技術(shù)文章
TECHNICAL ARTICLES在體外診斷試劑產(chǎn)品性能評(píng)估,原料占70%,工藝占20%,思路占10%。按《體外診斷試劑分析性能評(píng)估指導(dǎo)原則》,主要的分析性能評(píng)估項(xiàng)目有:檢測(cè)限、線性范圍、可報(bào)告范圍、準(zhǔn)確度(回收實(shí)驗(yàn))、準(zhǔn)確度(方法學(xué)比對(duì))、精密度、干擾實(shí)驗(yàn)、穩(wěn)定性、參考值。目前國(guó)際上通常是以美國(guó)臨床實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)化組織(CLSI)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)。產(chǎn)品性能評(píng)估是產(chǎn)品研發(fā)、制定產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)等過程的重要技術(shù)支持研究過程,并可能對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量造成一定影響。在整個(gè)研發(fā)過程中,涉及原料、工藝和思路,因?yàn)樾袠I(yè)處于黃金發(fā)展階段,很少去關(guān)注和優(yōu)化整個(gè)研發(fā)流程,如果沒理順這三者關(guān)系,整個(gè)研發(fā)流程會(huì)陷入盲目與不可持續(xù)。剛接觸研發(fā)時(shí),一般是以現(xiàn)有體系,包含穩(wěn)定的配方體系(包被緩沖液、封閉緩沖液、酶標(biāo)緩沖液、校準(zhǔn)品稀釋液、發(fā)光底物液)和工藝流程,一切就著拿來主義,用已有的配方,就著已有的工藝,按著流程操作,多數(shù)工作用于篩選配對(duì),分析數(shù)據(jù)。這個(gè)入門階段,一般至少維持2-3年,因?yàn)榕浞襟w系和工藝體系(以下簡(jiǎn)稱工藝,包含配方和體系)是前人通過大量研究成果而建立的,一般比較穩(wěn)定,較少修改(就算要改進(jìn),權(quán)限也是在研發(fā)總監(jiān)手中),加上整個(gè)研發(fā)思路已經(jīng)流程化,不用思考太多。很多新技術(shù)員,通過這種配對(duì)篩選后,會(huì)從一定數(shù)量的配對(duì)中篩選出比較合適的配對(duì),進(jìn)行下一環(huán)節(jié)研發(fā),很容易就得出,一個(gè)試劑盒好壞,基本取決于原料質(zhì)量,如果沒有篩選到好原料,或者碰到難項(xiàng)目,就無從入手。我們將原料、工藝和思路,細(xì)細(xì)拆解來分析,目的是理清性能評(píng)估項(xiàng)目中,哪些項(xiàng)目是原料決定的,哪些項(xiàng)目是工藝決定的,哪些項(xiàng)目是兩者共同影響的,促進(jìn)研發(fā)思路的形成與成熟,希望能夠拋磚引玉。
1原料
我們將免疫試劑中關(guān)鍵原料提煉出來,分為兩塊:抗原抗體和特殊成分。
01抗原抗體
免疫試劑一般可以分為兩個(gè)過程:免疫反應(yīng)和顯色反應(yīng)。免疫反應(yīng)是核心,將待測(cè)物特異性地從復(fù)雜樣本中分離出來,這一環(huán)節(jié)的好壞,直接決定整個(gè)試劑的核心質(zhì)量。
在工業(yè)生產(chǎn)上,免疫檢測(cè)用的抗體,一般是通過工程菌表達(dá)抗原片段,免疫動(dòng)物,進(jìn)行多克隆或者單克隆抗體制備,然后得到的抗體,進(jìn)行配對(duì)篩選,選出合適的配對(duì)應(yīng)用于免疫檢測(cè)。在這個(gè)過程中,由于待測(cè)抗原一般都是天然抗原(少數(shù)科研檢測(cè)重組抗原),而制備和篩選抗體一般又是使用重組抗原,因此會(huì)帶來很多應(yīng)用問題,這個(gè)對(duì)抗體制備商來說,值得重視。
02特殊成分
免疫反應(yīng)做為一個(gè)脆弱的非共價(jià)鍵結(jié)合過程,整個(gè)反應(yīng)受時(shí)間、干擾物、橋聯(lián)物、結(jié)構(gòu)類似物等影響,為消除這些不良影響,一般在緩沖體系中會(huì)增加一些特殊成分,這些特殊成分我們定義為次要原料,在工藝中詳述。
2工藝
工藝包含配方體系和工藝流程,兩者相輔相成。所有的配方和工藝,是為保障和提高產(chǎn)品性能而設(shè)計(jì)的,當(dāng)原料無法滿足產(chǎn)品性能要求時(shí),如何通過配方工藝來提高,或者說,哪些性能能通過配方工藝來提高,如何來提高,哪些只能由原料決定,這個(gè)在我們研發(fā)職業(yè)生涯中,要不斷積累與完善。
01配方體系
配方體系可以拆解為緩沖體系和改進(jìn)體系。
(1)緩沖體系 一般的緩沖體系,在教科書、產(chǎn)品說明書、論文中均可見到,主要包含離子對(duì)類型、離子濃度、pH值等內(nèi)容,非保密配方,比較容易理解與掌握。
(2)改進(jìn)體系 因?yàn)槊庖叻磻?yīng)的非共價(jià)鍵結(jié)合的脆弱性,依靠一個(gè)簡(jiǎn)單緩沖體系,要獲得很好的反應(yīng)結(jié)果,是比較困難的,針對(duì)這種問題,科學(xué)家設(shè)計(jì)了各種改進(jìn)體系,這些體系下面,又有各種方法產(chǎn)生。
A、降低本底體系
使用合適的包被、標(biāo)記濃度,一般采用棋盤滴定確定。
加入增加溶解率,降低非特異吸附的物質(zhì),如曲通、吐溫。
B、減少干擾體系
加入正常鼠血清或者鼠IgG,降低人抗鼠抗體影響
加入阻斷劑,降低類風(fēng)濕因子干擾
C、減少前帶效應(yīng)體系
適當(dāng)提高包被和標(biāo)記濃度,兼顧本底
加入檢測(cè)抗體裸抗,兼顧靈敏度
D、增加靈敏度體系
加入曲通、吐溫等
加入特殊物質(zhì),如S19
E、提高檢出率體系
多個(gè)抗體聯(lián)合使用,如CnTI項(xiàng)目
F、提高穩(wěn)定性體系
緩沖液加入保護(hù)性蛋白、糖類、小分子化合物
G、等等其他體系 隨著研究深入,這個(gè)目錄會(huì)不斷增加,相應(yīng)的方法也會(huì)不斷增多。
02工藝流程
工藝流程,又包含生產(chǎn)工藝流程和試劑盒檢測(cè)操作工藝流程兩個(gè)方面。
(1)生產(chǎn)工藝流程 生產(chǎn)工藝流程,對(duì)整個(gè)的產(chǎn)品性能,有非常大的影響,比如預(yù)包被板制備工藝,包被、封閉、干燥的溫度、時(shí)間,對(duì)整個(gè)性能影響很大,需要研發(fā)摸索。
(2)檢測(cè)操作工藝流程 相比生產(chǎn)工藝,試劑盒的檢測(cè)操作工藝,對(duì)性能影響更大,一步法、兩步法,加樣量,加樣順序,溫育溫度,溫育時(shí)間。
3思路
我們分析原料與工藝,就是為了找到一個(gè)合適的研發(fā)思路,指導(dǎo)研發(fā)過程,提高研發(fā)效率,整個(gè)研發(fā)思路,我們?cè)賱澐譃楫a(chǎn)品研發(fā)和改進(jìn)研發(fā)兩個(gè)問題。
01產(chǎn)品研發(fā)
產(chǎn)品研發(fā)是一個(gè)從無到有的過程,多數(shù)是根據(jù)市面上已有的試劑,研發(fā)自己公司沒有的產(chǎn)品。這個(gè)過程占研發(fā)的大頭,我們?cè)賹⑵浼?xì)分為初步研發(fā)、預(yù)臨床實(shí)驗(yàn)和穩(wěn)定性測(cè)試三個(gè)過程。所有的研發(fā),我們都必須知道,一個(gè)性能項(xiàng)目,他是怎么評(píng)估的,哪些因素會(huì)影響這個(gè)性能,如何改進(jìn),我們以雙抗體夾心為例列舉。
(1)初步研發(fā) 初步研發(fā)時(shí),一般重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)三個(gè)活性成分:包被抗體、檢測(cè)抗體、校準(zhǔn)品。包被抗體和檢測(cè)抗體,會(huì)有一個(gè)經(jīng)驗(yàn)濃度,校準(zhǔn)品一般用合適基質(zhì),將抗原或者高值樣本進(jìn)行梯度稀釋,獲取的梯度濃度進(jìn)行第三方賦值,追溯到國(guó)際、國(guó)家或者企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)品。
初步研發(fā)多數(shù)是在做配對(duì)篩選,只需要用檢測(cè)限、線性范圍、可報(bào)告范圍這三個(gè)性能評(píng)估項(xiàng)目,即可篩選出候選配對(duì)。比如拿到10株抗體,可以做成100個(gè)配對(duì),進(jìn)行篩選,選出初步可用的候選配對(duì)若干對(duì)。
對(duì)初篩的候選配對(duì),進(jìn)行精密度、準(zhǔn)確度(回收實(shí)驗(yàn))、干擾實(shí)驗(yàn)評(píng)估,通過這些實(shí)驗(yàn),再二次篩選候選配對(duì)。
(2)預(yù)臨床實(shí)驗(yàn) 不涉及臨床血清樣本的初步研發(fā)都完成后,獲得一定的候選配對(duì),進(jìn)行預(yù)臨床實(shí)驗(yàn),主要是評(píng)估準(zhǔn)確度(方法學(xué)比較)和參考值區(qū)間。
(3)穩(wěn)定性測(cè)試 通過上面兩個(gè)步驟,試劑盒初步成型,活性組分(包含預(yù)包被板、校準(zhǔn)品、酶標(biāo)抗體)的穩(wěn)定性,需要一一評(píng)價(jià)與改進(jìn),直到滿足要求。
02改進(jìn)研發(fā)
整個(gè)試劑盒的研發(fā),最終就是為了檢測(cè)臨床血清樣本,所有的分析性能評(píng)估項(xiàng)目,也是為這個(gè)目的而設(shè)計(jì),但是在整個(gè)研發(fā)過程中,不管是預(yù)臨床試驗(yàn),還是正式臨床試驗(yàn),配對(duì)測(cè)試的臨床血清樣本量,是非常有限的,頂多就算是完成一個(gè)小試生產(chǎn)。到真正產(chǎn)品上市和臨床應(yīng)用時(shí),隨著樣本量的擴(kuò)大,很多之前沒有暴露的問題,都會(huì)集中暴露,必須收集足夠數(shù)據(jù),進(jìn)行改進(jìn)研發(fā)。
一般這個(gè)階段,就是針對(duì)臨床不符合的樣本,特別是假陽(yáng)性、假陰性樣本,要對(duì)樣本進(jìn)行不同廠家試劑檢測(cè)比對(duì),成分分析等等,這個(gè)過程在預(yù)臨床和正式臨床都會(huì)做,在預(yù)臨床和正式臨床時(shí),還要對(duì)檢測(cè)值嚴(yán)重不符,但并未導(dǎo)致假陽(yáng)、假陰性的樣本,進(jìn)行分析。
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