層析技術在體外診斷（IVD）領域的應用
體外診斷（In Vitro Diagnostics, IVD）是指在人體外對血液、體液、組織樣品進行檢測，是臨床診斷和健康管理的關鍵技術，被視作 “醫生的眼睛”。
近年來，在疾病篩查、感染監測、免疫檢測、分子診斷等領域不斷擴大的需求下，體外診斷技術（IVD）正快速發展。從 ELISA、發光免疫分析（CLIA）、到快速診斷試劑（POCT），高質量的原料蛋白與高性能分離材料成為診斷產品的核心基礎。
在這一過程中，層析技術（Chromatography）以其高選擇性、可放大性、溫和條件等優勢，已成為 IVD 原料制備的關鍵手段。
產業鏈與原料的重要性
IVD 產業鏈一般由上游原料供應、中游試劑與儀器制造、下游使用終端三部分構成。
◉ 上游：原料供應（核心環節）
包括抗體、抗原、診斷酶等生物原料，以及磁珠、載體材料等關鍵物料。
這些原料的純度、活性和批間一致性直接決定了 IVD 試劑的性能，是產業鏈中技術壁壘最高的環節。
◉ 中游：試劑與儀器制造
涵蓋免疫、生化、分子等各類檢測試劑的研發、生產與質控，也包括配套儀器設備。
隨著陽光采購和帶量采購推進，中游企業對上游原料的成本控制與穩定供應提出了更高的要求。
◉ 下游：使用終端
醫院、第三方實驗室、疾控體系及 POCT 家庭檢測場景構成下游應用端，對試劑的穩定性和批間一致性高度敏感。
為什么 IVD 原料高度依賴層析？
與生物制藥行業不同，IVD 對原料蛋白的關注點更加偏向檢測特異性與信號穩定性，例如：
◉ 對抗原/抗體蛋白的要求
• 高純度（通常 > 95%）減少背景信號
• 無聚集體/片段，保證包被均一性
• 構象完整、表位純正確保檢測特異性
◉ 對酶類（如 HRP、ALP）的要求
• 活性高且穩定
• 無重金屬離子抑制
• 不含干擾底物反應的小分子雜質
◉ 對載體材料表面配基的要求
• 結合能力穩定
• 批間一致性高
• 化學穩定性好
原料蛋白更高純度、更穩定、更一致是優秀 IVD 產品的基礎。層析（Chromatography），是實現這一基礎最穩健的技術路徑。
層析在 IVD 核心原料制備中的典型應用
◉ 抗體原料的純化：Protein A / G / L 親和層析+精細純化
抗體在 IVD 中應用最廣，包括包被抗體、檢測抗體、標記抗體、二抗、C抗體等。典型流程為：
Fig.1 抗體原料純化的典型流程
◉ 酶類蛋白（HRP、ALP、G6PD等）的純化：離子交換
IVD 對酶類的活性要求極高，因此純化過程需避免高溫、避免強酸堿。常用層析組合為：
Fig.2 酶類蛋白純化常用層析組合
適用于：
• 化學發光 HRP 原料
• 干化學酶原料
• 血液學診斷酶類
對于構建有標簽的重組蛋白，可選擇標簽親和純化類填料如：
• His-tag → Ni²⁺-NTA
• GST-tag → 谷胱甘肽親和
一步實現高純度，條件溫和，利于保持構象。
◉ 抗原的制備：多模式層析
在體外診斷（IVD）領域，許多關鍵抗原均采用重組形式生產。這是因為重組表達能夠提供穩定、安全、可規模化的原料來源，同時確保表位完整性與批間一致性，滿足免疫診斷對抗原的嚴格要求。常見的重組抗原包括：
• 病毒學類抗原：HIV、HBsAg、HCV 等
• 腫瘤標志物：AFP、CEA 等
• 自身免疫相關抗原
這些重組蛋白通常具有構象復雜、雜質類型多的特點，因此抗原的純化多采用陰陽離子、疏水、多模式層析，或者預活化填料、金屬螯合層析進行純化。
多模式層析具有 SEC/IEX + HIC + H-bond 共同作用，可顯著提升分離的選擇性和雜質去除能力。
◉ 診斷用磁珠和親和填料的表面配基制備
IVD 中常用：
• 親和磁珠（Protein A/G/L、Ni²⁺、抗體偶聯磁珠）
• 固相支持材料（ELISA 包被材料）
層析可用于：
• 親和配基的制備
• 偶聯前小分子雜質去除
• 配基活性分級純化
應用案例
◉ 應用案例1：鼠IgG 純化
• 填料名稱：AT protein A Diamond
Fig.3 純化后SDS-PAGE圖
Lane1：Marker 2.批次1洗脫 3.批次2洗脫
4.批次3洗脫 5.其他公司IgG 6. 批次4洗脫
◉ 應用案例2：His標簽酶純化
• 填料名稱：Ni Bestarose FF
Fig.4 樣品SDS-PAGE 圖
左：Lane1.全菌 2.上清 3.沉淀 4.流穿 5.漂洗 6.Marker
右：Lane1-11.分管收集洗脫樣品 Lane12.Marker
層析，是 IVD 原料穩定性的核心技術
從抗體、抗原到重組酶類，IVD 原料的純度、構象、雜質水平與批間一致性，都直接決定試劑盒的性能。
在所有原料制備方法中，層析以其：
• 高選擇性
• 溫和條件
• 雜質去除能力強
• 易于放大
• 工藝可控性好
成為 IVD 原料純化的核心技術。
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