IVD仪器和IVD试剂，差异太大了！

来源：IVD研究社

作者：黄工

IVD仪器和试剂，这两种东西，研发差异有哪些？有多大呢？黄工试着回答这个问题。

从12个角度，探究两者区别：底层技术学科、技术方向、产业链结构、原材料和零部件、研发架构、产品分类、产品构成和形态、生产工艺、技术平台、性能指标、监管法规、上市周期。

底层学科差异

仪器偏工科，试剂偏理科。根据《中华人民共和国学科分类与代码简表(国家标准GBT_13745-2009)》，国家共设62个一级学科、676个二级学科或学科群、2382个三级学科。仪器研发，总体需要工学人才。试剂研发，总体需要理学人才。下图所列，是IVD研发涉及的一级学科。

具体到二级学科专业：仪器研发，主要涉及：电子技术、计算机技术、传感器技术、信号处理技术、机械制造与自动化、光学工程、自动控制、流体力学、自动化、软件工程、生物医学工程、统计学、材料学、通信工程、精密仪器、管理科学、机电工程、工业设计等专业。

试剂研发，主要涉及：细胞生物学、病毒学、基因工程学、发酵工程学、免疫学、分子生物学、临床检验学、微生物学、生物化学、血液学、基因组学、植物学、药学、酶学、生物信息学、有机化学和材料学、遗传学等专业。

技术方向差异

基于底层学科，进一步延展至技术方向。左侧为仪器研发技术方向，这些方向进一步发展，就是各类的工程师了。比如，机械工程师、电子工程师等。右侧为试剂研发技术方向，进一步延伸就是试剂系列，或IVD的细分赛道。在实际中，会比下图列举更复杂。

产业链结构差异

讲起产业链，就要复杂一些了。产业链，其实是和第4点：原材料和零部件，联系在一起的。我们站在中游：生产企业，去看上游及其上游：生物原料和仪器元件，还有下游：检测服务，与终端用户紧密相连。讲产业链，得追溯至自然资源层面，就是最原始的资源。画此简图的意义，在于了解IVD仪器和试剂的差异，以及从最原始物质到医院医疗机构使用的产品，期间经历了几百道工序流程，涉及几十上百万家企业参与，这流程是非常漫长的。零部件和原材料的采购，会受更上游行业的影响，只不过价格和供应的传导机制，也是比较漫长而已。下图其实也可以命名为，IVD原材料供应链系统。从系统视角，去探查IVD产品的来由。也是想说明一件事：IVD研发，是一件非常复杂的系统工程，所涉环节、流程、人员非常多，任一单一子系统会影响整体系统功能，但并非都是决定性的。 

原材料差异

（1）IVD仪器零部件：

机械零部件：

①直线运动零件（无油衬套、手动位移台、直线导轨、拖链、轴承、关节轴承、直线电机、滚珠丝杠、支座组件）

②传动零件（联轴器、同步带、同步轮、平皮带、圆皮带、滚轮、齿轮、齿条、链轮、链条、万向节和同步带压块）

③气动元件（气源处理元件、真空发生器、真空压力开关、气动接头、调速阀类、气缸、控制阀、真空吸盘、气管软管）

④铝型材及配件（铝合金型材及配件），⑤工业框体结构部件（手轮、拉手、门锁、滑轨、门部件、手柄、脚杯、铰链、脚轮、把手等

⑥机械加工件（连接块、检验夹具、转轴、导向轴、固定环、标准治具、支柱、底座、导向轴支座、定位零件、导向零件、悬臂销、铰链销等）

⑦机械标准零件（弹簧、氮气弹簧、密封圈、磁铁、螺丝、螺帽、垫圈、轴环等）

⑧其他（工业用材料、检测用零件）

电子元器件：电阻、电容、电感、电位器、电子管、散热器、机电元件、连接器、半导体分立器件、电声器件、激光器件、电子显示器件、光电器件、传感器、电源、开关、微特电机、电子变压器、继电器、印制电路板、集成电路、各类电路、压电、晶体、陶瓷磁性材料、印刷电路用基材基板、电子功能工艺专用材料、电子胶（带）制品、电子化学材料及部品等，计算机芯片、存储芯片、电源芯片等。

电气元件：断路器、交流接触器、中间继电器、指示灯、接触器、热继电器、转换开关和行程开关、熔断器、按钮、指示灯、端子、节点、万能转换开关、行程开关等、线束等。

光学元件：激光器、滤光片、物镜、透镜、凹面平像场光栅、光电探测器、鞘流池、玻璃比色杯、棱镜、反射镜、LED、氙灯、聚光镜等。

流体零部件：采样针、穿刺针、清洗针、搅拌针、加热针，柱塞泵、注射泵、移液泵、无阀泵，电磁阀、分血阀、旋转阀、夹管阀、高压阀，冷凝器、散热器，卡环管、软管、翻边管、硬管、快插接头、单向阀、过滤器、平底接头、螺纹垫片、卡箍等。

（2）IVD试剂原材料：

（以下资料，来源于《中国体外诊断产业发展蓝皮书2019-2020年卷》）

①按照反应体系分类

核心原料体系：诊断酶、辅酶、抗原、抗体、引物、探针等

信号体系：胶体金、酶底物系统、荧光/发光物质等

反应载体系统：NC膜、酶标板、磁珠、微球等

反应环境体系：生物活性材料、精细化学原料，如牛血清白蛋白、阻断剂、缓冲盐

②按应用领域分类

生化诊断原料：酶（乳酸脱氢酶、肌酐酶、胆固醇氧化酶、酮氨氧化酶等59个品种），辅酶（NAD、NADH、NADP、NADPH、CoA、Thio-NAD等20种），底物（Glupa-C、Gal-G2-GNP、EPS、CNP-AFU等9种）、抗原抗体（C反应蛋白多抗、肌红蛋白多抗、D-二聚体单抗等常用30多种），胶乳等

免疫诊断原料：核心是抗原抗体（感染类、心肌标志物类、肿瘤标志物类、激素类、自免抗原等），碱性磷酸酶、辣根过氧化酶，发光底物（APS-5、AMPPD、鲁米诺等），微球

分子诊断原料：前处理酶（蛋白酶K），核心酶原料（Taq DNA聚合酶、逆转录酶、UDG酶等100多种），PCR、RT-PCR预混液，dNTP等5种脱氧核糖核苷酸，NGS原料（T4连接酶、Klenow片段、Tn5转座酶等10余种），探针引物，磁珠

凝血诊断原料：S2238、凝血因子、巴曲酶等常用30多种

生物传感器酶：葡萄糖氧化酶、葡萄糖脱氢酶、尿酸酶等19种，底物（乳酸、胆碱等）

产品分类差异

IVD仪器和试剂的分类，是有很大差异的。IVD仪器分类，是根据《医疗器械分类目录（2017年第104号）》。而试剂分类，则是根据《体外诊断试剂分类规则（2021年第129号）》。根据试剂分类规则，试剂按个人风险或公共健康管理风险，可分成三类。第三类等级最高。另外，今年3月，国家药监局官网发布，《体外诊断试剂分类目录（修订草案）》（征求意见稿）。该草案所展示的试剂分类达2045种。其中，Ⅲ类试剂402种，占比19.66%；Ⅱ类试剂759种，占比37.11%；I类试剂885种，占比43.27%。  

产品构成和形态差异

IVD仪器和试剂的构造和组成，大概分成以下部分。仪器属于固体，设计、生产、组装环境要考虑，温湿度、洁净度、照度、辐射、防静电、振动、电磁干扰等因素。运输过程，需要使用硬质木箱包装，长拖车进行运输，保证无损。IVD仪器重量，少则几十KG，多则几百上千KG。涉及的元器件、零部件，也达几千上万个，迈瑞太行流水线有6万个。试剂属于液体，需要瓶瓶罐罐盛放，也有保质期和温度要求。运输过程，要用到冷藏冷链车。生产厂房要符合生产质量规范，洁净无菌、防止静电等等。生产试剂用的工艺用水一般为纯化水，需要经过过滤装置过滤。

研发架构差异

IVD仪器和试剂研发，一般来说分属两个研发中心，由两位总监分管。这里借用亚辉龙的研发架构，说明问题。仪器研发中心，负责体外诊断仪器的研发、技术转换及临床试验，下设硬件、软件、机械、系统、设计转换及临床试验等部门。试剂研发中心，负责体外诊断试剂的研发、技术转换及临床试验，下设化学发光研发部、POCT 试剂研发部、蛋白质工程部、试剂设计转换部、测试验证部、平台预研组、质控与标准化部、项目管理组等部门。

技术平台差异

对于技术平台 ，一般的企业会分成三类。试剂、仪器和原料。有些企业，会将技术平台分成试剂仪器原料。有些会当成产品平台对待。在这个技术平台上，可以开发仪器、试剂。具体如何定义，各家企业都不同。得看企业内部定义后，才更加清晰。下图只是随机列举四家企业的技术平台，可以相互比较看看。

性能指标差异

IVD仪器和试剂的性能指标。仪器性能指标，主要有三类：分析性能指标、电气安全指标、电磁兼容指标。试剂性能指标，主要有两类：分析性能指标、临床性能指标。

生产工艺差异

（1）IVD仪器生产流程

一般会经历，生产领料，对仪器元件、零部件等物料，进行质量检查。然后进行组件装配，机架安装、布线、布管，再进行整机组装。组装完成后，对仪器功能进行检查调试，再对仪器进行整机测试、性能测试、老化测试等等。测试通过后，进行外壳安装、整机检查，全部合格后打包入库，等待出货。

（上图来源：嘉兴凯实招股书）

（2）试剂生产流程

（以下资料来源：2022体外诊断科技创新发展报告）

生化试剂生产

生化试剂的生产，包括各种工作溶液的配置、分装及包装等步骤，并通过产品的半成品检验和成品检验两个质控过程，保证期质量符合规定。

酶联免疫试剂生产

生产流程包括，各种工作溶液的配置、包被酶标板反应板、分装及包装等步骤。并通过半成品和成品检验两个质控过程，来保证其质量符合规定。

化学发光试剂生产

化学发光试剂生产，包括包被反应板、标记物制备、各种溶液的配置、冻干、分包装等步骤，并通过产品的半成品检验和成品检验两个质控过程，来保证其质量符合规定。

监管法规差异

总的来说，IVD仪器和试剂，都要受到国务院、国家市场总局、国家药监局等部门的法规、条例、制度等约束。主要有：《医疗器械监督管理条例》《医疗器械生产监督管理办法》《医疗器械注册与备案管理办法》《医疗器械经营管理办法》《医疗器械分类规则》《医疗器械分类目录》《医疗器械说明书和标签管理规定》等。但是，试剂比较特殊。其还将受到《体外诊断试剂注册与备案管理办法》《体外诊断试剂分类规则》的约束。这是试剂相较于其他医疗器械而言，单独的法规标准。其他医疗器械都属于固体，或者说是有源设备，它们之间监管的规则比较通用。而试剂属于液体，有两类检测试剂，用于血源筛查的体外诊断试剂、采用放射性核素标记的体外诊断试剂，甚至还按照药品的等级管理。

上市周期差异

一、二、三类，是根据产品风险等级划分，一类、二类到省药监局备案注册，三类到国家药监局（NMPA），医疗器械技术审评中心（CMDE）注册，即审评六部。这是《医疗器械监督管理条例》规定的。

仪器，三类至少3年，二类2年左右，一类1年左右。仪器上市周期，因产品和项目复杂程度，差异较大。若是大公司，前期有成熟产品线、技术平台和研发团队，研发推进会快一些。消耗时间较多的，是注册阶段。型检、整改、发补等，会来回折腾。

试剂，三类3~5年，二类2~3年，一类1年左右。而试剂上市周期，最消耗时间的，则是型检和临床。型检一般由注册部门负责。IVD大型企业，有自检资质的，可以自主进行。这是2021年10月发布的政策，资质由国家局、省局认可。

三类试剂，有些送到北京检验所，依托第三方验证。需将仪器和试剂打包送检。那三类试剂临床试验，一般也需要8-10个月，至少需要入组上千个病例。像一些小众的疾病，若一家医院病例不够，还需要反复协调，和更多医院增加入组。当然，也有捷径。国家药监局，制定了创新医疗器械特别审批程序，为一些技术创新性产品、急需上市产品，开通了绿色通道，极大缩短了上市周期。比如，近几年的新冠检测仪器和试剂，属于三类，按常规上市周期，至少3年。

作者：黄工，IVD研究社创始人、主编，致力于IVD产业观察和研究。

主编《中国IVD企业地图集》《中国IVD研发蓝皮书》。

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