【分享】IVD原料在產品性能評估中發揮了70%的作用
來源: 體外診斷知多少,IVD原料網 2023年02月16日 16:12
在體外診斷試劑產品性能評估,原料占70%,工藝占20%,思路占10%。按《體外診斷試劑分析性能評估指導原則》,主要的分析性能評估項目有:檢測限、線性范圍、可報告范圍、準確度(回收實驗)、準確度(方法學比對)、精密度、干擾實驗、穩定性、參考值。目前國際上通常是以美國臨床實驗室標準化組織(CLSI)的相關標準為依據。
產品性能評估是產品研發、制定產品標準等過程的重要技術支持研究過程,并可能對產品質量造成一定影響。在整個研發過程中,涉及原料、工藝和思路,因為行業處于黃金發展階段,很少去關注和優化整個研發流程,如果沒理順這三者關系,整個研發流程會陷入盲目與不可持續。剛接觸研發時,一般是以現有體系,包含穩定的配方體系(包被緩沖液、封閉緩沖液、酶標緩沖液、校準品稀釋液、發光底物液)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,多數工作用于篩選配對,分析數據。
這個入門階段,一般至少維持2-3年,因為配方體系和工藝體系(以下簡稱工藝,包含配方和體系)是前人通過大量研究成果而建立的,一般比較穩定,較少修改(就算要改進,權限也是在研發總監手中),加上整個研發思路已經流程化,不用思考太多。很多新技術員,通過這種配對篩選后,會從一定數量的配對中篩選出比較合適的配對,進行下一環節研發,很容易就得出,一個試劑盒好壞,基本取決于原料質量,如果沒有篩選到好原料,或者碰到難項目,就無從入手。
我們將原料、工藝和思路,細細拆解來分析,目的是理清性能評估項目中,哪些項目是原料決定的,哪些項目是工藝決定的,哪些項目是兩者共同影響的,促進研發思路的形成與成熟,希望能夠拋磚引玉。
1

我們將免疫試劑中關鍵原料提煉出來,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過程:免疫反應和顯色反應。免疫反應是核心,將待測物特異性地從復雜樣本中分離出來,這一環節的好壞,直接決定整個試劑的核心質量。

在工業生產上,免疫檢測用的抗體,一般是通過工程菌表達抗原片段,免疫動物,進行多克隆或者單克隆抗體制備,然后得到的抗體,進行配對篩選,選出合適的配對應用于免疫檢測。在這個過程中,由于待測抗原一般都是天然抗原(少數科研檢測重組抗原),而制備和篩選抗體一般又是使用重組抗原,因此會帶來很多應用問題,這個對抗體制備商來說,值得重視。

02
特殊成分 

免疫反應做為一個脆弱的非共價鍵結合過程,整個反應受時間、干擾物、橋聯物、結構類似物等影響,為消除這些不良影響,一般在緩沖體系中會增加一些特殊成分,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,是為保障和提高產品性能而設計的,當原料無法滿足產品性能要求時,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,這個在我們研發職業生涯中,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體系。

(1)緩沖體系 一般的緩沖體系,在教科書、產品說明書、論文中均可見到,主要包含離子對類型、離子濃度、pH值等內容,非保密配方,比較容易理解與掌握。

(2)改進體系 因為免疫反應的非共價鍵結合的脆弱性,依靠一個簡單緩沖體系,要獲得很好的反應結果,是比較困難的,針對這種問題,科學家設計了各種改進體系,這些體系下面,又有各種方法產生。

A、降低本底體系

  1. 使用合適的包被、標記濃度,一般采用棋盤滴定確定。

  2. 加入增加溶解率,降低非特異吸附的物質,如曲通、吐溫。

B、減少干擾體系

  1. 加入正常鼠血清或者鼠IgG,降低人抗鼠抗體影響

  2. 加入阻斷劑,降低類風濕因子干擾

C、減少前帶效應體系

  1. 適當提高包被和標記濃度,兼顧本底

  2. 加入檢測抗體裸抗,兼顧靈敏度

D、增加靈敏度體系

  1. 加入曲通、吐溫等

  2. 加入特殊物質,如S19

E、提高檢出率體系

  1. 多個抗體聯合使用,如CnTI項目

F、提高穩定性體系

  1. 緩沖液加入保護性蛋白、糖類、小分子化合物

G、等等其他體系 隨著研究深入,這個目錄會不斷增加,相應的方法也會不斷增多。

02
工藝流程  

工藝流程,又包含生產工藝流程和試劑盒檢測操作工藝流程兩個方面。

(1)生產工藝流程 生產工藝流程,對整個的產品性能,有非常大的影響,比如預包被板制備工藝,包被、封閉、干燥的溫度、時間,對整個性能影響很大,需要研發摸索。

(2)檢測操作工藝流程 相比生產工藝,試劑盒的檢測操作工藝,對性能影響更大,一步法、兩步法,加樣量,加樣順序,溫育溫度,溫育時間。

3

我們分析原料與工藝,就是為了找到一個合適的研發思路,指導研發過程,提高研發效率,整個研發思路,我們再劃分為產品研發和改進研發兩個問題。


01
產品研發

產品研發是一個從無到有的過程,多數是根據市面上已有的試劑,研發自己公司沒有的產品。這個過程占研發的大頭,我們再將其細分為初步研發、預臨床實驗和穩定性測試三個過程。所有的研發,我們都必須知道,一個性能項目,他是怎么評估的,哪些因素會影響這個性能,如何改進,我們以雙抗體夾心為例列舉。

(1)初步研發 初步研發時,一般重點強調三個活性成分:包被抗體、檢測抗體、校準品。包被抗體和檢測抗體,會有一個經驗濃度,校準品一般用合適基質,將抗原或者高值樣本進行梯度稀釋,獲取的梯度濃度進行第三方賦值,追溯到國際、國家或者企業標準品。

初步研發多數是在做配對篩選,只需要用檢測限、線性范圍、可報告范圍這三個性能評估項目,即可篩選出候選配對。比如拿到10株抗體,可以做成100個配對,進行篩選,選出初步可用的候選配對若干對。

對初篩的候選配對,進行精密度、準確度(回收實驗)、干擾實驗評估,通過這些實驗,再二次篩選候選配對。

(2)預臨床實驗 不涉及臨床血清樣本的初步研發都完成后,獲得一定的候選配對,進行預臨床實驗,主要是評估準確度(方法學比較)和參考值區間。

(3)穩定性測試 通過上面兩個步驟,試劑盒初步成型,活性組分(包含預包被板、校準品、酶標抗體)的穩定性,需要一一評價與改進,直到滿足要求。

02
改進研發 

整個試劑盒的研發,最終就是為了檢測臨床血清樣本,所有的分析性能評估項目,也是為這個目的而設計,但是在整個研發過程中,不管是預臨床試驗,還是正式臨床試驗,配對測試的臨床血清樣本量,是非常有限的,頂多就算是完成一個小試生產。到真正產品上市和臨床應用時,隨著樣本量的擴大,很多之前沒有暴露的問題,都會集中暴露,必須收集足夠數據,進行改進研發。

一般這個階段,就是針對臨床不符合的樣本,特別是假陽性、假陰性樣本,要對樣本進行不同廠家試劑檢測比對,成分分析等等,這個過程在預臨床和正式臨床都會做,在預臨床和正式臨床時,還要對檢測值嚴重不符,但并未導致假陽、假陰性的樣本,進行分析。

本文著作權屬原創者所有,不代表本站立場。我們轉載此文出于傳播更多資訊之目的,如涉著作權事宜請聯系刪除。