QIAGEN概述：通过收购Formulatrix公司正式进军数字PCR市场

1984年，QIAGEN（简称凯杰）在德国成立，1996年在美国纽约纳斯达克上市。QIAGEN是一家专业化致力于生物分子样品制备解决方案的跨国经营企业，是预分析样品制备和分子诊断解决方案领域创新技术和产品的领先供应商。QIAGEN的产品涵盖了分子诊断不同细分领域，包括液体活检、基因组学、传染病检测等多个技术分支的产品。

PCR作为传染病检测的常用技术，QIAGEN一直是实时荧光定量PCR市场的领跑者，但数字PCR之前一直未有涉足。直至2019年1月，QIAGEN宣布收购Formulatrix公司的数字PCR技术，结合自身在核酸检测领域深耕多年的经验而正式进军数字PCR市场，这是QIAGEN在拓展分子诊断产业地图中重要的一座城池。

实际上，2019是QIAGEN生死存亡的一年，公司管理层人事巨大变动，市场运营业绩双双下滑，在这低谷之际，QIAGEN因持有数字PCR的核心技术引起ThermoFisher觊觎。

ThermoFisher（简称赛默飞）以规模约120亿美元的收购协议计划收购QIAGEN。但由于新冠肺炎疫情的突袭与蔓延，使得QIAGEN成为重要受益者，其销售额激增，一路高歌猛进连推四款数字PCR系统，发展机遇及频繁的市场动作为QIAGEN带来了较高的溢价，使得ThermoFisher对QIAGEN收购计划最终夭折。

PCR产品技术与专利分析

实时荧光定量PCR

QIAGEN推出的实时荧光定量PCR分析仪最具代表性的为Rotor-Gene Q。

Rotor-Gene Q具有独特的离心转子式设计，一方面使得温度反应上具有均一性，每个PCR管在反应仓里匀速旋转，空气不断高速流动，所有样品在快速的升降温过程中始终处于高度一致的温度下，消除了管之间的差异及边缘效应；另一方面使得信号检测也具有同样的均一性，当管子对准检测光路时，样品就被激发，荧光信号快速通过光路被PMT Detector收集。

如此，Rotor-Gene Q在温度和光学上的均一性保证了定量PCR 分析的灵敏、精确和快速，而传统式仪器由于板块内部温度的差异和复杂的光路系统无法具备这些出色性能。

QIAGEN围绕Rotor-Gene Q的核心技术进行了专利布局，举例专利家族代表专利如下列表所示，这些专利涉及温度控制方法、所使用的光测量装置及其测量方法、热循环装置及其升/降温方法、所使用的热循环转子等技术。

但通过申请日可以看出，这些专利的申请日都很早，关于实时荧光定量PCR产品的专利在近些年的很少能看到，推测这跟QIAGEN收购Formulatrix公司的数字PCR技术想要大力进入数字PCR市场相关。

以专利CN102917796B为例，其对应于Rotor-Gene Q所采用的温度控制方法，其解决了现有技术中热循环反应块提供能量密集的操作，对反应混合液的加热和冷却速率控制不理想，能量效率很差的技术问题。具体地，该专利利用具有不同温度的空气混合对反应混合液进行加热/冷却，能够在短时间内精确地加热和冷却至特定温度，几乎没有过冲。

数字PCR

目前，QIAGEN推出了4款数字PCR 系统，分别是QIAcuity One 2plex、QIAcuity One 5plex、QIAcuity Four和QIAcuity Eight，它们之间的主要区别仅在于荧光检测通道数量和样本处理数量不同。

QIAGEN所推出的QIAcuity系列数字PCR系统是基于微纳米孔板技术，将数字PCR的样本液滴制备、扩增和数据分析集成到全自动仪器中，在2小时内实现从样本到数据解读全过程。

QIAcuity系列数字PCR系统所基于的微纳米孔板技术并非原创，而来自其收购的Formulatrix公司，专利家族代表专利列表如下所示：

如专利US9163277B2，其解决了现有技术中数字PCR中所使用的微流体系统通常价格昂贵且复杂耗时的技术问题。该专利提供的微流体装置，包括第一层、第二层、中间层。第一层具有由通道连通的腔室和进液孔以使得液体进入各个腔室，第一层可提供多个进液孔以装载不同的反应混合物。第二层具有由通道连通的腔室和进液孔以使得液体进入各个腔室，第二层可提供多个进液孔以装载不同的样品。中间层位于第一层和第二层之间以将第一腔和第二腔之间液体分离。

如此，专利US9163277B2提供的微流体装置廉价且能够促进小体积试剂的多种组合能力。具体地，将压力/热量施加到微流体装置上，中间层的部分材料将推入到通道中，使得通道密封以使得空腔彼此隔离。在上下腔室中隔离液体的中间层以合适的方式（如加热、溶解、压缩）操作时，会被撕裂，使得上下液体混合以进行PCR反应。

基于纳米微孔板专利技术，QIAGEN提供3种规格的纳米微板以使得通量和适用范围更灵活，具体提供的三种规格纳米微板为：

-24孔微纳米板，每孔包含26000微滴，适用于稀有突变检测、液体活检等

-24孔微纳米板，每孔包含8500微滴，适用于CNV检测、NGS文库定量等

-96孔微纳米板，每孔包含8500微滴，适用于CNV检测、NGS文库定量等

以96孔微纳米板为例，QIAGEN提供的纳米微孔板的具体结构如下图所示：

QIAcuity系列产品为基于纳米微板的集成式一体化仪器，在配置好PCR反应体系后，仪器自动将样品压入纳米微孔板的纳米小孔中并对每个小孔独立密封，接着仪器自动进行PCR扩增和数据读取，从而完成实验。

QIAcuity系列产品工作流程：

小结

在QIAGEN的PCR领域的发展历史中，2019年以前关注主要在实时荧光定量PCR领域，以其独特的离心转子式设计和相应的温度控制方法作为技术优势，布局了相关的产品和方法专利，囊括了以Rotor-Gene Q为代表的实时荧光定量PCR分析仪所涉及的核心技术，以此保证其在实时荧光定量PCR领域的地位和市场。

正因如此，QIAGEN在数字PCR领域没有相关核心技术，落后明显，但这并不能阻碍QIAGEN迈向数字PCR领域的决心，其通过收购Formulatrix公司的数字PCR技术，成为“微纳米孔板技术”核心专利的拥有者，以此作为技术优势，两年内连推四款数字PCR系统。

通过专利加固核心技术的优势对于企业发展和商业竞争来说至关重要，对于想要进行战略转移的企业来说，采用收购策略当然是获得核心技术或利基市场的最直接最高效的方式，而对被收购方而言，这些早年布局的核心专利是助其提升自身溢价的中坚力量。

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