体外诊断(IVD)行业作为现代医疗体系的重要支撑,其试剂原料的质量直接关系到诊断的准确。IVD核心原料种类繁多,保存方法也因原料特性而异。其研发、制备和保存过程涉及众多复杂环节和专业技术,只有严格把控每个环节,才能确保IVD核心原料的质量,为IVD试剂的精准诊断提供坚实保障。
一、IVD核心原料的构成
(一)生物活性原料
1、抗原:抗原是IVD试剂中的关键原料,包括蛋白质、多糖、多肽、脂、小分子化合物等。从来源上可分为天然抗原和人工抗原。从生物组织或细胞直接获取的为天然抗原,而通过基因工程、化学合成等方法制备的则是人工抗原。在传染病诊断试剂中,可能会用到从病原体中提取的天然抗原,以检测人体是否感染相应病原体;在一些肿瘤标志物检测试剂中,人工合成的多肽抗原或通过基因工程制备的重组抗原被广泛应用,用于精准检测肿瘤相关标志物。
2、抗体:抗体主要包括单克隆抗体和多克隆抗体。单克隆抗体具有高度特异性,通过特定抗原处理过的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合得到杂交瘤细胞,经筛选、培养后获得。多克隆抗体则是将抗原注入动物体内免疫后,从动物血液中提取并纯化得到。在肿瘤诊断中,单克隆抗体能够精准识别肿瘤细胞表面的特定抗原;多克隆抗体在传染病筛查中,因其能识别多种抗原表位,可提高检测的灵敏度。
3、酶:在体外诊断试剂原料中,酶被统称为工具酶,如逆转录酶、DNA聚合酶、碱性磷酸酶等。这些酶在分子诊断试剂、免疫诊断试剂及生化诊断试剂中发挥着重要作用。在荧光定量PCR检测中,DNA聚合酶用于扩增目标DNA片段,实现对病原体核酸的定量检测;碱性磷酸酶常作为标记酶,在免疫诊断中通过催化底物显色来指示检测结果。
(二)其他原料
其他原料涵盖信号体系、反应体系载体及各类生物活性和精细化学原料。胶体金、酶底物系统、发光物质等构成信号体系,在检测过程中通过产生可见信号帮助判读结果。在免疫层析试纸中,胶体金标记的抗体与抗原结合后,在检测线上聚集显色,直观呈现检测结果。NC膜、酶标板、磁珠等作为反应体系载体,为诊断反应提供场所。磁珠在核酸提取过程中,可通过特异性吸附核酸,实现核酸的分离与纯化。各种生物活性材料和精细化学原料则起到提升原料性能、保障诊断反应稳定进行的作用。
二、生物活性原料的制备
(一)原材料预处理
可采用高速匀浆、液氮研磨、超声等机械方式破碎组织和细胞,也可通过低渗、反复冻融、酶消化或表面活性剂处理等非机械方式。但要严格控制破碎强度,避免生物活性原料变性。破碎后的浑浊原料可通过高速离心、滤膜过滤或饱和硫酸铵沉淀等方法进行初步处理。
(二)初纯阶段
主要运用沉淀和离心过滤方法,如硫酸铵沉淀法、优球蛋白沉淀法、等电点沉淀法等非变性沉淀法,或利用有机溶剂、酸碱、热等变性沉淀法,去除大部分杂质,初步提高原料纯度。
(三)精纯阶段
依据分子大小、形状、表面电荷分布、亲疏水性以及特异性结合等性质,采用离子交换层析、分子筛交换层析、亲和层析、疏水层析及电泳等技术进行分离,进一步提高原料纯度,获得高纯度、高活性的生物活性原料。
三、生物活性原料的保存
生物活性原料溶液状态受多种因素影响,如pH、离子强度、污染或残留的蛋白酶、保存温度和反复冻融次数等。为维持其稳定,可采取多种措施:
(1)添加缓冲体系调节并稳定pH值,确保原料在适宜酸碱环境中保存;低温保存可降低原料分子的活性,减缓其降解速度;
(2)加入表面活性剂防止原料聚集;
(3)使用蛋白酶抑制剂抑制残留蛋白酶的活性,避免原料被降解;
(4)使用还原剂维持原料中某些基团的还原态,保持其活性。
(5)冻干技术是常用的保存方法,将原料溶液冷冻后,在真空条件下升华去除水分,使原料以干燥固态形式保存,大大延长其保存期限。
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