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分子类生物试剂是指进行核酸及小份的实验中所需用到的试剂,包括 Taq DNA 聚合酶根、逆转录酶、定制序列的 RNA 和 DNA 片段等。 分子类试剂主要构成是各类酶和由有机化合物、无机化合物、超纯水 组成的缓冲液等,不同分子类生物试剂产品的区别主要体现为酶的种 类、用量以及缓冲液的配方,由于不同的酶对缓冲环境的浓度、pH 值、 温度等因素要求存在差异,因此酶溶液的配制和缓冲剂配制为整个分 子类生物试剂生产工艺流程的关键部分。
酶功能特异性较强,应用广泛。通过对酶的定向改造,可以制备出具 有序列识别功能、高效催化活性的工具酶,特异性的工具酶在一定的 条件下可以对底物分子进行高效定向催化,酶的反应条件温和、生物 相容性良好,目前已被广泛地应用于核酸、蛋白质等生物活性分子的 生产及分析检测。
酶种类繁多,酶的定向改造技术、产业化生产能力和酶库的丰富度为 关键的竞争要素。酶制剂的种类繁多,针对不同的应用场景具有不同 的结构,例如 PCR/qPCR 中所需要的 Taq DNA 聚合酶、体外转录及 修饰所用到的 RNA 聚合酶、加帽酶等。虽然现在酶的定向改造方法 较为成熟,但酶在产业化生产过程中,对完整的平台开发体系要求较 高,需要酶学、蛋白质科学、生物信息学、缓冲化学等多个学科的专 业人才,且要求其具备丰富的开发经验,才能实现高质量酶的稳定量 产。此外,由于分子类生物试剂的差别主要体现在酶的种类和酶溶液 配制上,因此拥有丰富突变酶库的企业,就可以拥有更强的开发和配 制多种适用性分子类试剂的能力。
蛋白类试剂主要指围绕蛋白质大分子进行的实验中所需的试剂,主要 包括重组蛋白、抗体、蛋白芯片以及专用于蛋白的修饰、纯化、电泳 的产品。重组蛋白和抗体为其中最重要的两大类产品。
(1)重组蛋白
重组蛋白生产工艺复杂,细胞转染、培养及上清收集是生产关键环节。 在生命科学研究中,为了研究特定的蛋白质和生物调控之间的关系, 通常需要生成相应目的功能的蛋白。由于蛋白质结构较为复杂,难以 直接化学合成,需要利用基因工程及细胞工程等技术,对来源于活细 胞的 DNA 进行改造后,将其作为模板生成具有一定功能和活性的蛋 白质,也就是重组蛋白。
(2)抗体
抗体是在生物体内由抗原刺激产生,能与抗原特异性结合的免疫球蛋 白,可对目的蛋白进行定性、定量及定位检测。由于抗原的种类繁多, 仅人属抗原就不少于 20 万种,此外还有鼠、兔等多种反应种属,叠加 单/多克隆性、偶联物及应用方法等多种属性,形成各种类型的抗体, 目前市面上的抗体种类多达数百万种。
细胞类试剂主要指围绕体外细胞进行的实验中所需的试剂,包括培养 基、转染剂、以及专用于细胞培养、转染、凋亡、裂解的单个产品或 试剂盒等,其中培养基是细胞类试剂最主要的产品。
培养基对细胞成长意义重大,是细胞体外培育最关键的用料。细胞培 养技术指将从生物机体中取出的细胞放置在有利于其生长的人工环 境中培养的技术,由于特定的细胞对其生存环境的酸碱度、营养类型 均有特定的需求,因此选择适当的细胞培养基是细胞成功培育最关键 的步骤。