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莱奥德创“冻干实践+理论”赋能IVD企业产品转型


过去三年里,受新冠疫情的影响,核酸检测跟我们每个人息息相关。可以说新冠病毒对全人类进行了一次教育,让大家都知道了核酸检测这么一个检测病毒的方式。


 


核酸检测

核酸检测主要是通过对人体的痰液,鼻咽拭子等样本进行化验,检测是否存在致病微生物病毒核酸。其实除了新冠病毒,像非典型肺炎、病毒性肝炎、还有肺结核,每种传染病都是由特异病原体所引起的,其中以病毒和细菌较常见,有孩子的都知道生病要区分是病毒感染还是细菌感染。

我们知道核酸检测出结果很慢,那是因为核酸检测过程很复杂。传统的基于核酸的分子检测包括三个主要步骤:核酸提取与纯化、核酸扩增和核酸检测。

标准的PCR 实验室分为四个区域,分别为:

 n1.试剂准备区

 n2.样本制备区

 n3.核酸扩增区

 n4.产物分析区

这四个区域在物理空间上必须完全相互独立,各区域无论是在空间上还是在使用中,应当始终处于完全的分隔状态,不能有空气的直接相通。


1.PCR存在许多处理挑战

核酸检测实验室也就是PCR实验室,PCR是核酸扩增的方式,PCR聚合酶链式反应对提取的核酸进行体外扩增,利用DNA双链复制的原理,在短时间内将极微量的特定核酸片段复制出百万份的拷贝,从而实现对极其微量的DNARNA片段进行定量。


1PCR扩增反应示意图


1是一个PCR扩增反应示意图,经典PCR方法中涉及的典型试剂和组分:

1. 核苷酸(例如:三磷酸核苷,dNTP);

2. 酶;

3. 引物;

4. 检测探针或染料;

5. 其他赋形剂,如MgCl2辅因子、pH缓冲液、甘露醇、海藻糖、BSAPEG2000等;

6. 目标DNA/RNA

实验员把所有这些试剂和组分在PCR管中进行混合之后放到扩增仪上执行升降温程序进行扩增,之后对结果进行检测。

荧光定量PCR存在许多处理挑战。各个组分需要进行准确组合。这些组分都需要冷藏,并且保质期也相对较短,同时交叉污染会是一个大问题。


2.核酸分子POCT检测技术

国内外POCT检测技术发展趋势核酸分子POCT检测技术,将试剂加载到微流体通道/芯片上,以更少量的试剂和更低热量有望实现更快和更精确的温度循环,从而产生更快的结果。


 


POCT是需要设备、耗材(卡盒/芯片)和试剂三种搭配使用的。这个芯片上装有预混试剂,通常是冻干珠或冻干饼,这里是流体设计,这是实际预处理区,经过预处理后与预混试剂混合,执行温度程序进行扩增,最后仪器检验结果。


3.分子POCT相对于传统分子诊断试剂的优势

● 可以摆脱对于PCR场地分区的需求-对基层医疗机构、社区医院、乡镇诊所甚至家庭使用友好;

● 检测的快速性相对传统方式更高-反应试剂提前预混,简化操作流程节省时间

● 可以快速出结果

● 试剂摆脱冷链的运输-预混试剂通常是冻干的,试剂稳定性高,不需要冷链运输或者说对冷链的要求不高

● 产品易用性高-操作人员只需要简单的操作指导即可使用。

POCT是需要仪器、耗材、试剂同步开发,它的申报和研发路径跟传统IVD试剂很不同,所以对企业也是很大的挑战。考验企业的人员设施配备是否满足要求,需要有足够的时间和耐心去打磨。


4.IVD试剂挑战及解决方案

国内集采是IVD企业的一大冲击,2月初霸屏的迪拜医疗实验室仪器及设备展,200多家中国IVD企业参展,越来越多的IVD企业出海开拓海外市场,扩大营收。

但出海对试剂的储运和货架期是很大的考验,传统的IVD试剂反应成分需要冷链运输和储存,货架期短,操作混合难度大,对实验设备和人员要求很高。

对反应预混液的冻干是很有优势的一个方法。冻干后的预混液不需要低温保存。

相比传统冷冻预混液,还有以下优势:

 ·不需要提前几小时融化,随用随溶 

 ·样品不会反复冻融 

 ·运输要求低,不会一个环节出问题报废一整批 

 ·效期显著延长 

常用的有冻干饼和冻干珠两种方式。

冻干饼通常用这种八连管,生产批量有限。

冻干珠适合大批量生产,但因为后期需要分装,对机械强度有很大的要求。


5.如何解决冻干产品面临的问题?

冻干产品所存在的这些问题,我们都需要从前期的冻干配方开发和冻干工艺开发的过程中去解决。需要通过调整配方,调整冻干过程来解决。


 


莱奥德创为诊断试剂的冻干研发提供冻干前分析、配方开发,配方优化、工艺开发和优化到最终工艺放大的完整路径,为客户冻干开发全程保驾护航。

上海莱奥德创科技有限公司是德祥集团子公司,专注于提供先进的冻干设备应用和冻干制剂开发相关服务。


诊断试剂冻干开发的流程:

从初期的样品检测分析开始进行配方开发,配方优化,工艺验证,工艺开发,工艺放大。

初期的分析包括冻干显微镜、热分析、DSC等,检测配方的塌陷温度、玻璃态转化温度、共晶共熔点等,为后期的工艺开发做指导。莱奥德创引进了英国Biopharma集团的Technology LyoStat5 冻干显微镜

 

BioPharma Technology LyoStat5 冻干显微镜


LyoStat5冻干显微镜在微观条件下模拟样品的冷冻干燥过程,因此您可以在微量的样品前提下确立样品在冷冻干燥中的塌陷温度,确保下一阶段研发的安全。LyoStat5能够模拟冻干机的工作环境,并通过光学系统对样品形态进行观察和分析,样品的图像和视频可以进行留存。


冻干后产品分析包括Tg,水分,机械强度等。特别对冻干珠生产企业,机械强度是很有参考性的一个指标。莱奥德创引进了英国Biopharma集团的机械强度分析仪,检测机械强度。

 

Biopharma Micropress冻干饼强度测试仪


MicroPress 使用线性致动器轻轻压缩冻干饼表面,同时测力传感器准确测量施加的力。由集成软件捕获的最终应力应变曲线然后可导出到 Microsoft Excel 以进行进一步的解释和分析。


6.莱奥德创培训课程


 


莱奥德创致力于帮客户提高商业化产品质量、缩短产品上市周期、提高工艺放大成功率、提高申报通过率

除了先进冻干设备,莱奥德创还提供冻干工艺开发+理论培训组合服务。金字塔冻干培训平台,从冻干理论基础,到配方和工艺开发,再到放大及生产,以及进阶的设备管理和专题培训课程。

为客户开发配方及工艺的同时,客户研发团队可同期获得线上理论知识的培训和积累。


课程获取方式:

1. 长按扫描上方海报二维码,关注莱奥德创;

2. 点击菜单栏冻干讲堂

3. 选择想要学习的课程。


 

莱奥德创冻干工场官网

http://www.lyoinnovation.com/