IVD侧向层析检测开发

制作分析物IVD侧向层析试纸条

基于免疫色谱层析原理的侧向层析试纸条适用于多种目标分析物。第一支试纸专为检测人绒毛膜促性腺激素 (hCG) 而开发。如今，商业化试纸可用于监测排卵、检测传染病微生物、分析违禁药物及测定其他重要的人类生理学分析物。这类产品还被引入到兽医检测、农业应用、环境检测和产品质量评估等领域。第一支试纸根据是否存在信号线提供定性结果，但试纸设计已朝着半定量和定量分析以及手持式读取器融合的方向发展。

大多数侧向层析试纸条都按照现有免疫测定形式打造。因此，hCG 试纸条通常采用夹心式检测法； 通过竞争性或抑制性测定分析违禁药物。在血清检测中，此方法检测作为各种疾病状态指标的抗体。尽管试纸间存在各种差异，但它们的共同点是：使样品流中游离的检测器颗粒与吸附在测试线处膜上的捕获试剂形成复合物（图 1）。

从设计阶段到产品开发再到最终制造过程，侧向层析试纸条全程采用了生物学、化学、物理学和工程学原理。如果难以以大规模可靠生产，在研发实验室中性能良好的试纸设计也聊胜于无。同样，即便某一产品在内部测试期间运行良好但在现场无法可靠运行，也鲜有成功的可能。单一材料、试剂或工艺中特征不明的差异足以破坏性能一致性。

鉴于这些因素，本指南提供了有关免疫色谱层析试纸条设计的关键因素信息，尤其是材料的选用及其与试剂和生产工艺的集成。了解这些设计原理有助于把握侧向层析检测的开发框架。

入门

产品描述

开始试纸开发之前，确定基本的产品设计非常重要。许多产品属性需要在一开始就确定，以免资源白白浪费在不符合市场需求的设计上。确定某些性能标准必然需要掌握市场信息。试纸的关键参数包括：检测限（灵敏度）、所需的特异性、测定速度、检测形式、检测系统、测试线形式、结果解读、样品基质、外壳设计、包装、标签、稳定性要求和目标成本。了解试纸开发计划时间周期也很重要。

抗体和其他捕获试剂

免疫色谱层析试纸使用的抗体的灵敏度、特异性、纯度和稳定性必须满足成品的性能要求。根据检测方法设计，抗体可用作测试线处的捕获试剂、检测器颗粒上的复合物，或两者兼而有之。从生产的角度而言，抗体来源应充足，足以满足预期生产需求。供应纯化和一致性也很重要。由于抗体可能与膜和检测器颗粒结合，因此污染蛋白会与抗体竞争结合位点。究竟使用多克隆抗体还是单克隆抗体，也需要一番抉择。抗体制剂至少应该进行亲和纯化。

选择抗体的一个关键考虑因素是在试纸条制造和储存过程中抗体将经历的极端化学条件。最低要求是：抗体在吸附到固体表面后必须保持反应性，在完全干燥时保持结构完整性，在被样品复溶时立即具有反应性。来自其他实验（例如 ELISA 或蛋白质印迹）的抗体系统可能无法满足这些要求，因此需要筛选替代方案。此外，用于稳定溶液中抗体的策略通常与免疫层析试纸不相容。

虽然在测试线上形成的免疫复合物最常用作结果指示剂，但理论上可以使用任何配体识别系统（其中检测器颗粒桥接至膜上的捕获试剂）获取结果。此类系统所用的试剂，无论是否从天然来源中纯化或作为合成构建体制备，都与抗体存在相同的灵敏度和稳定性要求。重要的是要了解这些试剂的制备方式、“纯化”产物可能存在的污染物以及可预期的批次间差异。不应臆测纯度，而应由供应商通过相关分析方法佐证。

检测试剂

可通过各种类型的检测试剂实现信号可视化。市售试纸最常用的材料是乳胶珠和胶体金颗粒。其他可能的材料包括酶复合物、其他胶体金属、荧光颗粒和磁性颗粒。颗粒物最重要的特征之一是粒子群是单分散的，具有尺寸和球形一致性。进行测试时，颗粒物需要穿过膜的曲折孔隙结构。

粒径越小，颗粒物移动的速度越快。不同粒径和形状分布的颗粒制剂将以不同的速度穿过膜。即使试纸的所有其他组分相同，这一因素也可能导致明显的敏感度和特异性差异。

关于制备各种颗粒物以及抗体与其缀合的方法，请见相关文献。

也可从商业渠道获取这类颗粒物。缀合检测器颗粒是成品试纸条中的关键试剂之一，因此需要充分验证其制备和处理方法。同时还需要确定相关的质量控制方法。如果从供应商处购买，则应具备侧向层析试纸性能相关的属性参数。

许可协议

现有许多相关的技术、格式、试剂和材料专利，可能为免疫层析试纸开发带来巨大价值。在最终产品商业化之前，试纸开发人员可能需要考虑其中一项或多项专利许可。对于已发布的专利，我们不提供法律顾问，也无法转让任何相关的权利。相关专利列表请见表1。

部分专利（例如，US4855240、US4703017、US4376110 和 EP0810436A1）可能涉及广泛，适用于许多不同的试纸形式。其他专利则存在更多限制，根据试剂选择和试纸设备形式可能不适用。最后，可能还存在与免疫色谱层析试纸和一般免疫诊断测定相关的其他专利。为了遵守国际贸易和许可协议并防止产品推出后可能出现法律争议，试纸开发商和制造商在商业化之前审阅专利文献是必要的严谨做法。

针对各开发阶段制定制造方案

制造方案涵盖了从纯手动到完全自动化的范围。为确保重现性，某些步骤需要高度一致性。

选择正确的制造工艺

工艺选择主要取决于要制造的产品数量以及人员和装备制造设施可用资金。

• 手动 – 批量模式处理材料。
• 自动化 – 连续模式处理材料。
• 手动与自动相结合。

确保制造一致性的关键要素

考虑制造过程的以下要素，确保从研发到制造的一致性。

• 将膜、样品垫、结合垫和吸附垫一致层压到支撑背衬上。
• 将片或卷状试纸精确切割成规定长度和宽度的试纸条。
• 控制膜、样品垫、结合垫和其他多孔介质上试剂铺展的一致性。
• 将试纸条放入塑料外壳中。

最大限度减少浪费并提高产量

最后，在设计检测方法和规划生产产品进程时，请通过以下步骤最大限度减少浪费并提高产量。

• 在规划过程中确保材料和试剂的批号规格匹配。
• 不断培训相关人员，确保制造工艺正确执行。
• 持续进行工艺在线检查，以确保子组件按照规格制造。
• 确保所选材料与制造机械兼容，以便在成品设备中实现预期性能。