生物试剂冻干珠应用浅谈
—–Lyobead 吴兴君 2022-8-1（需要转载请联系作者，微信号 135-2412-2413）
冻干品
是生物试剂和制药领域的热门话题，目前也有大量供应商正在向市场推出冻干或预冻干产品。
冻干前些年主要成熟的应用领域为注射类药品，食品，以及近年来一些活性化妆品（如蛋白类，外泌体类医美产品）。大量客户对冻干需求的增长速度，当前已经超过受训冻干工艺专家的速度增长。而我们讨论的诊断试剂以及相关生物试剂领域的冻干专家则显得更加稀缺。
原则上，冻干产品的好处包括减少冷藏仓库要求、降低运输成本、简化产品使用并延长保质期。传统的医药工业，食品工业的冻干多是以毫升，或者更大的液体溶液进行冷冻直接干燥。这和我们主要关注的IVD领域的冻干往往不同，IVD领域的冻干多是以微升（ul=micro-liter）级别的试剂进行干燥。 传统医药领域的冻干主要以西林瓶和安瓿瓶等平薄底玻璃容器为主的冻干，至底部形成冻干粉饼为冻干终点。而诊断试剂，如传统的PCR管为非平底塑料容器，要实现此类产品的直接冻干变得难以控制，批间和批内的差别有时莫名很大，对于操作和实现量产提出了严苛的要求。 另一方面，新冠以来，IVD市场爆发的分子类诊断为主，由于大量的冷链运输带来的成本压力，冻干需求也是越来越迫切。
以分子诊断为例，从形式上来说，后续的发展以家用化，POCT化，快速化，直扩化的需求；从技术上来说，从LAMP的专利到期，RPA的越来越成熟，Crispe的应用增长，这些对于可再分装的冻干珠需求也就尤为突出，甚至变得必不可少。
全球范围内，国外玩家的冻干球应用日趋成熟，产品的市场推广也使国内的分子类诊断试剂厂家对于冻干方面的需求也变得越来越迫切。而解决分子类诊断试剂冻干方式最好的是冻干微球（也叫冻干珠，诊断试剂珠，单人份试剂珠，冻干微芯等等），
冻干珠的制作工艺，对于我们目前IVD的企业来说尝试起来还是有较大的难度，主要表现为:
一. 对于需要冻干的试剂的配方和工艺的摸索，这个需要配合冻干的曲线和参数进行一系列的摸索，这往往需要操作和研发人员对于冻干工艺非常熟悉。
二： 和传统以液体分配为主的IVD企业来说，要做成固体的珠子，必须有对于流体控制要求很高的自动化设备来实现，而此类设备的调试和应用需要专业的人员进行操作，做个小型研发和实验还能凑活，如果后续的生产和放大就变得捉襟见肘了。
三： 冻干工艺的摸索对于很多企业来说都是一张蓝图绘到底，一根曲线做全部，殊不知冻干工艺对于每种不同的试剂都有很多可优化的空间，不同形状的液体，需要时间和工艺的摸索来完善。更需要专业的人员进行尝试探索。
四： 过程之中对于湿度控制，对于场地规划，或者静电处理等都不是我们传统IVD企业从业人员的强项，而这些指标对于量产提出了不小的要求。
不过不管怎么样，冻干珠这种形式的冻干产品，总体上来说有如下明显的优点：
- 深冷制珠的方式解决了传统冷冻干燥冷冻过程较长带来的冰晶对于蛋白物质活性的破坏。做出来的批内一致性好。
- 珠子的方式解决了IVD领域对于冻干量产的需求。和传统在位冻干比起来，每单位平方干燥机单次能够处理的珠子量和在位（以8联PCR管为例）大概是100,000: 4000
- 珠子方式解决了可以进行再分配的需求，对于冻干以后的产品可以进行再分配包装，尤其在芯片类微流控POCT等领域里面这个或许不可或缺。
- 使用便利。对于操作者来说这种形式的试剂，不再需要进行多次的配液，几乎可以做到即开即用和非实验室使用场景的应用。
笔者放眼全球，在美国，加拿大，英国，德国，意大利等国家，都有类似第三方协助IVD企业进行冻干珠工艺制作和开发的公司，目前全球销售很高的几家IVD/POCT产品 的公司也是通过专业第三方的服务来实现产品的快速研发和推广。我国作为IVD市场和生产大国，也确实需要有专业的服务商服务我们广大的IVD企业，让专业的团队来做专业的事。经过一段时间的摸索，也一定会做出优质的产品。
