揭开有色样品细菌内毒素检测的秘密：显色法的革新与应用

在针对新样品进行细菌内毒素检测的过程中，面对有色样品时，许多用户往往认为浊度检测试剂是唯一的选择，但事实真的如此吗？

一、认识你的敌人：深入了解细菌内毒素

细菌内毒素无疑是令人头疼的存在，作为革兰氏阴性细菌细胞壁内普遍存在的非感染性微粒，它能够触发免疫反应，引发发热、炎症乃至脓毒性休克等严重后果，极端情况下甚至可致命。鉴于此，药品和保健品若遭内毒素污染，将带来极大的安全隐患。因此，实施严格的内部细菌内毒素检测计划，对于确保这些产品以及医疗器械免受内毒素污染至关重要。BET（细菌内毒素检测）不仅是一项监管要求，更是维护公众健康不可或缺的关键环节。

图1.革兰氏阴性细菌细胞内毒素结构示意图

二、出于对颜色的好奇：显色法检测背后的科学

您是否曾好奇动力学显色试验的奥秘？这项药典技术背后隐藏着令人惊叹的科学原理。

图2.LAL级联机制描述和动力学显色试验的方法原理

显色试验之所以神奇，在于其结合了简便性、线性度和准确性。试验中，除了利用级联机制中的LAL酶（包括因子C、因子B和凝血酶原）外，还引入了显色底物这一关键元素。最初，显色底物呈无色状态，但当它与被细菌内毒素活化的凝血酶相遇时，一场化学反应悄然发生。

凝血酶会裂解精氨酸-发色基质中的CO键，释放出一种叫做对硝基苯胺（pNA）的发色团——一种能吸收光（最大吸收值接近405nm的可见光）的微粒，从而引发溶液颜色变黄，这一变化肉眼可见。

为了精确测量这一颜色变化，科学家们采用吸收光分光光度计进行定量分析。根据以往经验，颜色的深浅程度与样品中细菌内毒素的含量成正比。因此，通过显色试验，我们能够快速、准确地评估样品中的细菌内毒素水平。

图4.在405nm波长处测量的吸光度与内毒素浓度定义的典型示意图

自20世纪90年代以来，显色检测技术凭借其独特的优势，彻底改变了细菌内毒素检测领域的游戏规则，成为生物学与比色法完美结合的典范。

三、重组显色测试如何进一步提高产出？

重组显色检测法通过引入几项突破性功能，将其优势提升到了新的高度。

图5.一个典型的微孔板显示了动力学显色试验的颜色变化

首先，重组级联试剂（rCR）PyroSmartNextGen®采用了重组因子C、重组因子B和重组凝固酶原，这些因子是从美洲鲎（Limuluspolyphemus）中基因克隆并表达的级联酶制剂，这一变革使得检测过程中无需再使用动物源成分，从而实现了更加环保的检测方式。

图6.重组级联试剂的作用机制

此外，PyroSmartNextGen®试剂中不含动物源LAL试剂中的原生成分因子G，这一改进避免了因(1→3)-β-D-葡聚糖（一种常见污染物）引发的共敏性问题，进而显著降低了检测结果超范围的风险。

图7.含有和不含(1→3)-β-D-葡聚糖加标的两个RSE标准系列的起始时间（秒）的线性回归

图8.使用六种不同批次的PyroSmartNextGen®的RSE标准曲线系列，显示出很强的批次一致性

尤为重要的是，该试剂确保了批次间结果的高度可重复性，这一特性为质量控制实验室实现标准化和现代化，特别是推动移液自动化进程，奠定了坚实的基础。

在ACC(AssociatesOfCapeCod)，PyroSmartNextGen®于相同的cGMP条件下生产，保证了其质量和性能的一致性和可靠性。与此同时，rCR与我们已获得FDA许可的LAL试剂一样，均在通过ISO14385认证的工厂生产，这不仅确保了检测结果的可靠与可重复，也使rCR成为细菌内毒素检测领域中一个值得信赖且可持续的解决方案。

四、揭开秘密：有色样品检测背后的数据

有一种常见的误解，认为显色法在处理有色样品时会遇到困难。然而，通过实际数据和经验证明，当方法适用性良好时，显色法，包括重组显色法，能够高效且准确地检测有色样品。根据USP<85>和<1085>的规定，对所有样品进行方法适用性测试是常规测试前的必要步骤，这有助于确定适当的检测方法，并评估检测设置（如试剂类型、方法类型和仪器）与样品的兼容性。

趣闻1：大多数药物样本类型都会干扰BET。

趣闻2：绝大多数样品干扰都可以通过简单的BET检查用水稀释［如LAL试剂水(LRW)］来克服。

有色样品也不例外。除了固有的颜色外，它们通常还可能含有干扰测试的成分。根据我们的经验，用LRW（如无热原水）稀释极有可能在一个简单的步骤中解决光学和化学干扰这问题。

除了稀释外，还有另一个非常有价值的工具：仪器和软件。先进分光光度法的出现大大缓解了人们对测试有色样品的担忧。基线设置和归零在此过程中起着关键作用。例如，在PyrosKinetix®Flex试管阅读器中，每个孔都要单独计时和评估，它涉及记录样品的初始吸光度。这基本上是在任何反应发生之前通过样品的固有颜色来测量吸光度。然后将此基线读数用作所有一系列稀释中（不超过最大有效稀释度）后续10秒测量的参考点，从而可以准确捕获真实的颜色强度增加，而与样品本身的颜色无关。

PyrosKinetix®Flex由Pyros®eXpress软件提供支持，该软件内置了每孔检索原始数据的规范。在初始归零期间，在405nm波长处吸收强烈颜色的样品会产生较低的透射率值，因此会在软件中标记为超出范围，提醒操作员采取进一步措施。

五、案例研究：显色法在有色样品测试中的实际应用

那么，这一切是如何实现的呢？让我们来看看MIC注射剂的可比性测试——一种维生素混合注射剂，由主要化合物（蛋氨酸、肌醇、胆碱）和其他成分（如维生素B12）组成。根据各成分的浓度，最终制备可能如下所示：

图9.MIC注射液的系列稀释

1. LRW中的稀释系列（MVD=14000）
2. 加入BET水后，有色背景会被进一步稀释
3. 使用动态浊度法（KTA）测试MIC注射液所有测试系列稀释的阳性对照和阳性样品对照的数据收集图（加标浓度为0.5EU/mL）：

图10.在PyrosKinetix®Flex管式读数器中进行动态浊度测试时，对添加了0.5EU/mL的MIC注射稀释液的范围进行的数据采集图

解释：原液-未经测试。浓缩的MIC注射液呈深黄色，能非特异性地吸收整个可见光光谱。

图11.使用动态显色法在PyrosKinetix®Flex管式阅读器上进行检测时，对添加0.5EU/mL的注射稀释液范围所绘制的数据采集图

（1）1:10的PPC-固有颜色对于浊度测试来说仍然太深，仍然会非特异性地吸收通过的光，Pyros®eXpress会在测试开始60秒后通知用户透射率规格未达标。

（2）1:100的PPC-在0到800秒之间会有残余的光学干扰，然后会被与细菌内毒素反应有关的浊度变化所克服。

（3）1:1000的PPC-无光学干扰。

（4）1:10000的PPC-无光学干扰。

总之，浊度测试与显色测试观察到的光学干扰程度相同。在1:100时观察到残余干扰。用两种LAL方法检测时，1:1000稀释液都没有光学和化学干扰，因此可以选择1:1000稀释液进行进一步检测和验证。

使用PyroSmartNextGen®进行了其他测试，将MIC注射液按1:500稀释，足以克服光学干扰。

六、专家意见：质量控制技术人员参与其中

在制药质量控制领域，领先的科学家和管理人员已成功验证了有色样品的动态显色法测试。他们的实践表明，根据具体情况，测试策略可灵活选择：一些团队直接采用显色技术，看重其宽动态范围的优势；有的则从浊度技术入手，逐步过渡到显色技术；特别是对新产品的内部测试，有些企业直接应用重组显色法来检测有色样品。

除了卓越的分析性能，光度测定技术还积极响应3R原则（减少、替代、回收），显著降低了试剂中动物源性原料的使用，而重组试剂更是完全摒弃了这类原料。

七、关于稀释：获得准确结果的关键

在检测过程中，正确的稀释技术是确保有色及无色样品获得准确结果的关键，有助于消除对显色检测能力的误解。通过深入理解反应成分，运用合适的仪器和软件平台，并有效利用其内置功能来标识不合格样品，用户能在检测初期迅速识别问题。经过适当的方法开发，显色技术在有色样品检测上的表现与浊度技术相当，甚至在低稀释度下，重组显色法也能验证结果的有效性，根据专家意见、经验数据和对动物福利的伦理要求，证明重组显色法不受样品颜色影响的稳健性、可持续性和可靠性。

这些先进方法的采用，标志着药品质量控制向更加标准化和现代化的程序迈进，不仅提升了检测效率，还确保了医疗产品的安全性和有效性。