化学发光免疫技术是利用化学发光相关的抗体或抗原标记物与待测的抗原或抗体反应,对抗原或抗体进行定量或定性监测的一种技术。近年来,全球化学发光免疫分析技术发展迅速,在直接化学发光免疫分析、化学发光酶免疫分析、电化学发光免疫等细分领域都有长足发展。随着技术的不断革新,该领域的专利申请数量从1985年至2021年也呈现出指数式迅猛增长。其中,美国和日本等发达地区和国家的专利申请数量仍占据领先地位,国内专利申请总体数量并不占有优势,而且申请人的申请量分布比较分散。
随着市场竞争不断白热化,体外诊断试剂企业也面临着更多的专利挑战。无论从罗氏以“用于存储试剂的试剂盒”(专利号:ZL 201010238986.8)提起对广州科方生物技术有限公司、上海旭驰生物科技有限公司和玉环县康佳企业有限公司的专利侵权纠纷,最后获得侵权方立即停止专利侵害行为并获得经济赔偿的判决,还是科美IPO过程中与成都爱兴科技有限公司之间的7件知识产权纠纷(涉及侵犯双方技术秘密、专利、著作权及外观等多起纠纷),知识产权应用及保护已成为体外诊断试剂企业面对市场竞争的一把双刃剑。
一、化学发光免疫试剂的常见布局方法及策略
本文将以电化学发光免疫技术专利保护为例,尝试阐述化学发光免疫领域可实施的专利布局策略。
电致化学发光免疫技术简介:电化学发光免疫技术是利用耦联有活化的三联吡啶钌衍生物的抗体与样品中的待测抗原结合,并利用结合有生物素的抗体与链霉亲和素结合将磁珠、待测抗原、耦联有活化的三联吡啶钌衍生物的抗体连接为一体。三联吡啶钌衍生物在电极激发下发出特定波段的光,通过激发光的大小进而判定待测抗原的浓度。在此技术原理上,人们发明了电致化学发光免疫测试仪,2018年Roche的电致化学发光免疫测试仪全球销售额达到42.42亿瑞士法郎(约283.28亿元人民币)。
针对以上技术方案,申请人可进行如下操作:
系统梳理技术创新点
化学发光免疫技术通常会涉及免疫反应系统和化学发光系统,包括被酶或发光物质标记的抗原或抗体,抗原和抗体特异性结合的标记方法,如何捕获抗原抗体复合物,如何收集激发光等多方面技术,申请人可对技术方案的创新点进行系统梳理,避免遗漏。常见的梳理方式包括按照技术要素、技术分支梳理、按照所解决的技术问题梳理、按照实现的技术效果梳理。
图1示出了电致化学发光技术涉及的技术要素。如图1所示,电致化学方法技术是化学发光免疫技术的分支,该技术的发展起源于一种新型电致化学发光试剂的发现。因此,按照该技术涉及的技术要素,可从发光试剂、检测方法,检测装置、颗粒试剂及其他方面等多个方面进行技术创新点梳理。
图1 电致化学发光技术涉及的技术要素
2. 对技术要素进行专利布局筛查
从技术要素和权利要求保护类型两个纬度,对技术要素进行专利布局筛查,筛查原则遵循最小保护单元原则;然后,对可进行专利保护的技术要素及保护类型进行专利申请。
例如,电致化学发光免疫技术可从以下方面进行专利布局筛查:
技术要素/权利要求类型 | 产品权利要求 | 方法权利要求 |
电致发光试剂 | 1、电致发光通式化合物 2、电致发光通式化合物的衍生物、变形物、盐等物质 3、含有该电致发光通式化合物的试剂盒及可选的其他成分 | 检测化合物的方法 制备化合物的方法 该化合物的用途 |
标记有电致发光化合物的物质 | 1、标记有电致发光化合物的物质 2、含有该物质的试剂盒及可选的其他成分 | 检测该物质的方法 制备该物质的方法 该物质的用途 |
具有生物素的抗体 | 1、具有生物素的抗体 2、含有该抗体的试剂盒或者组合物 | 制备该物质的方法 该物质的用途 |
双抗夹心结构 | 双抗夹心结构 | 检测该双抗夹心结构的方法 该物质的用途 |
具有亲和素的颗粒 | 1、颗粒本身 2、改进颗粒(惰性颗粒,高度颗粒、磁性颗粒等) | 该颗粒的制备方法 该物质的用途 |
样品检测方法 | - | 样品检测方法 |
检测装置 | 同样适用最小单位保护原则,可对检测装置进行最小单元拆解 |
3. 完成步骤1和2之后,申请人可着手进行专利申请的具体布局工作。
对于开创型技术,建议作好基础专利保护范围的布局,独立权利要求尽量概要性地体现该开拓性技术的技术原理,权利要求的保护范围覆盖必要技术特征,避免加入非必要技术特征。
对于基础专利的从属权利要求布局,可根据研发实际成果以及专利制度进行综合考虑。例如,如果该技术研究尚处于初始阶段,很多技术实施细节仍不清楚,技术应用方向仍处于探索阶段,可仅针对已取得的研究成果,对技术方案的细节进行从属权利要求的布局。当然,申请人应考虑不同国家的专利申请制度,采取不同的申请策略。例如,美国的临时申请制度较其他国家而言,在优先权的判定上更为宽松,这对于申请人而言是有利的。
对于改进型技术,例如,对发光试剂的改进,对颗粒试剂的改进,对测试装置的改进等,申请人在撰写申请文件时,一是将改进点以区别技术特征的方式限定在独立权利要求中,二是避免因为现有技术的描述而限缩权利要求的保护范围。
二、电致化学发光免疫领域的专利布局示例
1. 免疫检测方法
1.1 开创型技术方案的专利保护
作为开创性免疫检测方法,技术研发初期的专利保护范围较为宽泛,其权利要求描述如下:
1、一种确定具有如下通式结构的化学组成部分(chemical moiety)的存在的方法:
a)在合适的条件下形成含有化学部分的试剂混合物;
b)通过将试剂混合物暴露于化学能或电化学能来诱导化学部分发射电磁辐射;和
c) 检测发射的电磁辐射,从而确定该化合组成部分的存在。
其中,通式结构中含有钌或锇金属离子。
2、一种测定与化学组成部分结合的目标分析物的存在的方法,所述化学组成部分如权1所示,该方法包括:
a)在合适的条件下使分析物与化学组成部分接触,以形成试剂混合物;
b)通过将试剂混合物暴露于化学能或电化学能来诱导化学部分发射电磁辐射;和
c)检测发射的电磁辐射,从而确定感兴趣的目标分析物的存在。
该权利要求布局采用最小保护单元模式,分别对具有发光试剂物质的检测方法以及对目标分析物的检测方法进行了保护;从以上检测方法的撰写方式可以看出,因为是开创型技术方案,所以从技术原理的角度概要性地对检测方法进行了保护。
1.2 改进型技术方案的专利保护
如申请人进行的是一种改进型技术方案,那么在专利申请时应避免因现有技术的描述而限缩保护范围,并针对具体可实施方式进行充分的专利布局。
例如,将表面选择性激发技术应用到电致化学发光领域,可进行的专利申请为:
权利要求保护内容 | 专利布局作用 | |
独权 | 1、结合测试样品中有意义分析物的方法,包括形成复合物(形成双抗夹心结构)、收集复合物、通过表面选择性激发夹心结构中的标记物从而诱导标记物发光,以及测量标记物的发光强度,从而测量样品中的分析物浓度。 | 作为独立权利要求,其与现有技术最大的区别点在于采用了表面选择性激发技术;在该独立权利撰写中,对现有技术的描述具有概要性,并没造成保护范围的限缩。 |
从权 | 2、应用电极表面测量电致化学发光,对样品中有意义分析物进行结合测量分析的方法。与第一套权利要求的区别在于体现出电极区域进行收集并激发复合物的技术特征; | 具体保护在电致化学发光免疫测试中的应用 |
从权 | 3、应用电极表面测量电致化学发光,对样品中有意义分析物进行结合测量分析的方法,与权利要求2不同的是,加入的复合颗粒密度大于组合物颗粒,通过重力作用将复合物沉淀在电极表面; | 通过加入颗粒密度较大的复合颗粒实现复合物的富集 |
从权 | 4、与权利要求2不同的是,通过离心法收集复合物; | 通过离心法实现待测物富集 |
从权 | 5、与权利要求2不同的是,通过过滤收集复合物; | 通过过滤法实现待测物富集 |
从权 | 6、与权利要求2不同的是,加入的复合颗粒为磁性颗粒;通过加入磁场从而收集复合物; | 通过加入磁性复合颗粒实现待测物富集 |
另外,因为此类检测方法可能会涉及专利法所不能保护的客体问题,因此在撰写时,应注意各国对保护客体的规定及审查实践。例如,中国专利法中明确规定“疾病的诊断和治疗方法”不属于专利法保护的客体,因此,此类检测方法的直接目的并不是获得诊断结果或健康状况,而只能是对已经脱离人体或动物体组织、体液或排泄物进行处理或检测以获取中间结果的信息的方法,或处理该信息的方法。在美国,疾病的诊断或治疗方法是专利法所保护的客体;但在其他大多国家都是不受专利法所保护的。比如,在印度,欧洲、日本、韩国等国家,都是不保护的。但在这里笔者还要提醒的是,对于美国专利申请而言,虽然“疾病的诊断或治疗方法”是其专利法所保护的客体,但此类检测方法也可能会不符合美国专利法101条款中规定的客体的情形(比如,属于抽象思想等)。因此,在进行此类检测方法的撰写时,一定要结合具体案情及各国实践操作做好专利布局,尤其未来将在其他国家进行专利布局的技术方案,可在首次申请的说明书中作好进入其他国家的撰写布局。
2. 检测装置
如上文所述,检测装置将作为免疫检测技术的载体在市场上流通,也是企业获得产品收益的途径之一,但检测装置具有反向工程的风险。因此,在进行检测装置的专利申请及专利布局中,一方面要对产品的自主创新进行全方位保护,另一方面,在撰写阶段更需要充分考虑侵权取证的可行性及难易程度。
2.1 开创型检测装置
与检测方法相似,开创性检测装置的专利保护范围建议尽量从概要性的角度进行描述,例如,
1、一种用于确定具有下式的化学组成部分的存在的系统:
化学组成部分的结构是如方法权利要求中限定的结构式;
该系统包括:
a)富集所述化学结构部分的待测区域;
b)用于诱导化学部分发射电磁辐射的装置;和
c)用于检测发射的电磁辐射的装置。
2、用于确定与化学组成部分结合的感兴趣的分析物的存在的系统,所述化学组成部分具有通式结构
a)富集所述化学组成部分与感兴趣的分析物形成的试剂混合物的待测区域;
b)用于诱导化学组成部分发射电磁辐射的装置;和
c)用于检测发射的电磁辐射的装置。
该权利要求布局同样采用最小保护单元模式,分别对具有发光试剂物质的检测装置以及对目标分析物的检测装置进行了保护;检测装置以功能限定的方式进行了描述,尽可能大地进行了装置保护。采用功能性限定,其优势是保护范围较大,但缺点是并未用结构特征限定该装置本身,在侵权判定中往往会以说明书支持的具体实施例及其等同作为解释和限定。
2.2 改进型检测装置
随着技术发展,该检测装置不断进行迭代,也布局了多个改进型装置类权利要求。
装置权利要求 | 专利布局作用 | |
独权 | 1、测试装置,包括样品室、电极,用于磁性收集在所述电极表面上的颗粒的装置,光检测装置,其中,样品室对样品具有含限定含量,且具有垂直柱状区和进料排料装置,电极基本上沿水平方向设置,并位于所述样品室和柱状区主要部分下面。 | 与现有测试装置相比,进一步限定了电极与样品室的相对位置关系及布置关系 |
独权 | 1、测试装置,包括样品室、电极,用于磁性收集在所述电极表面上的颗粒的装置,光检测装置,其中,进一步设置了可使得复合物在电极表明上基本均匀分布的装置。 | 与前两个装置不同之处,在于设置了可使得磁性颗粒均匀分布的磁场分布,使得磁场的磁力线基本与电极表面平行。 |
3. 电致化学发光试剂的保护
同样适用于最小保护单元原则,电致化学发光试剂的保护通常采用通式化合物的方式,该发光试剂本身的衍生物、螯合物,盐形式等物质,而且通常会同时保护该试剂与生物物质缀合的化合物,含有该试剂或该化合物的试剂盒,以及该化合物或相关试剂盒在免疫测试中的应用。
4. 颗粒试剂的保护
在该技术发展中,对颗粒试剂也进行了很多改进,早期保护过一种具有壳芯颗粒的颗粒试剂,颗粒壳层含有与生物素共价结合的官能团,而且壳芯的高反应指数形成了对光散射测量的敏感性;后来逐步开发出密度较大的颗粒试剂,利用沉淀法分离出待测目标物,随后由开发出磁性颗粒,利用颗粒磁性形成对待测目标物的富集。这些技术方案在专利布局中都进行了全面保护。
5. 其他方面
除了主要技术要素,在具体实施方式中会不断对该技术方法进行改进,从电致化学专利布局可总结出的其他方面专利布局包括:
a. 电致化学发光淬灭剂
b. 电化学发光信号的稳定和放大
c. 减少测试干扰的方法
d 开发出新型支链叔胺,以提高化学灵敏性
三、专利布局涉及的其他问题
1、专利申请时间及地域的考虑
除了对以上技术要素和保护类型进行排查及筛选之外,作为申请人仍需要根据产品迭代进度,对专利申请递交时间进行考虑。尤其随着我国审查制度的多样性,申请人可利用预审、优先审查、延期审查等审查制度,调节案件的申请及审查策略;也可利用发明、实用新型和外观设计不同申请类型,对不同产品采取不同的保护策略。
关于地域选择,主要根据产品所进入的地域而决定进入哪些国家以及进入的方式。在电致化学发光技术的专利布局实践中,很多专利申请都以巴黎公约或PCT方式在十几个国家进行了专利保护。从区域竞争格局来看,在全球体外检测市场中,美国、欧洲、日本是全球体外检测行业较为发达地区,体外诊断市场收入在全球范围内占比较高,中国、印度、巴西的经济发展速度快,且老龄化程度不断增加,预计体外诊断市场的份额将不断攀升(数据来源自《2021年全球体外诊断行业竞争格局及市场份额分析》一文)。而随着市场走势的变化,预计体外诊断试剂的专利申请主要会集中在美国、欧洲、日本和中国,而印度、巴西的数量也会持续攀升。另外,化学发光领域主流技术目标市场地专利分布图进一步验证了上述结论(图片来源自《体外诊断-化学发光知识产权白皮书》)。申请人可参考上述市场区域对专利申请国家进行选择。
2、技术秘密与专利申请之间的选择
与其他领域相似,笔者认为,对于可通过反向工程即可获得的技术方案,例如,免疫检测设备,发光试剂,磁性颗粒等,建议申请人要进行全面的知识产权保护;而对于一些技术诀窍,例如,调节灵敏度和抗干扰等技术诀窍,企业也可考虑通过技术秘密的方式进行保护,但内部一定做好技术秘密界定和内部标识。
四、小结
结合行业发展情况,对于国内的体外诊断试剂企业给出知识产权建议:
1)产品研发进程与专利布局规划的协同;
2)对专利布局做好项目管理,以项目方式管理专利工作,包括专利树、地域和时间规划;
3)区分技术秘密和专利保护;
4)充分了解其他国家及地区的知识产权政策,做好海外布局。