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优化IVD配方时,不要让被 “ 糖 ” 蒙蔽了双眼

时间:2025-10-13   访问量:254

我们IVD研发人员应该都知道,为了让试剂稳定,都喜欢用上了“糖”,但是所有的配方都需要它的存在吗?

配方优化时,我们研发人员常聚焦于抗体浓度、反应温度、信号放大系统等显性参数,却容易忽视看似无害的添加剂,如糖类稳定剂(蔗糖、海藻糖等)。这些“糖”虽能短期提升试剂稳定性,却掩盖深层问题,甚至引入干扰风险。

01糖类稳定剂具有双面性

糖类如海藻糖、蔗糖、甘露醇是IVD试剂中常见的保护剂,可以维持蛋白构象,通过氢键替代水分子,防止抗体/酶在冻干或储存中变性;可以降低相变温度,提升冻干效率,减少冰晶损伤;还可以抑制聚集,增加溶液粘度,减缓分子碰撞导致的沉淀。

然而,过度依赖糖就会掩盖配方根本的缺陷:如,免疫层析试剂使用高浓度10%的海藻糖解决抗体聚集问题时,却导致检测线背景噪点升高,高浓度糖分会改变了硝酸纤维素膜孔径分布,非特异性吸附增加。

02 用糖的缺点

1)掩盖抗体/抗原本身的质量缺陷,糖可短期稳定低亲和力抗体,但无法弥补其根本缺陷:如特异性不足缺陷,低特异性抗体与相似结构分析物,如病原体同源蛋白的交叉反应,在糖分存在下更易形成假阳性信号亲和力不足,高浓度糖干扰抗原-抗体结合动力学,导致弱结合被强行“稳定”,影响检测灵敏度。所以,再优先筛选高特异性单抗时,需通过表面等离子共振(SPR)验证亲和力,而非依赖糖分补救。


2)让反应体系参数失衡,糖分可以扭曲真实反应条件,导致优化失效。干扰离子强度,糖类改变缓冲液离子强度,影响酶活性,如辣根过氧化物酶在蔗糖中活性可以下降30%;让pH偏移,高糖浓度可以局部改变微环境pH,尤其影响依赖精确pH的酶联免疫反应;屏蔽关键信号,在化学发光体系中,糖分可以淬灭发光底物,需重新调整信号放大策略。

3)让封闭与洗涤效能下降,糖类与非特异性位点结合,干扰封闭剂作用。竞争性结合,蔗糖与膜上羟基结合,占用牛血清白蛋白封闭位点,残留空白区域引发背景噪音;洗涤效率降低:高粘度糖液阻碍洗涤缓冲液穿透膜孔隙,残留未结合物增加假阳性风险。

4)长期稳定性假象,糖分延缓降解的表象下,隐藏不可逆损伤。冻干塌陷蔗糖比例过高导致玻璃化转变温度(Tg)降低,长期储存中发生塌陷,抗体活性骤降;复溶异常,海藻糖形成致密层阻碍抗体再水合,实际活性恢复率不足标称值的60%。

03 学会适量用糖


糖类仍是重要工具,但需建立先优化核心,再添加稳定的流程:梯度筛选替代固定配方,通过棋盘滴定法,同步测试糖浓度与抗体/酶工作浓度,找到协同最优解;建立糖分兼容性矩阵,糖类型、适用体系、风险场景,如海藻糖用于冻干抗体、酶标物,高粘度层析试剂;蔗糖用于液相反应体系、低pH化学发光等。

动态监测真实稳定性,对比含糖组与无糖基础组的活性衰减曲线,识别糖分是否真实改善稳定性。

04 优化配方时,应超越糖

降低对糖的依赖,我们从其他方面入手:分子层面改造,热菌来源酶如TAQ DNA聚合酶或糖基化修饰;配方动态平衡,可以添加多机制稳定剂,如表面活性剂(Tween-20)抑制疏水聚集 + 金属螯合剂(EDTA)防止氧化;控制离子强度阈值:NaCl浓度≤150mM,避免电荷屏蔽引发的微球聚集;工艺协同优化:冻干曲线设计,延长主干燥时间,促进糖分均匀结晶;分装惰性气体保护,阻断糖分氧化降解路径。

从以上内容应该明白,糖类添加剂只能缓解冲击却无法加固根基,IVD配方的真正优化突破,在于直面抗体亲和力、酶活性、抗氧化等核心矛盾而非化解一时矛盾。


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