Zastosowanie ultrafiltracji w procesie produkcji szczepionki DTP

StosowanieUltrafiltracja wPprodukcjaPprocesDTP Vtrądzik

 

1. Szczepionka DTP

Krztusiec, powszechnie znany jako krztusiec, jest ostrą chorobą zakaźną dróg oddechowych wywoływaną przez Bordetella pertussis, atakującą głównie niemowlęta i małe dzieci. Przenoszona jest drogą kropelkową, a okres inkubacji trwa od 7 do 10 dni. U pacjenta wystąpią objawy gromadzenia się plwociny, w tym kaszel. Błonica to ostra infekcja dróg oddechowych wywołana przez Corynebacterium diphtheriae. Bakterie atakują błonę śluzową nosa lub gardła, namnażają się, wytwarzają egzotoksyny i powodują miejscowy stan zapalny i martwicę tkanek. Tężec wywołany przez Clostridium tetani przedostaje się do organizmu człowieka poprzez rany skóry lub błon śluzowych. Rozwija się w warunkach beztlenowych i wytwarza toksyny, wywołując spazmatyczne skurcze mięśni.

Szczepionka DTP jest szczepionką skojarzoną zawierającą skuteczne składniki Bordetella pertussis, toksynę błoniczą i toksynę tężcową, zmieszane w określonych proporcjach i zaadsorbowane na adiuwancie wodorotlenku glinu. Stosowany jest w profilaktyce trzech chorób: krztuśca, błonicy i tężca.

 

2. Proces produkcji szczepionki DTP

Szczepionka DTP jest zazwyczaj szczepionką inaktywowaną. Przygotowanie szczepionki DTP odbywa się zgodnie z procesem produkcji szczepionki inaktywowanej, przede wszystkim ze względów bezpieczeństwa. Obecnie proces produkcji szczepionek DTP w Chinach opiera się w dużej mierze na technologii z lat 70. i 80. XX wieku. Jednakże w całym procesie etapy dializy obejmowały zbyt wiele konwencjonalnych etapów filtracji, co znacząco wpływało na cały proces produkcji produktu. Produkty do filtracji membranowej z przepływem stycznym i otwartymi kanałami oferują korzyści w dalszej separacji produktów biologicznych, takie jak niskie siły ścinające i wysokie współczynniki odzysku. Nadają się szczególnie do separacji próbek o wysokich stężeniach, dużej lepkości i dużej zawartości cząstek, dzięki czemu nadają się do procesu produkcji szczepionek DTP.

3. Zastosowanie technologii ultrafiltracji pustych włókien w procesie oczyszczania bezkomórkowego płynnego antygenu szczepionkowego DTP

(1)Materiały i metody

①Próbka

Odkażony i rafinowany, wolny od komórek roztwór antygenu DTP (zwany dalej odkażonym roztworem antygenu).

②Główne odczynniki i instrumenty

Woda do wstrzykiwań; chlorek sodu (czystość farmaceutyczna); worek do dializ; Puste włókno 10 kDa; pompa perystaltyczna.

③Ultrafiltracja i oczyszczanie bezkomórkowego płynu antygenowego DTP

Przede wszystkim zatęż odkażony roztwór antygenu do około 5-krotności początkowej objętości, używając pustego włókna 10 kDa. Następnie należy rozpocząć proces filtracji i płukania. Następnie zatrzymaj filtrację, gdy objętość filtratu osiągnie około 4 do 5 razy objętość początkową. Na koniec przepłucz cały system i odzyskaj filtrat za pomocą 1-krotnej objętości soli fizjologicznej.

④Dializa i oczyszczanie bezkomórkowego płynu antygenowego DTP

Aseptycznie zapakuj odkażony roztwór antygenu do worków dializacyjnych i zanurz go w sterylnym roztworze chlorku sodu o stężeniu 0,85%, a następnie przeprowadź dializę w temperaturze 2-8.

⑤Identyfikacja oczyszczonej cieczy

Proporcjonalnie przywróć objętość próbek cieczy odzyskanych podczas ultrafiltracji i dializy do objętości sprzed oczyszczania. Użyj odkażonego roztworu antygenu jako kontroli i przeanalizuj czystość próbek za pomocą 12% SDS-PAGE. Zmierzyć zawartość substancji stałych w roztworach i obliczyć stopień odzysku po odwirowaniu próbek przy 10,000 obr/min przez 15 minut.

Wyniki

①Zagęszczanie i przemywanie metodą ultrafiltracji pustych włókien

Podczas procesu zatężania poprzez ultrafiltrację w ciągu 70 minut otrzymuje się 4800 ml filtratu, co daje 5--krotne stężenie. Szybkość filtracji stale spada, przy średniej szybkości filtracji wynoszącej 42 LMH (69,6 ml/min). Podczas procesu przemywania uzyskuje się 5300 ml filtratu w ciągu 90 minut, co daje 4,4-krotne przemycie, a szybkość filtracji stale spada, przy średniej szybkości filtracji wynoszącej 36 LMH (59,5 ml/min). Na koniec przepłucz cały system 1200 mL soli fizjologicznej i zmieszaj roztwór do płukania z poprzednim roztworem do płukania (1200 mL). Końcowy współczynnik stężenia cieczy jest 2.5-krotny. W porównaniu z ultrafiltracją dializa wymaga pięciokrotnej zmiany dializatu i trwa około 6 dni.

②Identyfikacja oczyszczonej cieczy

Analiza SDS-PAGE wykazała, że ​​czystość bezkomórkowego, płynnego antygenu szczepionkowego DTP oczyszczonego zarówno metodami ultrafiltracji, jak i dializy pozostaje stosunkowo niezmieniona, jak pokazano na rysunku poniżej. Stopień odzysku przy oczyszczaniu ultrafiltracyjnym jest nieco niższy niż przy oczyszczaniu dializą, jak wskazano w poniższej tabeli.

Próbka	Stała zawartość (%)	Współczynnik odzysku (%)
Odkażony roztwór antygenu	0.872	/
Ciecz odzyskana w wyniku ultrafiltracji (zredukowana)	0.803	92.1
Ciecz odzyskana podczas dializy (zredukowana)	0.813	93.2

 

Wniosek

Ultrafiltracja pustych włókien to technologia separacji membranowej szeroko stosowana w takich gałęziach przemysłu jak żywność, fermentacja, farmaceutyka, ochrona środowiska i inżynieria chemiczna do separacji, zatężania i oczyszczania substancji wielkocząsteczkowych. W tym eksperymencie zastosowano technologię ultrafiltracji pustych włókien w celu oczyszczenia odkażonego, wolnego od komórek roztworu antygenu DTP. Eksperymentator porównał z tradycyjną dializą pod kątem skuteczności oczyszczania i stopnia odzysku. Wyniki wykazały, że ultrafiltracja miała wyższą skuteczność w usuwaniu środków odtruwających i pigmentów (możliwą do osiągnięcia w ciągu 3 godzin w porównaniu do 5-7 dni w przypadku dializy) i zapewniała wyższy wskaźnik odzysku. Sugerują one, że możliwe jest zastosowanie pustych włókien do ultrafiltracyjnego oczyszczania bezkomórkowego płynu antygenu szczepionkowego DTP. Może zastąpić istniejące procesy dializy.