真空冷冻干燥技术在IVD制剂中的应用

体外诊断试剂是指可单独使用或与仪器、器具、设备或系统组合使用，在疾病的预防、诊断、治疗监测、预后观察、健康状态评价以及遗传性疾病的预测过程中，用于对人体样本（各种体液、细胞、组织样本等）进行体外检测的试剂、试剂盒、校准品（物）、质控品（物）等。

根据检测原理和方法，IVD可分为生化诊断、免疫诊断、分子诊断、微生物诊断、尿液诊断、凝血类诊断、血液学和流式细胞诊断等，其中前三类为IVD主流应用。

根据中心法则和基本的生命活动过程，分子诊断、免疫诊断和生化诊断分别对应了DNA 和RNA、蛋白质、代谢物三个层面;血液学和流式细胞则从细胞层面分析生命运行状况;微生物和尿液分别从病原体和人体代谢层次阐释人体健康状况。

IVD细分领域众多，根据使用环境和操作者的不同可分为临床实验室诊断和即时诊断/床旁检测(POCT)(Point Of Care Testing)。而根据检测指标、标本、原理的不同，IVD市场的“三国"为生化诊断、免疫诊断和分子诊断。生化诊断起步较早，为临床最常见的传统检查，主要有测定酶类、脂类、蛋白和非蛋白氮类等几大类检测项目，其技术壁垒较低。全自动生化分析仪操作简便、检测速度快、精密度高、重复性好、检测结果不受操作影响，是生化检测发展的方向。免疫诊断通过抗原抗体特异性结合实现检测，其试剂种类多，目前的主流技术为酶联免疫和化学发光技术。

1、化学发光

化学发光目前主要用于肿瘤、甲功、激素、传染病的检测。这些常规检测占整个市场金额的60%，占测试量份额的75%-80%。在中国，这些检测占据市场金额80%的份额，某些套餐的应用广度与国家特点相关，比如药物滥用和药物检测，在欧美使用较广，中国相对较少。

2、血球试剂

血球试剂是医疗器械范畴下的体外诊断试剂，属于需省级药监部门注册管理的第二类医疗器械，需与血液细胞分析仪配套使用，用于临床检测血细胞计数、血红蛋白含量及分类等指标。其主要成分包括硫酸钠、氯化钠等化合物，通过调节渗透压、pH值溶解红细胞并释放血红蛋白，结合阻抗法检测白细胞总数，样本需采用EDTA抗凝静脉血。

3、血细胞计数产品

血细胞计数产品由血细胞分析仪、试剂、校准品和质控品组成。血细胞分析仪又叫血液细胞分析仪、血球仪器、血球计数仪等，是亿元临床检验应用非常广泛的仪器之一。血球分析仪通过电阻法对血液中的白细胞，红细胞，血小板进行分类，可以得到血红蛋白浓度，红细胞压积，各细胞组分的比例等与血液有关的数据。20世纪60年代，血球计数是通过人工染色和计数实现的，操作复杂，效率低下，检测精度差，分析参数少，对从业人员要求高，种种劣势限制其在临床检验领域的应用。

4、血球试剂

血球试剂是一种具有一定的pH、恰当的渗透压、电导率和电解质平衡液，与人体血细胞按一定比例稀释，能使人体血细胞保持正常生理形态，且分散不易团聚；血球试剂能安全溶解红细胞，释放血红蛋白并与之形成稳定的化合物，并在540nm处测定其吸光度值，得到其血红蛋白含量，同时通过阻抗法检测白细胞总数（WBC）；CT-5D血球试剂是低渗的、酸性的、含有适量湿润剂的溶液，迅速溶解掉血液中的红细胞。

体外诊断试剂行业的发展状况与上个世纪90年代初，一方面市场很大，另一方面进口试剂及诊断仪器的垄断优势正在被民族产品打破和制约。这是对中国体外诊断试剂发展现状的总结。中国体外诊断试剂产业发展总体表现出一种发展中大国的特点，那就是市场大，市场潜力更大。中国有18000多家医院、300多个血站，同时，数以千计的体检中心以及数以百计的独立实验室正如雨后春笋般异军突起，一些独立的医学检验实验室也开始参与其中，这为体外诊断试剂的发展提供了广阔的市场空间。

随着人民群众收入的增加和生活标准的提高，人们对健康和医疗品质又有了更高的需求。在种种利好的条件下，体外诊断试剂产业的发展迎来了医疗发展“千载难逢"的好机遇。

正是看到这种广阔的市场前景，国外大型医疗影像企业开始纷纷兼并体外诊断行业的企业。各种方法学的 IVD 试剂通常包含核酸、抗原、抗体和酶等生物大分子，这些生物活性物质的结构和功能易受温度影响而失活，这给检测结果的准确性带来了挑战。因此，诊断试剂在存储和运输过程中对温度控制有着严格的要求。更高效的生产工艺、试剂稳定性和更低的运输成本，将对整个行业的发展产生深远的影响。

体外诊断试剂，以分子诊断试剂为例，通常分为液相和固相两种形式。固相形式又细分为原位冻干和冻干微球型。液相形式的体外诊断试剂通常需要冷链运输和冷藏工艺，这不仅增加了运营成本，还可能对产品质量造成潜在风险。原位冻干技术解决了冷链运输问题，使得诊断试剂可以在常温下运输，但包材间的间隙、试剂盒与冻干板层的不匹配、试剂盒及包材的不良热传导性、复杂的进出料工艺等问题，在一定程度上限制了原位冻干的产能、利润及推广。新型冻干诊断试剂微球不仅解决了冻干诊断试剂无需冷链运输的问题，还在产量、效率、能耗等方面展现出独特优势，有望在一定程度上替代现有的原位冻干诊断试剂形式。

实验样本：血液样本

实验目的：制备血球制剂，冻干所有水分，呈均一球状

实验设备：Mercury系列

实验过程：

1.配制诊断试剂料液。

2.将诊断试剂料液滴入液氮中使其速冻成定量的微球颗粒。

3.将滴珠制成的微球进行升华干燥。冻干程序为：升华程序-40℃~25℃，真空度2Pa，时间24h。

4.程序结束后，释压取出冻干好的样品，分装或者进行后续实验。

预冻前：

成球后冻干中：

冻干后：

冻干后呈球状，且性能达到理想效果。