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精品推荐 | 低残留、高性能分子诊断酶组合赋能RT-qPCR全预混体系开发!

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行业痛点

随着诊断试剂盒开发人员不断要求降低检测所需的样本量,对 PCR/mNGS/tNGS等主流检测方法的要求越来越高,需要更高的灵敏度来检测目标核酸。当只有少数目标分子可用时,市售的常规Taq DNA聚合酶里面含有的DNA基因组残留导致的DNA污染的问题会加剧,微量的污染DNA可能会产生非特异性扩增,使得扩增效率降低,影响阳性判断值的确定,降低检测试剂开发的灵敏度,给开发者带来极大的阻碍和挑战。

 

此外,当检测靶标与扩增体系里残留的宿主DNA和外源核酸相关时,往往出现NTC和阴性样本起峰的现象,影响最终结果判读。

 

如图1,样本B的扩增Ct值与NTC的越接近,结果就越不确定;好的结果需要NTC和样本曲线之间有良好的分离。

 

如果样本中的目标物浓度越来越低,改进检测⽅法的有效途径是将NTC曲线进⼀步向右移动(更大的Ct值)。使⽤洁净的分子酶原料通常会将NTC曲线向右移动,从⽽获得更好的结果:

---来⾃相同样本的检测可靠性(即样本与阴性对照的更好分离);

---在相同确定性下检测的下限进一步提高(即样本与⾮模板对照仍能分离,检测到更低⽔平的⽬标)。

 

图1. 样本A比样本B浓度更高,但大多数样本的⽬标物或模板物浓度较低,更类似于样本B,NTC越靠后,检测灵敏度和可靠性更高

 

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解决方案

为达到早筛早诊的目的,样本浓度越来越低,宿主核酸和背景菌的干扰,容易导致漏检或不确定结果,降低诊断试剂盒检测的灵敏度和可靠性。

 

为了解决病原检测中背景菌及宿主核酸残留带来的干扰问题,为临床分子诊断试剂盒开发 、科研机构等提供更洁净、更高性能的分子酶原料,翌圣生物开发了独特的超低残留去除技术,建立了遵循GMP标准的超洁净分子酶生产基地-UCF.ME,以及严格按照ISO13485质量管理体系进行各环节把关,严控人(人员)、机(机器)、料(试剂、耗材)、法(工艺)、环(环境)、测(标准),有效的技术手段、洁净的生产环境和严格的质量控制结合,既控制外源性污染,又做好内源性杂质去除,从而实现超净分子酶的开发目标。这些分子酶原料的洁净度相较常规商业产品高出几个数量,是要求高灵敏度和可靠性的应用中的理想选择 。

 

图2. 翌圣超低残留分子酶质量监控流程图

 

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超低残留去除技术

常规分子酶生产工艺需要的纯化步骤多,且产量较低。制备低残留高纯度的分子酶产品时,产量与纯度之间难以平衡,且可控性差,合格率低,因而导致批次间差异较大。翌圣生物开发的超低残留去除技术纯化步骤由繁变简,有针对性的去除相关残留,在精准高效地去除残留的同时,提高纯化工艺的稳定性与产量,降低批间差。

 

图3. 翌圣超低残留去除技术示意图

 

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GMP标准的UCF.ME®超洁净分子酶生产基地

  • UCF.ME:Ultra Clean Factory . Molecular Enzyme,即超洁净分子酶生产制造。

  • 封闭系统:完全封闭的生产系统,无菌的罐子和管路,以及支持全生产线在线清洁的全自动CIP/SIP系统,降低了DNA污染的可能。

  • 环境控制:在符合D级、C级和局部A级洁净室标准的环境中生产,防止接触DNA污染物,保证了酶的洁净度。

  • 硬件保障:按照工艺需求进行深度定制的全进口生产设备,支持关键参数全程在线监控和反馈调整,确保控制参数的精准度,同时还保证数据的可追溯性。

  • 水质控制:按现行2020版中国药典标准严格执行,从源头上保证生产用水的无菌性。

  • 规模效应:吨级以上量产,确保了产品的均一性、稳定性和供货的及时性,有利于成本控制。

 

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ISO13485质量管理体系

翌圣生物是国内首家以分子酶产品通过ISO 13485:2016质量体系认证的企业,从原料采购、生产管理、质量控制、仓储运输等各个环节都严格在质量体系的监管下开展,生产、检验过程实施动态监控,对现场发现人的着装、设备的状态、物料的进出、方法的确认、环境的维护、测量的运行等方面的问题,分析产生的具体原因,协助责任部门共同完成整改,以保证生产、检验操作,按照标准SOP进行,有据可依,有章可循,为持续输出质量稳定的、满足法规和顾客需求的产品,提供质量保证。

图4. 翌圣ISO13485认证超洁净分子酶生产基地

 

同时,使用翌圣生物自研的高灵敏度E.coli 宿主细胞 DNA 残留检测试剂盒在不同阶段精心追踪分子酶样品,最大限度降低最终分子酶产品核酸污染的风险。

 

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平台产出

鉴于目前分子诊断试剂盒开发企业对于DNA/RNA全预混荧光定量PCR原料的迫切需求,诸多研究人员都在研究过程中发现使用低残留的分子酶原料,开发全预混体系的成功率更高。

 

此外,在常规酶原料和低残留酶原料的筛选、测试过程中,研发人员发现低残留原料对于部分体系的检测性能有提高,如Ct值提前等。

 

翌圣生物推出了全套低残留酶原料,包括 Taq DNA 聚合酶、逆转录酶、UDG 酶、RNase 抑制剂及适配 buffer 组分,旨在满足科研和工业用户开发更洁净、高性能分子诊断试剂盒的需求。适用于以下应用体系的开发:

  • 低残留体系开发开发体系检测靶标与常见宿主E.Coli及环境背景菌基因组DNA序列一致或者比较相似,可选择该套低残留酶原料进行体系开发,这套酶原料对DNA污染控制在极低水平(如Taq DNA聚合酶E. coli基因组DNA残留<0.02copy/100U)。

     

  • 高灵敏度体系开发:在进行高灵敏度体系的开发,或对现有产品进行迭代以提升试剂盒检测灵敏度的项目中,也可选择这套低残留酶原料。更纯净的酶原料能降低体系中序列的复杂度,提高引物与目标模板结合的扩增效率,从而提升低浓度模板的检出率,同时增大与无模板对照(NTC)的分离程度,有助于确定试剂盒更高的检测灵敏度

     

  • 全预混体系开发:针对全预混体系开发,这套低残留酶原料选用 20 多套不同来源的引物探针,进行了 37℃ 7 天全预混稳定性的质量控制,确保其在全预混体系开发方面具有通用性。此外,该原料采用单组分的产品形式,为试剂盒开发者在体系调试时提供了更高的灵活度,更有利于开发适配性更佳、性能更优的 qPCR/RT-qPCR 全预混体系

 

部分性能展示:

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E. coli基因组DNA残留<0.02 copies/ 100 U,保持行业最低水平

 

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qPCR体系全预混性能:37℃加速7天,稳定性高

 

图6. 分别使用低残留和常规的Taq DNA聚合酶、UDG酶,搭配相同的反应buffer,和HPV、内标引探与所有试剂组分提前预混,在37℃条件下放置7天,与-20℃正常保存的试剂,同时检测浓度为10 拷贝/微升的模板,结果显示,常规单酶在热加速处理后荧光值会出现不同程度的降低,而低残留单酶在37℃加速7天后,与-20℃正常保存的试剂相比,扩增曲线峰形、荧光值、Ct值都没有变化,稳定性更高。

 

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RT-qPCR体系全预混性能:37℃加速5天,稳定性高

 

图7. 使用低残留逆转录酶、Taq酶、UDG酶和RNase抑制剂,配置成RT-qPCR体系,将各类靶标引探与所有试剂组分提前预混,在37℃条件下放置5天,与-20℃正常保存的试剂同时扩增Ct值35左右的模板核酸,结果显示,该体系在37℃加速5天后,与-20℃正常保存的试剂相比,扩增曲线峰形、荧光值、Ct值基本没有变化,检出率一致,RNA全预混体系稳定性高。

 

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