具體描述所急需解決的技術(shù)難題(請盡可能詳細(xì))
1、項(xiàng)目開發(fā)背景(目前國內(nèi)外研發(fā)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢,該技術(shù)(產(chǎn)品)主要優(yōu)點(diǎn)和在技術(shù)上存在的不足)
冷凍干燥技術(shù)起源于20世紀(jì)初期,由前蘇聯(lián)科學(xué)家拉巴-斯塔羅仁茨基于1921年發(fā)明。該技術(shù)主要用來干燥熱敏性物料和需要保持生物活性的一種有效方法。冷凍干燥之后物料所希望的特征是:多孔狀、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、生物活性基本不變、受熱易變性成分損失少,能夠延長物料的保存期限,并且便于運(yùn)輸。目前冷凍干燥技術(shù)常用于各種抗生素、疫苗、血漿、中藥注射劑、生物和基因工程產(chǎn)品等方面。
本公司主要開發(fā)核酸檢測試劑,為液體形式,運(yùn)輸過程中不僅不便還需要冷鏈,保存需要冷藏。溫度控制不好,產(chǎn)品的性能很容易受到影響。因此,公司探討把核酸檢測試劑做成凍干形式,大大降低運(yùn)輸和保存的成本。
凍干核酸檢測試劑可以讓試劑凍干固化并保證復(fù)融后試劑的活性不變,方便了運(yùn)輸及儲存。目前在技術(shù)上有保護(hù)劑的選擇,共晶點(diǎn)探索,凍干過程工藝的優(yōu)化、溫度、壓力及時(shí)間的控制等方面的難題仍需解決。特別是,凍干后長時(shí)間內(nèi)要保持產(chǎn)品的性能。
但是目前檢測試劑凍干方面的生產(chǎn)商和研究機(jī)構(gòu)甚少,無相關(guān)資料和國標(biāo);且本產(chǎn)品不可在凍干機(jī)上進(jìn)行真空壓蓋,極大的限制了產(chǎn)品的性能及保存效期。
2、技術(shù)難題主要內(nèi)容(介紹該技術(shù)(產(chǎn)品)存在的主要問題,制約技術(shù)(產(chǎn)品)突破性發(fā)展的主要原因,今后產(chǎn)品在工藝、技術(shù)、方法、原理、材料、結(jié)構(gòu)上發(fā)展趨勢。著重介紹在技術(shù)上需要突破、發(fā)展、采用的新技術(shù)和解決的新問題)
目前凍干過程中遇到的最大問題:
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保護(hù)劑種類及濃度的選擇:保護(hù)劑的添加,不能夠阻礙試劑PCR擴(kuò)增過程和毛細(xì)管電泳;保護(hù)劑能夠有效的保護(hù)核酸檢測試劑整體(包括酶在內(nèi)的所有組分)凍干后的活性。
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凍干工藝:在某種特定種類、濃度保護(hù)劑添加的情況下,核酸檢測試劑和保護(hù)劑混合物的共晶點(diǎn)溫度;冷凍干燥過程中的預(yù)冷降溫速度、保持溫度、時(shí)間;一次干燥過程中的溫度控制、壓力控制、時(shí)間控制,終點(diǎn)的判斷;二次干燥過程中的溫度、壓力、終點(diǎn)的判斷均未知。
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凍干產(chǎn)品包裝:由于核酸檢測試劑并不能用西林瓶來包裝,因此,在產(chǎn)品凍干后不可在凍干機(jī)內(nèi)進(jìn)行真空壓蓋。產(chǎn)品需要拿出凍干機(jī)后再處理,因此核酸檢測試劑凍干后封裝時(shí)的環(huán)境濕度、操作時(shí)間需要深入研究,這會(huì)決定我們產(chǎn)品的性能及最終保存時(shí)間。
3、研究開發(fā)前期基礎(chǔ)(介紹前期研究開發(fā)情況,包括已經(jīng)開展過合作的單位、研究開發(fā)的技術(shù)路線和研究積累的經(jīng)驗(yàn)等情況)
前期的實(shí)驗(yàn)思路是:保護(hù)劑種類、濃度的初步篩選,然后產(chǎn)品后處理環(huán)境溫度、時(shí)間,凍干工藝曲線的摸索。
1、之前已經(jīng)初步選用多種不同的保護(hù)劑進(jìn)行加樣后的PCR實(shí)驗(yàn),選定對PCR和電泳過程并無太大影響的幾種保護(hù)劑后,分別將各種保護(hù)劑添加到產(chǎn)品中進(jìn)行凍干,最后選擇了幾種保護(hù)劑。然后用選定的保護(hù)劑,對沒有甘油的酶進(jìn)行凍干,復(fù)溶后檢測活性后選定了其中的一種有效的凍干保護(hù)劑。探索了該種保護(hù)劑濃度對其PCR過程及凍干后的影響。
2、對沒有酶的產(chǎn)品進(jìn)行初步效期實(shí)驗(yàn),探索了凍干產(chǎn)品的前期處理環(huán)境濕度、處理時(shí)間,且探索了保存的溫度。在目前一個(gè)月的效期實(shí)驗(yàn)中,產(chǎn)品的外觀、檢測后的性能均良好。
3、在此基礎(chǔ)上,我們對保護(hù)劑、酶、核酸檢測試劑混合在一起進(jìn)行凍干,檢測活性在預(yù)想范圍內(nèi)。與上海東富龍公司進(jìn)行合作,檢測了產(chǎn)品的崩塌溫度及凍干工藝曲線的初步摸索。
目前已經(jīng)取得初步成效,還需要進(jìn)行深入探索凍干工藝、其他可選擇的保護(hù)劑。
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