提高试剂稳定性的方法

2023-12-03

试剂的稳定性是指试剂产品在规定的条件下运输、储存和使用，在有效期内保持其性能的能力，主要包括开瓶稳定性、长期储存稳定性、运输稳定性、冻融稳定性和机载稳定性等。提高和保持试剂的稳定性对于体外诊断产品是一个极其重要的问题。体外诊断试剂产品的种类较多，不同种类产品的稳定性要求和实现难度不一。如用于血细胞分析的溶血剂稳定性要求较长，但实现相对较容易，而血细胞校准品或质控品等血液制品以及用于免疫和生化检测的试剂盒的含有抗体、抗原和酶等蛋白类物质，对稳定性的要求严格，实现难度也较大。下文结合自身的开发经验对提高体外诊断试剂稳定性的方法进行了总结和概括。

选择稳定性好的原材料

体外诊断试剂的原料可能涉及化学物质和生物原料（抗原、抗体、酶等），在试剂产品的开发过程中，要根据性能需求筛选稳定的原料。对于化学原料，其稳定性相对较好，在使用过程中主要注意产品的效期，尽量选择效期长以及常见的、较大的供应商物料。对于生物原料，其来源包括人源、动物源、微生物源以及重组，同一种生物原料其来源可能不同，如胰蛋白酶可以从动物胰腺中提取也可以重组制备。

因此，在生物原料的筛选中，要选择稳定性较好的生物原料来源。对于原料的稳定性我们可以通过物料的COA或询问供应商获得，但最好是基于自身的应用条件进行验证。

稳定的制备工艺

要进一步生产为试剂产品，需要对原料进行处理，如溶解、混合、标记、固定、加热和冻干等，这些额外的处理会对原料原本的稳定性带来一定的影响。

试剂通常是多种成分的混合物，因此在混合前要明确各成分的物理化学性质，避免不同物料间的化学反应或溶解度改变等对混合的影响，若无法避免不同成分间的影响并且无其他替代方案，可以考虑将相互影响较大的成分分开保存，如生化试剂盒中的R1液和R2液。

在免疫试剂产品制备过程中，对微球进行蛋白标记以及对抗体或抗原进行酶标记是非常常见的制备工艺，在标记过程中，疏水作用或化学反应通常会引起蛋白构象的改变，从而影响其活性。因此，对于蛋白的标记，需要注意pH、离子浓度、温度和缓冲液的影响，若直接标记蛋白对构象的影响较大，可以通过桥联分子间接标记。

固定处理在血细胞校准物和质控物中制备较为常见，为了增加血细胞的稳定性，可以通过固定处理增加细胞膜和细胞内蛋白的稳定性，如用甲醛、戊二醛对细胞进行处理。

加热可以提高反应速率，但温度过高会对引起蛋白构象的改变，因此制备工艺中需要选择合适的温度进行加热，通常选择37℃，对于经过固定处理的细胞，其加热可以在较高温度下进行，如55℃。

冻干工艺常见于生化和免疫校准质控的制备，生化和免疫校准质控的主要成分通常是酶、抗体和抗原等蛋白类物质，在液体状态下稳定性较差时，可以进行冻干从而提高其稳定性。

良好的保存体系

保存体系对于体外诊断试剂产品的稳定性至关重要。体外诊断试剂产品大多数以液体形式保存，部分生化免疫的校准质控物以冻干粉的形式保存。无论是液体还是冻干粉形式，其保存体系主要包括基质和辅料两部分，不同在于冻干粉最终会除去水分再进行保存。

基质的选择较为简单，可以根据原料的特性进行基质的选择。化学原料和在缓冲液中能稳定存在生物原料常选择缓冲水溶液为基质，而某些酶、抗体和抗原等生物原料在缓冲液中稳定性较差，可以选择人血清或动物血清为基质，以提供与生理环境相似的体系。

辅料的成分较为繁多和复杂，主要包括能量代谢物质、抗氧化剂和防腐剂。

能量代谢物质在血细胞校准质控物的保存体系中较为常见，主要是为细胞代谢提供能量源，但其浓度需要适当，否则容易长菌。

当试剂产品包装密封性较差以及经过穿刺、开瓶使用后，试剂组分不可避免地会与氧气接触，可能会造成某些还原性物质氧化，从而影响产品的稳定性。此时，可以根据需要在保存体系中添加抗氧化剂消除氧化带来的影响。

体外诊断试剂产品的水溶液存在形式以及使用原料的生物源性，通常会面临长菌的风险，从而使试剂的性能和稳定性大幅降低。为了避免细菌或真菌的生长，可以在保存体系中添加防腐剂。

除此之外，在冻干粉的制备过程中，还会添加保护剂和塑形剂等辅料，一方面作为支撑载体保护酶和抗体等蛋白类物质的活性，另一方面可以使产品冻干后的形状更加规则。

适宜的保存条件

产品的保存条件是影响稳定性的因素之一，主要包括储存温度、湿度以及是否避光等。对于化学原料的试剂产品，通常在室温下进行保存，而活性易受温度影响的酶和抗体等蛋白原料，常在2-8℃甚至-20℃的条件下保存。冻干粉形式产品对湿度的要求较高，若湿度过高会导致其稳定性下降。对于在光照下结构不稳定或发生反应的化学和生物原料，需要进行避光储存，如胆红素。

总之，体外诊断试剂稳定性受多个方面的综合影响，在开发过程中要尽量识别影响稳定性的因素并进行优化。除此之外，在客户端的使用过程中也要严格按照产品说明书要求规范使用，才能使产品的稳定性满足要求。

撰稿人 | IVD Tech

责任编辑 | 胡静

审核人 | 何发