Стандартные образцы качественных свойств биологических субстанций

Metrological traceability of the research results of the nominal properties of biological substances is currently an unsolved problem. This is primarily due to the absence of CRMs for nominal properties, the lack of requirements and practices in the field of metrology for tools that ensure the traceability of the research results of nominal properties, such as the nucleotide sequence of nucleic acids, DNA, RNA, and the color of urine, and letter codes.In the course of the research, the relevance of the development of the theory, requirements, and practice of using tools in Russian metrology to ensure the traceability of the research results of nominal properties is substantiated. Differences between the process of measurements and studies of nominal properties are given. A project of a metrological traceability chain of the research results of nominal properties to the international harmonization protocol is proposed, taking into account the fact that there are no primary standards of nominal properties, and there are no primary reference methods for measuring nominal properties. Methods for establishing the certified characteristics of reference materials of a fragment of human mitochondrial DNA and the inactivated strain «GK2020/1» of the coronavirus SARS-CoV-2, including additional characteristics of the nominal property «nucleotide sequence of nucleic acids», are presented. Thus, it has been established that the uncertainty of nominal properties can be expressed as a probability or level of confidence. In turn, reference materials of nominal properties are of high interest as a means of metrological assurance of the reliability of identification of the nominal properties of biological substances, which include the DNA nucleotide sequence (genes) of a human being. The main significance of the research is to create prerequisites for the application of the findings given in the work to create a new branch of metrology, which will be related to the creation of methods and means to ensure reliable results for determining the nominal properties of substances and materials.Метрологическая прослеживаемость результатов исследований качественных свойств биологических субстанций является на сегодняшний день нерешенной задачей. В первую очередь, это связано с отсутствием ГСО качественных свойств, отсутствием требований и практик применения в области метрологии инструментов, обеспечивающих прослеживаемость результатов исследований качественных свойств, каковыми являются и последовательность нуклеотидов нуклеиновых кислот, ДНК, РНК, и цвет мочи, и буквенные коды.В ходе проведенного исследования обоснована актуальность разработки теории, требований и практики применения в российской метрологии инструментов обеспечения прослеживаемости результатов исследований качественных свойств. Приведены различия между процессом измерений и процессом исследований качественных свойств. Предложен проект цепи метрологической прослеживаемости результата исследований качественных свойств к международному протоколу гармонизации с учетом того факта, что первичных эталонов качественных свойств не существует, так же как и не существует первичных референтных методик измерений качественных свойств. Приведены методы установления аттестованных характеристик стандартных образцов фрагмента митохондриальной ДНК человека и инактивированного штамма «ГК2020/1» коронавируса SARS-CoV-2, в том числе дополнительных характеристик качественного свойства «последовательность нуклеотидов нуклеиновых кислот». Таким образом, установлено, что неопределенность качественных свойств может быть выражена как вероятность или уровень доверия. Стандартные образцы качественных свойств представляют большой интерес в качестве средств метрологического обеспечения достоверности идентификации качественных свойств биологических субстанций, к которым в том числе относится последовательность нуклеотидов ДНК (гены) человека.Основная значимость исследования состоит в создании предпосылок к применению приведенных в работе выводов для создания новой ветви метрологии, которая будет относится к созданию методов и средств обеспечения достоверных результатов определений качественных свойств веществ и материалов

Reference materials of catalytic activity as a means of ensuring the metrological traceability of measurement results. KATAL

Introduction. The article considers the problems of metrological support of catalytic activity measurements. The paper gives certain characteristics of the State Primary Special Measurement Standard for the unit of catalytic activity – KATAL and examines the role of reference materials (RMs) in ensuring the metrological traceability of measurement results.Materials and methods. A method for measuring the concentration of the recombinant protective antigen of Bacillus anthracis and the recombinant GP-protein of the Ebola virus, which means in using «sandwich» enzyme-linked immunosorbent assay, was certified by FGUP «VNIIMS» as a measurement procedure. The following RMs tested by FGUP «VNIIMS» can be used for the development and production of appropriate control samples when performing measurements for comparisons: the RM for the mass concentration of the recombinant protective antigen of Bacillus anthracis in phosphate-saline solution, the RM for the mass concentration of the recombinant GP-protein of the Ebola virus, and the RM for the mass concentration of recombinant Clostridium Difficile toxin.Results. The paper presents the main reactions of the method for measuring the catalytic activity of catalysts for heterogeneous processes, which are also used to carry out exhaust gas cleaning processes.Discussion and conclusions. Thus, conditions have been created for building hierarchies of calibrations of in-demand objects established on the basis of the List of Critical Technologies of the Russian Federation, state programs for the development of industrial sectors

Эталонная база ФГУП «ВНИИМС» в области измерений количеств и свойств веществ – измерений в химии и биологии

The issue of the role of VNIIMS as the leading scientific organization in the field of legal metrology and the leading scientific and practical centre for metrological support of various sectors of the national economy is considered. The paper provides information on the equipment of the institute with standards in the field of physical and chemical measurements. The characteristics of experimental sample of the State Primary Standard of the unit of catalytic activity – katal, characteristics and fields of application of state standards of units of the VNIIMS in the field of physical and chemical measurements are given. The describes the plans of VNNIMS in accordance with the List of Critical Technologies of the Russian Federation, state programs for the development of industries.В статье рассмотрена роль ФГУП «ВНИИМС» как головной научной организации в области законодательной метрологии и ведущего научно-практического центра метрологического обеспечения различных отраслей национальной экономики. Представлена информация об оснащенности института эталонами в области физико-химических измерений. Приведены характеристики экспериментального образца Государственного первичного эталона единицы каталитической активности – катал, характеристики и области применения государственных эталонов единиц величин ФГУП «ВНИИМС» в области физико-химических измерений. В статье отображены планы ФГУП «ВНИИМС» в соответствии с Перечнем критических технологий Российской Федерации, государственных программ развития отраслей промышленности

Стандартные образцы состава фармацевтических субстанций противомикробных препаратов

The present study aims to generalize the experience of creating state reference materials (GSOs) of active substances and determine their main characteristics, standardized both in the State Pharmacopoeia of the Russian Federation and in the regulatory documents of the measurement uniformity assurance system. In connection with the violation of supply chains, the acquisition and use of foreign reference active substances became quite problematic or even impossible. As a consequence of the current difficult situation with the insufficient nomenclature of GSOs, the domestic manufacturers and developers faced urgent problems in creating them. The development of antimicrobial reference active substances will solve urgent issues of strengthening the technological sovereignty of Russia, minimize the import dependence of the Russian economy, as well as ensure the targets of the Strategy for Scientific and Technological Development of the Russian Federation to be achieved. The conclusions of the study can be applied in creating GSOs to substitute imported reference materials or surpass their level.В настоящее время в связи с нарушением цепей поставок стало довольно проблематично, а зачастую невозможно приобретение и использование стандартных образцов фармацевтических субстанций зарубежного производства. Как следствие сложившейся непростой ситуации с недостаточной номенклатурой стандартных образцов утвержденного типа (ГСО) перед производителями и разработчиками ГСО встали неотложные задачи создания таких ГСО. Разработка стандартных образцов состава фармацевтических субстанций противомикробных препаратов позволит решить насущные вопросы укрепления технологического суверенитета России, минимизировать импортозависимость отраслей российской экономики, обеспечит достижение целевых показателей Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации. Настоящее исследование призвано обобщить опыт создания ГСО фармацевтических субстанций и определения их основных характеристик, нормируемых как в Государственной Фармакопее Российской Федерации, так и в нормативных документах системы обеспечения единства измерений. Основная значимость исследования состоит в применении приведенных в работе выводов для создания современных ГСО, способных не просто импортозаместить стандартные образцы зарубежного производства, а и временами опередить другие страны

Вирионоподобные частицы: свойства и характеристики стандартных образцов

Virus-like particles (VLPs) have long attracted the attention of biologists and metrologists due to their dual nature. Despite their similarity to viruses, VLPs lack a virus DNA or RNA, thereby posing no threat of infection. The development of methods for the creation and standardization of VLPs, as well as for monitoring their characteristics, represents an important problem in the field of biotechnology and molecular biology. In this work, we aim to substantiate the requirements, methods, and instruments used to ensure the traceability of VLP-based certified reference materials (CRMs). The following methods for characterization of biological and physicochemical properties of such CRMs were considered: mass balance; high-performance liquid chromatography-mass spectrometry (HPLC–MS); gas chromatography-mass spectrometry (GC–MS); Karl Fischer coulometric titration; ion chromatography; inductively coupled plasma mass spectrometry; and isotope dilution. It was established that VLP-based CRMs should meet the following requirements: the presence of molecular patterns common to many pathogenic biological agents (PBAs) but absent in the organism; traceability to SI units (Systeme international d’unites, SI); the absence of own genetic material; the presence only of inactivated homogenous strains when used for vaccine delivery. VLP-based CRMs facilitate metrological support in the field of medicine and vaccine production.Вирионоподобные частицы давно вызывают интерес молекулярных биологов и метрологов, так как являются, с одной стороны, биологической, а с другой – упорядоченной структурой, как правило, имеющей не свойственную живым организмам, а свойственную вирусам форму в виде икосаэдра, спирали, куба, цилиндра. Несмотря на напоминающую вирус структуру, вирионоподобная частица не содержит ДНК или РНК вируса, тем самым не может служить источником заражения. Стандартизация свойств таких частиц, методов их создания и контроля характеристик является важной задачей развития биотехнологий и молекулярной биологии.Целью настоящего исследования является обоснование требований, методов и средств прослеживаемости результатов исследований стандартных образцов (СО) вирионоподобных частиц.В ходе исследования рассмотрены такие методы подтверждения биологических и физико-химических свойств СО вирионоподобных частиц, как баланс масс; высокоэффективная жидкостная хроматография с масс-спектрометрическим детектированием (ВЭЖХ–МС); газовая хроматография с масс-спектрометрическим детектированием (ГХ–МС); кулонометрическое титрование по Карлу Фишеру; ионная хроматография; масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой; аминокислотный анализ с изотопным разбавлением.В результате аналитического обзора установлены основные требования, которым должны удовлетворять характеристики СО вирионоподобных частиц: присутствие молекулярных паттернов, общих для многих патогенных биологических агентов (ПБА), но отсутствующих у организма; обладание составом, прослеживаемым к единицам Международной системы единиц (СИ); отсутствие собственного генетического материала, а в случае доставки с их помощью вакцин – наличие только инактивированных гомогенных штаммов.Практическая значимость создания СО на основе вирионоподобных частиц позволит улучшить системы метрологического обеспечения для диагностических и терапевтических применений, а также для производства вакцин

Стандартные образцы каталитической активности как средство обеспечения метрологической прослеживаемости результатов измерений. КАТАЛ

Introduction. The article considers the problems of metrological support of catalytic activity measurements. The paper gives certain characteristics of the State Primary Special Measurement Standard for the unit of catalytic activity – KATAL and examines the role of reference materials (RMs) in ensuring the metrological traceability of measurement results.Materials and methods. A method for measuring the concentration of the recombinant protective antigen of Bacillus anthracis and the recombinant GP-protein of the Ebola virus, which means in using «sandwich» enzyme-linked immunosorbent assay, was certified by FGUP «VNIIMS» as a measurement procedure. The following RMs tested by FGUP «VNIIMS» can be used for the development and production of appropriate control samples when performing measurements for comparisons: the RM for the mass concentration of the recombinant protective antigen of Bacillus anthracis in phosphate-saline solution, the RM for the mass concentration of the recombinant GP-protein of the Ebola virus, and the RM for the mass concentration of recombinant Clostridium Difficile toxin.Results. The paper presents the main reactions of the method for measuring the catalytic activity of catalysts for heterogeneous processes, which are also used to carry out exhaust gas cleaning processes.Discussion and conclusions. Thus, conditions have been created for building hierarchies of calibrations of in-demand objects established on the basis of the List of Critical Technologies of the Russian Federation, state programs for the development of industrial sectors.Введение. В данной статье рассматриваются вопросы метрологического обеспечения измерений каталитический активности. Приведены характеристики Государственного первичного специального эталона единицы каталитической активности – КАТАЛ. Рассмотрена роль стандартных образцов в обеспечении метрологической прослеживаемости результатов измерений.Материалы и методы. Метод измерений концентрации рекомбинантного протективного антигена Bacillus anthracis и рекомбинантного белка GP вируса Эбола, заключающийся в использовании «сэндвич» варианта иммуноферментного анализа, аттестован ФГУП «ВНИИМС» в качестве методики измерений. Испытанные ФГУП «ВНИИМС» стандартные образцы массовой концентрации рекомбинантного протективного антигена Bacillus anthracis в фосфатно-солевом растворе, массовой концентрации рекомбинантного белка GP вируса Эбола и массовой концентрации рекомбинантного токсина Clostridium Difficile могут применяться для разработки и производства соответствующих контрольных образцов, при проведении измерений для сличений.Результаты исследования. Приведены основные реакции метода измерений каталитической активности катализаторов гетерогенных процессов, которые применяются и для осуществления процессов очистки выхлопных газов.Обсуждения и заключения. Таким образом, созданы условия для построения иерархий калибровок востребованных объектов, установленных на основе Перечня критических технологий Российской Федерации, государственных программ развития отраслей промышленности