仪器易维护且检测不受温度及缓 冲液折射率影响，可检测分子量 90Da 以上的分子，可以 2—3 小时快速完成实时 Co-IP 检测。

芬兰 BioNavis 公司基于多参数表面等离子共振原理（MP-SPR），推出了 Navi 系列 4 款产品。 MP-SPR 扩展了基底的范围，从传统的金、葡聚糖和其他的聚合物薄膜到纤维素、PS、PET、 PMMA、SiO2 等。此外，传统 SPR 可以测量的样品层厚度<150nm，MP-SPR 突破了这个限制， 可以测量厚度达几个微米的样品层，可以实现了活的细胞单层的测量。

美国 Biosensing 公司更是将 SPR 技术和光学显微镜巧妙结合为一体，推出了 MP-SPRNavi 系 列生物传感检测仪。该仪器可以同时得到细胞原位明场成像、SPR 成像、及 SPR 动力学曲线 定量亲和常数、结合解离常数等。

(2) 技术原理对比

技术原理上，目前测量分子间相互作用力的主流方法分为 4 种：酶联免疫吸附实验（ELISA）、 生物膜干涉技术（BLI）、表面等离子共振（SPR）、改良型 SPR 技术（NanoSPR 等）。

上述 6 款产品中，除了 ForteBio 采用生物膜层干涉技术（BLI）外，其余 5 款产品均采用 SPR 技术。其中 Biacore 采用的是传统 SPR 技术，剩下 4 款产品均对 SPR 技术进行了改良。

SPR 技术在第一章已详细分析，这里再简要介绍下酶联免疫吸附实验（ELISA）和生物膜干涉 技术（BLI）的原理。

酶联免疫吸附实验（ELISA）：ELISA 是一类常用的免疫酶技术。主要方法是将已知的抗 原或抗体吸附在固相载体表面，然后利用酶标记（偶联）的抗体或抗原与之孵育，加入 显色剂显色，通过酶标仪测定待测物颜色与标准物颜色的差异，绘制出酶活曲线得出待 测物浓度。

生物膜干涉技术（BLI）：BLI 基于干涉光谱图的位移变化来检测生物分子间相互作用。 当一束可见光从光谱仪射出后，在传感器末端的光学膜层的两个界面会形成两束反射光 谱，并形成一束干涉光谱。任何由于分子结合而形成的膜层厚度及密度变化，能够通过 干涉光谱的位移值而体现。

相比前两种技术，SPR 技术拥有诸多优势。如可以实时无标记地监测反应的动态过程、实验 数据更干净准确、重复性与稳定性更好。此外，SPR 技术拥有更高的灵敏度，可以检测更大 范围的亲和力，BiacoreS200 甚至可以检测 0.015RU（共振单位）级别的样品。

(3) 市场策略对比

除了良好的产品性能，市场策略也是决定产品是否成功的关键。产品的定价决定了市场定位， 分销渠道决定了销售网络。我们将从价格策略、渠道策略两方面对比分析上述 6 款代表产品。

 价格策略：高中低三分天下

6 款代表产品价格分为三个级别：第一级别是 Biacore 和 ForteBio，它们的单价最贵，达到 200—500 万元；第二级别是 Nicoya、Biosensing、BioNavis，它们的价格相比第一级别降低 了 50%，约 100—200 万元之间；第三级别是量准的 Xlement，单价仅有第一级别的 1/10， 约 20—30 万元。

Biacore 作为分子相互作用仪的金标准，价格也是最贵的。S200 和 T200 在 200—300 万元之 间。最新一代产品 8K/8K+，通量更高、性能更好，单价达到 300—500 万元。芯片耗材根据 类型不同，CM5 芯片（常用）约 2000 元/张、SA 芯片约 4000 元/张、biotincap 约 4000 元/ 张，更贵的芯片也达到 6 千元以上。

ForteBio 与 Biacore 的售价属于同一量级，但相比 Biacore，ForteBio 的单价平均降低了 20%。 Octec96e 型号约 280 万元/台，octetRED384 型号 300+万/台，通量最高的 octetHTX 型号接 近 400 万元/台。

此外，Nicoya、Biosensing、BioNavis 三款产品价格相当，均在 100—200 万元之间。Biosensing 的较老型号 BI-2500、BI-4500 更能降低至 50—100 万元。

最后，价格最低的是量准公司的 XlementSPR100，仅为 Biacore 的 1/10，约 20—30 万元/台。 芯片耗材单价 3000—4000 元，稍低于 Biacore 的耗材单价。

 渠道策略：分销为主直销为辅

6 款代表产品的销售模式仍以分销为主，直销为辅。Biacore、ForteBio、量准 Xlement 均在 上海设置总部，在全国各大城市设立分支机构，提供直销服务。Biacore 和 ForteBio 甚至可 以在官网直接询价，由就近的分支机构提供送货上门和维修保养服务。

此外分销模式上，除了芬兰 BioNavis 公司外（仅有独家代理：北京正通远恒科技有限公司）， 其他厂家均合作了多家代理商，形成了总部——省级经销商——地级经销商三级渠道结构。

总体来看 B 端分子相互作用仪市场，虽然产品种类不少，但以 Biacore 为代表的 SPR 技术由 于出色的性能优势、进入市场较早，目前仍占有统治地位。随着 3D 纳米 SPR 技术的突破， 新一代分子相互作用仪由于更高的性价比，正在逐渐追赶传统 SPR 仪器，并有望实现超越。

4.2.C 端家用无创快速检测仪实现诊断院外转移

由于传统 SPR 技术需要复杂的光学系统，无法做成小型化、轻量化的家用检测仪器。所以从 产品层面，目前并没有同类产品；从功能层面，潜在竞品对标医院内的体外诊断仪器。

家用无创快速检测仪核心实现了部分体外诊断院外转移的功能，以下重点从功能层面对两 者进行对比。

院内大型体外诊断仪器，适合大规模长时间使用，几乎覆盖各种检测指标。检测结果准确，但可及性差，需要患者定期到医院就诊，检测价格昂贵，适合疾病初诊。

小型化、便携式的家用无创快速检测仪，适合疾病的预后管理，尤其是一些常见病和慢病（如 感冒、癌症、心脑血管疾病等），需要定期的检测评估。只需要在家里或社区药店即可完成， 费用较低。

5. 总结与展望

在传统 SPR 技术的基础上，量准 Xlement 取得一定突破，开发出新一代 3D 纳米 SPR 芯片， 搭建了一个通用检测技术平台。

纳米 SPR 技术带来超高的灵敏度、简化仪器生产工艺，极大降低了原有应用成本，打破分子 相互作用仪国外垄断的格局，并开拓了新的 C 端应用场景。

从对目标用户的市场调研结果看，B 端用户（中小型药企、高校等）对新一代分子相互作用 仪反馈积极，有望实现大规模覆盖，预计 2022 年市场规模达到 8 亿元。C 端用户（家庭端） 对家用无创快速检测仪器有一定需求，且市面上很少有同类竞品存在，潜在市场规模约 22 亿元。

虽然 3D 纳米 SPR 技术发展前景非常广阔，但可能也面临一些挑战，比如 B 端产品的知名度 问题，C 端产品的商业模式问题等。

面对这些挑战，蛋壳研究院认为可能存在以下发展机会：

(1) 开拓的新应用场景

B 端产品除了分子相互作用仪，可基于 3D 纳米 SPR 技术开发医用级体外诊断仪器，打造为 一个通用诊断平台，面向医院用户。

C 端产品的适用场景和病种非常广泛，单独开发很难快速建立产品体系。可以考虑通过技术 授权、技术入股等形式合作研发，快速扩大产品矩阵，抢占 C 端空白市场。

(2) B 端产品的定位更聚焦

药物筛选在不同阶段对实验的数据要求不同：

早期筛选阶段（粗筛）：实验量大，对数据质量要求不太高，只需要亲和力排序，每个 样品一般测一个浓度；

中期筛选阶段（精筛）：实验量一般，对数据质量要求较高，从几十个候选分子中选出 十个左右，每个样品测多个浓度梯度；

 临床实验前 IND 申报：实验量小，只测一次，对数据质量要求非常高；

精筛和 IND 申报阶段，用户已经普遍认可 Biacore 的金标准。XlementSPR100 可以凭借高灵 敏度、高通量、低成本等优势更聚焦于粗筛阶段的市场。

(3) C 端产品循序渐进的商业模式

可以先采用 2B2C 模式，即通过周边药店、社区卫生服务站等，来触达 C 端用户，有一定市 场积累后再推广 D2C 模式。

C 端检测对整个用户群体是高频需求，但对单个用户是相对低频的，如平均每人每年感冒 2-3 次，一家三口也不会超过 10 次。2B2C 模式通过中间的 B 端将低频需求聚集成高频需求。

家用无创快速检测仪重点解决了检测这一环节，如果能和互联网医院、慢病管理、药企等达 成合作，形成检测——诊断——治疗——管理的闭环服务体系，将增强产品的使用粘性。

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（报告来源：蛋壳研究院）

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