
疫苗作為預防傳染病的核心生物制品,其生產過程的質量控制直接關系到接種安全性與免疫有效性?!吨腥A人民共和國藥典》明確規定,CHO、Vero細胞來源的疫苗宿主殘留DNA含量需控制在10-100pg/劑以內,而病毒載量、外源核酸污染等指標的精準檢測則依賴于高質量的核酸提取技術。傳統手動核酸提取方法存在操作繁瑣、效率低下、結果重復性差等問題,且易因人為操作引入交叉污染,難以滿足疫苗規模化生產中的高通量質控需求。
一、材料與方法
(一)實驗材料
1、儀器設備
博清生物核酸提取儀;熒光定量PCR儀;紫外分光光度計;臺式高速離心機。對照儀器核酸提取儀。
2、試劑與樣本
博清生物磁珠法核酸提取試劑盒V;qPCR預混液;Vero細胞DNA標準品;PRRSV RNA標準品;無核酸酶水。實驗樣本來源于狂犬病疫苗生產工藝節點:①細胞培養上清;②純化中間產物;③成品疫苗,均由某生物制品企業提供。
3、質控品設置
陽性對照:含100pg/μL Vero細胞DNA的模擬樣本;陰性對照:無核酸酶水;空白對照:僅添加提取試劑的反應體系。
(二)實驗方法
1、核酸提取流程優化
基于疫苗樣本特性,通過博清生物核酸提取儀的程序編輯功能定制提取方案:裂解溫度65℃(10分鐘),結合溫度室溫(5分鐘),洗滌緩沖液分3次添加,洗脫溫度70℃(2分鐘),洗脫體積50μL。程序設置完成后通過U盤導出備份,確保實驗重復性。儀器運行前啟動UV消毒功能30分鐘,操作過程中嚴格遵循安全門聯鎖機制(開門自動暫停程序)。
3、數據處理
采用SPSS 22.0軟件進行統計分析,計量數據以“均值±標準差”表示,組間比較采用t檢驗,P<0.05為差異有統計學意義。
二、結果
(一)核酸提取效率與純度
博清生物核酸提取儀對疫苗不同節點樣本的核酸提取回收率均高于90%,其中細胞培養上清樣本回收率達95.2%±2.3%,顯著高于手動提取法(78.3%±4.5%,P<0.01),與對照儀器(94.8%±2.1%)無統計學差異(P>0.05)。提取產物純度方面,DNA樣本A260/A280比值為1.82±0.05,RNA樣本為1.93±0.04,均符合下游檢測的純度要求(DNA1.7-2.0,RNA1.8-2.1),且明顯優于手動提取法(DNA1.65±0.08,RNA1.72±0.07)。
(二)污染控制效果
未啟動UV消毒時,陽性樣本相鄰孔的交叉污染率為3.2%;經15分鐘UV消毒后,污染率降至0.8%;消毒30分鐘后,污染率進一步降至0.1%以下,且空白對照均未檢出核酸信號。儀器的安全門聯鎖設計可有效避免操作過程中的氣溶膠污染,結合內置空氣過濾系統,形成了多重污染防控體系。
(三)下游qPCR兼容性
以博清生物核酸提取儀提取的核酸為模板進行qPCR擴增,其擴增效率為98.6%±1.2%,相關系數R2>0.99,Ct值CV為1.8%±0.3%;而手動提取產物的擴增效率為89.3%±2.5%,Ct值CV為4.2%±0.6%。表明該儀器提取的核酸抑制劑殘留少,可滿足疫苗質控中高靈敏度核酸檢測的需求。
三、討論
疫苗生產質控的核心目標是實現關鍵指標的精準、高效監測,而核酸提取作為檢測前處理的關鍵環節,其技術水平直接決定質控數據的可靠性。本研究證實,博清生物核酸提取儀通過以下技術優勢適配疫苗質控需求:
在效率與純度優化方面,該儀器采用磁珠法分離技術,結合獨立加熱模塊的精準溫控(裂解/洗脫溫度可自定義),實現了病毒核酸與宿主殘留核酸的高效分離。其對細胞培養上清樣本的回收率超95%,純度比值穩定在理想區間,這與儀器的多檔可調振蕩混合系統密切相關——通過優化振蕩強度可促進磁珠與核酸的充分結合,減少雜質吸附。相較于傳統手動方法,自動化操作不僅提升了提取效率,更通過標準化流程降低了人為誤差,這與疫苗質控中“結果可追溯、過程可重復”的GMP要求高度契合。
在高通量與靈活性平衡方面,博清生物核酸提取儀的多樣本靈活通量設計,可適配疫苗研發從小試到中試的不同階段需求:小批量樣本可通過單孔獨立提取減少試劑浪費,中批量樣本則通過同步處理縮短檢測周期。其15-40分鐘的提取耗時與同類儀器相比具有明顯優勢,尤其適用于疫苗生產中“實時質控”的時間需求——如細胞培養過程中病毒載量的動態監測,可通過快速提取-檢測反饋調整培養參數。此外,儀器支持100組以上程序存儲及U盤導入導出功能,便于實驗室針對不同疫苗類型(如滅活疫苗、重組蛋白疫苗)建立專屬提取方案,提升了方法學驗證的效率。
在污染控制安全性方面,UV消毒與安全門聯鎖的雙重防護設計,有效解決了疫苗質控中“交叉污染導致假陽性”的關鍵痛點。本研究中30分鐘UV消毒可使污染率降至0.1%以下,優于部分同類儀器的污染控制效果,這對于低濃度殘留核酸檢測至關重要。同時,儀器的封閉性操作減少了氣溶膠擴散風險,符合生物安全實驗室的操作規范。
在法規符合性方面,博清生物核酸提取儀的性能參數均滿足《生物制品生產檢定用儀器設備校準指南》要求,其提取產物的高純度特性可直接適配qPCR、數字PCR等精密檢測技術。
本研究的局限性在于未涵蓋mRNA疫苗等新型疫苗類型的提取驗證,未來可進一步拓展樣本范圍,評估儀器對RNA完整性的保護效果——如通過RIN值測定驗證提取過程中RNA降解情況。此外,可結合LIMS系統實現儀器操作數據的自動上傳,進一步強化質控過程的數字化管理。
博清生物科技(南京)有限公司研發的核酸提取儀通過高效的核酸提取性能、優異的重復性、可靠的污染控制及靈活的通量設計,可有效滿足疫苗生產全流程的質控需求,尤其適用于宿主殘留核酸檢測、病毒載量監控等關鍵環節。其自動化、標準化的技術特點不僅提升了質控檢測的效率與準確性,更助力疫苗研發實驗室建立合規的質量控制體系。隨著疫苗技術的不斷發展,該類儀器有望通過與下游檢測技術的深度整合,進一步推動疫苗質控的“全流程自動化”進程。
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