जैसे-जैसे लोग स्वास्थ्य संबंधी चिंताओं पर अधिक से अधिक ध्यान दे रहे हैं, इन विट्रो डायग्नोस्टिक्स (IVD) का क्षेत्र तेजी से विकसित हो रहा है। विशेष रूप से, COVID-19 के उद्भव ने IVD बाजार के विस्तार को गति दी है। वर्तमान में, IVD डायग्नोस्टिक अभिकर्मक उत्पादों के विकास में RT-qPCR का व्यापक रूप से उपयोग किया गया है, लेकिन RT-qPCR तरल डायग्नोस्टिक अभिकर्मकों में उच्च परिवहन लागत, अस्थिर प्रदर्शन और कम शेल्फ जीवन है। सुखाने वाले अभिकर्मक RT-qPCR तरल डायग्नोस्टिक अभिकर्मकों की कमियों को पूरी तरह से दरकिनार कर सकते हैं। तो सुखाने वाले अभिकर्मकों को कैसे बनाया जाना चाहिए? उत्पादन विधि कैसे चुनें?

1. शुष्कन अभिकर्मक क्या हैं?

2. वायु सुखाने क्या है?

3. लाइओफिलाइज़ेशन क्या है?

4. लायोफिलाइज़ेशन और वायु सुखाने के बीच क्या अंतर है?

5. संबंधित उत्पाद और प्रदर्शन

1. शुष्कन अभिकर्मक क्या हैं?

सुखाने वाले अभिकर्मक वे अभिकर्मक होते हैं जो नमूने के सूखने और निर्जलित होने के बाद प्राप्त होते हैं। सुखाने वाले अभिकर्मकों को कमरे के तापमान पर वितरित किया जा सकता है और उन्हें कोल्ड चेन परिवहन की आवश्यकता नहीं होती है। यह अभिकर्मकों के प्रदर्शन और शेल्फ़ जीवन को प्रभावित करने वाले अभिकर्मकों के बार-बार जमने और पिघलने से बचा सकता है, और परिवहन की लागत को बहुत कम कर सकता है। यह न केवल लोगों के लिए उपयोग करना आसान है, बल्कि यह ऑपरेटरों की मांग को भी कम करता है। आणविक निदान उद्योग मुख्य रूप से सुखाने वाले अभिकर्मकों में रुचि रखता है क्योंकि उन्हें कमरे के तापमान पर ले जाया और संग्रहीत किया जा सकता है। अब दो व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली सुखाने की तकनीकें हैं: लाइओफिलाइज़ेशन और वायु सुखाने। वायु सुखाने की तकनीक कम खर्चीली है, जबकि लाइओफिलाइज़ेशन तकनीक सबसे लोकप्रिय है, दोनों के अपने फायदे हैं। सुखाने वाले अभिकर्मकों की दो उत्पादन विधियाँ हैं: वायु सुखाने और लाइओफिलाइज़ेशन। वे क्या हैं और किसी को कैसे चुनना चाहिए?

2. वायु सुखाने क्या है?

वायु सुखाने एक सुखाने की तकनीक है जिसका उपयोग सुखाने वाले अभिकर्मकों को तैयार करने के लिए किया जा सकता है। वायु सुखाने को तीन प्रक्रियाओं में विभाजित किया जाता है: प्राकृतिक वायु सुखाने, गर्म वायु सुखाने और नकली-प्राकृतिक वायु सुखाने। औद्योगिक उत्पादन प्रक्रिया में, उत्पाद की गुणवत्ता और आउटपुट की स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, अभिकर्मक को अक्सर गर्म वायु सुखाने के साथ सुखाया जाता है। IVD डायग्नोस्टिक अभिकर्मकों के लिए, एक ब्लोअर या वैक्यूम फ़ंक्शन के साथ एक सटीक ओवन का उपयोग आम तौर पर कमरे के तापमान (80 मिनट के लिए 50 डिग्री सेल्सियस पर सुखाने) से अधिक तापमान पर तरल को सुखाने के लिए किया जाता है, तरल को एक चिपचिपे सूखे पदार्थ में हवा से सुखाया जाता है। विशिष्ट प्रक्रिया चित्र 1 में दिखाई गई है।

चित्र 1. गर्म हवा में सुखाना

तरल आणविक अभिकर्मकों को सुखाने की कुंजी न केवल यह सुनिश्चित करना है कि सुखाने के बाद एंजाइम को जल्दी से हाइड्रेट किया जा सके, बल्कि यह भी सुनिश्चित करना है कि सूखे अभिकर्मकों की स्थिरता, संवेदनशीलता और विशिष्टता प्रभावित न हो। हवा में सुखाने के लिए केवल एक सटीक ओवन की आवश्यकता होती है। लाइओफिलाइजेशन की तुलना में, उपकरण सस्ता है और ऊर्जा की खपत कम है, इसलिए अभिकर्मकों की लागत कम है। इसके अलावा, हवा में सुखाने की प्रक्रिया सरल है और सुखाने का समय कम है (2 घंटे के भीतर)। हवा में सुखाने के फायदे और नुकसान दोनों हैं। हवा में सुखाने की प्रक्रिया के दौरान, एंजाइम सहित विभिन्न घटक पानी के वाष्पीकरण के साथ खो जाएंगे। इतना ही नहीं बल्कि प्रतिक्रिया समाधान और उसके घटकों को भी 50 डिग्री सेल्सियस के उच्च तापमान से नुकसान होगा। कुछ घटक भी अधिक आसानी से ऑक्सीकृत होते हैं, इसलिए हवा में सूखने वाले अभिकर्मकों का शेल्फ जीवन छोटा होगा। इसके अलावा, हवा में सूखने वाले अभिकर्मक में मजबूत चिपचिपाहट होती है और इसे दीवार पर लटकाना आसान होता है, और इसमें पुनर्जलीकरण क्षमता खराब होती है।लियोफिलाइज़ेशन द्वारा वायु सुखाने की कमियों को पूरा किया जा सकता है।

3. लाइओफिलाइज़ेशन क्या है?

वायु सुखाने से अलग, लाइओफिलाइज़ेशन एक विशेष सुखाने की तकनीक है, जिसका मूल सिद्धांत पानी के तीन-चरणीय परिवर्तन पर आधारित है। पानी के तीन चरण ठोस, तरल और गैस हैं, और तीनों चरण एक साथ रह सकते हैं और एक दूसरे को बदल सकते हैं। जब दबाव 610.75 Pa से अधिक होता है, तो तापमान में वृद्धि के साथ, बर्फ पानी में पिघल जाती है, और पानी वाष्पित होकर भाप में बदल जाता है। जब दबाव 610.75 Pa से कम होता है, तो बर्फ को गर्म करके सीधे जल वाष्प में बदल दिया जाता है। विशेष रूप से जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है। लाइओफिलाइज़ेशन पानी के चरण संक्रमण के सिद्धांत का उपयोग करता है। सबसे पहले, तरल अभिकर्मकों को -30 ℃ ~ -40 ℃ तक जमाया जाता है, ताकि सामग्री में अधिकांश नमी बर्फ में जम जाए। बर्फ को उच्च निर्वात में जल वाष्प में परिवर्तित किया जाता है, जो कम तापमान वाला ताप स्रोत प्रदान करता है। जल वाष्प को वैक्यूम सिस्टम में एक कंडेनसर द्वारा संघनित किया जाता है ताकि अन्य सामग्री बर्फ में बनी रहे, इस प्रकार सूखे उत्पाद प्राप्त होते हैं।

चित्र 2. पानी के लिए चरण आरेख

तो लियोफिलाइज्ड अभिकर्मकों के मुख्य रूप क्या हैं? IVD लियोफिलाइज्ड अभिकर्मकों को मुख्य रूप से तीन रूपों में विभाजित किया जाता है: पेनिसिलिन बॉटल लियोफिलाइजेशन, इन-सीटू लियोफिलाइजेशन और लियोफिलाइज्ड माइक्रोस्फीयर। तीन लियोफिलाइज्ड फॉर्मूलेशन चित्र 3 में दिखाए गए हैं। विभिन्न रूपों के अपने फायदे और नुकसान हैं। पेनिसिलिन बॉटल लियोफिलाइजेशन सबसे औद्योगिक रूप है। न केवल पूरी तरह से स्वचालित उत्पादन लाइनें हैं, बल्कि इसमें पूर्ण सत्यापन और जोखिम नियंत्रण प्रक्रिया भी है। यह प्रक्रिया सबसे सरल और सबसे परिपक्व है। नुकसान यह है कि एक पेनिसिलिन बोतल की कीमत अधिक है, और भरने की मात्रा बहुत कम नहीं होनी चाहिए। हालांकि, प्रत्येक IVD अभिकर्मक की मात्रा बहुत कम है, इसलिए इसे कई सर्विंग्स के लिए भरने या एक बार में कई बार उपयोग करने की आवश्यकता होती है। यदि इसका उपयोग नहीं किया जाता है, तो इसे अलग से संग्रहीत करने की आवश्यकता होती है, और सुविधा की कमी होती है।

इन-सीटू लियोफिलाइजेशन का मतलब है कि अभिकर्मक के सभी घटकों को किट में सीधे फ्रीज-ड्राई किया जाता है, जो उपयोग करने के लिए अधिक सुविधाजनक है। हालांकि, लियोफिलाइजर में ठंड और गर्मी का वितरण पक्षपाती है, और किट का प्लेसमेंट भी अलग है, इसलिए बैचों की स्थिरता को नियंत्रित करना मुश्किल है। इसके अलावा, इन-सीटू लियोफिलाइजर की उपयोग दर बहुत कम है, इसलिए परिशोधन लागत अधिक है। यदि बड़ी मात्रा में इन-सीटू लियोफिलाइजेशन किया जाता है, तो लियोफिलाइज्ड पाउडर क्रॉस-संदूषित हो जाएगा।

चित्र 3. लाइओफिलाइज्ड अभिकर्मकों का रूप

लियोफिलाइज्ड माइक्रोस्फीयर सटीक मात्रा निर्धारण, एकल व्यक्ति और एकल सेवा प्राप्त कर सकता है, उत्पाद उपयोग करने के लिए अधिक सुविधाजनक है। नमी अवशोषण को रोकने, कमरे के तापमान भंडारण को प्राप्त करने और एक ही समय में कई दर्द बिंदुओं को हल करने के लिए इसे एक विशेष प्रक्रिया द्वारा भी इलाज किया जा सकता है। नुकसान यह है कि लियोफिलाइज्ड माइक्रोस्फीयर प्रौद्योगिकी का विकास मुश्किल है और प्रक्रिया नियंत्रण की आवश्यकता अधिक है। लियोफिलाइज्ड अभिकर्मकों को अनुप्रयोग दृश्यों के अनुसार सबसे अच्छा रूप चुनने की आवश्यकता होती है। लियोफिलाइज्ड माइक्रोस्फीयर के अद्वितीय फायदे हैं और यह विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोग दृश्यों के लिए उपयुक्त है, जो बाजार में अधिक आशाजनक हैं।

4. लायोफिलाइज़ेशन और वायु सुखाने के बीच क्या अंतर है?

लाइओफिलाइज़ेशन की अनूठी प्रक्रिया इसके अनूठे लाभों को निर्धारित करती है। हवा में सुखाने की तुलना में, लाइओफिलाइज़ेशन कई पहलुओं में हवा में सुखाने से बेहतर है। लाइओफिलाइज़ेशन के लाभ इस प्रकार हैं:

लियोफिलाइजेशन कम तापमान पर किया जाता है, इसलिए एंजाइम विकृत नहीं होगा या जैविक गतिविधि नहीं खोएगा, और जैविक गतिविधि पूरी हो जाएगी।चूंकि सुखाने को जमे हुए अवस्था में किया जाता है, इसलिए सुखाने वाले अभिकर्मकों की मात्रा लगभग अपरिवर्तित रहती है, और मूल संरचना बिना सिकुड़े बनी रहती है। कम तापमान पर सुखाने पर, सुखाने वाले अभिकर्मकों में कुछ अस्थिर घटकों का नुकसान बहुत कम होता है, जो अभिकर्मक सुखाने के लिए उपयुक्त है। सुखाने के दौरान सामग्री की सतह पर अकार्बनिक लवण अवक्षेपित नहीं होंगे, जिससे सामग्री की सतह सख्त होने से बच जाएगी। सूखा हुआ पदार्थ ढीला और छिद्रपूर्ण होता है, पानी डालने के बाद जल्दी और पूरी तरह से घुल जाता है, और लगभग तुरंत अपने मूल चरित्र में बहाल हो जाता है। चूंकि सुखाने को बहुत कम ऑक्सीजन के साथ वैक्यूम के तहत किया जाता है, इसलिए कुछ आसानी से ऑक्सीकरण योग्य पदार्थ सुरक्षित रहते हैं। सुखाने से 95% से 99% से अधिक नमी को हटाया जा सकता है ताकि सूखे उत्पादों को बिना खराब हुए लंबे समय तक संग्रहीत किया जा सके।

लाइओफिलाइज़ेशन और वायु सुखाने के बीच मुख्य अंतर इस प्रकार हैं:

तालिका 1. लाइओफिलाइज़ेशन और वायु सुखाने के बीच अंतर

हालाँकि लियोफिलाइज़्ड अभिकर्मकों की लागत अधिक होती है और समय भी अधिक लगता है, लेकिन लियोफिलाइज़ेशन द्वारा उत्पादित अभिकर्मक अधिक स्थिर और उपयोग में आसान होते हैं, जो नैदानिक ​​अभिकर्मकों के विकास की दिशा के अनुरूप है। इसलिए, इस तकनीक के आगमन के बाद से, यह अधिक से अधिक लोकप्रिय हो गया है। इसका व्यापक रूप से विभिन्न क्षेत्रों जैसे रोग का पता लगाने, वायरस और रोगज़नक़ का पता लगाने, खाद्य सुरक्षा का पता लगाने, पशु का पता लगाने और पर्यावरण का पता लगाने में उपयोग किया गया है।

5. संबंधित उत्पाद और प्रदर्शन

आईवीडी डायग्नोस्टिक अभिकर्मकों में कच्चे माल महत्वपूर्ण हैं।गैर-फ्रीज-सूखे पदार्थों को फ्रीज-सूखे पदार्थों से सीधे नहीं हटाया जा सकता है, और प्रत्येक घटक को जांचने और डीबग करने की आवश्यकता होती है। इसलिए, येसेन बायोटेक्नोलॉजी लगातार इस पहलू में निवेश बढ़ा रही है और ग्राहकों को उच्च गुणवत्ता वाले और स्थिर लाइओफिलाइज्ड कच्चे माल प्रदान करने का प्रयास करती है, जो जल्दी से बाजार में जाते हैं।

येसेन द्वारा उपलब्ध कराए जा सकने वाले संबंधित उत्पाद तालिका 2 में दर्शाए गए हैं:

तालिका 2. उत्पादों की सूची

Hieff Unicon® V Lyo-nCoV मल्टीप्लेक्स वन स्टेप RT-qPCR किट (MgCl2 के साथ) (कैट#13775) है ग्लिसरॉल-मुक्त, लाइओफिलाइज़ेशन-संगत (लायो-रेडी) तरल डायग्नोस्टिक अभिकर्मक। यह उत्पाद मल्टीप्लेक्स RT-qPCR के विकास के लिए एक आदर्श विकल्प है जिसमें कमरे के तापमान पर स्थिरता होती है और इसे कमरे के तापमान पर भेजा और संग्रहीत किया जा सकता है।

प्रदर्शन: स्यूडोवायरस टेम्पलेट को क्रमशः लिक्विड रिएजेंट (लाल) और 13775 लाइओफिलाइज्ड रिएजेंट (बैंगनी) का उपयोग करके कई RT-qPCR द्वारा प्रवर्धित किया गया था। बायाँ ग्राफ FAM चैनल है, दायाँ VIC चैनल है। परिणामों से पता चला कि लाइओफिलाइजेशन के बाद 13775 रिएजेंट की गतिविधि बरकरार थी, और इसमें अभी भी उच्च दक्षता वाली कई प्रतिक्रिया क्षमता थी। विशेष रूप से जैसा कि चित्र 4 में दिखाया गया है।

चित्र 4. लाइओफिलाइज़ेशन के बाद 13775 उत्पाद का प्रदर्शन

13775 लाइओफिलाइज्ड अभिकर्मकों को कई RT-qPCR प्रवर्धन परीक्षणों के लिए 21 दिनों के लिए 37°C (हरा) और -20°C (नीला) पर रखा गया था। बायाँ ग्राफ FAM चैनल है, दायाँ VIC चैनल है। परिणामों से पता चला कि लाइओफिलाइज्ड अभिकर्मक का 21 दिनों तक 37°C पर रखे जाने के बाद भी अच्छा प्रवर्धन प्रभाव था। विशेष रूप से जैसा कि चित्र 5 में दिखाया गया है।

चित्र 5. 13775 लायोफिलाइज्ड अभिकर्मक की तापीय स्थिरता - 21 दिनों के लिए 37°C.

6.उत्पाद चयन गाइड

प्रक्रिया	विवरण	प्रोडक्ट का नाम	एसकेयू
नमूना प्रसंस्करण	प्रोटीन पाचन	प्रोटीनेज़ K	10401ईएस
	आरएनए निष्कर्षण	पुनः संयोजक DNase I (RNase-मुक्त)	10325ईएस
	आरएनएएस अवरोध	म्यूरिन आरएनेज़ अवरोधक (40 यू/μL)	10603ईएस
रिवर्स ट्रांसक्रिप्शन	RT-qPCR के लिए उपयुक्त	हाईफेयर वी रिवर्स ट्रांसक्रिपटेस (200U/μL)	11300ईएस
		हाईफेयर वी रिवर्स ट्रांसक्रिपटेस (600U/μL) ग्लाइसेरोल-मुक्त	11301ईएस
पीसीआर प्रवर्धन	हॉट-स्टार्ट डीएनए पॉलीमरेज़	हाईएफ़ यूनिकॉन हॉटस्टार्ट ई-टैक डीएनए पोलीमरेज़	10726ईएस

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