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核酸检测试剂的玻璃化技术

背景介绍:核酸检测试剂灵敏度高和特异性好,然而,核酸检测试剂的低温运输和存储的成本高,成为其被广泛使用的障碍,特别是在偏远地区和资源匮乏的国家。目前世界上有很多科研工作者正致力于研究如何在室温下长期保存酶、抗体等物质的生物活性,并且开发出了很多技术,低温真空玻璃化技术便是其中之一。

玻璃化技术(Glassification)是指将一种多组分溶液(流动态)在一定条件下蒸发逐渐去除水份,其液体中的有效浓度就逐渐增加,经“浆态(Syrup State)”、“橡皮态(Rubbery State)”,进而成为一种透明的“固化了的液体”(Solidified Liquid),即俗称的玻璃,此过程则称之为“玻璃化作用”(Vitrification)。此时,因分子几无活动和扩散,故溶液中活性成份能在常温下保持永久稳定。玻璃化理论已有20多年历史,而很多种玻璃化方法也已得到了开发,这些方法均能使生物活性物质在环境温度下保持活性,但都离不开低温真空等条件。由于低温玻化工艺复杂,需要贵重设备,全过程需72小时,造成了玻璃化产品的高成本以及引出的高售价,致使不能普及应用。目前世界上尚无大规模使用的玻璃化生物试剂进入实用阶段。

优思达玻璃化技术:
优思达公司从事酶试剂的玻璃化技术商业化开发已近3年,成功研发出快速玻璃化新工艺。公司根据自身试剂的特点,以CPA试剂中的一个主要成分Bst DNA 聚合酶为研究对象对玻璃化工艺进行了改良和简化,使得玻璃化转变可以在较高的温度且不需要真空的条件下进行,不需要大型特殊的仪器,整个过程可在60分钟内完成。改良后的室温玻化过程消除了昂贵的制冷设备和真空设备的制约,大大降低了生产成本,进入了实用阶段。

优思达玻璃化试剂为水溶性,在使用前加水即可被溶解。与冻干品不同的是,该试剂可以很好的粘附在管底,在运输过程中不会散开,避免了试剂的损失。试剂被单管单人份独立包装,用铝箔密封,可以在高温高湿的环境下长期保存,大大降低了运输成本。因此,它使优思达诊断试剂盒在世界上首次有可能用于偏远地区和基层医疗单位,大大拓展了市场潜力,有极大的社会效益和经济潜力。

性能:我们通过CPA恒温扩增技术对经过玻璃化作用的Bst DNA聚合酶的活性及其稳定性进行了评估。玻化Bst DNA聚合酶被单管单人份密封包装,然后在不同的温度下保存。每次实验时取出不同温度下保存的玻化酶,用复溶缓冲液将它们复溶,加入模板后进行CPA恒温扩增;同时每次评估实验都做液体试剂对照:该液体试剂被保存在-20℃,和玻化酶试剂使用相同的扩增模板,并和玻化酶试剂同时进行CPA恒温扩增,从而达到直接对比不同保存条件下两种试剂性能的目的。两种试剂的扩增产物均采用我公司的核酸检测试纸条进行检测,由于试纸条检测线强度与通过CPA扩增产生的扩增产物的数量成比例,从而可以根据试纸条检测线强度对玻化试剂及其对照的液体试剂的酶活性进行半定量的测定(结果见下表)。