真空冷凍干燥技術(shù)在IVD制劑中的應(yīng)用

體外診斷試劑是指可單獨使用或與儀器、器具、設(shè)備或系統(tǒng)組合使用，在疾病的預(yù)防、診斷、治療監(jiān)測、預(yù)后觀察、健康狀態(tài)評價以及遺傳性疾病的預(yù)測過程中，用于對人體樣本（各種體液、細胞、組織樣本等）進行體外檢測的試劑、試劑盒、校準品（物）、質(zhì)控品（物）等。

根據(jù)檢測原理和方法，IVD可分為生化診斷、免疫診斷、分子診斷、微生物診斷、尿液診斷、凝血類診斷、血液學和流式細胞診斷等，其中前三類為IVD主流應(yīng)用。

根據(jù)中心法則和基本的生命活動過程，分子診斷、免疫診斷和生化診斷分別對應(yīng)了DNA 和RNA、蛋白質(zhì)、代謝物三個層面;血液學和流式細胞則從細胞層面分析生命運行狀況;微生物和尿液分別從病原體和人體代謝層次闡釋人體健康狀況。

IVD細分領(lǐng)域眾多，根據(jù)使用環(huán)境和操作者的不同可分為臨床實驗室診斷和即時診斷/床旁檢測(POCT)(Point Of Care Testing)。而根據(jù)檢測指標、標本、原理的不同，IVD市場的“三國"為生化診斷、免疫診斷和分子診斷。生化診斷起步較早，為臨床最常見的傳統(tǒng)檢查，主要有測定酶類、脂類、蛋白和非蛋白氮類等幾大類檢測項目，其技術(shù)壁壘較低。全自動生化分析儀操作簡便、檢測速度快、精密度高、重復(fù)性好、檢測結(jié)果不受操作影響，是生化檢測發(fā)展的方向。免疫診斷通過抗原抗體特異性結(jié)合實現(xiàn)檢測，其試劑種類多，目前的主流技術(shù)為酶聯(lián)免疫和化學發(fā)光技術(shù)。

1、化學發(fā)光

化學發(fā)光目前主要用于腫瘤、甲功、激素、傳染病的檢測。這些常規(guī)檢測占整個市場金額的60%，占測試量份額的75%-80%。在中國，這些檢測占據(jù)市場金額80%的份額，某些套餐的應(yīng)用廣度與國家特點相關(guān)，比如藥物濫用和藥物檢測，在歐美使用較廣，中國相對較少。

2、血球試劑

血球試劑是醫(yī)療器械范疇下的體外診斷試劑，屬于需省級藥監(jiān)部門注冊管理的第二類醫(yī)療器械，需與血液細胞分析儀配套使用，用于臨床檢測血細胞計數(shù)、血紅蛋白含量及分類等指標。其主要成分包括硫酸鈉、氯化鈉等化合物，通過調(diào)節(jié)滲透壓、pH值溶解紅細胞并釋放血紅蛋白，結(jié)合阻抗法檢測白細胞總數(shù)，樣本需采用EDTA抗凝靜脈血。

3、血細胞計數(shù)產(chǎn)品

血細胞計數(shù)產(chǎn)品由血細胞分析儀、試劑、校準品和質(zhì)控品組成。血細胞分析儀又叫血液細胞分析儀、血球儀器、血球計數(shù)儀等，是億元臨床檢驗應(yīng)用非常廣泛的儀器之一。血球分析儀通過電阻法對血液中的白細胞，紅細胞，血小板進行分類，可以得到血紅蛋白濃度，紅細胞壓積，各細胞組分的比例等與血液有關(guān)的數(shù)據(jù)。20世紀60年代，血球計數(shù)是通過人工染色和計數(shù)實現(xiàn)的，操作復(fù)雜，效率低下，檢測精度差，分析參數(shù)少，對從業(yè)人員要求高，種種劣勢限制其在臨床檢驗領(lǐng)域的應(yīng)用。

4、血球試劑

血球試劑是一種具有一定的pH、恰當?shù)臐B透壓、電導(dǎo)率和電解質(zhì)平衡液，與人體血細胞按一定比例稀釋，能使人體血細胞保持正常生理形態(tài)，且分散不易團聚；血球試劑能安全溶解紅細胞，釋放血紅蛋白并與之形成穩(wěn)定的化合物，并在540nm處測定其吸光度值，得到其血紅蛋白含量，同時通過阻抗法檢測白細胞總數(shù)（WBC）；CT-5D血球試劑是低滲的、酸性的、含有適量濕潤劑的溶液，迅速溶解掉血液中的紅細胞。

體外診斷試劑行業(yè)的發(fā)展狀況與上個世紀90年代初，一方面市場很大，另一方面進口試劑及診斷儀器的壟斷優(yōu)勢正在被民族產(chǎn)品打破和制約。這是對中國體外診斷試劑發(fā)展現(xiàn)狀的總結(jié)。中國體外診斷試劑產(chǎn)業(yè)發(fā)展總體表現(xiàn)出一種發(fā)展中大國的特點，那就是市場大，市場潛力更大。中國有18000多家醫(yī)院、300多個血站，同時，數(shù)以千計的體檢中心以及數(shù)以百計的獨立實驗室正如雨后春筍般異軍突起，一些獨立的醫(yī)學檢驗實驗室也開始參與其中，這為體外診斷試劑的發(fā)展提供了廣闊的市場空間。

隨著人民群眾收入的增加和生活標準的提高，人們對健康和醫(yī)療品質(zhì)又有了更高的需求。在種種利好的條件下，體外診斷試劑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展迎來了醫(yī)療發(fā)展“千載難逢"的好機遇。

正是看到這種廣闊的市場前景，國外大型醫(yī)療影像企業(yè)開始紛紛兼并體外診斷行業(yè)的企業(yè)。各種方法學的 IVD 試劑通常包含核酸、抗原、抗體和酶等生物大分子，這些生物活性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能易受溫度影響而失活，這給檢測結(jié)果的準確性帶來了挑戰(zhàn)。因此，診斷試劑在存儲和運輸過程中對溫度控制有著嚴格的要求。更高效的生產(chǎn)工藝、試劑穩(wěn)定性和更低的運輸成本，將對整個行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生深遠的影響。

體外診斷試劑，以分子診斷試劑為例，通常分為液相和固相兩種形式。固相形式又細分為原位凍干和凍干微球型。液相形式的體外診斷試劑通常需要冷鏈運輸和冷藏工藝，這不僅增加了運營成本，還可能對產(chǎn)品質(zhì)量造成潛在風險。原位凍干技術(shù)解決了冷鏈運輸問題，使得診斷試劑可以在常溫下運輸，但包材間的間隙、試劑盒與凍干板層的不匹配、試劑盒及包材的不良熱傳導(dǎo)性、復(fù)雜的進出料工藝等問題，在一定程度上限制了原位凍干的產(chǎn)能、利潤及推廣。新型凍干診斷試劑微球不僅解決了凍干診斷試劑無需冷鏈運輸?shù)膯栴}，還在產(chǎn)量、效率、能耗等方面展現(xiàn)出獨特優(yōu)勢，有望在一定程度上替代現(xiàn)有的原位凍干診斷試劑形式。

實驗樣本：血液樣本

實驗?zāi)康模褐苽溲蛑苿瑑龈伤兴?，呈均一球?/p>

實驗設(shè)備：Mercury系列

實驗過程：

1.配制診斷試劑料液。

2.將診斷試劑料液滴入液氮中使其速凍成定量的微球顆粒。

3.將滴珠制成的微球進行升華干燥。凍干程序為：升華程序-40℃~25℃，真空度2Pa，時間24h。

4.程序結(jié)束后，釋壓取出凍干好的樣品，分裝或者進行后續(xù)實驗。

預(yù)凍前：

成球后凍干中：

凍干后：

凍干后呈球狀，且性能達到理想效果。