MERCADO DE ANáLISE DE MICROSCOPIA POR IMAGEM DE FLUXO ANÁLISE DE TAMANHO E PARTICIPAÇÃO - TENDÊNCIAS DE CRESCIMENTO E PREVISÕES (2023 - 2030)

O tamanho do mercado de análise de microscopia de imagem de fluxo é esperado para alcançar US$ 67,1 Mn por 2030, a partir de US$ 39,6 Mn em 2023, a uma taxa de crescimento anual composta (CAGR) de 7,8% durante o período de previsão. Imagem de fluxo microscopia é um método óptico usado para caracterizar células, partículas e moléculas em um meio fluido. Permite a visualização e análise de partículas/células que vão desde níveis submicron até milímetros. Os microscópios de imagem de fluxo estão equipados com câmeras digitais de alta velocidade e software que podem capturar, processar e analisar milhares de imagens por segundo. Isso permite a obtenção de dados de alta produtividade, estatisticamente robustos sobre características de amostra como tamanho, forma, contagem e morfologia. As principais vantagens da microscopia de imagem de fluxo incluem imagens e análises em tempo real, alta resolução e medições multiparamétricas.

O crescimento do mercado de análise de microscopia de imagem de fluxo é impulsionado por fatores como o aumento dos investimentos em Pesquisa e Desenvolvimento (R&D) em ciências da vida e setores de biotecnologia, foco crescente em testes analíticos na descoberta de drogas, e o desenvolvimento de produtos inovadores de microscopia de imagem de fluxo integrados com tecnologias como Inteligência Artificial e automação.

O mercado de análise de microscopia de imagem de fluxo é segmentado em tipo de produto, tipo de amostra, usuário final e região. Por tipo de produto, o mercado é segmentado em microscópios de fluxo, analisadores de células, classificadores de células, software e acessórios. O segmento de microscópios de fluxo representou a maior parte em 2022 devido às suas amplas aplicações em análise de partículas e ao aumento do uso de microscopia de imagem de fluxo para morfologia celular, avaliações de viabilidade e estudos de agregação de proteínas.

Insights regionais do mercado da análise da microscopia da imagem do fluxo:

• América do Norte Espera-se que seja o maior mercado de análise de microscopia de fluxo durante o período de previsão, que representou mais de 45,5% da quota de mercado em 2022. O crescimento do mercado na América do Norte é devido aos altos investimentos em biotecnologia e pesquisa e desenvolvimento farmacêutico (R&D), presença de jogadores líderes e crescente foco na análise de células únicas.
• O Europa Espera-se que o mercado seja o segundo maior mercado de análise de microscopia de imagem de fluxo, que representou mais de 34,5% da quota de mercado em 2022. O crescimento do mercado na Europa é devido à infraestrutura de saúde bem estabelecida, aumentando a prevalência de doenças crônicas e aumentando a demanda por serviços de teste analítico.
• O Ásia Pacífico espera-se que o mercado seja o mercado mais rápido para o mercado de análise de microscopia de imagem de fluxo, com um CAGR de mais de 15,5% durante o período de previsão. O crescimento do mercado na Ásia-Pacífico é atribuído ao setor de biofarma em expansão, aumentando as despesas de saúde e políticas de financiamento do governo favorável para a pesquisa.

Visualização do Analista do Mercado de Análise de Microscopia por Imagem de Fluxo:

A microscopia de imagem de fluxo é um mercado emergente devido ao aumento da atividade de pesquisa e, portanto, muitos investidores estão investindo para integrar a tecnologia de Inteligência Artificial com microscopia de imagem de fluxo. Esta integração deverá melhorar as capacidades de microscopia de imagem de fluxo e revolucionar o campo. Ao incorporar a tecnologia AI, a microscopia de imagem de fluxo pode automatizar a análise de imagem e fornecer interpretação de dados em tempo real, economizando tempo e esforço valiosos pesquisadores. Este avanço está previsto para acelerar as descobertas científicas e impulsionar novos avanços em vários campos, como medicina, biologia e ciência dos materiais. Com a tecnologia AI, a microscopia de imagem de fluxo pode analisar grandes conjuntos de dados e identificar padrões ou anomalias que podem não ser facilmente detectáveis por observadores humanos. A integração da IA pode permitir o desenvolvimento de técnicas de medição mais precisas e precisas, levando a resultados mais confiáveis e reprodutíveis em experimentos de pesquisa. Em geral, essa colaboração entre a tecnologia AI e a microscopia de imagem de fluxo possui um imenso potencial para avançar o conhecimento científico e, portanto, empurrar os limites da compreensão em várias disciplinas.

Figura 1. Global Flow Imaging Microscopy Analysis Market Share (%), Por Região, 2023

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Drivers para o Mercado de Análise de Microscopia por Imagem de Fluxo:

• Aumentar os investimentos em R&D biofarmacêutico: A indústria biofarmacêutica vem aumentando constantemente os investimentos em atividades de R&D ao longo da última década para desenvolver novas moléculas de drogas e biológicas. Por exemplo, em 2021, de acordo com dados, as despesas totais de R&D das principais empresas de biofarma ascenderam a mais de US$ 82 bilhões. A microscopia de imagem de fluxo desempenha um papel vital na R&D biofarmacêutica, permitindo assim que os cientistas de descoberta de drogas obtenham informações visuais, morfológicas e funcionais de células e compostos biológicos. A técnica é amplamente utilizada em ensaios baseados em células, estudos de engenharia de proteínas, análise de DNA e controle de qualidade de produtos biofarmacêuticos. O aumento do foco na medicina de precisão e na biologia é previsto para gerar um aumento nos investimentos em biofarma R&D, o que também resultará em um aumento considerável na necessidade de tecnologias analíticas avançadas, como microscopia de imagem de fluxo para aplicações de pesquisa.
• Avanços tecnológicos em instrumentos de citometria de fluxo: A tecnologia de citometria de fluxo passou por avanços contínuos ao longo dos últimos anos com o lançamento de novos analisadores sofisticados equipados com fluidos avançados, ópticas e software integrado. Os principais players de mercado comercializaram citômetros de fluxo de alta produtividade que são integrados com recursos de imagem para aplicações que exigem análise morfológica e espacial de células, ensaios baseados em talão e caracterização de partículas.
• Aumento da adoção da microscopia de imagem de fluxo na descoberta de drogas: As empresas farmacêuticas e de biotecnologia estão adotando cada vez mais microscopia de imagem de fluxo para uma ampla gama de aplicações de descoberta de drogas, incluindo identificação e validação de alvos, rastreamento de compostos de chumbo, perfis de seletividade e estágios de otimização de compostos. A imagem de fluxo permite aos pesquisadores visualizar e autenticar a ligação de potenciais moléculas de drogas a receptores ou proteínas específicas da superfície celular. Também é utilizado para testes de toxicidade de candidatos a drogas em células vivas. Além disso, a microscopia de imagem de fluxo facilita a análise da agregação de proteínas para identificar formulações que melhoram a estabilidade. O crescente uso desta tecnologia para racionalizar e melhorar o processo de descoberta de drogas está alimentando o crescimento do mercado de microscopia de imagem de fluxo.
• Colaborações crescentes da indústria-academia: Nos últimos anos, houve um aumento nos acordos colaborativos entre institutos acadêmicos e de pesquisa e as principais empresas de biofarma e microscopia para acelerar a pesquisa de microscopia de imagem de fluxo. Por exemplo, em 2021, a Agilent Technologies, um instrumento global, software, serviços e consumíveis para a empresa de laboratórios, em parceria com a Baylor College of Medicine para inovação de citometria de fluxo. Institutos proeminentes como o Instituto Nacional de Saúde, o MIT está realizando pesquisas patrocinadas pela indústria que se concentra no desenvolvimento de novas imagens de fluxo e plataformas de análise de células únicas. Essas parcerias oferecem acesso a infraestrutura R&D avançada para usuários finais, permitindo que as empresas expandam as capacidades do produto. As crescentes ligações entre a indústria académica estão a apoiar o crescimento do mercado. Por exemplo, em dezembro de 2022, a Leica Microsystems, líder em microscopia e instrumentação científica, entrou em uma parceria com a Applied Scientific Instrumentation (ASI), uma empresa de instrumentação médica, para comercializar a microscopia de folhas leves únicas. O sistema avançado foi revelado pela primeira vez na Cell Bio 2022 e combina imagens suaves, preparação de amostra convencional e imagem volumétrica de alta velocidade para capturar dinâmica rápida em três dimensões.

Mercado de análise de microscopia por imagem de fluxo Oportunidades:

• Emergência da tecnologia microfluidics: O advento de microfluidics que é uma tecnologia que envolve manipulação de pequenas quantidades de fluidos em chips, abriu novas capacidades para microscopia de imagem de fluxo. A integração de canais e válvulas microfluídicas em analisadores de imagem de fluxo permite o controle sobre células únicas e partículas com alta precisão. Pesquisadores têm aproveitado a imagem de fluxo baseada em microfluidics para isolar células tumorais circulantes raras no sangue para diagnósticos de câncer e estudar o comportamento do fluxo de fluido dentro das culturas de células 3D. À medida que as tecnologias de microfluidics e biochip continuam a amadurecer, a integração sinergística com microscopia de imagem de fluxo pode expandir suas aplicações em pesquisa de células únicas, testes de órgãos e dispositivos de ponto de cuidado (POC).
• Significado crescente da análise de células raras: A detecção e análise de células raras como células tumorais circulantes (CTCs) está ganhando tração na pesquisa de câncer para monitoramento, diagnóstico e avaliação de tratamento de doenças. A microscopia de imagem de fluxo representa uma plataforma adequada para isolamento sensível e livre de rótulos e caracterização de células raras de amostras heterogêneas como sangue, medula óssea e tecidos dissociados. As principais empresas estão focadas no desenvolvimento de plataformas de análise de células raras dedicadas que são capazes de imagem de alta resolução e classificação de CTCs que são baseados na morfologia. Como os esforços de pesquisa para estabelecer a validade clínica e a utilidade dos testes de biopsia líquida aceleram, a microscopia de imagem de fluxo poderia surgir como uma tecnologia inestimável para diagnósticos não invasivos de câncer e terapias personalizadas.
• Potencial de aumento na análise de células únicas: A análise de células únicas tornou-se uma área ativa de pesquisa em ciências da vida para entender a funcionalidade celular, desvendar a heterogeneidade e identificar novos subconjuntos de células. A microscopia de imagem de fluxo permite a análise de alto teor de células individuais, fornecendo assim dados sobre morfologias, expressão proteica e perfis de marcadores de superfície. Além disso, quando combinado com sistemas de classificação de células, permite o isolamento de células únicas fenotipicamente distintas para estudos -ómicos a jusante. A microscopia de imagem de fluxo oferece capacidades para a próxima geração de multi-ómicas de células únicas. A crescente pesquisa demonstrando sua utilidade para a desconstrução de sistemas celulares na escala celular única destaca as oportunidades potenciais.
• Expandindo áreas de aplicação: A microscopia de imagem de fluxo tem capacidade comprovada para análise de partículas e biológicas em diversas indústrias, desde alimentos, agricultura, meio ambiente até produtos químicos, cosméticos e forenses. Os avanços contínuos estão expandindo suas aplicações em novos domínios como análise de tecidos, pesquisa de microbioma, caracterização de exossoma e desenvolvimento de nanopartículas de drogas. Por exemplo, a citometria de fluxo de imagem pode permitir o perfil rápido e estrutural de amostras de tecido. As abordagens de citometria de imagem nova estão sendo aplicadas para estudar composição de microbiota intestinal. Tais aplicações expandidas em várias verticais são esperadas para fornecer avenidas de crescimento renovadas.

Mercado de análise de microscopia por imagem de fluxo Evolução:

• Integração de soluções de análise baseadas em IA: Inteligência Artificial (AI) e aprendizado de máquina estão sendo cada vez mais integrados com citometria de fluxo e sistemas de imagem para permitir a análise de amostra automatizada. Algoritmos avançados de IA podem classificar e agrupar fenótipos de células em amostras heterogêneas com eficácias que correspondem aos operadores qualificados. As empresas estão oferecendo plataformas de citometria de imagem dedicadas com software integrado com IA que simplificam o fluxo de trabalho e aceleram a geração de resultados. Além disso, os pesquisadores demonstraram a utilidade de acoplamento de ferramentas avançadas de IA como redes neurais convolucionais com citometria de fluxo de imagem para aplicações de diagnóstico de câncer para monitoramento de qualidade alimentar. A adoção da AI está transformando a tecnologia de microscopia de imagem de fluxo para oferecer maior facilidade de uso, produtividade e informação.
• Adoção de sistemas de imagem de fluxo espectral: Citometria de fluxo convencional analisa células / partículas que são rotuladas com etiquetas fluorescentes. Citometria de fluxo espectral é uma tecnologia emergente que permite fenótipo multiparamétrico livre de etiquetas capturando a assinatura de dispersão de luz intrínseca de amostras em comprimentos de onda. Sistemas de citometria de imagem de fluxo espectral introduzidos permitem caracterização simultânea de morfologia celular e composição interna sem a necessidade de reagentes. Além disso, a imagem multiespectral fornece uma impressão digital óptica completa de cada célula, revelando assim a complexidade fenotípica. As capacidades únicas oferecidas pela citometria de imagem de fluxo espectral estão levando à crescente utilização para a pesquisa translacional.
• Mude para instrumentos automatizados e fáceis de usar: Para expandir a adoção além de laboratórios altamente especializados, os fabricantes de microscopia de imagem de fluxo estão focados em racionalizar instrumentos e ensaios para uso mainstream. As principais tendências incluem o desenvolvimento de reagentes sem complicações, prontos para uso, protocolos pré-configurados e software de análise de dados simplificado que requer experiência mínima do operador. As empresas estão lançando sistemas integrados com robótica de manuseio de amostra/líquido, módulos controlados por computador e sensores de monitoramento para minimizar o tempo prático. Essas inovações estão ajudando a microscopia de imagem de fluxo de transição em um fluxo de trabalho automatizado e plug-and-play para implementação generalizada.
• Miniaturização e portabilidade: Convencionalmente volumoso com projetos ópticos complexos, sistemas de microscopia de imagem de fluxo estão testemunhando uma mudança gradual em direção a instrumentos miniaturizados e portáteis. Com avanços em microfluidics, micromachining e miniaturização eletrônica, pesquisadores desenvolveram citômetros de imagem de tamanho de palma e microscópios on-chip com desempenho comparável aos analisadores padrão. Sistemas portáteis operados por bateria também estão sendo comercializados. Introdução de tais dispositivos compactos e fáceis de usar pode potencialmente tomar citometria de imagem de fluxo para configurações clínicas de ponto de cuidado e aplicações de campo. A miniaturização combinada com a integração de smartphones pode impulsionar ainda mais a adoção.

Restrições de mercado de análise de microscopia por imagem de fluxo:

• Custos elevados de sistemas avançados: Os modernos analisadores de microscopia de imagem de fluxo equipados com câmeras de alta resolução, múltiplos lasers e recursos de imagem são substancialmente mais caros, muitas vezes avaliados em US$ 300.000. Os custos operacionais são elevados considerando a exigência de reagentes especializados e pessoal qualificado. As altas despesas de capital envolvidas na aquisição e manutenção limitam as compras a instituições de pesquisa bem financiadas e empresas farmacêuticas. As restrições de custo levam assim a uma penetração mais lenta nos laboratórios acadêmicos e hospitais, especialmente nas regiões em desenvolvimento. A disponibilidade de sistemas orçamentais pode melhorar o acesso e aumentar a adoção em segmentos de mercado aplicados.
• Complexidades na análise de dados: Os dados multi-paramétricos de alto conteúdo gerados pela citometria de fluxo de imagem requerem experiência na utilização de ferramentas de software analíticas especializadas para extrair insights significativos. Os pesquisadores precisam de habilidades avançadas de análise estatística computacional e multidimensional para interpretar corretamente as populações de células e entender inter-relações. A falta de conhecimentos e extensivos requisitos de treinamento dificultam a adoção mais ampla da microscopia de imagem de fluxo. A simplificação do fluxo de trabalho global de citometria de imagem através de soluções de ponta a ponta que abrangem ferramentas automatizadas para análise de dados robustos pode ajudar a resolver esse desafio.
• Shortage de profissionais treinados: A complexidade técnica significativa envolvida nas plataformas de microscopia de imagem de fluxo operacional e na análise dos dados que geram, requer disponibilidade de pessoal altamente treinado. No entanto, há uma grande escassez de ciclistas e técnicos qualificados experientes em ensaios baseados em imagens, o que pode restringir a utilização desses sistemas em laboratórios acadêmicos e industriais. Além disso, a disponibilidade limitada de programas de treinamento dedicados, workshops práticos e cursos on-line focados na citometria de imagem de fluxo exacerba ainda mais essa lacuna de demanda de suprimentos. O desenvolvimento de programas educacionais abrangentes para construir a capacidade de força de trabalho especializada é fundamental para uma maior participação.

Contrapeso: Os principais players de mercado estão investindo na tecnologia AI para trazer a melhor solução para os desafios atuais, como a complexidade da pesquisa, e também manter olho em trazer os novos profissionais treinados.

Desenvolvimentos recentes:

Novo produto lança:

• Em 12 de outubro de 2023, Instrumentos de Lambert, uma especializada no desenvolvimento e produção de soluções avançadas de imagem, lançou seu LIFA vTAU, um sistema de visão turnkey baseado em câmera Fluorescence Lifetime Imaging Microscopy (FLIM). LIFA vTAU apresenta um único detector de avalanche de fóton (SPAD) que pode capturar até 100 imagens de vida por segundo, e é capaz de vários modos de imagem, incluindo o domínio de frequência regular FLIM e gravações de tempo-caída.
• Em 7 de setembro de 2023, Nikon Instruments Inc., tecnologias ópticas e de imagem baseadas em microscópio para a empresa de ciências da vida, anunciou o lançamento do sistema de imagem inteligente "ECLIPSE Ji", que utiliza a IA para automatizar a aquisição e análise de imagens celulares, simplificando fluxos de trabalho de pesquisa envolvendo câncer e doença nervosa. O sistema de imagem inteligente "ECLIPSE Ji", um microscópio digital invertido.
• Em 12 de abril de 2023, a Nikon Corporation, uma multinacional japonesa, anunciou o desenvolvimento e o lançamento do microscópio digital de imagem “ECLIPSE Ui” como o primeiro microscópio para uso médico no Japão. É distribuído pela subsidiária Nikon Solutions Co., Ltd. O CELIPSE Ui tem um design único sem lentes oculares (mesmo que seja um microscópio), um design que melhora a postura de observação do patologista e permite a partilha de imagens de observação no visor. Contribui para reduzir a carga física sobre patologistas e melhora o fluxo de trabalho de observação patológica.

Aquisição e parcerias:

• Em 6 de julho de 2023, o European Molecular Biology Laboratory (EMBL), uma organização intergovernamental dedicada à pesquisa de biologia molecular, e a ZEISS Group International, uma tecnologia líder internacional, entrou em uma parceria estratégica de longo prazo. A colaboração visa fechar a lacuna entre o desenvolvimento de tecnologia de imagem em fase inicial e sua aplicação na pesquisa de ciências da vida. Através desta abordagem colaborativa, os usuários do Centro de Imagem EMBL e dos serviços de imagem EMBL relacionados terão acesso às mais recentes tecnologias e conhecimentos de microscopia da ZEISS Group International. Ao mesmo tempo, a pesquisa realizada na EMBL e projetos pelos usuários do Imaging Centre forneceu à ZEISS Group International insights inestimáveis sobre novas aplicações e oportunidades para testar o mercado seus desenvolvimentos tecnológicos mais recentes.
• Em novembro de 2021, a Predictive Health Diagnostics Company (PHDC), Inc., uma empresa de plataforma de diagnóstico que desenvolve, fabrica e distribui testes de diagnóstico especiais que combinam ciência, tecnologia e análise proprietária que detectam doenças com necessidades médicas não satisfeitas significativas e suportam melhores resultados terapêuticos, anunciou sua aquisição da MUSE Microscopy, um portfólio de propriedade intelectual de alto valor desenvolvido em conjunto no Lawrence Livermore National Laboratory e na Universidade da Califórnia, Davis. MUSE (Microscopia com Excitação de Superfície Ultravioleta) Microscopia é o principal microscópio digital sem histologia fornecendo os avanços mais significativos na indústria em mais de 100 anos. Com esta aquisição estratégica, a plataforma MUSE da PHDC será a base que apoia o desenvolvimento futuro da empresa de diagnósticos baseados em imagem.
• Em julho de 2021, a CELLINK, uma startup de bioconvergência que projeta e fornece tecnologias e serviços para melhorar a pesquisa de biologia, entrou em um acordo para adquirir a Discover Echo Inc., uma empresa de microscopia e imagem baseada nos EUA. A aquisição é a terceira da CELLINK desde meados de maio, quando anunciou sua aquisição da Nanoscribe, um sistema de litografia a laser de alto desempenho, e Visikol, uma empresa de serviços de pesquisa de contrato, em movimentos que totalizaram quase US$ 80 Mn e fortificou sua presença no espaço biofotônico.

Figura 2. Global Flow Imaging Microscopy Analysis Market Share (%), Por tipo de produto, 2023

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Principais empresas no mercado de análise de microscopia por imagem de fluxo:

• Danaher Corporation
• Tecnologias ágeis
• Científica de Thermo Fisher
• CELLINK
• Sony Corporation
• Merck KGaA
• Stratedigm Inc.
• Peças de reposição GmbH
• Bio-Rad Laboratories
• Miltenyi Biotec
• Empresa de diagnósticos de saúde preventiva, Inc.
• ZEISS Group Internacional
• Instrumentos de Lambert
• Nikon Instruments Inc.
• Leica Microsystems
• Nikon Corporation

Definição: A análise de microscopia de imagem de fluxo refere-se a uma técnica óptica avançada que utiliza imagens de alta velocidade para capturar e analisar imagens de células, partículas e moléculas suspensas em um fluxo de fluido. Combina as capacidades de microscopia e citometria de fluxo. Os sistemas de microscopia de imagem de fluxo usam câmeras digitais, óptica avançada e software para obter dados quantitativos sobre contagem de amostras, tamanhos, formas, intensidade de fluorescência e outros parâmetros no nível de célula única ou partícula. Esta técnica oferece vantagens significativas sobre a microscopia tradicional e citometria de fluxo em termos de maior capacidade de processamento, sensibilidade e análise multi-paramétrica para aplicações em pesquisa biomédica, descoberta de drogas, diagnósticos clínicos, testes de qualidade de alimentos e água e outras áreas. Com avanços contínuos em tecnologias de imagem e software de análise, a microscopia de imagem de fluxo está surgindo como uma ferramenta analítica essencial em todas as ciências da vida, biofarma e setores de laboratório clínico.

Poucos outros relatórios promissores na indústria da biotecnologia

Mercado de dispositivos de microscopia da ciência da vida

Mercado de produtos de ciências da vida

Mercado de descoberta de drogas

Mercado de equipamentos de imagem médica