

診斷試劑作為生物技術產業(yè)的核心細分領域,在傳染病防控、臨床疾病診斷、食品安全檢測等領域發(fā)揮不可替代作用。核酸提取是診斷試劑生產的首要核心步驟——無論是核酸擴增(PCR)試劑、基因測序試劑,還是核酸等溫擴增試劑,其核心原料(目標核酸模板)的提取質量直接影響試劑的檢測性能:低純度核酸中的蛋白、多糖等雜質會抑制擴增反應,而低效率提取會導致試劑靈敏度不足,批間差異則會降低試劑臨床應用的可靠性。
傳統(tǒng)核酸提取方法(如酚-氯仿法、離心柱法)存在操作繁瑣、耗時久、通量低、人為誤差大等缺陷,難以適應診斷試劑規(guī)?;a的需求。自動化核酸提取儀的出現(xiàn)實現(xiàn)了提取流程的標準化、高通量化,成為診斷試劑生產工藝升級的關鍵設備。博清生物科技(南京)有限公司作為國內生物技術設備領域的創(chuàng)新企業(yè),其研發(fā)的核酸提取儀基于磁珠法原理,整合高通量通道設計、智能溫控系統(tǒng)及自動化液體處理技術,針對診斷試劑生產的工業(yè)化需求進行優(yōu)化。
一、材料與方法
(一)實驗儀器
博清生物核酸提取儀;實時熒光定量PCR儀;核酸蛋白檢測儀;高速冷凍離心機。
(二)實驗材料與試劑
新冠病毒假病毒顆粒(濃度1×10?copies/mL,國家衛(wèi)健委臨床檢驗中心);大腸埃希菌(ATCC 25922)、金黃色葡萄球菌(ATCC 29213)標準菌株;臨床血清樣本(100例);磁珠法核酸提取試劑盒(病毒型、細菌型、全血型);新冠病毒核酸檢測試劑盒。
(三)實驗設計
1、提取效率與純度評估
分別以新冠病毒假病毒顆粒、大腸埃希菌菌液(1×10?CFU/mL)、臨床血清樣本為研究對象,采用博清生物提取儀進行核酸提取,每個樣本設置3個平行重復,共3批實驗。通過核酸蛋白檢測儀檢測提取核酸的A260/A280比值(評估純度)及A260值(換算濃度,評估效率);同時以傳統(tǒng)離心柱法為對照,比較兩種方法的提取效果。
2、重復性評估
選取新冠病毒假病毒顆粒(濃度1×10?、1×10?、1×10?copies/mL)3個梯度樣本,采用核酸提取儀進行20次批內提取、5批批間提?。ú煌掌凇⒉煌僮魅藛T),通過實時熒光定量PCR檢測提取核酸的Ct值,計算變異系數(shù)(CV)。
3、診斷試劑生產應用驗證
將核酸提取儀整合入新冠病毒核酸檢測試劑盒生產流程,以1×10?copies/mL的假病毒顆粒為原料,批量提取核酸作為陽性參考品原料,生產3批試劑盒(每批1000人份)。依據(jù)《新型冠狀病毒核酸檢測試劑盒技術審查指導原則》,檢測試劑盒的陽性符合率、陰性符合率、批間差異及穩(wěn)定性。
二、結果
(一)提取效率與純度
博清生物核酸提取儀與傳統(tǒng)離心柱法的提取性能對比結果顯示:兩種儀器提取病毒核酸、細菌核酸及血清樣本核酸的A260/A280比值均在1.8-2.0范圍內,但博清生物核酸提取儀提取核酸濃度平均高出離心柱法12.3%-18.7%;且博清儀器單批提取時間較離心柱法(120縮短75%。
(二)重復性
批內及批間重復性實驗結果顯示:博清生物核酸提取儀對不同濃度假病毒樣本的批內Ct值CV為1.2%-2.3%,批間Ct值CV為2.1%-3.5%,均顯著低于離心柱法(批內CV3.8%-5.2%,批間CV4.9%-6.7%),表明其提取過程穩(wěn)定性優(yōu)異,受人為操作及環(huán)境因素影響小。
(三)診斷試劑生產應用效果
將博清生物核酸提取儀應用于新冠病毒核酸檢測試劑盒生產后,3批試劑盒的質量檢測結果顯示:陽性符合率均為99.2%(124/125),陰性符合率100%(125/125);批間Ct值差異<0.5,穩(wěn)定性實驗(4℃存放6個月)顯示試劑性能無顯著下降,各項指標均符合《新型冠狀病毒核酸檢測試劑盒技術審查指導原則》要求。與傳統(tǒng)生產流程相比,采用博清提取儀后,試劑盒生產效率提升60%,人為誤差導致的不合格率從3.2%降至0.8%。
三、討論
診斷試劑生產的核心訴求是“高效、穩(wěn)定、標準化”,而核酸提取環(huán)節(jié)的工藝水平直接決定這三大訴求的實現(xiàn)。博清生物核酸提取儀之所以能顯著提升診斷試劑生產性能,其技術優(yōu)勢主要體現(xiàn)在三方面:一是采用磁珠法特異性結合技術,通過優(yōu)化磁珠表面修飾工藝,提高核酸結合效率,降低雜質殘留,從而提升提取核酸純度;二是高通量自動化設計,16通道并行操作可滿足不同規(guī)模生產需求,自動化液體處理系統(tǒng)避免人為操作差異,保障批間一致性;三是智能溫控與流程優(yōu)化,將裂解、結合、洗滌、洗脫等步驟的溫度與時間參數(shù)進行工業(yè)化適配,縮短提取周期的同時保證提取效率。
在傳染病診斷試劑生產中,如新冠病毒核酸檢測試劑盒,陽性參考品的核酸質量直接影響試劑校準準確性。本研究中,博清提取儀提取的核酸作為參考品原料,使試劑盒陽性符合率穩(wěn)定在99%以上,批間差異顯著降低,證明其可有效保障試劑質量穩(wěn)定性。此外,該儀器適配病毒、細菌、全血、組織等多種樣本類型的提取需求,可靈活應用于呼吸道傳染病、消化道傳染病、遺傳病等各類診斷試劑的生產,具有廣泛的產業(yè)適用性。
與國外同類儀器相比,博清生物科技(南京)有限公司研發(fā)的核酸提取儀在性能相當?shù)那疤嵯拢哂懈叩男詢r比和更靈活的本土化服務,可降低國內診斷試劑企業(yè)的生產成本,提升產業(yè)競爭力。未來,隨著生物技術產業(yè)向“精準化、快速化”發(fā)展,核酸提取儀需進一步優(yōu)化提取通量、縮短提取時間,并與下游擴增、檢測設備實現(xiàn)一體化整合,博清生物科技(南京)有限公司可基于現(xiàn)有技術平臺,開展多模塊集成研發(fā),為診斷試劑生產提供更完整的解決方案。
博清生物科技(南京)有限公司研發(fā)的核酸提取儀在診斷試劑生產中的應用顯示,其具有提取效率高、純度優(yōu)、重復性好、自動化程度高的特點,可顯著提升診斷試劑生產效率、降低人為誤差、保障試劑質量穩(wěn)定性。該儀器能滿足各類診斷試劑規(guī)?;?、標準化生產的需求,對推動生物技術產業(yè)中診斷試劑領域的工藝升級與質量提升具有重要意義,具備廣闊的市場應用前景。