Назначение

Определить пользовательские требования к автономной FUZKK-утилите, которая принимает CSV-файл лабораторных данных, выполняет проверку по зашитым в код правилам и формирует LabWare-compatible JSON.

Область применения

Утилита предназначена для предварительной QC/QA-оценки, интеграционного тестирования, LIMS/LabWare flow и подготовки evidence trail. Окончательное решение остаётся за валидированной процедурой лаборатории и ответственным персоналом.

Пользователи

QC analyst, QA reviewer, CSV/validation engineer, LIMS/LabWare integration engineer, responsible laboratory specialist.

Пользовательские требования

1. Утилита должна запускаться без параметров и выводить самоописание, пример input.csv из GetDemoData() и demo evaluation для встроенного набора данных.
2. Утилита должна запускаться с двумя параметрами: input.csv output.json.
3. Утилита не должна читать input.csv и не должна писать output.json при запуске без параметров.
4. CSV должен читаться с CultureInfo.InvariantCulture для числовых значений.
5. Результат должен формироваться в LabWare-compatible JSON с Header, Samples, Results, Status, StatusCode, ErrorMessage, Description и DescriptionEN.
6. При PASS поле ErrorMessage должно быть пустой строкой.
7. Зашитые лимиты должны следовать приоритету: Ph. Eur. → British Pharmacopoeia / UK implementation → ЕАЭС / региональные требования → EMA/ICH/EU guidance → USP fallback.
8. Если точная монография неизвестна, применяются строгие стандартные API-лимиты: Assay 98–102%, total impurities ≤1.0%, individual impurity ≤0.5%, если это применимо к типу утилиты.
9. Для биопрепаратов и mAb-like продуктов должны учитываться агрегаты, стерильность и эндотоксины, если такие параметры релевантны назначению утилиты.
10. Если параметр может приходить в разных единицах, единица должна быть отдельным входным полем или явно отражаться в имени поля input.csv.

Входной CSV

BatchNumber,ProductName,Fluorescence_Total,Fluorescence_Free,Background_Fluorescence,Concentration_Total_ng_ml,Concentration_Free_ng_ml,StandardCurve_R2,CV_Percent
LNP-EE-2026-001,mRNA-LNP Vaccine,50000,2500,100,1000.0,50.0,0.998,4.5
LNP-EE-2026-002,mRNA-LNP Booster,45000,5000,120,900.0,100.0,0.995,5.0
LNP-EE-2026-003,mRNA-LNP Therapeutic,60000,1500,90,1200.0,30.0,0.999,3.2

Поля input.csv

Описание утилиты

LNP Encapsulation Efficiency Analyzer — Анализатор эффективности инкапсуляции LNP

LNP Encapsulation Efficiency Analyzer — Анализатор эффективности инкапсуляции LNP

ℹ️ Утилита рассчитывает % инкапсулированной мРНК в липидных наночастицах:
• Эффективность инкапсуляции (≥90%)
• Содержание свободной мРНК (≤10%)
• Общая концентрация РНК
• Качество калибровочной кривой (R²)

⚠️ КРИТИЧНО: Свободная мРНК быстро деградирует и вызывает воспаление!
Низкая инкапсуляция снижает терапевтическую эффективность.

Использование:
LNPEncapsulationEfficiencyAnalyzer.exe → демо-режим (вывод в консоль)
LNPEncapsulationEfficiencyAnalyzer.exe input.csv output.json → оценка ваших данных

Формат input.csv:
BatchNumber,ProductName,Fluorescence_Total,Fluorescence_Free,Background_Fluorescence,Concentration_Total_ng_ml,Concentration_Free_ng_ml,StandardCurve_R2,CV_Percent

Пример:
LNP-EE-2026-001,mRNA-LNP Vaccine,50000,2500,100,1000.0,50.0,0.998,4.5

— ЗАЧЕМ ЭТО НУЖНО?
Контроль инкапсуляции критичен для мРНК-препаратов (Moderna, BioNTech, CureVac):
• Липидные наночастицы (LNP) защищают хрупкую мРНК от нуклеаз в крови
• Свободная мРНК не доставляется в клетки эффективно и может активировать иммунную систему неспецифически
• Высокая эффективность инкапсуляции (>90%) является ключевым показателем качества процесса микрофлюидики
• Метод обычно основан на флуоресцентном красителе (RiboGreen), который проникает внутрь ЛНП только при добавлении детергента

⚠️ КРИТИЧЕСКИ ВАЖНО:
• Эффективность инкапсуляции ≥90% — стандарт для клинических партий
• Свободная мРНК ≤10% — минимизация побочных эффектов и потерь препарата
• Точность калибровочной кривой (R² ≥0.99) — гарантия корректности расчетов
• Низкая вариабельность (CV ≤10%) — воспроизводимость метода
• Концентрация должна соответствовать заявленной для правильной дозировки

Ключевые особенности утилиты:
• Автоматический расчет EE% по сырым данным флуориметрии
• Контроль качества анализа (R², CV)
• Раздельный учет общей и свободной фракции РНК
• Поддержка различных типов мРНК-ЛНП препаратов

Критические параметры:
• Эффективность инкапсуляции: ≥90%
• Свободная мРНК: ≤10%
• R² калибровки: ≥0.99
• CV: ≤10%

💡 Советы по использованию:
1. Используйте детергент (Triton X-100) для полного разрушения ЛНП при измерении общей РНК
2. Корректно вычитайте фоновый сигнал буфера
3. Проводите анализ сразу после приготовления образцов, так как свободная мРНК может деградировать
4. Для высоких концентраций используйте разведения, чтобы попасть в линейный диапазон детектора
5. Сравнивайте данные с методом ПЦР для подтверждения результатов

⚠️ Особенность: В отличие от простых растворов, ЛНП представляют собой коллоидную систему. Измерение "свободной" фракции требует осторожности, чтобы не разрушить частицы случайно. Утилита помогает стандартизировать расчеты и избежать ошибок при ручном вводе данных.

Трассируемость и ограничения

• URS используется как исходный документ для functional specification, CSV review и последующей CSV/validation работы.
• Документ не является заменой утверждённой фармакопейной монографии, валидированного метода или внутренней спецификации продукта.
• Для product-specific лимитов приоритет имеет утверждённая спецификация заказчика.

Функциональная спецификация описывает поведение автономной консольной утилиты FUZKK, формат входных данных, алгоритм оценки и структуру выходного JSON.

Функциональный поток

1. Main() проверяет количество аргументов.
2. Если аргументов нет: PrintHello() выводит описание и встроенный пример input.csv, затем RunDemoEvaluation() выполняет Evaluate() по GetDemoData() и печатает demo JSON.
3. Если передано два аргумента: RunWithFiles(input.csv, output.json) читает CSV, выполняет Evaluate() по каждой строке и записывает LabWare-compatible JSON.
4. LoadData() использует CultureInfo.InvariantCulture и не должен вызываться в no-args режиме.
5. Evaluate() возвращает именованный кортеж с BatchNumber, ProductName, Parameters, CriticalFailCount, WarningCount, Recommendation и RecommendationEN.
6. GetIssues() формирует сообщения для ErrorMessage при WARNING/FAIL.

Правила оценки

• PASS: CriticalFailCount = 0 и WarningCount = 0.
• WARNING: CriticalFailCount = 0 и WarningCount > 0.
• FAIL: CriticalFailCount > 0.
• ERROR: исключение при чтении или обработке данных.
• ErrorMessage остаётся пустым при PASS.
• Лимиты зашиты в Program.cs; внешняя конфигурация лимитов не требуется.

Ввод и поля

BatchNumber,ProductName,Fluorescence_Total,Fluorescence_Free,Background_Fluorescence,Concentration_Total_ng_ml,Concentration_Free_ng_ml,StandardCurve_R2,CV_Percent
LNP-EE-2026-001,mRNA-LNP Vaccine,50000,2500,100,1000.0,50.0,0.998,4.5
LNP-EE-2026-002,mRNA-LNP Booster,45000,5000,120,900.0,100.0,0.995,5.0
LNP-EE-2026-003,mRNA-LNP Therapeutic,60000,1500,90,1200.0,30.0,0.999,3.2

Выходной JSON

{
  "Header": {
    "UtilityName": "LNP_Encapsulation_Efficiency_Analyzer",
    "Version": "1.0.0",
    "Timestamp": "UTC",
    "InstrumentID": "FUZKK-QC-WORKSTATION",
    "OperatorID": "Admin"
  },
  "Samples": [
    {
      "SampleID": "from BatchNumber",
      "BatchNumber": "from CSV",
      "ProductName": "from CSV",
      "TestName": "utility-specific test",
      "AnalysisCode": "utility-specific code",
      "Status": "PASS | WARNING | FAIL | ERROR",
      "StatusCode": "1 | 2 | 0 | -1",
      "ErrorMessage": "",
      "Description": "Russian recommendation",
      "DescriptionEN": "English recommendation",
      "Results": [
        {
          "ParameterName": "parameter",
          "ResultValue": 0.0,
          "UnitOfMeasure": "unit",
          "SpecificationLimit": "limit",
          "IsWithinSpec": true
        }
      ]
    }
  ]
}