磁微粒化学发光试剂生产的重要环节-磁珠筛选!

2021
07/29

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影响体外诊断试剂品质的影响因素颇多,其中非常关键的一项就是原料的筛选。

磁微粒化学发光免疫分析是将磁性分离技术、化学发光技术和免疫分析技术三者结合起来的一种新兴分析方法。将悬浮性磁微粒作为载体,以其独特的3D表面和较高的比表面积,为捕获目标分子提供了充分的接触面积和较高的灵敏度。与此同时,磁微粒所具有的超顺磁性可以实现多次磁性分离,有利于加快检测速度以及仪器的全自动化。因此,磁微粒化学免疫分析方法因其独特的优势,目前已被广泛应用于生物医学检测领域。
影响体外诊断试剂品质的影响因素颇多,其中非常关键的一项就是原料的筛选。对于磁微粒化学发光免疫诊断试剂,选择正确的生物标志物、涂层表面和磁珠都是非常有必要的。这三个方面通常都需要检查得非常仔细,以探索正确的特性和步骤。而且筛选磁珠是一个漫长而重要的过程,随着行业的发展与市场的需求,国内的化学发光企业急需大量不同规格和功能的磁珠,而这就需要通量高、筛选速度快和成本低的筛选工具。从物理角度来看,选择磁性微粒时首先要考虑的主要参数是粒径的尺寸、悬浮液分散度及磁电荷。其中,粒径大小决定了可用于涂覆配体的表面积以及在分离过程中磁体系统对磁珠的吸引力;磁珠分散体的均匀性直接影响了不同批次产品性能的可重复性;磁性电荷与磁珠的密度和磁珠分离速度息息相关,会直接影响产品的性能和制造过程。
值得一提的是,SEPMAG生物磁性分离过程的实时监测为磁珠快速筛查提供了可能性:从基础研究问题到优化方案,从检查新磁性粒子的性能测试到新的涂层方案是否会引起团聚,均可通过参数化生物磁性分离曲线实现,所以,使用SEPMAG系统的学术研究人员称它们为“精密的磁性分离装置”。其生物磁性分离设备还具有高磁场和梯度磁场,这意味着所有磁珠都承受着相同的磁力,并且分离过程是在精确定义的均匀条件下进行的。除此之外,SEPMAG的实时监测功能也不容小觑, QCR监控系统也以监测生物磁性分离为目的,获得不同磁珠分离过程的记录,以便能对结果进行比较。如果磁珠规格(粒径/磁矩)、浓度和缓冲液粘度发生变化,其分离过程的动力学也会有所不同。因为在均匀的生物磁性分离过程中,磁力和磁珠偶联参数是固定的,分离时间仅取决于悬浮液特性,包括:磁珠浓度、磁珠粒径和缓冲液浓度等变化。
由图1-3我们可以看出,不同磁珠物理特性不同,其磁珠分离的速度和分离曲线也不同。
1、磁性铁含量和磁珠尺寸都会影响磁化后的磁珠迁移速度。如图1所示,使用SEPMAG磁性分离设备监测3种不同磁含量的磁珠,S-1 和 S-3的粒径和磁性铁含量相似,因此在磁化后具有相似的迁移响应时间。但 S-1的铁含量较高,所以其磁沉降时间略快。尽管我们较小尺寸的纳米磁珠(S-2)的磁性铁含量超过 50%,但由于粒径较小(小粒径磁珠的布朗运动更为激烈),对液体环境中的粘度更敏感,所以其迁移速度慢于较大的磁珠。
图1:3种不同磁含量磁珠的分离曲线
2、另外还值得关注的重要参数是磁珠悬浮液中磁性化合物的含量,又称其为磁荷。磁荷值在10%到60%之间变化,增加该百分比会显著加快磁场影响下的分离速度。图2显示了3种具有不同磁荷和相同平均粒径的磁性悬浮液的分离速度(使用SEPMAG的QCR系统测量)。需要注意的是,磁电荷的增加意味着粒子密度的增加,最高可达1.9 g / cm3。但有时这会成为一个障碍,因为将大微粒与高微粒密度结合在一起会产生很高的沉降速度,并且使磁珠的完全分散变得复杂起来,不建议长时间使用。
图2:3种具有不同磁荷和相同平均粒径的磁性悬浮液的分离速度
3、磁珠浓度是磁微粒化学发光免疫诊断试剂盒性能的最关键参数之一。如图3所示,SEPMAG 的生物磁性分离监测曲线可以与S型函数成功拟合,通过S形拟合曲线可以轻松比较不同浓度磁珠的分离过程。另外,磁珠是用抗体或其他生物分子进行功能化的,其浓度可以影响特定浓度的生物活性试剂。如果您准备的制剂中磁珠/生物分子的量不正确,则试剂盒的灵敏度会发生很大变化,因此悬浮液的体积控制非常重要。通常实验室过程中体积控制的典型精度约为2%,随着生产过程规模的扩大,体积控制也会变得更为关键。  
图3:Sepmag 的生物磁性分离监测曲线
综上所述,SEPMAG实现了磁珠的快速筛选,不仅将参数与分离设备的变化相关联,而且还建立了理论模型检验实验假设,极大地缩短了研发到生产的时间,为化学发光生产厂家节约了大量的时间和金钱(测试过程中消耗的原材料和人力资源成本)。

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关键词:
磁微粒,悬浮液,磁珠,试剂,环节,化学,筛选,曲线,过程

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