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。
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。
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。
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。
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
使用合適的包被、標記濃度,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,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,降低類風濕因子干擾
C、減少前帶效應體系
適當提高包被和標記濃度,兼顧本底
加入檢測抗體裸抗,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,如S19
E、提高檢出率體系
多個抗體聯合使用,如CnTI項目
F、提高穩定性體系
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。
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。
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。
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。
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。