雞胚照檢環(huán)節(jié)在疫苗生產(chǎn)中必不可少 多項(xiàng)技術(shù)結(jié)合提升檢測效率和準(zhǔn)確率
- 科技日報
- 2021-05-11 09:20:09
在禽流感疫苗生產(chǎn)車間內(nèi),原本由人工進(jìn)行的雞胚照檢環(huán)節(jié),如今使用上了全自動光譜照檢生產(chǎn)線。僅需不到10秒,一批150個雞蛋就可完成雞胚照檢全過程,準(zhǔn)確率達(dá)到99.9%。
科技日報記者4月25日在天津瑞普生物技術(shù)股份有限公司看到,該公司禽流感疫苗生產(chǎn)車間內(nèi),原本由人工進(jìn)行的雞胚照檢環(huán)節(jié),如今使用上了全自動光譜照檢生產(chǎn)線。僅需不到10秒,一批150個雞蛋就可完成雞胚照檢全過程,準(zhǔn)確率達(dá)到99.9%。
雞胚法是生產(chǎn)流感疫苗和禽流感疫苗的主要方法,其中雞胚照檢是保證疫苗安全可靠必不可少的重要環(huán)節(jié)。之前這個環(huán)節(jié)主要依靠人工進(jìn)行,效率低,準(zhǔn)確率只有95%左右。此條光譜照檢生產(chǎn)線是由天津工業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院王慧泉副教授和耿磊副教授團(tuán)隊與愛科維申科技(天津)有限公司(以下簡稱愛科維申)共同研發(fā)的,他們創(chuàng)新性地將圖像處理和生物醫(yī)學(xué)工程相結(jié)合,通過光譜技術(shù)檢測雞胚的心跳和生化指標(biāo),從而準(zhǔn)確判斷雞胚的活性,并進(jìn)行快速分揀。
雞胚照檢環(huán)節(jié)在疫苗生產(chǎn)中必不可少
“流感疫苗和禽流感疫苗生產(chǎn)的主要原材料是雞胚,將病毒接種在10日齡孵化過程中的雞胚尿囊腔里進(jìn)行病毒繁殖。”王慧泉介紹,在雞胚變成疫苗這個復(fù)雜的過程中,為了保證雞胚是“活的”,在不同時間節(jié)點(diǎn)都需要進(jìn)行雞胚照檢。
首先,在植入流感病毒前,要剔除破損的雞胚,然后進(jìn)行照檢和消毒。完成消毒的雞胚將接種流感病毒,之后送入恒溫孵化器里。接下來的兩三天,病毒將在雞胚里大量繁殖。
“在這個階段進(jìn)行雞胚照檢,主要因?yàn)橛械碾u胚接種病毒后會出現(xiàn)不耐受而死亡。如果不能及時檢出死雞胚,它就會產(chǎn)生大量細(xì)菌,最后可能出現(xiàn)爆裂情況,污染整個實(shí)驗(yàn)室的‘病毒雞胚’。”王慧泉說,一旦發(fā)現(xiàn)死雞胚,就要立刻挑揀出來。
此外,在這個環(huán)節(jié)挑出死亡的“病毒雞胚”還可以節(jié)約成本。因?yàn)樵诖酥螅?ldquo;病毒雞胚”還要經(jīng)過12—18小時的冷藏降溫,而后被送入收獲車間,雞胚中的液體成分被吸入密閉容器。如果疫苗是滅活的,后續(xù)制備疫苗原液液體里的所有活病毒將被殺死。之后,經(jīng)過多道純化以及裂解工藝,制成疫苗原液。
“死的‘病毒雞胚’是無法制備成合格流感疫苗的,因此如果不能及時挑揀出來,就會浪費(fèi)成本。”王慧泉說。
多項(xiàng)技術(shù)結(jié)合提升檢測效率和準(zhǔn)確率
雞胚照檢環(huán)節(jié)雖然很重要,但是一直沒有很好的機(jī)器檢測手段。傳統(tǒng)人工照射檢測,通過人眼觀察雞胚的血管來判斷雞胚的活性,雖然每小時可檢測5000個雞胚,但是準(zhǔn)確性只有95%,而且長期在暗室工作會損傷檢測工人的眼睛。
歐美的自動化檢測生產(chǎn)線主要是模擬人工檢測的方法,效率雖有所提高,但準(zhǔn)確度沒有明顯提升。
此次王慧泉團(tuán)隊研發(fā)的檢測新技術(shù),將圖像處理與生物醫(yī)學(xué)工程相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了快速準(zhǔn)確檢測雞胚的活性。
首先,這項(xiàng)技術(shù)使用了圖像處理方法。“通過圖像處理方法,我們先把蛋殼有裂紋的、沒有明顯血管生成的雞胚挑出來。”王慧泉說,很多國外的生產(chǎn)線就是使用這項(xiàng)技術(shù),但是只用這種方法,剛死亡的雞胚因血管還沒有退化會被忽略。因此我們又應(yīng)用了第二個技術(shù),也就是生物醫(yī)學(xué)方面的技術(shù)。
王慧泉團(tuán)隊用醫(yī)學(xué)上檢測脈搏波的方法檢測雞胚的心跳,由于雞胚的心跳更加微弱,因此又增加多光譜技術(shù),通過提取雞胚生化指標(biāo)來捕捉雞胚的細(xì)微變化。而后應(yīng)用人工智能技術(shù),把兩個模型結(jié)合分析,從而提高了檢測的準(zhǔn)確性。
“技術(shù)有了以后,還需要設(shè)計工業(yè)生產(chǎn)線,這個難度也不小。”愛科維申總經(jīng)理王忠強(qiáng)表示,首先疫苗生產(chǎn)最重要的是安全性,因此對于生產(chǎn)線的醫(yī)療檢測是非常嚴(yán)格的。其次雞胚蛋殼易碎,保證在全是金屬制成的生產(chǎn)線上不“雞飛蛋打”也是一個難題。在解決這些問題后,最難的就是保證檢測準(zhǔn)確率。目前有多種疫苗采用雞胚法生產(chǎn),不同病毒注入雞胚中,其生化指標(biāo)也會出現(xiàn)變化,增加檢測難度。
“我們的生產(chǎn)線現(xiàn)在可以完全解決這些難題,每小時可檢測4萬—5萬個雞胚,準(zhǔn)確率達(dá)到99.9%。”王忠強(qiáng)表示,現(xiàn)在全國已經(jīng)有幾家生產(chǎn)動物疫苗的廠家使用了這條生產(chǎn)線,與生產(chǎn)人用疫苗的廠家也在洽談中。下一步企業(yè)將和王慧泉團(tuán)隊繼續(xù)合作,把這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于禽類養(yǎng)殖行業(yè),用于在胚胎期間區(qū)分禽類的“性別”,從而創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。
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