如何監測在化學發光試劑盒在生產中,生物磁性分離過程出現的磁珠團聚現象?
SEPMAG eBooks-Quality Control Real-Time Monitoring of Biomagnetic Separation Processes
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當生產磁微粒化學發光免疫體外診斷試劑盒時,在連續步驟(涂層、洗滌······)期間的主要問題是形成不可逆的團聚,而這通常是由分離過程中的磁力過大而引起的。
倘若磁珠沒能很好地再重懸,就會形成團聚,導致磁珠的表面沒有*暴露出來。如果該問題出現在早期的生產步驟中,則會導致涂層的不均勻;如果發生在后期,就會導致試劑反應性有較大的差異。團聚在磁珠的分析用途中也是一個大問題,如用于蛋白質的純化篩選,或最終產品需要進行分裝試樣的其他應用。
如在之前的ebooks中所述,首要的操作應該是施加正確的磁力來盡量減小不可逆的團聚風險。為了避免在損失(或長時間分離)與形成團聚間進行取舍,均勻的生物磁性分離是優先的選擇,因為這樣可以增加遠離滯留區的磁力,從而加速分離,再無需對其施加過高的磁力。
然而,即使應用的生物磁性分離系統在理論上已經消除了這一問題,但是“團聚"的存在與否應該通過實驗來進行驗證。典型的方法就是在完成所有的生產步驟后,檢查測試的RLU(相對發光單位)的變化情況,也可選擇用上述討論過的“方法"替補 — 對每個生物磁分離步驟本身進行監測。
生物磁性分離監測工具可以應用于驗證重懸步驟。例如,我們所做的實驗結果表明,小粒徑的抗小鼠IgG抗體磁珠可用于SEPMAG®生物磁性分離系統,無需任何超聲裂解步驟,因為避免使用超聲裂解是簡化毫升體積工藝擴大的關鍵。
為了監測程序運行中是否形成團聚,可以對相同的懸浮液進行分離、攪拌后重懸,然后再進行分離,共進行10次分離/重懸循環。SEPMAG精心設計的均勻磁力加速了分離過程,并聲明該磁力足夠溫和的同時能夠避免團聚的形成,而且光學曲線也確實沒有改變。對磁珠和磁性分離器來說,該監測程序證明了無需超聲處理而進行重懸的可行性。
這個實驗很重要,因為重懸是在制造大容量批次時遇到的很大問題之一。當容量超過幾毫升時,使用超聲處理就很復雜,因為必須使用探針將超聲波傳導到懸浮液中,這不僅有污染的風險,程序的可重復性也會變得復雜,所以就有必要再次確認是否出現了團聚。
通常來說,如果形成團聚,就相當于利用更大粒徑的磁珠進行了磁性分離,加速了分離過程。然而,通常的SOP(標準操作程序)只用肉眼檢查是否在規定的分離時間內完成分離,即使在分離時間內形成團聚,也不可能通過肉眼在后期的分離時間點檢查出來,因為這兩種懸浮液都會變澄清。
當磁珠重懸良好和形成團聚時,磁珠的動力學大有不同。
Incorrect re-suspension: 重懸不充分
Perfect re-suspension: 充分重懸
通過記錄穿過容器的透射光,我們可以監測在分離過程中透明度的變化,類似S形曲線。如圖所示(真實案例),在同樣的SEPMAG® Q1L使用相同的懸浮液時,當磁珠因為儲存不當而聚集時,分離時間縮短了近30%。
Reference curve: 參考曲線
Experimental data: 實驗數據
Sigmoidal fitting: S形曲線擬合
我們可以利用這種方式來建立質量控制程序,這些程序可以顯示生物磁性分離步驟中的重懸問題。每一個步驟都可以生成參考曲線,并在此過程中獲得實驗曲線。任何與之有明顯偏差的都是質量問題的早期指標。這便允許在繼續執行接下來的步驟之前,就可以停止該批次生產和/或采取糾正措施,避免在隨后整個生產過程中延誤檢測問題的時機和不必要的成本。
生物磁性分離過程的光學監測為我們提供了比分離時間更多的信息。除了給我們提供一種客觀的方法來確定這一參數——不依賴于主觀地用肉眼判斷,測量曲線將是許多質量控制問題的早期預警。曲線的形狀不僅會因為團聚的形成而改變,也會因為粘度、濃度、磁珠粒徑不同或者磁性物含量不同而改變。
與參考曲線的偏差可能會導致眾多的生產問題(團聚、磁珠特性不適和濃度不宜),而這些問題在生物磁性分離步驟中都能檢測出來,這就意味著可以更快地采取糾正措施,從而降低成本。
當對整個分離過程進行檢測,而不僅僅是檢測分離時間,就可以更快地發現質量問題。
作者:Lluis M. Martínez, SEPMAG CTO
作為SEPMAG的創始人,Lluis擁有UAB的磁性材料博士學位。他曾在德國和西班牙的學術機構進行科研工作,也曾任職于愛爾蘭、美國和西班牙的公司,在將磁性材料和傳感器應用于工業產品和工藝領域已有超過20年的經驗。并在該領域申請了多項國際知識產權,合著了20多篇科學論文,其中大多數都涉及磁微粒的運動。