在禽流感疫苗生產(chǎn)車間內(nèi),原本由人工進行的雞胚照檢環(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,準確率達到99.9%。
記者4月25日在天津瑞普生物技術股份有限公司看到,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,準確率達到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)主要依靠人工進行,效率低,準確率只有95%左右。此條光譜照檢生產(chǎn)線是由天津工業(yè)大學生命科學學院王慧泉副教授和耿磊副教授團隊與愛科維申科技(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)學工程相結合,通過光譜技術檢測雞胚的心跳和生化指標,從而準確判斷雞胚的活性,并進行快速分揀。
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行病毒繁殖?!蓖趸廴榻B,在雞胚變成疫苗這個復雜的過程中,為了保證雞胚是“活的”,在不同時間節(jié)點都需要進行雞胚照檢。
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。
“在這個階段進行雞胚照檢,主要因為有的雞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)生大量細菌,最后可能出現(xiàn)爆裂情況,污染整個實驗室的‘病毒雞胚’?!蓖趸廴f,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。因為在此之后,“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,就會浪費成本?!蓖趸廴f。
多項技術結合提升檢測效率和準確率
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,但準確度沒有明顯提升。
此次王慧泉團隊研發(fā)的檢測新技術,將圖像處理與生物醫(yī)學工程相結合,實現(xiàn)了快速準確檢測雞胚的活性。
首先,這項技術使用了圖像處理方法?!巴ㄟ^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?!蓖趸廴f,很多國外的生產(chǎn)線就是使用這項技術,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。因此我們又應用了第二個技術,也就是生物醫(yī)學方面的技術。
王慧泉團隊用醫(yī)學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,通過提取雞胚生化指標來捕捉雞胚的細微變化。而后應用人工智能技術,把兩個模型結合分析,從而提高了檢測的準確性。
“技術有了以后,還需要設計工業(yè)生產(chǎn)線,這個難度也不小?!睈劭凭S申總經(jīng)理王忠強表示,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,準確率達到99.9%。”王忠強表示,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)將和王慧泉團隊繼續(xù)合作,把這項技術應用于禽類養(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)濟效益。
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