Marktbericht zu Nanoporentechnologien: Größe, Marktanteil und Trendanalyse nach Produkt (Instrumente, Verbrauchsmaterialien), Nanoporentyp (Festkörper-Nanoporen, biologische Nanoporen, Hybrid-Nanoporen), Anwendung (klinische Forschung, Genomsequenzierung, Umweltgenomik, Nachweis von Mikroorganismen, Sonstige), Endnutzer (Krankenhäuser und Kliniken, Forschungsinstitute, Sonstige) und Region (Nordamerika, Europa, Asien-Pazifik, Naher Osten und Afrika, Lateinamerika) – Prognosen für 2024–2032

Markttreiber für Nanoporentechnologien

Die verstärkten Forschungs- und Entwicklungsarbeiten im Bereich der Nanoporentechnologien

Forschung und Entwicklung im Bereich der Nanoporentechnologie haben ein starkes Wachstum erfahren. Biologische und Festkörper-Nanoporensensoren sind Technologien der nächsten Generation zur Detektion einzelner Moleküle. Nanoporentechnologien zeichnen sich durch markierungsfreie Sensitivität, schnelle Sequenzdetektion und geringe Kosten aus. Allerdings ist es mit diesen Technologien noch nicht möglich, Festkörper-Nanoporen von der gleichen hohen Qualität wie ihre biologischen Pendants herzustellen. Eine Lipiddoppelschichtmembran enthält Ionen- und Bakterientoxinkanäle, die als Nanoporensensoren mit verbesserter Signalreproduzierbarkeit und hoher Sensitivität fungieren. Der Markt wird weiter wachsen, wenn Forschung und Entwicklung im Bereich der Nanoporentechnologien zunehmen.

Der gesteigerte Durchsatz des Instruments beruht auf der höheren Präzision, mit der die DNA-Sequenz die Protein-Nanopore passiert, sowie auf der erhöhten Geschwindigkeit der DNA-Sequenzierung. Dank des gestiegenen Durchsatzes können nun auch größere Genome, einschließlich des menschlichen Genoms, mit guter Abdeckung sequenziert werden. Der Markt für Nanoporentechnologien dürfte in den kommenden Jahren weiter an Bedeutung gewinnen, da führende Unternehmen verstärkt auf die Einführung modernerer Instrumente und Verbrauchsmaterialien setzen, um die Marktnachfrage zu decken.

Die Nachfrage nach DNA-Sequenzierung

Aufgrund der gestiegenen Nachfrage nachDNA-SequenzierungFür diverse Anwendungen wird erwartet, dass Nanoporentechnologien im Prognosezeitraum an Bedeutung gewinnen. Die Nanoporensequenzierung bietet darüber hinaus umfassende Vorteile für die Forschung. So lässt sich beispielsweise die Echtzeit-Nanoporenanalyse in jeden Arbeitsablauf zur Untersuchung biologischer Proben integrieren, wenn schnelle und präzise Ergebnisse erforderlich sind. RNA und DNA können mittels Nanoporensequenzierung verarbeitet werden, die auch mit langen Nukleinsäuremolekülen umgehen kann. Der zunehmende Einsatz der Nanoporentechnologie wird das Marktwachstum im Prognosezeitraum fördern, da die generierten Sequenzen üblicherweise länger als 20 kb sind.

Darüber hinaus können diese Technologien die Umweltanalytik, die Krankheitsidentifizierung sowie den Nachweis schädlicher Algenblüten (HABs) im Labor und im Feld verändern. Die Nanoporen-Sequenzierung detektiert zudem Strukturvarianten (SVs), die mit kurzen Lesesequenzen schwer zu finden sind, und weist niedrige Fehlerraten auf.GenotypisierungHaploide Einzelnukleotidvarianten (SNVs) werden durch Nanoporensequenzierung untersucht. Diese Methode beschleunigt die Überwachung des Malaria-Genoms und eröffnet neue Einblicke in die Biologie des Parasitengenoms. Daher steigt der Bedarf an Nanoporentechnologien und die Marktentwicklung nimmt weiter zu.

Marktbeschränkungen

Die Integration der Erhaltungs-Nukleotidbasen

Die Erhaltung der Nukleotidbasenstruktur stellt die größte Herausforderung bei der Nanoporensequenzierung dar. Die Forschung zur Aufklärung der zugrundeliegenden Prinzipien und Eigenschaften der Polynukleotid-Translokation durch Poren ist noch im Gange. Um ein Gerät für die hochschnelle DNA-Sequenzierung zu entwickeln, müssen Nanoporen Hürden in der Grundlagenforschung und im grundlegenden Verständnis des Phänomens überwinden. Ziel ist die Entwicklung eines Geräts mit allen notwendigen Komponenten, um Nanoelektroden in die entsprechenden Poren einzuführen. Das Marktwachstum der Nanoporentechnologie wird durch den Mangel an präzisen Geräten für die Nanoporensequenzierung und die Schwierigkeiten bei der Erhaltung der Nukleotidbasenintegrität gehemmt.

Marktchancen für Nanoporentechnologien

Die Verwendung von Nanoporentechnologien in der DNA-Sequenzierung der vierten Generation

Das gesamte menschliche Genom könnte mithilfe von Nanoporen-Sequenzierern, der DNA-Sequenzierungsmethode der vierten Generation, schnell und präzise für weniger als 1000 US-Dollar und möglicherweise sogar für weniger als 100 US-Dollar sequenziert werden. Diese Einzelmolekülmethode ermöglicht die weitere Erforschung der Wechselwirkungen zwischen Proteinen, DNA und anderen Proteinen. Die Nanoporenanalyse eröffnet neue Wege in der molekularbiologischen Einzelmolekülforschung. Die Nanoporenmethode ist eine der Optionen für die schnelle und kostengünstige DNA-Sequenzierungstechnologie der vierten Generation. Daher wird erwartet, dass das Zusammenspiel all dieser Faktoren im Prognosezeitraum vielversprechende Wachstumsaussichten für den globalen Markt für Nanoporentechnologien bietet.

Produktanalyse

Die Segmente umfassen Instrumente und Verbrauchsmaterialien.

Der Bereich der Verbrauchsmaterialien wird voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 15,1 % wachsen und den größten Marktanteil halten. Nanoporentechnologien benötigen eine Vielzahl von Verbrauchsmaterialien, darunter Durchflusszellen, Probenvorbereitungskits, Sequenzierungskits, Erweiterungspakete und Geräte für die DNA- und RNA-Sequenzierung. Die gestiegene Nachfrage nach Verbrauchsmaterialien hat den Umsatzanteil dieses Segments erhöht. Darüber hinaus wird ein weiteres Wachstum der Branche erwartet, da Fortschritte bei den Verbrauchsmaterialien die Sequenzierung veränderter oder komplexer Strukturen erleichtern. Verschiedene Verbrauchsmaterialien werden außerdem für Kits zur Identifizierungssequenzierung, direkten cDNA-Sequenzierung, Feldsequenzierung, 16S-Barcoding, Cas9-Sequenzierung und ultralangen DNA-Sequenzierung angeboten.

Der Bereich der Instrumente wird den zweitgrößten Anteil ausmachen. Nanoporentechnologien werden mit Tisch- und tragbaren Geräten durchgeführt. Die Mobilität und Benutzerfreundlichkeit tragbarer Geräte werden zweifellos von Fortschritten in diesem Bereich profitieren. Zudem sind tragbare Geräte so konzipiert, dass sie mit Mobiltelefonen und anderen mobilen, energiesparenden Geräten kompatibel sind. Darüber hinaus wird modernste Ausrüstung für Feldanalysen und mögliche Anwendungen wie die Fernüberwachung von Krankheitserregern bei einem Ausbruch einer Infektionskrankheit eingesetzt.

Anwendungsanalyse

Die Segmente umfassen DNA-Sequenzierung und RNA-Sequenzierung.

Der Bereich der DNA-Sequenzierung wird voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 14,81 % wachsen und den größten Marktanteil halten. Die Nukleotide A, C, G und T in einem DNA-Molekül können durch DNA-Sequenzierung präzise identifiziert werden. Die DNA-Basensequenz enthält die Information der Zelle zur Bildung von Protein- und RNA-Molekülen. Wissenschaftler, die die Funktion von Genen untersuchen, benötigen die Kenntnis der DNA-Sequenz. Lange DNA-Fragmente können dank der neuartigen, skalierbaren Nanoporen-Sequenzierungstechnologie nun direkt und sofort analysiert werden. Diese Technologie misst die Veränderung des elektrischen Stroms, während Nukleinsäuren durch eine Protein-Nanopore wandern. Die präzise DNA-Sequenz wird durch Dekodierung des resultierenden Signals gewonnen.

Der Bereich der RNA-Sequenzierung wird den zweitgrößten Anteil einnehmen. Mithilfe der RNA-Sequenzierung lassen sich Menge und Verteilung der RNA in einer biologischen Probe bestimmen. Sie untersucht außerdem das sich ständig verändernde Transkriptom der Zelle. Komplexe virale Transkriptome können zwar mit traditionellen RNA-Sequenzierungsmethoden charakterisiert werden, diese stellen jedoch aufgrund der hohen Gendichte, überlappender Leseraster und komplexer Spleißmuster eine Herausforderung dar. Die direkte RNA-Sequenzierung mittels Nanoporen-Arrays bietet hier eine bessere Alternative, da sie die direkte Sequenzierung einzelner polyadenylierter RNAs ermöglicht, ohne dass Basen wie bei anderen Sequenzierungstechnologien aufgezeichnet und amplifiziert werden müssen.

Endnutzer-Einblicke

Zu den Segmenten gehören Krankenhäuser und Kliniken, Forschungsinstitute und andere.

Der Sektor der Forschungsinstitute wird voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 14,02 % wachsen und den größten Marktanteil halten. Eine Organisation, die speziell für die Durchführung von Forschung gegründet wurde, wird als Forschungsinstitut bezeichnet. Forschungsinstitute können sich gelegentlich auf angewandte Forschung konzentrieren oder auf Grundlagenforschung spezialisiert sein. Zahlreiche Forschungsorganisationen konzentrieren sich auf Studien zur Anwendung der Nanoporentechnologie für verschiedene Zwecke, darunter die Identifizierung neuartiger Viren, die mutieren und entstehen und die Ursache zahlreicher Krankheiten sind. Die Inzidenz von Viruserkrankungen hat stark zugenommen, was voraussichtlich den Bedarf an Forschungsinstituten erhöhen wird, sich auf die Entwicklung von Methoden zur effektiveren Behandlung solcher Viruserkrankungen zu konzentrieren.

Der zweite Sektor umfasst Unternehmen der Pharma- und Biotechnologiebranche, akademische und staatliche Einrichtungen sowie ähnliche Unternehmen, die sich auf die Entwicklung modernster Nanoporentechnologien konzentrieren. Staatliche Einrichtungen erhalten Fördermittel und Investitionen zur Weiterentwicklung von Technologien, um weiterhin Themen im Bereich Medizin und Diagnostik zu erforschen.

Regionale Einblicke

Die regionale Aufteilung des globalen Marktanteils der Nanoporentechnologien erfolgt in Nordamerika, Europa, Asien-Pazifik und LAMEA.

Nordamerika dominiert den regionalen Markt

Nordamerika wird mit einem durchschnittlichen jährlichen Wachstum von 13,91 % den größten Marktanteil halten. Ein wesentlicher Faktor für das Wachstum des Nanoporentechnologie-Marktes ist die Präsenz bedeutender Akteure in Nordamerika, wie beispielsweise Oxford Nanopore Technologies und ONTERA, Inc. Darüber hinaus tragen der Anstieg von Virusinfektionen wie dem Coronavirus und dem Ebola-Virus sowie die Verfügbarkeit modernster Gesundheitseinrichtungen mit qualifiziertem medizinischem Personal maßgeblich zur Expansion des nordamerikanischen Marktes bei. Das Marktwachstum ist zudem hauptsächlich auf die steigende Nachfrage nach verbesserten Gesundheitsdienstleistungen, verbunden mit höheren Gesundheitsausgaben und technologischen Entwicklungen im Bereich der Nanoporentechnologie, zurückzuführen.

Europa: Am schnellsten wachsende Region

Europa wird mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 14,61 % wachsen und ein Volumen von 195 Millionen US-Dollar erreichen. Die rasante Entwicklung von Nanoporentechnologien, die Zunahme von Viruserkrankungen und der stark steigende Bedarf der Region an neuen Technologien tragen maßgeblich zum Wachstum dieser Technologien in Europa bei. Die erhöhte Nachfrage nach Gesundheitsleistungen sowie die steigenden Krankenhausaufenthalte und Arzneimittelkosten belasten die europäischen Haushalte erheblich. Aufgrund der Zunahme von Viruserkrankungen, die den Einsatz von Nanoporentechnologien zur Identifizierung der Virus-DNA erfordern, investieren europäische Krankenhäuser verstärkt in Produkte und Technologien. Dies treibt das Marktwachstum in der Region weiter an.

Darüber hinaus wird erwartet, dass sich der Markt weiterentwickelt, da immer mehr medizinische Fachkräfte die Nanoporentechnologie zur Analyse viraler Genome einsetzen. Der europäische Markt wird zudem durch neue Produktinnovationen im Bereich der Nanoporentechnologie und die zunehmende Verbreitung von Virusinfektionen angetrieben. Die etablierte Infrastruktur im Gesundheitswesen und die Verfügbarkeit von qualifiziertem Personal tragen ebenfalls maßgeblich zum Wachstum des europäischen Nanoporentechnologie-Marktes bei.