背景:
在生物制药行业,细胞培养操作在确定整个生产过程中起着至关重要的作用。在过去几十年中,该行业在从补料分批培养中获得更高的产品效价方面取得了很大的进展。细胞生产的蛋白质类产品的产量都已达克级有的甚至可达10克级,比80年代中期提高了100多倍,用于治疗各种疾病的生物产品的种类也越来越多,这些成果的取得大都依赖于工程宿主细胞的改良,培养基的优化以及许多其他工艺流程的创新。生化分析仪作为细胞培养基优化过程中常用的检测仪器,已经成为生物制药行业的必备工具。
1生化分析仪的分类:
生化分析仪又常被称为生化仪,是采用光电比色原理来测量体液中某种特定化学成分的仪器。由于其测量速度快、准确性高、消耗试剂量小,现已在各级医院、防疫站、计划生育服务站得到广泛使用。配合使用可大大提高常规生化检验的效率及收益。
常见的生化分析仪基于两种基本原理:第一是酶比色法也就是传统意义上的生化分析仪,第二是类是随着生物科技的发展酶分子改造技术、酶的固定化技术的发展酶电极法生化分析仪应用而生,主要应用于战地医疗、ICU等对检测速度、检测环境又特殊要求的场合。
1.1光学比色生化分析仪发展历程
第一代:分光光度计
第二代:半自动生化分析仪:半自动生化分析仪指在分析过程中的部分操作(如加样、保温、吸入比色、结果记录等某一步骤)需手工完成,而另一部分操作则可由仪器自动完成。
第三代:全自动生化分析仪:1957年诞生于美国,全自动生化分析仪,从加样至出结果的全过程完全由仪器自动完成。操作者只需把样品放在分析仪的特定位置上,选用程序开动仪器即可等取检验报告。按照仪器结构原理可分为 :连续流动式(管道式)、分立式、离心式和干片式四类。
1.1.2光学比色生化分析仪检测过程
(1)检测原理(针对细胞培养项目):底物经过一系类的酶的作用生成过氧化氢,过氧化氢与4-氨基安替比林反应生成红色醌类物质在540nm处有吸收峰。
(2)检测过程:加样——加试剂——混合——保温反应——检测——输出结果。
2酶电极法生化分析仪:
2.1 检测原理:底物经过一系类的酶的作用生成过氧化氢,过氧化氢在电极表面形成电势差,电势差的大小与过氧化氢的浓度成正比。
2.1 检测过程:定标——进样——酶膜表面反应——检测——输出结果
3生化分析仪检测速度:
由生化分析仪的诞生背景、检测原理、检测过程可知,两种方法的生化分析仪在检测同一个样本,同一个项目时间上有很大差异。
西尔曼科技M900生化分析仪 | 罗氏cedex bio | Nova bioprofile 400 | 备注 | |
检测原理 | 酶膜电极法 | 酶-光学比色法 | 酶膜电极法 | |
单项目检测时间(以葡萄糖为例) | 45秒 | 5-10分钟 | 45秒 | |
仪器准备时间(开机自检、清洗、试剂准备、定标等) | 5分钟 | 15-20分钟 | 5分钟 | 正常时间,项目多,定标通不过,有可能准备时间超过30分钟 |
4单个样本检测成本:
生化分析仪目前的主流应用在医疗领域,大型医疗机构每天有上千个样本进行检测,因此生化分析仪的试剂包正常情况下也是500T起,并且每个公司的生化分析仪都会有自己特殊条码系统,耗材之间不能通用,由于条码系统的存在,耗材很容易实现寿命控制(试剂包从扫码之日开始计时,一定时间之后试剂包自动失效,要求客户重新更换试剂包,否则仪器无法检测),临床生化分析仪的盈利模式主要依靠耗材,所以常规医疗用生化分析仪不适合细胞培养行业。
西尔曼科技M900生化分析仪 | 罗氏cedex bio | Nova bioprofile 400 | 备注 | |
单项目检测成本(谷氨酰胺为例) | 0.5元 | 10元左右 | 10元左右 | 按每天50次检测量,试剂盒开包后有保质期,检测样本越少,单次检测成本越高 |
5日常维护成本:
目前无论是细胞行业还是临床,生化分析仪即使不用也要进行日常维护,所以作为工业客户,本着为公司经济效益着想,首先要考虑的就是仪器的日常维护的耗材成本、人力资源成本和时间成本。
耗材类型 | 西尔曼科技M900生化分析仪 | 罗氏cedex bio | Nova bioprofile 400 | 备注 |
生化分析仪光源(灯泡) | —— | 6000 | —— | 按照1000h寿命计算,每天开机10个小时 |
滤光片 | —— | 4000 | —— | 8组滤光片,平均每年更换2片 |
生化模块清洗缓冲液 | 500 | 2000 | 15000 | 按照一年计算 |
离子模块清洗液 | 5000 | 24000 | 24000 | 按照上机寿命30天 |
气体模块清洗液 | —— | 50000 | 按照上机寿命30天 | |
一年维护成本 | 5500 | 36000 | 89000 | |
耗材货期 | 一周内 | 2个月 | 2个月 |
6检测的准确度和精确度:
准确度和精确度是挑选生化分析仪时最重要的两个方面。准确是指检测值与实际值相等。精确是指同一个样品多次检测结果接近一致。
对比项目 | 西尔曼科技M900生化分析仪 | 罗氏cedex bio | Nova bioprofile 400 |
检测原理 | 酶膜电极法 离子性选择电极 | 酶-光学比色法 离子性选择电极 | 酶膜电极法 离子性选择电极 |
稳定性 | cv<2% | cv<5% | cv<2.5% |
准确性 | <2% | <2% | <2.5% |
当前生化分析仪存在的问题
在目前的生化分析仪的使用过程中您是否遇到以下问题?
1. 当天的样本量太大,工艺部门结果又要得急,一个样品全部项目检测完成需要超过15分钟时间,等待样品检测结果期间,度日如年。
2. 刚配出来的培养基葡萄糖浓度明明是9g/L,检测结果却只有4.5,到底是哪里出错了?原料质量、称重……
3. 试剂包刚换过没几天,又提示更换
4. 仪器流路时常被堵塞,需要售后工程师上门,然而又急用仪器
5. 刚打开的试剂包测了几个样品,忘记放到冰箱,导致检测失效,上千块又没了
6. 检测高浓度培养基后,再去检测低浓度的,检测结果不稳定,数据偏差大于10%
7. 一年的耗材使用成本超过一个研究生的工资:在公司除了人员便宜,其他的都贵……
如果您有以上问题请给我们中国制造一个机会,给深圳创新一个机会,给您的检测成本一个机会!我们的目标是为您提供稳定精准,标准化符合GMP法规的生物培养工艺过程参数分析设备!
应用范围:
1. CHO细胞培养过程、工艺优化
2. 疫苗细胞培养过程监测、工艺优化
3. 基础科研细胞代谢过程研究
4. 商业化培养基常规组分的验证
5. 培养基配制过程准确性的验证
产品特点:
1. 一次性自动检测15个样品
2. 符合GMP要求,支持3Q认证
3. 简单操作,一键检测多达11个参数:葡萄糖、乳酸、谷氨酸、谷氨酰胺、铵离子、钠离子、钾离子、钙离子、pH、渗透压、氯化胆碱等
4. 免维护设计
5. 更符合中国人使用的智能操作系统
6. 全项目稳定性和准确性小于2%,与进口仪器相关性大于0.99