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如何监测在化学发光试剂盒在生产中,生物磁性分离过程出现的磁珠团聚现象?

成都正民德思生物科技有限公司

2022/8/1 10:58:59

SEPMAG eBooks-Quality Control Real-Time Monitoring of Biomagnetic Separation Processes

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当生产磁微粒化学发光免疫体外诊断试剂盒时,在连续步骤(涂层、洗涤······)期间的主要问题是形成不可逆的团聚,而这通常是由分离过程中的磁力过大而引起的。

倘若磁珠没能很好地再重悬,就会形成团聚,导致磁珠的表面没有*暴露出来。如果该问题出现在早期的生产步骤中,则会导致涂层的不均匀;如果发生在后期,就会导致试剂反应性有较大的差异。团聚在磁珠的分析用途中也是一个大问题,如用于蛋白质的纯化筛选,或最终产品需要进行分装试样的其他应用。

如在之前的ebooks中所述,首要的操作应该是施加正确的磁力来尽量减小不可逆的团聚风险。为了避免在损失(或长时间分离)与形成团聚间进行取舍,均匀的生物磁性分离是优先的选择,因为这样可以增加远离滞留区的磁力,从而加速分离,再无需对其施加过高的磁力。

然而,即使应用的生物磁性分离系统在理论上已经消除了这一问题,但是团聚的存在与否应该通过实验来进行验证。典型的方法就是在完成所有的生产步骤后,检查测试的RLU相对发光单位)的变化情况,也可选择用上述讨论过的方法替补 — 对每个生物磁分离步骤本身进行监测。

生物磁性分离监测工具可以应用于验证重悬步骤。例如,我们所做的实验结果表明,小粒径的抗小鼠IgG抗体磁珠可用于SEPMAG®生物磁性分离系统,无需任何超声裂解步骤,因为避免使用超声裂解是简化毫升体积工艺扩大的关键。

为了监测程序运行中是否形成团聚,可以对相同的悬浮液进行分离、搅拌后重悬,然后再进行分离,共进行10次分离/重悬循环。SEPMAG精心设计的均匀磁力加速了分离过程,并声明该磁力足够温和的同时能够避免团聚的形成,而且光学曲线也确实没有改变。对磁珠和磁性分离器来说,该监测程序证明了无需超声处理而进行重悬的可行性。


这个实验很重要,因为重悬是在制造大容量批次时遇到的很大问题之一。当容量超过几毫升时,使用超声处理就很复杂,因为必须使用探针将超声波传导到悬浮液中,这不仅有污染的风险,程序的可重复性也会变得复杂,所以就有必要再次确认是否出现了团聚。

通常来说,如果形成团聚,就相当于利用更大粒径的磁珠进行了磁性分离,加速了分离过程。然而,通常的SOP(标准操作程序)只用肉眼检查是否在规定的分离时间内完成分离,即使在分离时间内形成团聚,也不可能通过肉眼在后期的分离时间点检查出来,因为这两种悬浮液都会变澄清。

当磁珠重悬良好和形成团聚时,磁珠的动力学大有不同。


Incorrect re-suspension: 重悬不充分

Perfect re-suspension: 充分重悬

 

通过记录穿过容器的透射光,我们可以监测在分离过程中透明度的变化,类似S形曲线。如图所示(真实案例),在同样的SEPMAG® Q1L使用相同的悬浮液时,当磁珠因为储存不当而聚集时,分离时间缩短了近30% 

Reference curve: 参考曲线

Experimental data: 实验数据

Sigmoidal fitting: S形曲线拟合

 

我们可以利用这种方式来建立质量控制程序,这些程序可以显示生物磁性分离步骤中的重悬问题。每一个步骤都可以生成参考曲线,并在此过程中获得实验曲线。任何与之有明显偏差的都是质量问题的早期指标。这便允许在继续执行接下来的步骤之前,就可以停止该批次生产和/或采取纠正措施,避免在随后整个生产过程中延误检测问题的时机和不必要的成本。



生物磁性分离过程的光学监测为我们提供了比分离时间更多的信息。除了给我们提供一种客观的方法来确定这一参数——不依赖于主观地用肉眼判断,测量曲线将是许多质量控制问题的早期预警。曲线的形状不仅会因为团聚的形成而改变,也会因为粘度、浓度、磁珠粒径不同或者磁性物含量不同而改变。

与参考曲线的偏差可能会导致众多的生产问题(团聚、磁珠特性不适和浓度不宜),而这些问题在生物磁性分离步骤中都能检测出来,这就意味着可以更快地采取纠正措施,从而降低成本。

当对整个分离过程进行检测,而不仅仅是检测分离时间,就可以更快地发现质量问题。 


作者:Lluis M. Martínez, SEPMAG CTO

作为SEPMAG的创始人,Lluis拥有UAB的磁性材料博士学位。他曾在德国和西班牙的学术机构进行科研工作,也曾任职于爱尔兰、美国和西班牙的公司,在将磁性材料和传感器应用于工业产品和工艺领域已有超过20年的经验。并在该领域申请了多项国知识产权,合著了20多篇科学论文,其中大多数都涉及磁微粒的运动。

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