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体外诊断生物活性原料的研制

2019-12-15 20:28| 编辑: 小桔灯网| 查看: 3964| 评论: 0|来源: 体外诊断那些事丨作者:huazi

摘要: 体外诊断试剂的原料可以分为两大类,一类是具有生物活性的可以特异性识别待测靶分子或催化其反应的生物大分子原料,另外一类是不直接参与反应的各类有机和无机的小分子物质的非生物活性原料。本篇我们主要探讨生物活 ...
体外诊断试剂的原料可以分为两大类,一类是具有生物活性的可以特异性识别待测靶分子或催化其反应的生物大分子原料,另外一类是不直接参与反应的各类有机和无机的小分子物质的非生物活性原料。

本篇我们主要探讨生物活性原料。主要包括免疫检测中的抗原,抗体及生化和核酸检测中的各种酶类,他们决定着诊断试剂的灵敏度与交叉反应,可以说这些关键原材料的选择和研制,决定着体外诊断产品最终的性能指标和应用价值,筛选到合适的原材料是研发的首要环节。


那么生物活性原材料主要包括哪些呢?不外乎有三类,第一类是抗原:包括蛋白质,多糖,多肽,脂,小分子化合物等,有天然抗原和人工抗原,从生物组织或细胞直接获得的为天然抗原,通过基因工程,化学合成等方法制备的抗原为人工抗原。第二类是抗体,主要包括单克隆抗体和多克隆抗体。第三类是,在体外诊断试剂原料中统称为工具酶。

生物活性原料研发的基本原则


抗原的研发无论是天然抗原还是重组抗原,都是通过纯化的方式获得,针对重组抗原更重要的抗原分子的设计,表达载体和宿主的选择。
抗体的研发包括多克隆抗体和单克隆抗体,多克隆抗体主要通过免疫原和免疫动物,以及免疫剂量,免疫程序进行优化,单克隆抗体相对复杂还需要后期的杂交技术,细胞培养,细胞筛选,再次免疫来获得识别特异性表位的抗体。当然有很多抗体得到后可以进行测序,通过基因重组的方式来大规模获得。
工具酶的获得也是主要通过纯化的方式来进行。因此蛋白纯化技术和抗体制备技术作为两项关键的核心技术是生物活性原料开发的关键。会涉及到生物化学,分子生物学,免疫学,微生物学,基因工程,蛋白质工程,酶工程等多种学科。
浅析抗体技术——论医学免疫学的重要性(技术原理篇)从免疫学基本原理到免疫比浊技术的应用
 


生物活性原料的规模化制备


包括原材料准备,预处理,初纯和精纯
原材料准备可以直接选择动植物的组织或细胞,或是通过基因工程手段得到的工程细胞和工程菌。
原材料预处理,通常而言可以采用高速匀浆,液氮研磨或超声等机械方式来破碎组织和细胞,也可以通过低渗,反复冻融,酶消化或表面活性剂处理等非机械方式,但要注意的是破碎的强度,太小释放不充分,太大又会导至生物活性原料变性。破碎后的原料会呈现浑浊,可以通过高速离心,滤膜过滤等方式去除或者采用饱和硫酸铵沉淀后去除。
初纯阶段主要通过沉淀和离心过滤的方法,常用的有硫酸铵沉淀法,优球蛋白沉淀法,等电点沉淀法等非变性沉淀法,或者利用有机溶剂,酸碱,热等变性沉淀法。
精纯主要依据分子大小,形状,表面电荷分布,亲疏水性以及特异性结合等性质进行的各种层析分离,主要包括离子交换层析,分子筛交换层析,亲和层析,疏水层析以及电泳等技术进行分离。
我在前面的文章提到过各种蛋白技术可以进行参考。
蛋白技术经验谈


生物活性原料的保存


影响生物活性原料溶液状态保持的因素包括pH、离子强度、污染或残留的蛋白酶、保存的温度和反复冻融的次数。可以通过添加一系列的,缓冲体系,低温保存,表面活性剂,蛋白酶抑制剂,防腐剂,还原剂等来维持原材料的稳定。这里最常用的技术就是冻干技术。
IVD产品技术之冻干篇
 
生物活性原料的质量控制


质量控制最关键的是对每批纯化后的原料进行浓度,纯度鉴定,通过Elisa,蛋白定量,SDS-PAGE等方法进行,最终的体外诊断试剂的生物活性原料应该是高纯度,高活性且状态均一的成品,应保证外观,浓度,纯度,均一性和生物活性。
 
本篇就介绍到这里,下一节我们来介绍体外诊断仪器的功能模块。


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