Stratistics MRC에 따르면 세계의 라벨 프리 어레이 시스템 시장은 2024년에 15억 9,000만 달러로 추정되고, 예측 기간 동안 CAGR은 9.8%로 전망되며, 2030년에는 27억 9,000만 달러에 이를 것으로 예측됩니다.
라벨 프리 어레이 시스템은 형광 라벨이나 방사성 라벨을 필요로 하지 않고 생체 분자 간의 상호 작용을 연구하기 위해 생물학적 및 화학적 연구에 사용되는 고급 분석 플랫폼입니다. 이러한 시스템은 표면 플라즈몬 공명(SPR), 수정 진동자 마 이크로밸런스(QCM), 광도파로 등 다양한 검출 방법을 이용하여 결합 이벤트를 실시간으로 모니터링합니다. 질량, 굴절률, 공명 주파수의 변화를 측정함으로써 연구자들은 분자의 상호작용, 동역학, 친화성에 대한 인사이트를 얻을 수 있습니다.
세계보건기구(WHO)에 따르면 2024년, 2050년에는 새롭게 3,500만명 이상의 암 환자가 발생할 것으로 예측되고 있으며, 이는 2022년 2,000만명에서 77% 증가입니다.
고성능 및 스크리닝에 대한 수요 증가
기존의 스크리닝 방법은 라벨이나 태그에 의존하는 경우가 많아 생물학적 상호작용의 방해가 되거나 분석이 복잡해지거나 합니다. 대조적으로 라벨 프리 기술은 표면 플라즈몬 공명이나 임피던스 센싱 등의 기술을 이용하여 라벨을 필요로 하지 않고 생체분자 상호작용을 실시간으로 모니터링할 수 있습니다. 이를 통해 스크리닝 프로세스가 가속화될 뿐만 아니라 보다 정확하고 신뢰할 수 있는 데이터를 얻을 수 있습니다. 연구자가 보다 대규모의 화합물 라이브러리를 테스트해, 스루풋을 향상시키는 것을 목표로 하는 가운데, 결합 이벤트를 빠르고 민감하게 감지할 수 있는 라벨이 없는 시스템은 필수적입니다.
기술적 복잡성
라벨 프리 어레이 시스템은 바이오센싱과 진단에 유망한 기술이지만, 기술적 복잡성이 큰 과제가 되고 있습니다. 이러한 시스템은 형광 라벨이나 방사성 라벨을 사용하지 않고 생체분자 간의 상호작용을 검출하는 것에 의존하며, 실시간 모니터링 및 분석에 매력적입니다. 그러나 센서 표면의 설계와 최적화의 복잡성과 높은 감도와 특이성의 필요성이 개발을 복잡하게 합니다. S/N 비율, 기준선 드리프트, 재현성 등의 문제는 첨단 캘리브레이션 기법과 첨단 데이터 처리 알고리즘을 필요로 합니다.
맞춤형 의료에 대한 관심 증가
맞춤형 의료에 대한 관심 증가는 개별 환자에 맞는 정밀 진단 및 치료 전략을 가능하게 하는 라벨 프리 어레이 시스템의 개발을 크게 촉진하고 있습니다. 이러한 시스템은 형광 라벨이나 방사성 라벨을 필요로 하지 않고 실시간으로 생물학적 상호작용을 모니터링할 수 있으므로 보다 정확하고 효율적인 분석이 가능합니다. 맞춤형 의료에서는 환자 고유의 유전적 및 분자적 프로파일에 기초하여 치료를 최적화하려고 하기 때문에 라벨 프리 기술은 환자 샘플 중의 바이오마커 상호작용 및 약제 반응을 신속하게 평가할 수 있습니다. 이 기능을 사용하면 효과적인 치료법을 가속화할 뿐만 아니라 표적 치료에 집중하여 부작용을 최소화할 수 있습니다.
규제상 과제
형광 표지나 방사성 표지를 필요로 하지 않고, 생물학적 상호작용을 실시간으로 모니터링할 수 있는 라벨 프리 어레이 시스템은 그 개발과 상업화를 방해하는 규제상의 큰 과제에 직면하고 있습니다. 큰 장애물 중 하나는 검증 및 품질 관리를 위한 표준화된 프로토콜이 없어 제조업체가 규제 요구 사항을 충족하는 것에 어려움을 겪고 있습니다. 이 시스템의 복잡한 특성은 감도, 특이성 및 재현성과 같은 성능 특성을 확실히 문서화할 것을 요구하고 있으며 이를 위해서는 엄청난 자원이 필요합니다. 라벨 프리 기술의 신규성은 규제기관이 평가의 틀을 수립하지 않았을 수 있음을 의미하며 승인 프로세스의 불확실성을 초래합니다.
COVID-19의 대유행은 생물학적 및 화학적 분석에 필수적인 라벨 프리 어레이 시스템에 큰 영향을 미쳤습니다. 팬데믹 중 많은 연구시설과 연구소가 조업정지 및 접근제한에 직면하여 진행중인 프로젝트 지연과 신기술 개발 지연으로 이어졌습니다. 이 혼란은 형광 표지를 사용하지 않고 생체 분자의 상호 작용을 정확하게 검출하고 분석하는 라벨 프리 방법의 진전을 방해했습니다. 우선순위가 팬데믹 관련 긴급 조사로 전환되면서 연구 이니셔티브 자금이 감소했고 이 부문의 혁신에 영향을 주었습니다.
예측 기간 동안 표면 플라즈몬 공명 부문이 최대가 될 전망
표면 플라즈몬 공명 부문은 분자간 상호작용의 실시간 모니터링을 가능하게 함으로써 예측 기간 동안 최대 점유율을 차지할 것으로 예상됩니다. SPR은 금속과 유전체의 계면에서 전자의 표면 플라스몬-코히런트 진동의 독특한 광학 특성을 이용합니다. 빛이 특정 각도로 금속 표면에 부딪히면 플라즈몬이 유도되어 굴절률의 측정 가능한 변화가 발생합니다. 이 변화는 항원항체 상호작용과 같은 결합현상 시 일어나며, 표지제를 필요로 하지 않고 생체분자의 고감도 검출을 가능하게 합니다.
예측 기간 동안 생체 분자 상호 작용 부문의 CAGR이 가장 높을 것으로 예상
생체분자간 상호작용 부문은 라벨을 사용하지 않고 분자간 상호작용을 실시간으로 모니터링할 수 있는 혁신적인 기술을 통합하여 예측 기간 동안 급성장할 것으로 예측됩니다. 이 강화를 통해 단백질-단백질, 단백질-DNA, 리간드-수용체 상호 작용과 같은 생체 분자 상호작용의 보다 정확하고 동적인 평가를 가능하게 합니다. 게다가, 라벨이 불필요하게 됨으로써, 잠재적인 아티팩트가 감소되고 생체분자의 자연 상태가 유지되기 때문에 보다 생물학적으로 적절한 데이터를 얻을 수 있습니다.
북미가 예측 기간을 통해 시장에서 가장 큰 점유율을 차지하는 것으로 예상됩니다. 당뇨병, 심혈관 질환, 암 등의 만성 질환은 지속적인 모니터링과 조기 발견을 필요로 하므로 선진 진단 기술에 대한 지역적 요구가 높아지고 있습니다. 라벨 프리 어레이 시스템은 화학 라벨을 필요로 하지 않으므로 분석 시간 단축과 비용 절감과 같은 몇 가지 장점이 있습니다. 따라서 의료 제공업체와 환자 모두에게 매력적입니다. 또한, 이러한 시스템은 생체 분자의 상호 작용을 실시간으로 모니터링 할 수 있으며 질병의 진행과 치료에 대한 반응을 이해하는 데 필수적입니다.
예측 기간 동안 유럽이 가장 높은 CAGR을 보여줄 것으로 예상됩니다. 정부의 규제는 엄격한 품질과 안전 기준을 추진하고 제조업체에 제품의 혁신과 신뢰성 향상을 촉구하고 있습니다. 밸리데이션이나 성능측정 기준에 관한 명확한 가이드라인을 마련함으로써 규제 기관은 의료 제공업체와 연구자들 사이에서 라벨 프리 기술에 대한 신뢰를 조성하는 데 도움이 되는 지침을 제공합니다. 또한 보조금 및 공동 프로젝트 등 연구 개발을 지원하는 것을 목표로 한 이니셔티브가 이 부문의 진보를 뒷받침하고 있습니다. 또, 규제의 틀 안에서 지속 가능성과 윤리적 프랙티스가 중요하다는 것은 라벨 프리 어레이 시스템의 제조에서 친환경적인 재료와 방법의 통합을 촉구하고 있습니다.
According to Stratistics MRC, the Global Label-free Array Systems Market is accounted for $1.59 billion in 2024 and is expected to reach $2.79 billion by 2030 growing at a CAGR of 9.8% during the forecast period. Label-free array systems are advanced analytical platforms used in biological and chemical research to study interactions between biomolecules without the need for fluorescent or radioactive labels. These systems utilize various detection methods, such as surface plasmon resonance (SPR), quartz crystal microbalance (QCM), or optical waveguides, to monitor binding events in real-time. By measuring changes in mass, refractive index, or resonance frequency, researchers can gain insights into molecular interactions, kinetics, and affinities.
According to the World Health Organization (WHO), in 2024, over 35 million new cancer cases are predicted in 2050, a 77% increase from the 20 million cases in 2022.
Increased demand for high-throughput screening
Traditional screening methods often rely on labels or tags, which can interfere with biological interactions and add complexity to the analysis. In contrast, label-free technologies utilize techniques such as surface plasmon resonance and impedance sensing, allowing for real-time monitoring of biomolecular interactions without the need for labels. This not only accelerates the screening process but also provides more accurate and reliable data. As researchers aim to test larger compound libraries and increase throughput, label-free systems become indispensable, offering rapid and sensitive detection of binding events.
Technical complexity
Label-free array systems are promising technologies in biosensing and diagnostics, but their technical complexity poses significant challenges. These systems rely on detecting biomolecular interactions without the use of fluorescent or radioactive labels, making them attractive for real-time monitoring and analysis. However, the intricacies of designing and optimizing sensor surfaces, along with the need for high sensitivity and specificity, complicate their development. Issues such as signal-to-noise ratio, baseline drift, and reproducibility require sophisticated calibration methods and advanced data processing algorithms.
Growing focus on personalized medicine
The growing emphasis on personalized medicine is substantially enhancing the development of label-free array systems, which enable precise diagnostics and therapeutic strategies tailored to individual patients. These systems allow for the real-time monitoring of biological interactions without the need for fluorescent or radioactive labels, leading to more accurate and efficient analyses. As personalized medicine seeks to optimize treatment based on a patient's unique genetic and molecular profile, label-free technologies can rapidly assess biomarker interactions and drug responses in a patient's sample. This capability not only accelerates the identification of effective treatments but also minimizes side effects by focusing on targeted therapies.
Regulatory challenges
Label-free array systems, which enable real-time monitoring of biological interactions without the need for fluorescent or radioactive labels, face significant regulatory challenges that hinder their development and commercialization. One major obstacle is the lack of standardized protocols for validation and quality control, making it difficult for manufacturers to meet regulatory requirements. The intricate nature of these systems demands robust documentation of their performance characteristics, including sensitivity, specificity, and reproducibility, which can be resource-intensive. The novelty of label-free technologies means that regulatory bodies may not have established frameworks for their evaluation, leading to uncertainty in approval processes.
The COVID-19 pandemic significantly impacted label-free array systems, which are crucial for biological and chemical analysis. During the pandemic, many research facilities and laboratories faced shutdowns or restricted access, leading to delays in ongoing projects and a slowdown in the development of new technologies. This disruption hindered the progression of label-free methods, which rely on precise detection and analysis of biomolecular interactions without the use of fluorescent labels. Funding for research initiatives decreased as priorities shifted towards immediate pandemic-related studies, affecting innovation in this field.
The Surface Plasmon Resonance segment is expected to be the largest during the forecast period
Surface Plasmon Resonance segment is expected to dominate the largest share over the estimated period by enabling real-time monitoring of molecular interactions. SPR exploits the unique optical properties of surface plasmons-coherent oscillations of electrons at the interface between a metal and a dielectric. When light hits the metal surface at a specific angle, it induces these plasmons, resulting in a measurable change in the refractive index. This change occurs upon binding events, such as antigen-antibody interactions, allowing for sensitive detection of biomolecules without the need for labeling agents.
The Biomolecular Interactions segment is expected to have the highest CAGR during the forecast period
Biomolecular Interactions segment is estimated to grow at a rapid pace during the forecast period by integrating innovative technologies that enable real-time monitoring of molecular interactions without the need for labels. This enhancement allows for more accurate and dynamic assessments of biomolecular interactions, such as protein-protein, protein-DNA, and ligand-receptor interactions. Furthermore, the elimination of labeling also reduces potential artifacts and preserves the natural state of the biomolecules, resulting in more biologically relevant data.
North America region is poised to hold the largest share of the market throughout the extrapolated period. Chronic conditions such as diabetes, cardiovascular diseases, and cancer require continuous monitoring and early detection, driving the regional need for advanced diagnostic technologies. Label-free array systems offer several advantages, including reduced assay times and lower costs, as they eliminate the need for chemical labels. This enhances their attractiveness for both healthcare providers and patients. Furthermore, these systems enable real-time monitoring of biomolecular interactions, which is essential for understanding disease progression and response to therapies.
Europe region is estimated to witness the highest CAGR during the projected time frame. Government regulations promote stringent quality and safety standards, encouraging manufacturers to innovate and improve the reliability of their products. By establishing clear guidelines for validation and performance metrics, regulatory bodies help foster trust in label-free technologies among healthcare providers and researchers. Additionally, initiatives aimed at supporting research and development, such as funding grants and collaborative projects, are driving advancements in this area. The emphasis on sustainability and ethical practices within regulatory frameworks also encourages the integration of eco-friendly materials and methods in the production of label-free array systems.
Key players in the market
Some of the key players in Label-free Array Systems market include Agilent Technologies, Inc, Becton, Dickinson and Company, Berthold Technologies, Danaher Corporation, F. Hoffmann-La Roche AG, GE HealthCare Technologies, Inc, Illumina, Inc, Luminex Corporation, Mikroscan Technologies, Nanion Technologies, NanoString Technologies, Pall Corporation, PerkinElmer, Inc, Sartorius AG, Siemens Healthineers AG and Thermo Fisher Scientific, Inc.
In December 2023, Danaher Corporation completed the acquisition of Abcam plc, a supplier of protein research tools for life sciences based in Cambridge, England. This acquisition enriched the label-free array systems of the company. Thus, it increased the sales and revenues of the company.
In May 2022, Sartorius AG unveiled the new Octet SF3, the company's 1st surface plasmon resonance solution. Due to the system's low base-line noise and drift, large injection volumes, and novel injection techniques, users may generate better kinetics and the affinity data short time period. Thus, it increased the product portfolio of the company.