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新型「仿生」納米藥物遞送系統:如何實現細胞外囊泡載藥?

2019年我國體外診斷市場規模已超過700億元,其中免疫診斷在化學發光等主流檢測技術的引領下已經成為IVD行業中最大的細分領域,占比達到了38%。在化學發光這片藍海市場,80%仍然要依賴進口,進口替代成為未來的主要趨勢。


磁珠法化學發光通過一定的方法將抗體/抗原等活性物質和磁珠表面的活性基團結合而包被在磁珠上,檢測時,將待檢物和包被有抗體/抗原的磁珠,化學發光分子標記的抗體/抗原在一定條件下孵育,通過抗原抗體反應而結合,通過增加外部磁場,磁珠產生磁性而聚集在一起,便可進行洗滌,實現結合部分和未結合部分的分離,最后對化學發光分子進行激發,用光電倍增管檢測信號??贵w/抗原在磁珠上的包被有鏈霉親和素法和直接標記法兩種方式,通常來說抗體/抗原的直接包被受到所包被抗體/抗原的等電點、分子大小的影響,需要優化包被方案,鏈霉親和素包被法則可通過生物素化抗體/抗原直接與鏈霉親和素包被的磁珠相結合,更具有普適性。磁珠法化學發光的一次檢測需要消耗磁珠25μg左右,而抗體的消耗量是0.025-0.05μg,因此磁珠是化學發光試劑消耗量最大的原料,也是化學發光試劑質量控制的關鍵因素之一。目前,化學發光試劑所用的磁珠原料主要被國際知名品牌Dynabeads,JSR,Merck所壟斷。

“好磁珠,東納造” ——打造IVD化學發光“中國芯”

化學發光磁珠主要進口品牌


考察磁珠的性能指標包括:1)非特異性吸附;2)粒徑及均勻程度;3)磁響應速度;4)一致性程度。

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磁珠選擇的四要素
東納生物長期以來致力于進口替代與產品創新,在磁珠研發上有著豐富的經驗。作為東納生物的明星產品,MagBeadsTM微米磁珠系列采用經典的核殼結構設計制造,內核為聚合物微球,外層為磁性物質,最外層采用特殊聚合物修飾,具有尺寸分布均一、表面負載量高、極短的磁響應時間、高的分散穩定性等特點,可以快速、高效地從樣本中分離出待測物,極大地提高檢測效率。

“好磁珠,東納造” ——打造IVD化學發光“中國芯”


01 羧基磁珠

用途:化學發光、基因捕獲、蛋白純化、細胞分選


優勢:豐富的羧基密度(約2000 nmol/mg),保證高靈敏性

產品性能
??可通過EDC/NHS活化方式與蛋白質、核酸、鏈霉親和素、多肽、酶等生物分子進行偶聯;
??1μm大小,尺寸均一,表面具有顆粒狀粗糙度,比表面積高,具有極高的羧基負載量,低的非特異性吸附能力;
??具有超順磁性、磁響應速度快、單分散性好、可確保反應均一性及檢測一致性;
??具有高親水的表面及良好的生物相容性;
??優良的懸浮性,半沉降速度慢,適合于自動化操作。

羧基磁珠的最主要應用是作為體外診斷磁珠法化學發光試劑的重要原料之一。磁珠法化學發光免疫分析是將磁性分離技術、化學發光技術、免疫分析技術三者相結合的一種分析方法,充分利用了磁性分離技術的快速易自動化優勢,化學發光技術的高靈敏度及免疫分析的特異性,時期成為目前體外診斷市場的璀璨明珠。
經過理化特性和多個廠家化學發光性能測試,東納生物MagBeadsTM羧基磁珠/羧基磁珠(低非特異性)在一些化學發光項目所展示的線性范圍,檢測靈敏度,批間差均能與國際知名品牌化學發光磁珠性能相當。



“好磁珠,東納造” ——打造IVD化學發光“中國芯”

東納生物科技提供MagBeadsTM?1μm羧基磁珠及MagBeadsTM?1μm羧基磁珠(低非特異性),由聚苯乙烯和納米氧化鐵組成,具有低的血清蛋白非特異性結合力、良好的生物相容性。羧基磁珠具有超順磁性、磁響應速度快、單分散性好、可確保反應的均一性及檢測的一致性。獨特的表面粗糙結構和高分子修飾使羧基磁珠具有高的羧基密度和蛋白載量。同時,羧基磁珠具有沉降速度慢、再分散性好、pH及溫度穩定性好等特點,確保試劑開發的老化實驗、加速實驗均能符合要求。另外,東納生物目前具有穩定的生產工藝和嚴格的生產控制流程,可以批量生產羧基磁珠,確保磁珠性能的批間差小,滿足工業、科研用戶對工藝穩定性,實驗重復性的高要求。羧基磁珠(低非特異性)具有相對較少的羧基密度和更致密的親水層結構,在一些特殊的項目中,與羧基磁珠相比,羧基磁珠(低非特異性)顯示出對一些分子量小的蛋白更低的非特異性吸附,極大地降低了背景干擾,確保了檢測靈敏度。與國外知名廠商同類產品相比,MagBeadsTM?1μm羧基磁珠及羧基磁珠(低非特異性)由于特殊的表面結構及親水層修飾,羧基密度都較高,既能保證磁珠有較多的官能團與目標蛋白/核酸等相連,提高偶聯率,又能降低非目標蛋白/核酸等生物分子的非特異性吸附。

02?鏈霉親和素磁珠

用途:化學發光、蛋白、核酸分離


優勢:高SA負載量(80-100μg/mg),確保高靈敏度檢測要求

產品性能
??可即刻用于生物素化蛋白質、核酸、多糖、脂類、酶等生物分子的偶聯;
??1μm大小,尺寸均一,表面具有顆粒狀粗糙度,比表面積高,具有極高的鏈霉親和素的負載量及生物素化蛋白/核酸的偶聯率。經過測試,MagBeads? 鏈霉親和素磁珠連接生物素化單鏈寡聚核苷酸的能力是國際知名公司同類、同尺寸產品的5倍左右;
??表面修飾親水性多聚物分子及共價偶聯多層鏈霉親和素,鏈霉親和素在表面吸附致密,表面暴露位點少,極大程度地降低了非特異性吸附;
??具有好的懸浮性,在pH(3.0-9.0)內穩定,可用于自動化高通量實驗操作。



“好磁珠,東納造” ——打造IVD化學發光“中國芯”
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東納生物MagBeadsTM鏈霉親和素磁珠通過共價偶聯技術將鏈霉親和素固定在磁珠表面,可高效結合生物素化抗體、核酸、蛋白等配體分子。與常規通過生物分子表面的氨基或羧基與磁性微球表面基團共價偶聯生物分子方法相比,選用鏈霉親和素磁珠方法簡單、統一,偶聯方案不會受表面固定生物分子的等電點等特性影響。所固定的生物分子通過生物素與鏈霉親和素磁珠相連,生物分子活性不受影響。鏈霉親和素磁珠粒徑約為1.0 μm,具有超順磁性及磁響應快速的優點。同時,鏈霉親和素磁珠具有極高的鏈霉親和素載量及極好的親水性,可確保高的抗體、核酸偶聯量及低的非特異性吸附。另外,鏈霉親和素磁珠還具有優良的磁穩定性、懸浮性、再分散穩定性,以及較寬pH體系穩定性,可以保證反應的均一性及檢測一致性,適用于自動化高通量實驗操作。

03?氨基磁珠
用途:化學發光、細胞、病毒、核酸、抗體分離純化

優勢:高氨基密度(約600nmol/mg)


產品性能

??可通過多種偶聯方式與蛋白質、核酸、多糖、脂類、酶等生物分子進行偶聯;

??1μm大小,尺寸均一,表面具有顆粒狀粗糙度,比表面積高,具有極高的氨基負載量;

??具有超順磁性、磁響應速度快、單分散性好、可確保反應均一性及檢測一致性;

??具有高親水的表面及良好的生物相容性;

??優良的懸浮性,半沉降速度慢,適合于自動化操作。


“好磁珠,東納造” ——打造IVD化學發光“中國芯”


東納生物科技有限公司提供MagBeadsTM?1μm氨基磁珠,由聚苯乙烯和納米氧化鐵組成,表面含有豐富的-NH2基團,具有高親水的表面及良好的生物相容性。氨基磁珠具有超順磁性、磁響應速度快、單分散性好、可確保反應均一性及檢測一致性。獨特的表面粗糙結構和高分子修飾使氨基磁珠具有極高比表面積及氨基密度,可以通過四種途徑與多種配體如蛋白,多肽,碳水化合物、寡聚核苷酸、藥物分子、糖蛋白等相結合。首先可以直接通過化學偶聯劑戊二醛等雙功能分子實現與含有氨基的生物分子共價偶聯。其次,可以通過碳二亞胺/N-羥基琥珀酰亞胺(EDC/NHS)交聯劑與含有羧基的生物分子偶聯。第三,可以與含有NHS酯的分子、多肽、抗體、核酸直接偶聯。最后,可以與含有異硫氰酸根(-N=C=S)的熒光分子等直接偶聯。MagBeadsTM?1μm氨基磁珠可作為良好的包被基礎材料,在有磁場的情況下,能快速地將偶聯分子和未偶聯分子分離,制備純化簡單方便。構建的功能性磁性微球可廣泛地應用于細胞、病毒、核酸、抗體等多種生物對象的分離純化。

需要強調的是,化學發光磁珠評價受檢測項目及所用抗體對原料、蛋白包被方法、工作緩沖溶液體系等影響。以適用于一種磁珠的工作體系去對另一種磁珠作出評價是不全面也是不客觀的。而選擇工藝穩定、批間差小、信噪比滿足線性范圍的磁珠進行體系優化,才是逐步發展出基于國產磁珠原料化學發光試劑盒,打破進口磁珠壟斷的必經之路。

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