真空冷凍干燥技術在IVD制劑中的應用

體外診斷試劑是指可單獨使用或與儀器、器具、設備或系統組合使用，在疾病的預防、診斷、治療監測、預后觀察、健康狀態評價以及遺傳性疾病的預測過程中，用于對人體樣本（各種體液、細胞、組織樣本等）進行體外檢測的試劑、試劑盒、校準品（物）、質控品（物）等。

根據檢測原理和方法，IVD可分為生化診斷、免疫診斷、分子診斷、微生物診斷、尿液診斷、凝血類診斷、血液學和流式細胞診斷等，其中前三類為IVD主流應用。

根據中心法則和基本的生命活動過程，分子診斷、免疫診斷和生化診斷分別對應了DNA 和RNA、蛋白質、代謝物三個層面;血液學和流式細胞則從細胞層面分析生命運行狀況;微生物和尿液分別從病原體和人體代謝層次闡釋人體健康狀況。

IVD細分領域眾多，根據使用環境和操作者的不同可分為臨床實驗室診斷和即時診斷/床旁檢測(POCT)(Point Of Care Testing)。而根據檢測指標、標本、原理的不同，IVD市場的“三國"為生化診斷、免疫診斷和分子診斷。生化診斷起步較早，為臨床最常見的傳統檢查，主要有測定酶類、脂類、蛋白和非蛋白氮類等幾大類檢測項目，其技術壁壘較低。全自動生化分析儀操作簡便、檢測速度快、精密度高、重復性好、檢測結果不受操作影響，是生化檢測發展的方向。免疫診斷通過抗原抗體特異性結合實現檢測，其試劑種類多，目前的主流技術為酶聯免疫和化學發光技術。

1、化學發光

化學發光目前主要用于腫瘤、甲功、激素、傳染病的檢測。這些常規檢測占整個市場金額的60%，占測試量份額的75%-80%。在中國，這些檢測占據市場金額80%的份額，某些套餐的應用廣度與國家特點相關，比如藥物濫用和藥物檢測，在歐美使用較廣，中國相對較少。

2、血球試劑

血球試劑是醫療器械范疇下的體外診斷試劑，屬于需省級藥監部門注冊管理的第二類醫療器械，需與血液細胞分析儀配套使用，用于臨床檢測血細胞計數、血紅蛋白含量及分類等指標。其主要成分包括硫酸鈉、氯化鈉等化合物，通過調節滲透壓、pH值溶解紅細胞并釋放血紅蛋白，結合阻抗法檢測白細胞總數，樣本需采用EDTA抗凝靜脈血。

3、血細胞計數產品

血細胞計數產品由血細胞分析儀、試劑、校準品和質控品組成。血細胞分析儀又叫血液細胞分析儀、血球儀器、血球計數儀等，是億元臨床檢驗應用非常廣泛的儀器之一。血球分析儀通過電阻法對血液中的白細胞，紅細胞，血小板進行分類，可以得到血紅蛋白濃度，紅細胞壓積，各細胞組分的比例等與血液有關的數據。20世紀60年代，血球計數是通過人工染色和計數實現的，操作復雜，效率低下，檢測精度差，分析參數少，對從業人員要求高，種種劣勢限制其在臨床檢驗領域的應用。

4、血球試劑

血球試劑是一種具有一定的pH、恰當的滲透壓、電導率和電解質平衡液，與人體血細胞按一定比例稀釋，能使人體血細胞保持正常生理形態，且分散不易團聚；血球試劑能安全溶解紅細胞，釋放血紅蛋白并與之形成穩定的化合物，并在540nm處測定其吸光度值，得到其血紅蛋白含量，同時通過阻抗法檢測白細胞總數（WBC）；CT-5D血球試劑是低滲的、酸性的、含有適量濕潤劑的溶液，迅速溶解掉血液中的紅細胞。

體外診斷試劑行業的發展狀況與上個世紀90年代初，一方面市場很大，另一方面進口試劑及診斷儀器的壟斷優勢正在被民族產品打破和制約。這是對中國體外診斷試劑發展現狀的總結。中國體外診斷試劑產業發展總體表現出一種發展中大國的特點，那就是市場大，市場潛力更大。中國有18000多家醫院、300多個血站，同時，數以千計的體檢中心以及數以百計的獨立實驗室正如雨后春筍般異軍突起，一些獨立的醫學檢驗實驗室也開始參與其中，這為體外診斷試劑的發展提供了廣闊的市場空間。

隨著人民群眾收入的增加和生活標準的提高，人們對健康和醫療品質又有了更高的需求。在種種利好的條件下，體外診斷試劑產業的發展迎來了醫療發展“千載難逢"的好機遇。

正是看到這種廣闊的市場前景，國外大型醫療影像企業開始紛紛兼并體外診斷行業的企業。各種方法學的 IVD 試劑通常包含核酸、抗原、抗體和酶等生物大分子，這些生物活性物質的結構和功能易受溫度影響而失活，這給檢測結果的準確性帶來了挑戰。因此，診斷試劑在存儲和運輸過程中對溫度控制有著嚴格的要求。更高效的生產工藝、試劑穩定性和更低的運輸成本，將對整個行業的發展產生深遠的影響。

體外診斷試劑，以分子診斷試劑為例，通常分為液相和固相兩種形式。固相形式又細分為原位凍干和凍干微球型。液相形式的體外診斷試劑通常需要冷鏈運輸和冷藏工藝，這不僅增加了運營成本，還可能對產品質量造成潛在風險。原位凍干技術解決了冷鏈運輸問題，使得診斷試劑可以在常溫下運輸，但包材間的間隙、試劑盒與凍干板層的不匹配、試劑盒及包材的不良熱傳導性、復雜的進出料工藝等問題，在一定程度上限制了原位凍干的產能、利潤及推廣。新型凍干診斷試劑微球不僅解決了凍干診斷試劑無需冷鏈運輸的問題，還在產量、效率、能耗等方面展現出獨特優勢，有望在一定程度上替代現有的原位凍干診斷試劑形式。

實驗樣本：血液樣本

實驗目的：制備血球制劑，凍干所有水分，呈均一球狀

實驗設備：Mercury系列

實驗過程：

1.配制診斷試劑料液。

2.將診斷試劑料液滴入液氮中使其速凍成定量的微球顆粒。

3.將滴珠制成的微球進行升華干燥。凍干程序為：升華程序-40℃~25℃，真空度2Pa，時間24h。

4.程序結束后，釋壓取出凍干好的樣品，分裝或者進行后續實驗。

預凍前：

成球后凍干中：

凍干后：

凍干后呈球狀，且性能達到理想效果。