体外诊断试剂原材料作为构建这些试剂的基础要素,其质量控制直接关系到诊断试剂的性能、检测结果的准确性以及临床决策的可靠性。
1、体外诊断试剂原材料的种类
(1)核心反应体系原料
抗原和抗体:抗原和抗体是免疫诊断试剂的关键成分。例如在检测传染病的试剂中,特异性的抗原和抗体相互作用是检测的基础。高质量的抗原和抗体能够确保检测的特异性和灵敏度。如果抗原的纯度不够或者存在交叉反应的杂质,可能会导致假阳性或假阴性结果。对于抗体而言,其亲和力、特异性等性能指标对检测结果影响巨大。
生化酶和核酸扩增酶:在生化诊断和分子诊断领域,生化酶和核酸扩增酶不可或缺。例如,在血糖检测试剂中,葡萄糖氧化酶的活性和稳定性直接影响血糖检测的准确性。核酸扩增酶如Taq酶在聚合酶链反应(PCR)中起着关键作用,如果其活性受到抑制或者存在杂质影响其性能,会导致核酸扩增失败或者产生错误的扩增结果,影响对病原体核酸的检测。
引物探针:在分子诊断中,引物探针的设计和质量对检测的特异性和灵敏度至关重要。它们需要精确地与目标核酸序列互补结合,如果引物探针存在错配或者纯度不够,可能会降低检测的准确性,在基因分型等检测中无法准确区分不同的基因变异类型。
(2)非核心反应体系原料
纳米磁珠:纳米磁珠在样品的富集、分离等过程中发挥作用。例如在血液样本中提取核酸时,纳米磁珠可以特异性地吸附核酸,便于后续的检测操作。其质量控制包括磁珠的粒径均一性、表面修饰的稳定性等。如果磁珠粒径不均匀,可能会导致吸附效率不一致,影响核酸提取的产量和纯度。
化学缓冲剂:化学缓冲剂用于维持反应体系的pH值稳定。不同的体外诊断试剂需要在特定的pH环境下进行反应,如某些酶的活性依赖于精确的pH范围。如果化学缓冲剂的缓冲能力不足或者存在干扰物质,可能会导致反应体系的pH波动,进而影响酶的活性和反应的进行。
2、质量控制的关键环节
(1)原料来源的控制
动物源品质的控制:对于来源于动物的原材料,如某些抗体的制备可能需要动物免疫等过程。需要对动物的健康状况、饲养环境等进行严格管理。例如,从感染疾病的动物中获取的原料可能会携带病原体,从而污染诊断试剂。在动物源品质控制方面,要确保动物来源合法合规,并且经过严格的检验检疫程序。
培养基质量的控制:在细胞培养生产原料(如抗体生产中的杂交瘤细胞培养)时,培养基的质量至关重要。培养基需要提供细胞生长所需的营养物质、生长因子等。如果培养基的成分不准确、存在污染或者批次间差异较大,会影响细胞的生长、代谢,进而影响原料的产量和质量。
(2)生物安全性检测
微生物污染检测:体外诊断试剂原材料必须确保无微生物污染,包括细菌、真菌、病毒等。微生物污染可能会干扰检测反应,或者在使用过程中传播给患者或操作人员。例如,在使用含有微生物污染的酶原料时,微生物的代谢产物可能会抑制酶的活性,同时也会带来生物安全风险。通过严格的微生物检测方法,如培养法、PCR检测法等,可以有效检测和控制微生物污染。
病原体传播风险控制:对于涉及血液、组织等生物样本来源的原材料,要进行严格的灭活处理,以消除病原体传播的可能性。例如,对于从血液样本中提取的某些蛋白原料,要采用合适的物理或化学方法进行灭活,确保在使用过程中不会传播肝炎病毒、艾滋病病毒等病原体。
(3)性能指标的控制
特异性和灵敏度:特异性要求原材料能够准确识别目标物质,而不与其他物质发生交叉反应。灵敏度则要求在目标物质低浓度时也能准确检测到。在研发和生产过程中,需要通过一系列的实验验证,如使用标准品和实际样本进行检测,对比不同批次的原材料性能,确保其特异性和灵敏度符合要求。
批间差控制:为了保证体外诊断试剂的稳定性和一致性,原材料的批间差必须控制在一定范围内。这需要在原料生产过程中建立严格的生产工艺和质量标准,对每一批次的原料进行全面的检测,包括纯度、活性等指标。例如,对于抗体原料,不同批次之间的亲和力、效价等指标应尽量保持一致,否则会导致不同批次的诊断试剂检测结果存在差异。
纯度控制:高纯度的原材料有助于提高诊断试剂的性能。通过合适的纯化方法,如亲和层析、离子交换层析等,可以去除杂质。在检测方面,常用SDS - PAGE电泳后经考马斯亮蓝或者银染色法进行染色,然后对条带进行扫描分析,或者采用高效液相层析来测定纯度。作为体外诊断试剂用的IVD原料,用银染法染色后,纯度一般要大于90%;用考马斯亮蓝染色后,纯度一般都要大于95%。
3、细胞库质量控制
(1)杂交瘤细胞的保存、复苏及传代:抗体诊断原料的制备离不开杂交瘤细胞。杂交瘤细胞在数次传代后会出现活力逐步下降现象,若细胞株保存不善受到污染,对抗体原料的影响也很严重。科学的保存方法,如采用低温冷冻保存,并且在保存过程中添加合适的保护剂,可以维持细胞的活力和稳定性;复苏和传代的规范操作:在细胞复苏过程中,需要严格按照操作规程进行,避免细胞受到损伤。传代时要注意细胞的密度、培养条件等,防止细胞变异或者污染。例如,不规范的传代操作可能会导致细胞染色体异常,进而影响抗体的分泌和质量。
(2)体外重组表达方式的优势:提高纯度和批间差性能,目前,少数的抗原抗体诊断原料生产厂家采用体外重组表达的方式获得IVD原料,这种方式保证了原料的纯度、批间差等性能。通过基因工程技术构建表达载体,在合适的宿主细胞中表达目标蛋白,可以精确控制蛋白的表达和修饰,从而获得高纯度、性能稳定的原料。
4、生产和纯化过程的质量控制
(1)生产方式的选择与管理:抗体原料的生产方式主要分为体内培养和体外培养两种。体内培养是通过小鼠腹水培养而得,而体外培养则是通过生物反应器而得。由于动物保护问题和动物个体间的潜在差异,体外培养生产抗体可能会成为主要的生产方式。在体内培养过程中,要对动物的饲养、腹水的采集等环节进行严格管理,确保原料的质量。对于体外培养,要控制生物反应器的参数,如温度、pH、溶氧等,以保证细胞的生长和原料的生产。
(2)纯化方式的选择与优化:目前原料的纯化方式主要为亲和层析和离子交换层析。对于单抗而言,主要以proteinA/G的亲和层析为主;对于多抗,则以高纯度的抗原亲和层析为主;对于抗原,多以亲和纯化的方式。在纯化过程中,要选择合适的层析介质,优化层析条件,提高纯化效率和纯度。例如,亲和层析中,要确保亲和配体的特异性和稳定性,以有效结合目标原料并去除杂质。
5、出厂质检
(1)外观检查:液体和粉末原料,在《体外诊断试剂生产及质量控制技术指导原则》(征求意见稿)中对体外诊断试剂原料常规检测项目进行了概述。外观方面,肉眼观察,大部分体外诊断试剂原料为澄清均一的液体,不含异物、浑浊或摇不散的沉淀或颗粒;或为白色粉末且不含有其他杂质。通过外观检查可以初步判断原料是否存在污染或者物理性质异常。
(2)纯度和分子量测定:主要方法是SDS - PAGE电泳后经考马斯亮蓝或者银染色法进行染色,然后对条带进行扫描分析。此外,高效液相层析也可以用于纯度和分子量测定。按照标准,作为体外诊断试剂用的IVD原料,用银染法染色后,纯度一般要大于90%;用考马斯亮蓝染色后,纯度一般都要大于95%。
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