Wpływ membran ultrafiltracyjnych o różnych rozmiarach porów na usuwanie endotoksyn

Według naszych statystyk, w większości przypadków wybór kaset membranowych z aperturą membrany 10kd lub niższą może skutecznie przechwycić większość endotoksyn, zmniejszyć zawartość endotoksyn do bardzo niskiego poziomu i spełnić potrzeby większości zastosowań w przemyśle medycznym i farmaceutycznym. Poziom redukcji zawartości endotoksyn był różny przy różnych rozmiarach porów. W związku z tym aspektem przeprowadziliśmy pewne badania, zawartość jest następująca:

 

Co to jest endotoksyna

Endotoksyna, znana również jako lipopolisacharyd, lipid A, źródło ciepła, jest unikalną strukturą na zewnętrznej ścianie ściany komórkowej bakterii Gram-ujemnych (GNB) i jest kompleksem o wysokiej względnej masie cząsteczkowej. Ze względu na chemiczną heterogeniczność endotoksyny, względna masa cząsteczkowa endotoksyny z różnych źródeł może się wahać od tysięcy do dziesiątek tysięcy, a ze względu na amfifilowość endotoksyny może ona tworzyć asocjację w wodzie, a względna masa cząsteczkowa jej asocjacji może osiągnąć 400,000 do 1,000,000.

 

Dlaczego należy usuwać endotoksyny

1. Rola endotoksyny

Endotoksyna ma znaczący efekt termogeniczny na ssaki. Bakterie stają się toksyczne, gdy obumierają lub przylegają do innych komórek. Niewielka ilość endotoksyny (2 ng/kg masy ciała) wstrzyknięta dożylnie może wywołać gorączkę, a duże dawki mogą powodować zaburzenia krążenia i wstrząs endotoksyczny. Zgodnie z przepisami krajowej farmakopei zawartość endotoksyny w leku lub preparacie powinna być poniżej przepisanego limitu. Na przykład w przypadku albuminy krwi ludzkiej limit zawartości endotoksyny bakteryjnej powinien być mniejszy niż 2 EU/ml zgodnie z procedurą badania endotoksyny bakteryjnej produktów biologicznych. Limit endotoksyn bakteryjnych w interferonach powinien być mniejszy niż 10 EU/ml.

 

2. Zanieczyszczenie endotoksynami

Endotoksyna ma oczywiste skutki biologiczne zarówno in vivo, jak i in vitro. W układach wolnych komórek endotoksyny w stężeniach nanogramowych mogą wpływać na zachowanie określonych typów komórek, a nawet cząsteczek, wpływając w ten sposób na normalne czynności fizjologiczne.

Z tego powodu endotoksyna stanowi źródło zanieczyszczenia większości materiałów biologicznych, a jej obecność sprawia, że ​​wiele testów biologicznych i leków daje chaotyczne wyniki, co powoduje wiele trudności w produkcji.

(1) Zanieczyszczenie leków. Na przykład, szeroka gama zachodnich leków syntetyzowanych metodami chemicznymi i tradycyjnych chińskich leków ekstrahowanych z roślin może być zanieczyszczona endotoksynami podczas ich syntezy lub ekstrakcji.

(2) Surowce do produkcji. Różne produkty krwiopochodne i media komórkowe mogą być również mniej lub bardziej zanieczyszczone w procesie przygotowania.

(3) Czynniki biologiczne. Na przykład interferon, interleukina lub różne terapeutyczne białka lub peptydy wytwarzane w technologii rekombinacji DNA, stosowanie E. coli jako nośnika ekspresji w procesie produkcyjnym lub różne czynniki zewnętrzne, trudno jest uniknąć zanieczyszczenia endotoksynami.

 

Pomysł usuwania endotoksyn metodą ultrafiltracji

Ze względu na dużą względną masę cząsteczkową endotoksyn, membrany ultrafiltracyjne mogą być używane do usuwania endotoksyn z wody. Wybór wielkości porów i materiału membrany ultrafiltracyjnej zależy od względnej masy cząsteczkowej, charakterystyki i zawartości pirogenów w leku poddawanym obróbce. Aby zatrzymać większość pirogenów, konieczne jest użycie membrany ultrafiltracyjnej o względnej masie cząsteczkowej wynoszącej 5000 lub 10000, w którym to przypadku ciśnienie podczas operacji jest wyższe i nie nadaje się do niektórych preparatów farmaceutycznych zawierających duże względne składniki masowe. Ponieważ usunięcie pirogenów zatrzyma lub zaadsorbuje skuteczne składniki w cieczy, a wydajność produktu jest znacznie ograniczona.

Ponieważ cząsteczki endotoksyny są naładowane ujemnie w warunkach neutralnych, wybór materiałów naładowanych dodatnio, takich jak polisulfon, poliakrylonitryl, poliamid i inne mikroporowate membrany filtracyjne, może zwiększyć efekt usuwania cząsteczek endotoksyny. Ponadto jest to również metoda barwienia ziemi okrzemkowej na folii celulozowej, a następnie adsorbowania na niej dodatniego polielektrolitu w celu usunięcia endotoksyny. Jednak efekt usuwania tych naładowanych mikroporowatych membran na endotoksynę był w dużym stopniu uzależniony od pH. Głęboki filtr Guidling Technology ma ziemię okrzemkową, którą można swobodnie wybrać, czy dodać ładunek dodatni zgodnie z procesem użytkownika. W procesie usuwania zanieczyszczeń, takich jak komórki, szczątki komórek i różne białka, jego wewnętrzna naturalna porowata struktura może zwiększyć obciążenie membrany filtracyjnej.

 

Efekt usuwania endotoksyn przez membrany ultrafiltracyjne o różnej wielkości porów

 

W tym artykule omawiamy skuteczność usuwania endotoksyn z kilku różnych źródeł za pomocą membran ultrafiltracyjnych:

1. Usuwanie endotoksyny bakteryjnej w iniekcji Shengmai metodą ultrafiltracji

1.1 Wprowadzenie

Pulse Injection to rodzaj sterylizowanego wodnego roztworu wykonanego z Pulse SAN poprzez reformę formy dawkowania. Składa się z czerwonego żeń-szenia, ophiopogon i schisandra schisandrae. Ma korzystne działanie pobudzające puls qi, wzmacniające i stabilizujące odwodnienie, stabilizujące ciśnienie krwi, zwiększające siłę skurczu mięśnia sercowego i ma dobre działanie kliniczne w leczeniu chorób układu sercowo-naczyniowego i endokrynologicznych.

 

1.2 Składniki membrany

Membrana ultrafiltracyjna Guidlinga (względna masa cząsteczkowa przechwytująca 10,30,100 kDa)

 

1.3 Metody eksperymentalne

1.3.1 Przygotowanie płynnych produktów pośrednich wytwarzających impulsy

Zapoznaj się z procesem przygotowania zastrzyku Zhongsheng Mai w National Drug Standard (WS3-B-2865-98-2011) i jego rewizji (ZGB2011-48). Ważąc 100 g czerwonego żeń-szenia, 312 g ophiopogon i 156 g schisandra chinensis, czerwony żeń-szeń został wyekstrahowany metodą refluksu etanolowego, a ophiopogon chinensis i schisandra chinensis zostały wyekstrahowane metodą destylacji parowej, a 1 l leczniczego płynu pośredniego wytwarzającego impulsy (każde 10 ml odpowiadało 1 g czerwonego żeń-szenia, 3 g ophiopogon i 1,5 g schisandra chinensis).

 

1.3.2 Ultrafiltracja

Pobrano pewną ilość pośredniego płynu do wytwarzania impulsów, pH dostosowano do 7,5 i umieszczono w systemie ultrafiltracji poddanym działaniu wody. Po przechwyceniu względnej masy cząsteczkowej 10,30,100 kDa polieterowej membrany ultrafiltracyjnej poddano ultrafiltracji, a cykl ultrafiltracji zrównoważono przez 60 min. Po zakończeniu ultrafiltracji obliczono wskaźniki odzysku (R) ginsenozydu Rg1, Re, Rb1 i schizandryny A. Zawartość endotoksyny bakteryjnej przed i po ultrafiltracji mierzono ilościowo metodą dynamicznego zmętnienia, a także obliczono wskaźnik usuwania endotoksyny bakteryjnej w cieczy (Q).

Filtr R=A /Prymityw A ×100%

Q= (filtr C -C) /C ×100%

We wzorze A oznacza powierzchnię piku każdego składnika aktywnego w ultrafiltracie, A oznacza powierzchnię piku każdego składnika aktywnego w oryginalnym roztworze leku, C oznacza zawartość endotoksyny bakteryjnej w ultrafiltracie, a C oznacza zawartość endotoksyny bakteryjnej w oryginalnym roztworze leku.

 

1.4 Oznaczanie przenikalności substancji czynnych

After ultrafiltration of two kinds of ultrafiltration membranes (with the relative molecular weight of 10, 30, 100kDa retained), the permeability of each active component is shown in Table 1. The results showed that with the increase of membrane pore size, the permeability of effective components increased correspondingly. When the pore size of the membrane reaches 100 kDa, the permeability of the effective components is equal to >. 90%, a wszystkie trzy składniki aktywne mogą przejść przez membranę ultrafiltracyjną 100 kDa. Powierzchnia szczytowa każdego składnika aktywnego w roztworze ultrafiltracyjnym membrany 100 kDa przed i po chromatogramie została porównana metodą HPLC, co wskazuje, że nie było prawie żadnej utraty 4 składników.

 

1.5 Badanie nad efektem usuwania endotoksyny bakteryjnej

Zmiany zawartości endotoksyny bakteryjnej w pośrednich cieczach wytwarzających impulsy przed i po ultrafiltracji przez membranę ultrafiltracyjną przedstawiono w tabeli 2. Wyniki wykazały, że zawartość endotoksyny w oryginalnej cieczy znacznie spadła po ultrafiltracji przy różnej względnej masie cząsteczkowej. Po ultrafiltracji przez membranę ultrafiltracyjną o masie cząsteczkowej 100 kDa zawartość endotoksyny w cieczy była znacznie niższa od wartości granicznej 5,0EU·mL-1 w klinicznej iniekcji Shengmai.

1.6 Dyskusja

W tym artykule, na podstawie wpływu membrany ultrafiltracyjnej wykonanej z PSO, stwierdzono, że ginsenozyd Rg1,Re,Rb1 i schisandra A nie miały prawie żadnych strat, gdy zastosowano membranę ultrafiltracyjną o względnej masie cząsteczkowej przechwytującej 100 kDa, a endotoksyny bakteryjne w cieczy mogły być skutecznie usuwane, spełniając kliniczne wymagania graniczne. W porównaniu z węglem aktywnym do usuwania pirogenów, technologia ultrafiltracji może nie tylko wyeliminować problemy konkurencyjnej adsorpcji i nasycenia adsorpcji, ale także w dużym stopniu zagwarantować bezpieczeństwo iniekcji i zapewnić eksperymentalną podstawę do procesu przygotowania iniekcji Shengmai.

 

2. Wpływ membrany ultrafiltracyjnej przechwytującej o masie cząsteczkowej 10 kd na proces usuwania pirogenów z roztworu soli fizjologicznej

 

2.1 Wprowadzenie

Podczas przygotowywania wolnych od pirogenów produktów biologicznych często zdarza się, że egzogenna endotoksyna powoduje wysoki poziom pirogenów. W takim przypadku naczynia można oczyścić przez suche pieczenie i moczenie w wodorotlenku sodu, jednak przygotowywanie roztworu na dużą skalę nie nadaje się do powyższego procesu i rozważa się zastosowanie opakowania z folii przepływowej stycznej do roztworów na dużą skalę w celu uzyskania odpowiedniej zawartości endotoksyn.

 

2.2 Usuwanie endotoksyn

2.2.1 Ultrafiltracyjne oczyszczanie próbek

Endotoksyna bakteryjna jest znacznie mniejsza niż bakterie, ze średnicą A wynoszącą około 1-50nm, lipid A jest mniejszy, ma mały rozmiar i jest lekki, a endotoksyna bakteryjna ma dobrą odporność na ciepło. Ogólnie rzecz biorąc, pakiet membran ultrafiltracyjnych o przepływie stycznym 10kd jest używany do przechwytywania endotoksyny i pobierania przepływu stycznego przez roztwór.

2.2.3 Wyniki eksperymentów

Firma Guidling Technology wykorzystała kasetę z membraną PES o gęstości 10 kD do przeprowadzenia eksperymentu mikrofiltracji cieczy zasilającej, a uzyskane wyniki przedstawiają się następująco:

Wyniki wykazały, że kaseta membrany ultrafiltracyjnej o masie cząsteczkowej przechwytującej 10 kD, wyprodukowana w technologii Guidlinga, może skutecznie usuwać endotoksyny i dodatkowo zwiększać produkcję.

 

O Guidlingu

Guidling Technology to krajowe przedsiębiorstwo high-tech skupiające się na biofarmaceutykach, hodowli komórkowej, oczyszczaniu i koncentracji biomedycyny, diagnostyce i płynach przemysłowych. Z powodzeniem opracowaliśmy urządzenia do filtrów odśrodkowych, kasety ultrafiltracyjne i mikrofiltracyjne, filtry wirusowe, systemy TFF, filtry wgłębne, włókna puste itp., które w pełni spełniają scenariusze zastosowań biofarmaceutyków, hodowli komórkowej itp. Nasze membrany i filtry membranowe są szeroko stosowane w koncentracji, ekstrakcji i separacji wstępnej filtracji, mikrofiltracji, ultrafiltracji i nanofiltracji. Nasze liczne linie produktów, od małych, jednorazowych filtrów laboratoryjnych po systemy filtracji produkcyjnej, testy sterylności, fermentację, hodowlę komórkową i inne, spełniają potrzeby testowania i produkcji. Guidling Technology z niecierpliwością oczekuje współpracy z Tobą!