核酸提取仪在疫苗生产质控中的应用及性能验证

Oct,28,2025 << Return list

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疫苗作为预防传染病的核心生物制品,其生产过程的质量控制直接关系到接种安全性与免疫有效性。《中华人民共和国药典》明确规定,CHO、Vero细胞来源的疫苗宿主残留DNA含量需控制在10-100pg/剂以内,而病毒载量、外源核酸污染等指标的精准检测则依赖于高质量的核酸提取技术。传统手动核酸提取方法存在操作繁琐、效率低下、结果重复性差等问题,且易因人为操作引入交叉污染,难以满足疫苗规模化生产中的高通量质控需求。

一、材料与方法

(一)实验材料

1、仪器设备

博清生物核酸提取仪;荧光定量PCR仪;紫外分光光度计;台式高速离心机。对照仪器核酸提取仪。

2、试剂与样本

博清生物磁珠法核酸提取试剂盒V;qPCR预混液;Vero细胞DNA标准品;PRRSV RNA标准品;无核酸酶水。实验样本来源于狂犬病疫苗生产工艺节点:①细胞培养上清;②纯化中间产物;③成品疫苗,均由某生物制品企业提供。

3、质控品设置

阳性对照:含100pg/μL Vero细胞DNA的模拟样本;阴性对照:无核酸酶水;空白对照:仅添加提取试剂的反应体系。

(二)实验方法

1、核酸提取流程优化

基于疫苗样本特性,通过博清生物核酸提取仪的程序编辑功能定制提取方案:裂解温度65℃(10分钟),结合温度室温(5分钟),洗涤缓冲液分3次添加,洗脱温度70℃(2分钟),洗脱体积50μL。程序设置完成后通过U盘导出备份,确保实验重复性。仪器运行前启动UV消毒功能30分钟,操作过程中严格遵循安全门联锁机制(开门自动暂停程序)。

3、数据处理

采用SPSS 22.0软件进行统计分析,计量数据以“均值±标准差”表示,组间比较采用t检验,P<0.05为差异有统计学意义。

二、结果

(一)核酸提取效率与纯度

博清生物核酸提取仪对疫苗不同节点样本的核酸提取回收率均高于90%,其中细胞培养上清样本回收率达95.2%±2.3%,显著高于手动提取法(78.3%±4.5%,P<0.01),与对照仪器(94.8%±2.1%)无统计学差异(P>0.05)。提取产物纯度方面,DNA样本A260/A280比值为1.82±0.05,RNA样本为1.93±0.04,均符合下游检测的纯度要求(DNA1.7-2.0,RNA1.8-2.1),且明显优于手动提取法(DNA1.65±0.08,RNA1.72±0.07)。

(二)污染控制效果

未启动UV消毒时,阳性样本相邻孔的交叉污染率为3.2%;经15分钟UV消毒后,污染率降至0.8%;消毒30分钟后,污染率进一步降至0.1%以下,且空白对照均未检出核酸信号。仪器的安全门联锁设计可有效避免操作过程中的气溶胶污染,结合内置空气过滤系统,形成了多重污染防控体系。

(三)下游qPCR兼容性

以博清生物核酸提取仪提取的核酸为模板进行qPCR扩增,其扩增效率为98.6%±1.2%,相关系数R²>0.99,Ct值CV为1.8%±0.3%;而手动提取产物的扩增效率为89.3%±2.5%,Ct值CV为4.2%±0.6%。表明该仪器提取的核酸抑制剂残留少,可满足疫苗质控中高灵敏度核酸检测的需求。

三、讨论

疫苗生产质控的核心目标是实现关键指标的精准、高效监测,而核酸提取作为检测前处理的关键环节,其技术水平直接决定质控数据的可靠性。本研究证实,博清生物核酸提取仪通过以下技术优势适配疫苗质控需求:

在效率与纯度优化方面,该仪器采用磁珠法分离技术,结合独立加热模块的精准温控(裂解/洗脱温度可自定义),实现了病毒核酸与宿主残留核酸的高效分离。其对细胞培养上清样本的回收率超95%,纯度比值稳定在理想区间,这与仪器的多档可调振荡混合系统密切相关——通过优化振荡强度可促进磁珠与核酸的充分结合,减少杂质吸附。相较于传统手动方法,自动化操作不仅提升了提取效率,更通过标准化流程降低了人为误差,这与疫苗质控中“结果可追溯、过程可重复”的GMP要求高度契合。

在高通量与灵活性平衡方面,博清生物核酸提取仪的多样本灵活通量设计,可适配疫苗研发从小试到中试的不同阶段需求:小批量样本可通过单孔独立提取减少试剂浪费,中批量样本则通过同步处理缩短检测周期。其15-40分钟的提取耗时与同类仪器相比具有明显优势,尤其适用于疫苗生产中“实时质控”的时间需求——如细胞培养过程中病毒载量的动态监测,可通过快速提取-检测反馈调整培养参数。此外,仪器支持100组以上程序存储及U盘导入导出功能,便于实验室针对不同疫苗类型(如灭活疫苗、重组蛋白疫苗)建立专属提取方案,提升了方法学验证的效率。

在污染控制安全性方面,UV消毒与安全门联锁的双重防护设计,有效解决了疫苗质控中“交叉污染导致假阳性”的关键痛点。本研究中30分钟UV消毒可使污染率降至0.1%以下,优于部分同类仪器的污染控制效果,这对于低浓度残留核酸检测至关重要。同时,仪器的封闭性操作减少了气溶胶扩散风险,符合生物安全实验室的操作规范。

在法规符合性方面,博清生物核酸提取仪的性能参数均满足《生物制品生产检定用仪器设备校准指南》要求,其提取产物的高纯度特性可直接适配qPCR、数字PCR等精密检测技术。

本研究的局限性在于未涵盖mRNA疫苗等新型疫苗类型的提取验证,未来可进一步拓展样本范围,评估仪器对RNA完整性的保护效果——如通过RIN值测定验证提取过程中RNA降解情况。此外,可结合LIMS系统实现仪器操作数据的自动上传,进一步强化质控过程的数字化管理。

博清生物科技(南京)有限公司研发的核酸提取仪通过高效的核酸提取性能、优异的重复性、可靠的污染控制及灵活的通量设计,可有效满足疫苗生产全流程的质控需求,尤其适用于宿主残留核酸检测、病毒载量监控等关键环节。其自动化、标准化的技术特点不仅提升了质控检测的效率与准确性,更助力疫苗研发实验室建立合规的质量控制体系。随着疫苗技术的不断发展,该类仪器有望通过与下游检测技术的深度整合,进一步推动疫苗质控的“全流程自动化”进程。