强干扰样品中的内毒素检测方法


强干扰样品中的内毒素检测方法

强干扰样品中的内毒素检测方法





  注射类药物产品的内毒素污染可导致严重后果,包括发烧、败血症和败血性休克。因此,内毒素检测已成为注射类处方药、医疗器械生产和质量控制的必要检测。


  鲎试剂(LAL) 检测是内毒素评估的最佳成熟检测方式1。其主要采用鲎的变形细胞提取物与待检测内毒素污染样品进行孵育,如果分析样品中存在内毒素,则会形成凝块。最传统的LAL检测方法是定性的凝胶法。随后,开发了定量LAL检测方法,包括显色法和浊度法。


  LAL检测的准确性和可靠性已得到证实。然而,被测产品、检测剂成分、环境甚至容器相关的各种因素可能会导致测试难以进行或出现误导性结果,其中包括样品干扰或内毒素掩蔽剂2-4。可能干扰LAL检测的因素包括化学抑制剂(如乙二胺四乙酸,EDTA);变性剂(如浓酸、碱、无机盐或有机溶剂);碱化乙醇分子;超出最佳范围的pH值;内毒素掩蔽剂(赋形剂、表面活性剂、螯合剂或 N-二甲基氧化胺等物质);或内毒素被容器表面吸收1。对于医疗器械,抗凝涂层、重金属含量或微粒的存在可能会干扰测试结果2。对于使用显色法检测的样品,与 鲎试剂接触时,检测混合物中的特定颜色也会干扰测试结果1。对于用浊度法检测的样品,样品中的浑浊或悬浮也可能导致干扰1


  以下整理了内毒素检测中不同的抗干扰方法,以降低样品干扰或内毒素掩蔽的因素给实验结果带来的影响:


1.适当稀释样品

  如果在LAL检测过程中没有干扰或增强效应,可以对未稀释的样品进行检测。如果样品存在干扰LAL检测的成分,则应稀释样品以减少干扰或增强。建议确定最大稀释倍数,保证减少干扰效应但仍可进行内毒素测定2


2.消化、使用缓冲液、过滤或离心

  这些都是降低医疗设备检测干扰的潜在处理方法2。具体选用哪种操作应取决于对实验干扰因素的评估和对检测条件的验证。

3.保持最佳pH范围

  LAL检测的最佳 pH 范围在6.0–8.0范围内,检测条件应保持在此范围内以确保结果一致。


4.保证样品的均匀性

  悬浮样品可能会导致干扰问题。因此,应尽量保证样品的均匀性。在这种情况下,不建议混合来自制造过程不同阶段的样品,因为难以确保不同阶段产品可以混合均匀2


5.调整混合样本的最大有效稀释倍数MVD

  某些情况下,小体积单位的成品药可能会合并成复合样品,再进行LAL检测。在这种情况下,应通过将单个样品计算的MVD除以合并样本的总数,按比例将MVD调整为较低值2


6.使用LAL 检测经过充分验证试剂和样品容器

  由于鲎试剂和样品容器的成分也可能对检测结果产生负面影响4,因此建议使用经充分验证的鲎检测和样品容器。



◆相关产品

内毒素特异性鲎试剂PYROSTAR™ ES-F 系列(凝胶法/动态浊度法)

内毒素特异性鲎试剂Limulus Color KY(动态显色法)

◆参考文献


(1) Wheeler, A. Comparing endotoxin detection methods. Pharmaceutical Technology 2017;41:58–62.

(2) FDA. Guidance for industry: pyrogen and endotoxins testing: questions and answers. June 2012.

(3) Reich J, Lang P, Grallert H, Motschmann H. Masking of endotoxin in surfactant samples: Effects on Limulus-based detection systems. 

     Biologicals. 2016;44(5):417-22. doi: 10.1016/j.biologicals.2016.04.012.

(4) Bech Ørving R, Carpenter B, Roth S, Reich J, Kallipolitis B, Sonne-Hansen J. Bacterial Endotoxin Testing-Fast Endotoxin Masking Kinetics

     in the Presence of Lauryldimethylamine Oxide. Microorganisms. 2020;8(11):1728. doi: 10.3390/microorganisms8111728. 

由凝胶到动态检测的转变


由凝胶到动态检测的转变

由凝胶到动态检测的转变

内毒素检测的意义

内毒素在环境中无处不在,主要在细菌裂解过程中由革兰氏阴性菌的外膜释放。若细菌内毒素通过肠胃外途径进入人体,可能会导致发生炎症、感染性休克、出血甚至死亡1。此外,在研究应用中,内毒素污染会导致结果不可靠并有可能产生误导性的解释。因此,内毒素检测已成为注射药物和医疗器械开发及质量控制的重要组成部分。


 


◆鲎试剂(LAL)检测作为内毒素检测法的首选

目前已研发出多种内毒素检测方法。其中,鲎试剂检测法被确立为内毒素检测的金标准试验2,3。LAL检测依赖于从鲎血液中提取的蛋白与样品孵育、反应从而分析内毒素含量。如果所测样品含有内毒素,LAL中的促凝血酶会与其发生相互作用,导致凝血级联反应的激活、变形细胞凝血原的修饰以及凝胶的形成。这被称为凝胶法或凝胶技术。对形成的凝胶进行可视化和定性评估。虽然凝胶技术灵敏且方便,但无法进行内毒素定量和高通量分析。因此,另外研发了定量LAL检测法。

◆动态鲎试剂检测的发展及优势

动态LAL检测具有显著优势,其可在广泛的浓度范围内定量内毒素含量并实现自动化分析,减少与用户有关的检测差异。内毒素定量可通过浊度(浊度LAL检测法)或反应混合物的颜色变化(显色LAL检测法)进行评估。浊度和显色LAL检测法均可用作动态和终点检测。


定量浊度LAL检测法

定量浊度LAL检测法可评估酶底物裂解后及凝胶形成前发生的浊度(浑浊)形成。使用分光光度计或酶标仪对浊度进行定量。定量浊度LAL检测法可靠、灵敏且能够与高通量分析兼容。


定量显色LAL检测法

显色LAL检测法依赖于显色底物的裂解,从而导致发色团的释放。然后,使用光度法对显色反应进行可视化和定量。 定量显色LAL检测法灵敏度高,可实现自动内毒素测量和高通量分析。


基于重组C因子的定量分析

另外还研发了可应用于内毒素定量检测的基于重组C因子检测法。所使用的重组C因子,是由内毒素诱导的鲎凝血级联反应的初始成分4

◆转为动态LAL检测的注意事项

LAL检测已被广泛接受为内毒素检测的标准测试2,3。尽管LAL检测的所有变化都是灵敏、可靠的,但定量LAL检测和基于重组因子C的检测法,由于可提供定量和高通量内毒素的检测而越来越受欢迎。为内毒素检测选择合适的定量分析方法时5,应综合考虑分析样品的性质和特点、可用设备以及可能相关的法规要求等多种因素。

文献来源

  1. Sampath VP. Bacterial endotoxin-lipopolysaccharide; structure, function and its role in immunity in vertebrates and invertebrates. Agriculture and Natural Resources 2018;52:115–120. https://doi.org/10.1016/j.anres.2018.08.002.

  2. Wheeler, A. Comparing endotoxin detection methods. Pharmaceutical Technology 2017;41:58–62.

  3. Mehmood, Y. What Is Limulus amebocyte lysate (LAL) and its applicability in endotoxin quantification of pharma products. Growing and Handling of Bacterial Cultures. IntechOpen 2019. Doi: 10.5772/intechopen.81331.

  4. Suvarna, K. Endotoxin detection methods – Where are we now?American Pharmaceutical Review. 2015, August 25.

  5. Wong J, Davies N, Jeraj H, Vilar E, Viljoen A, Farrington K. A comparative study of blood endotoxin detection in haemodialysis patients. Journal of Inflammation (London) 2016;13:24. doi: 10.1186/s12950-016-0132-5.