مع اهتمام الناس المتزايد بالمخاوف المتعلقة بالصحة، يتطور مجال التشخيص المخبري بسرعة. وعلى وجه الخصوص، أدى ظهور فيروس كورونا المستجد إلى تسريع توسع سوق التشخيص المخبري. في الوقت الحاضر، يتم استخدام RT-qPCR على نطاق واسع في تطوير منتجات الكواشف التشخيصية المخبري، ولكن الكواشف التشخيصية السائلة RT-qPCR لها تكاليف نقل عالية وأداء غير مستقر ومدة صلاحية قصيرة. يمكن للكواشف المجففة التغلب تمامًا على أوجه القصور في الكواشف التشخيصية السائلة RT-qPCR. إذن كيف يجب تصنيع الكواشف المجففة؟ كيف تختار طريقة الإنتاج؟

1. ما هي المواد المجففة؟

2. ما هو التجفيف بالهواء؟

3. ما هو التجميد بالتجميد؟

4. ما هو الفرق بين التجميد بالتجميد والتجفيف بالهواء؟

5. المنتجات ذات الصلة والأداء

1. ما هي المواد المجففة؟

الكواشف المجففة هي الكواشف التي يتم الحصول عليها بعد تجفيف العينة وتجفيفها. يمكن تسليم الكواشف المجففة في درجة حرارة الغرفة ولا تتطلب نقل سلسلة التبريد. يمكن أن يتجنب التجميد والذوبان المتكرر للكواشف للتأثير على أداء الكواشف ومدة صلاحيتها، ويقلل بشكل كبير من تكلفة النقل. ليس من السهل على الناس استخدامها فحسب، بل إنها تقلل أيضًا من المتطلبات على المشغلين. تهتم صناعة التشخيص الجزيئي بتجفيف الكواشف في المقام الأول لأنها يمكن نقلها وتخزينها في درجة حرارة الغرفة. يوجد الآن طريقتان للتجفيف مستخدمتان على نطاق واسع: التجفيف بالتجميد والتجفيف بالهواء. تقنية التجفيف بالهواء أقل تكلفة، في حين أن تقنية التجفيف بالتجميد هي الأكثر شيوعًا، وكلاهما له مزاياه. هناك طريقتان لإنتاج الكواشف المجففة: التجفيف بالهواء والتجفيف بالتجميد. ما هما وكيف يجب على المرء أن يختار؟

2. ما هو التجفيف بالهواء؟

التجفيف بالهواء هو تقنية تجفيف يمكن استخدامها لإعداد كواشف التجفيف. ينقسم التجفيف بالهواء إلى ثلاث عمليات: التجفيف بالهواء الطبيعي، والتجفيف بالهواء الساخن، والتجفيف بالهواء الطبيعي المقلد. في عملية الإنتاج الصناعي، لضمان استقرار جودة المنتج والإنتاج، غالبًا ما يتم تجفيف الكاشف بالهواء الساخن. بالنسبة لكواشف التشخيص IVD، يتم استخدام فرن دقيق مع وظيفة النفخ أو الفراغ بشكل عام لتجفيف السائل عند درجة حرارة أعلى من درجة حرارة الغرفة (التجفيف عند 50 درجة مئوية لمدة 80 دقيقة)، يتم تجفيف السائل بالهواء إلى مادة جافة لزجة. تظهر العملية المحددة في الشكل 1.

الشكل 1. التجفيف بالهواء الساخن

إن مفتاح تجفيف الكواشف الجزيئية السائلة لا يقتصر فقط على ضمان إمكانية ترطيب الإنزيم بسرعة بعد التجفيف، بل يشمل أيضًا ضمان عدم تأثر استقرار وحساسية وخصوصية الكواشف المجففة. تتطلب عملية التجفيف بالهواء فرنًا دقيقًا فقط. وبالمقارنة مع التجفيف بالتجميد، فإن المعدات أرخص واستهلاك الطاقة أقل، وبالتالي تكون تكلفة الكواشف أقل. بالإضافة إلى ذلك، فإن عملية التجفيف بالهواء بسيطة ووقت التجفيف أقصر (خلال ساعتين). للتجفيف بالهواء مزايا وعيوب. أثناء عملية التجفيف بالهواء، ستفقد مكونات مختلفة بما في ذلك الإنزيمات مع تبخر الماء. ليس هذا فحسب، بل إن محلول التفاعل ومكوناته سيتضرر أيضًا بسبب ارتفاع درجة الحرارة إلى 50 درجة مئوية. كما أن بعض المكونات تتأكسد بسهولة أكبر، وبالتالي فإن العمر الافتراضي للكواشف المجففة بالهواء سيكون أقصر. بالإضافة إلى ذلك، فإن الكواشف المجففة بالهواء لها لزوجة قوية ويسهل تعليقها على الحائط، ولديها قدرة ضعيفة على إعادة الترطيب.يمكن أن تعوض عملية التجميد عن عيوب التجفيف بالهواء.

3. ما هو التجميد بالتجميد؟

تختلف عملية التجفيف بالتجميد عن عملية التجفيف بالهواء، حيث تعتمد على مبدأ أساسي وهو تغيير الماء في ثلاث مراحل. حيث تتكون المياه من ثلاث مراحل: الصلبة والسائلة والغازية، ويمكن أن تتعايش هذه المراحل الثلاث وتتحول مع بعضها البعض. وعندما يكون الضغط أكبر من 610.75 باسكال، مع زيادة درجة الحرارة، يذوب الجليد ويتحول إلى ماء، ويتبخر الماء ويتحول إلى بخار. وعندما يكون الضغط أقل من 610.75 باسكال، يتحول الجليد مباشرة إلى بخار ماء عن طريق التسخين. كما هو موضح في الشكل 2. حيث تستخدم عملية التجفيف بالتجميد مبدأ التحول الطوري للماء. أولاً، يتم تجميد الكواشف السائلة إلى -30 درجة مئوية ~ -40 درجة مئوية، بحيث يتم تجميد معظم الرطوبة في المادة إلى جليد. ثم يتحول الجليد إلى بخار ماء في فراغ أعلى، مما يوفر مصدر حرارة منخفض الحرارة. يتم تكثيف بخار الماء بواسطة مكثف في نظام الفراغ بحيث تبقى المواد الأخرى في الجليد، وبالتالي الحصول على المنتجات المجففة.

الشكل 2. مخطط الطور للمياه

إذن، ما هي الأشكال الرئيسية للكواشف المجففة بالتجميد؟ تنقسم الكواشف المجففة بالتجميد في IVD بشكل أساسي إلى ثلاثة أشكال: التجميد بالتجميد في زجاجات البنسلين، والتجميد بالتجميد في الموقع، والكرات المجهرية المجففة بالتجميد. تظهر الصيغ المجففة بالتجميد الثلاثة في الشكل 3. الأشكال المختلفة لها مزاياها وعيوبها. التجميد بالتجميد في زجاجات البنسلين هو الشكل الأكثر تصنيعًا. ليس فقط لديه خطوط إنتاج آلية بالكامل، بل لديه أيضًا عملية تحقق كاملة ومراقبة المخاطر. العملية هي الأبسط والأكثر نضجًا. العيب هو أن تكلفة زجاجة البنسلين عالية، ويجب ألا تكون كمية التعبئة صغيرة جدًا. ومع ذلك، فإن كمية كل كاشف IVD صغيرة جدًا، لذلك يجب تعبئتها لوجبات متعددة أو استخدامها عدة مرات في المرة الواحدة. إذا لم يتم استخدامها، فيجب تخزينها بشكل منفصل، وتفتقر إلى الراحة.

تعني عملية التجفيف بالتجميد في الموقع أن جميع مكونات الكاشف يتم تجفيفها بالتجميد مباشرة في المجموعة، وهو ما يكون أكثر ملاءمة للاستخدام. ومع ذلك، فإن توزيع البرودة والحرارة في مجفف التجفيف بالتجميد منحاز، كما أن وضع المجموعات مختلف، وبالتالي يصعب التحكم في اتساق الدفعات. بالإضافة إلى ذلك، فإن معدل استخدام مجففات التجفيف بالتجميد في الموقع منخفض للغاية، وبالتالي فإن تكلفة الاستهلاك مرتفعة. إذا تم إجراء كمية كبيرة من التجفيف بالتجميد في الموقع، فسوف تتعرض المساحيق المجففة بالتجميد للتلوث المتبادل.

الشكل 3. شكل الكواشف المجففة بالتجميد

يمكن أن تحقق الكرات المجهرية المجففة بالتجميد دقة القياس، سواء لشخص واحد أو لشخص واحد، مما يجعل المنتج أكثر ملاءمة للاستخدام. كما يمكن معالجته بعملية خاصة لمنع امتصاص الرطوبة، وتحقيق التخزين في درجة حرارة الغرفة، وحل نقاط الألم المتعددة في نفس الوقت. العيب هو أن تطوير تقنية الكرات المجهرية المجففة بالتجميد أمر صعب ومتطلبات التحكم في العملية عالية. تحتاج الكواشف المجففة بالتجميد إلى اختيار أفضل شكل وفقًا لمشاهد التطبيق. تتمتع الكرات المجهرية المجففة بالتجميد بمزايا فريدة وهي مناسبة لمجموعة متنوعة من مشاهد التطبيق، والتي تعد أكثر واعدة في السوق.

4. ما هو الفرق بين التجميد بالتجميد والتجفيف بالهواء؟

تحدد عملية التجفيف بالتجميد الفريدة مزاياها الفريدة. فمقارنة بالتجفيف بالهواء، فإن التجفيف بالتجميد يتفوق على التجفيف بالهواء في العديد من الجوانب. وتتمثل مزايا التجفيف بالتجميد فيما يلي:

يتم إجراء التجميد بالتجميد عند درجة حرارة منخفضة، لذلك لن يتم تغيير طبيعة الإنزيم أو فقدان نشاطه البيولوجي، ويكون النشاط البيولوجي كاملاً.نظرًا لأن التجفيف يتم في حالة مجمدة، فإن حجم كواشف التجفيف لا يتغير تقريبًا، ويتم الحفاظ على البنية الأصلية دون انكماش. عند التجفيف في درجة حرارة منخفضة، يكون فقدان بعض المكونات المتطايرة في كواشف التجفيف صغيرًا جدًا، وهو مناسب لتجفيف الكواشف. لن تترسب الأملاح غير العضوية على سطح المادة أثناء التجفيف، مما يتجنب تصلب سطح المادة. تكون المادة المجففة فضفاضة ومسامية، وتذوب بسرعة وبشكل كامل بعد إضافة الماء، وتعود إلى طبيعتها الأصلية على الفور تقريبًا. نظرًا لأن التجفيف يتم تحت فراغ مع القليل جدًا من الأكسجين، فإن بعض المواد القابلة للأكسدة بسهولة تكون محمية. يمكن للتجفيف إزالة أكثر من 95٪ إلى 99٪ من الرطوبة بحيث يمكن تخزين المنتجات المجففة لفترة طويلة دون تدهور.

الفرق الرئيسي بين التجميد بالتجميد والتجفيف بالهواء هو كما يلي:

الجدول 1. الاختلافات بين التجميد بالتجميد والتجفيف بالهواء

على الرغم من أن الكواشف المجففة بالتجميد أكثر تكلفة وتستغرق وقتًا أطول، إلا أن الكواشف المنتجة بالتجميد أكثر استقرارًا وأسهل في الاستخدام، وهو ما يتماشى تمامًا مع اتجاه تطوير الكواشف التشخيصية. لذلك، منذ ظهور هذه التكنولوجيا، أصبحت أكثر شيوعًا. وقد تم استخدامها على نطاق واسع في مجالات مختلفة مثل اكتشاف الأمراض، واكتشاف الفيروسات ومسببات الأمراض، واكتشاف سلامة الأغذية، واكتشاف الحيوانات، والكشف البيئي.

5. المنتجات ذات الصلة والأداء

المواد الخام المستخدمة في الكواشف التشخيصية IVD هي المفتاح.لا يمكن إزالة المواد غير المجففة بالتجميد مباشرة من المواد المجففة بالتجميد، ويجب فحص كل مكون وتصحيحه. لذلك، تعمل شركة Yeasen Biotechnology باستمرار على زيادة الاستثمار في هذا الجانب وتسعى جاهدة لتزويد العملاء بمواد خام مجففة بالتجميد عالية الجودة ومستقرة، والتي يتم طرحها في السوق بسرعة.

المنتجات ذات الصلة التي يمكن لشركة Yeasen توفيرها موضحة في الجدول 2:

الجدول 2. قائمة المنتجات

مجموعة Hieff Unicon® V Lyo-nCoV Multiplex One Step RT-qPCR (مع MgCl2) (رقم الفئة 13775) هي كاشف تشخيصي سائل خالٍ من الجلسرين ومتوافق مع التجفيف بالتجميد (جاهز للتجفيف بالتجميد). هذا المنتج هو الخيار الأمثل لتطوير تفاعل البوليميراز المتسلسل العكسي المتعدد الذي يتمتع بثبات في درجة حرارة الغرفة ويمكن شحنه وتخزينه في درجة حرارة الغرفة.

الأداء: تم تضخيم قالب الفيروس الزائف بواسطة RT-qPCR متعدد باستخدام الكواشف السائلة (باللون الأحمر) والكواشف المجففة بالتجميد 13775 (باللون الأرجواني) على التوالي. الرسم البياني الأيسر هو قناة FAM، والرسم البياني الأيمن هو قناة VIC. أظهرت النتائج أن نشاط الكواشف 13775 كان سليمًا بعد التجفيف بالتجميد، ولا يزال لديه قدرة تفاعل متعددة عالية الكفاءة. على وجه التحديد كما هو موضح في الشكل 4.

الشكل 4. أداء المنتج 13775 بعد التجفيف بالتجميد

تم وضع الكواشف المجففة بالتجميد 13775 عند درجة حرارة 37 درجة مئوية (باللون الأخضر) و-20 درجة مئوية (باللون الأزرق) لمدة 21 يومًا لإجراء اختبارات تضخيم RT-qPCR المتعددة. الرسم البياني الأيسر هو قناة FAM، واليمين هو قناة VIC. أظهرت النتائج أن الكاشف المجفف بالتجميد لا يزال يتمتع بتأثير تضخيم جيد بعد وضعه عند درجة حرارة 37 درجة مئوية لمدة 21 يومًا. على وجه التحديد كما هو موضح في الشكل 5.

الشكل 5. الاستقرار الحراري لكاشف 13775 المجفف بالتجميد - 37 درجة مئوية لمدة 21 يومًا.

6.دليل اختيار المنتج

عملية	وصف	اسم المنتج	رقم المنتج
معالجة العينة	هضم البروتين	بروتيناز ك	10401ES
	استخراج الحمض النووي الريبوزي	DNase I المعاد تركيبه (خالي من RNase)	10325ES
	تثبيط الريبونوكلياز	مثبط RNase الفأري (40 وحدة / ميكرولتر)	10603ES
النسخ العكسي	مناسب لـ RT-qPCR	النسخ العكسي Hifair V (200 وحدة / ميكرولتر)	11300ES
		إنزيم النسخ العكسي Hifair V (600 وحدة/ ميكرولتر) خالٍ من الجليسرول	11301ES
تضخيم تفاعل البوليميراز المتسلسل	بوليميراز الحمض النووي الساخن	بوليميراز الحمض النووي Hieff UNICON Hotstart E-Taq	10726ES

فيما يتعلق بالقراءة:

محلول المواد الخام للكشف عن الحمض النووي لـ COVID-19: سريع ومجفف بالتجميد

الحل الشامل من شركة Yeasen Biology للكشف عن فيروس حمى الخنازير الأفريقية

فيروس حمى الخنازير الأفريقية - محلول تضخيم مباشر/مزيج رئيسي كامل لتفاعل البوليميراز المتسلسل الكمي