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  • 發布時間:2020-05-11 19:28 原文鏈接: 化學發光在磁性分離上不可忽視的問題(二)

    CLIA-IVD試劑盒生產商的建議:

    與其不斷考慮更換磁珠,我們更應該更快捷、更經濟地去挖掘出來源于磁性分離設備的問題和因素。當調整了磁性分離設備后,如果磁珠能正常懸浮,那么對磁珠的疑慮也就不攻自破了,同時也沒有必要再重建包被的操作工藝。

    誤區2:選用更大的磁鐵來避免分離的損耗

    在上一部分我們討論了為什么在分離時一遇到問題就歸咎于磁珠是一個很大的誤區,在分離過程中引起問題的最主要原因是產生磁力的磁鐵而非磁珠。但只光知道應調整磁力而不知如何正確選擇磁鐵也無法解決上述問題。

    第二個常見的誤區是假設增大磁鐵就會增強磁力。然而,磁力并不依賴于磁場,而是依賴于磁場梯度。如果磁鐵較小,磁場變得均勻,磁力大大削弱,其結果是:分離時間過長或更高的原料損耗。如果磁鐵較大,磁場和磁場梯度隨著距離的衰減很快,磁力不足以吸引距離最遠的磁珠。更糟糕的是接近磁鐵的磁力太大,造成不可逆的磁珠聚集。

    在使用了相同數量的永磁鐵前提下,通過下圖比較大型普通磁鐵和先進生物磁分離系統。最佳的磁力范圍是保證磁珠能快速分離和降低損失,同時對于貼壁的磁珠提供一個溫和的保留力,保證磁珠吸附在容器壁的同時不會引起不可逆的聚集。在下圖左邊所示,青色部分表示最佳磁力的區域。懸浮在最佳分離條件下的磁珠只是這批磁珠的一小部分。在磁鐵附近磁力迅速增加,因此磁珠不可逆聚集的風險變高。長時間的分離過程更加劇了這種風險。相比之下,先進的生物磁分離系統通過調整磁場分布產生均勻的磁力。這意味著整個工作區域中的磁力是相同的。相比普通磁鐵,在遠離容器壁的磁珠受到更強的磁力。磁珠的移動速度更快,減少了分離時間,保證了磁珠和偶聯生物標志物的完全回收。在貼壁保留區,磁力仍然相同,溫和的磁力保證磁珠能帖附在保留區的同時不會產生不可逆的聚集。
     


    圖3:磁力分布圖,傳統磁鐵(左),先進從生物磁分離系統(右)

    提示:傳統永磁鐵只能產生一個非常低的磁場梯度,通常離磁鐵只有幾毫米舉距離,而遠離磁力非常低。這意味著磁珠和蛋白/生物標志物的大量損失。即使分離操作很長的時間,磁珠也幾乎無法完全分離。

    所以,如何避免誤區2:選用更大的磁鐵來避免分離的損耗?我們應該用磁力而不是磁場來衡量分離系統,同時磁力需要正確地平衡,因為過強的磁力量會導致不可逆的聚集問題。最理想的磁性分離系統可為最遠的區域和保留區(貼壁區)同時提供擇合適的磁力。

    誤區3:純粹地通過分離時間來定義整個分離過程

    第三個常見誤區涉及分離過程的驗證。
    很多情況下,生物磁分離過程往往是通過一個指定的分離時間來進行驗證。這種驗證方法的問題在于驗證與特定的磁場輪廓和容器大小相關聯,而且分離時間僅僅是速度(與磁力成正比)和磁珠所運動距離的結果,分離時間并不能用來描述磁珠分離的過程條件。

    為了更好的驗證分離過程,我們需要額外的信息來描述這一分離過程。一種方法是光學監測懸浮液通透性的變化過程(在分離起始階段懸浮液是渾濁的,磁珠一旦開始分離,液相就會趨于通透)。這樣,驗證可以不僅在結束階段(分離時間),而在整個生物分離的過程中,容器內的變化都可被觀察和記錄。
     


    圖4:磁性分離懸浮液的渾濁度對比,起始階段(左),結束階段(右)

    如果生物磁分離系統具有良好定義的條件(即均勻磁力),不透明度隨時間變化的曲線通常會形成S形。定義該曲線的兩參數指數P與時間t50分別反映曲線的陡度和分離時間達到一半時最大和最小的不透明度之間的差異。這兩個參數取決于一些源于磁珠的特性(直徑、磁性含量%、磁性材料)和懸浮液(緩沖液粘度、磁珠濃度等)。由于測量曲線的形狀受所有這些參數的影響,因此監測可以為不同的分離過程建立特定的參考數據和曲線。當固定了磁力條件后,同類的分離過程的驗證就應遵循相對應的參考曲線。

    當整個過程可被監控而不僅是單獨通過分離時間來判斷時,過程中的質量問題可更快地被發現。通過對比與參考曲線的偏差可以揭示眾多生物磁性分離過程中的生產問題(聚集、不正確的磁珠特征和磁珠濃度等)。這意味著生產人員可更早采取糾正措施,從而降低成本。


    圖5:建立一個生物磁分離工藝和光學監測所得的典型形分離曲線(S型)

    那么,怎樣才能避免誤區3:純粹地通過分離時間來定義整個分離過程?通過使用均勻的磁力,所有的磁珠都是在相同的條件下進行分離并監控過程。通過實時監控,除了減少試劑盒批次間的差異外,這些步驟還改進了過程的質量控制,有助于及時發現生產問題。
     



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