Farklı Gözenek Boyutlarına Sahip Ultrafiltrasyon Membranlarının Endotoksin Giderimine Etkisi

İstatistiklerimize göre, çoğu durumda, 10kd veya daha düşük membran açıklığına sahip membran kasetlerinin seçimi, çoğu endotoksini etkili bir şekilde engelleyebilir, endotoksin içeriğini çok düşük bir seviyeye indirebilir ve çoğu tıbbi ve farmasötik endüstri uygulamasının ihtiyaçlarını karşılayabilir. Endotoksin içeriğini azaltma seviyesi, farklı gözenek boyutlarına göre farklıydı. Bu yönü göz önünde bulundurarak, biraz araştırma yaptık, içerik şu şekildedir:

 

Endotoksin nedir?

Endotoksin, lipopolisakkarit, lipid A, ısı kaynağı olarak da bilinir, Gram-negatif bakterilerin (GNB) hücre duvarının dış duvarında bulunan benzersiz bir yapıdır ve yüksek bağıl moleküler ağırlığa sahip bir komplekstir. Endotoksinin kimyasal heterojenliğinden dolayı, farklı kaynaklardan gelen endotoksinin bağıl moleküler kütlesi binlerce ila on binlerce arasında değişebilir ve endotoksinin amfifilik özelliği nedeniyle suda bir ilişki oluşturabilir ve ilişkisinin bağıl moleküler kütlesi 400,000 ila 1,000,000'e ulaşabilir.

 

Endotoksinler neden çıkarılmalıdır?

1. Endotoksinin rolü

Endotoksin memeliler üzerinde önemli bir termojenik etkiye sahiptir. Bakteriler öldüklerinde veya diğer hücrelere yapıştıklarında toksik hale gelirler. İntravenöz olarak enjekte edilen az miktarda endotoksin (2 ng/kg vücut ağırlığı) ateşe neden olabilir ve büyük dozlar dolaşım bozukluğuna ve endotoksin şokuna neden olabilir. Ulusal farmakope hükümlerine göre, bir ilaç veya preparattaki endotoksin içeriği öngörülen sınırın altında olmalıdır. Örneğin, insan kan albümini için, bakteriyel endotoksin içeriğinin sınırı, Biyolojik Ürünlerin Bakteriyel Endotoksini için Test Prosedürüne uygun olarak 2 EU/mL'den az olmalıdır. İnterferonlardaki bakteriyel endotoksinler için sınır 10 EU/mL'den az olmalıdır.

 

2. Endotoksin kontaminasyonu

Endotoksinin hem in vivo hem de in vitro belirgin biyolojik etkileri vardır. Serbest hücre sistemlerinde, nanogram konsantrasyonlarındaki endotoksinler belirli hücre tiplerinin ve hatta moleküllerin davranışlarını etkileyebilir ve böylece normal fizyolojik aktiviteleri etkileyebilir.

Dolayısıyla endotoksin çoğu biyolojik materyalin kirlilik kaynağıdır ve varlığı birçok biyolojik ve ilaç testinin kaotik sonuçlar vermesine neden olur, bu da üretimde birçok zorluğa yol açar.

(1) İlaçların kontaminasyonu. Örneğin, kimyasal yöntemlerle sentezlenen çok çeşitli batı ilaçları ve bitkilerden elde edilen geleneksel Çin ilaçları, sentezleri veya ekstraksiyonları sırasında endotoksinlerle kirlenebilir.

(2) Üretim için ham maddeler. Çeşitli kan ürünleri ve hücre ortamları da hazırlama işlemi sırasında az veya çok kirlenmiş olabilir.

(3) Biyolojik ajanlar. Örneğin, rekombinant DNA teknolojisi ile üretilen interferon, interlökin veya çeşitli terapötik proteinler veya peptitler, üretim sürecinde ekspresyon taşıyıcısı olarak E. coli'nin kullanımı veya çeşitli dış etkenler, endotoksin kontaminasyonunu önlemek zordur.

 

Endotoksinin ultrafiltrasyonla uzaklaştırılması fikri

Endotoksinlerin büyük bağıl moleküler kütlesi nedeniyle, ultrafiltrasyon membranları endotoksinleri sudan uzaklaştırmak için kullanılabilir. Ultrafiltrasyon membranının gözenek boyutunun ve malzemesinin seçimi, işlenen ilacın bağıl moleküler ağırlığına, özelliklerine ve pirojen içeriğine bağlıdır. Çoğu pirojeni tutmak için, 5000 veya 10000 bağıl moleküler kütleye sahip bir ultrafiltrasyon membranı kullanmak gerekir, bu sırada işlem sırasında basınç daha yüksektir ve büyük bağıl moleküler kütle bileşenleri içeren bazı farmasötik preparatlar için uygun değildir. Çünkü pirojenin uzaklaştırılması, sıvıdaki etkili bileşenleri tutacak veya adsorbe edecektir ve ürün verimi büyük ölçüde etkilenecektir.

Endotoksin molekülleri nötr koşullar altında negatif yüklü olduğundan, polisülfon, poliakrilonitril, poliamid ve diğer mikro gözenekli filtrasyon membranları gibi pozitif yüklü malzemelerin seçimi endotoksin moleküllerinin uzaklaştırma etkisini artırabilir. Ek olarak, selüloz film üzerine diatomlu toprağı boyamak ve daha sonra endotoksinin uzaklaştırılması için üzerine pozitif polielektrolit adsorbe etmek de bir yöntemdir. Ancak, bu yüklü mikro gözenekli membranların endotoksin üzerindeki uzaklaştırma etkisi pH'tan büyük ölçüde etkilenmiştir. Guidling Technology'nin derin filtresi, kullanıcının işlemine göre pozitif yük eklenip eklenmeyeceği serbestçe seçilebilen diatomlu toprağa sahiptir. Hücreler, hücre artıkları ve çeşitli proteinler gibi safsızlıkları uzaklaştırma sürecinde, iç doğal gözenekli yapısı filtrasyonun membran yükünü artırabilir.

 

Farklı gözenek boyutlarına sahip ultrafiltrasyon membranlarının endotoksin giderme etkisi

 

Burada, endotoksin giderim vakalarının çeşitli kaynaklarından ultrafiltrasyon membranlarının giderim etkisini tartışıyoruz:

1. Shengmai enjeksiyonunda ultrafiltrasyon yöntemi ile bakteriyel endotoksinin uzaklaştırılması

1.1 Giriş

Pulse Injection, dozaj formu reformu yoluyla pulse SAN'dan yapılan bir tür sterilize sulu çözeltidir. Kırmızı ginseng, ofiopogon ve schisandra schisandrae'den oluşur. Qi nabzını canlandırma, dehidratasyonu güçlendirme ve dengeleme, kan basıncını dengeleme, miyokardiyal kasılma kuvvetini artırma gibi faydalı etkilere sahiptir ve kardiyovasküler sistem ve endokrin hastalıklarının tedavisinde iyi klinik etkiye sahiptir.

 

1.2 Membran Bileşenleri

Kılavuz ultrafiltrasyon membranı (kesişim bağıl moleküler kütlesi 10,30,100 kDa)

 

1.3 Deneysel yöntemler

1.3.1 Bakliyat üreten sıvı ara maddelerin hazırlanması

Ulusal İlaç Standardı'nda (WS3-B-2865-98-2011) ve revizyonunda (ZGB2011-48) Zhongsheng Mai enjeksiyonunun hazırlanma sürecine bakın. 100 g kırmızı ginseng, 312 g ofiopogon ve 156 g schisandra chinensis tartılarak, kırmızı ginseng etanol reflü yöntemi ile, ophiopogon chinensis ve schisandra chinensis ise buhar damıtma yöntemi ile çıkarıldı ve 1 L darbe üreten tıbbi sıvı ara maddesi elde edildi (her 10 mL, 1 g kırmızı ginseng, 3 g ofiopogon ve 1,5 g schisandra chinensis'e eşdeğerdi).

 

1.3.2 Ultrafiltrasyon

Belirli miktarda nabız yapma sıvısı ara maddesi alındı, pH 7,5'e ayarlandı ve suyla muamele edilmiş ultrafiltrasyon sistemine yerleştirildi. 10,30,100 kDa'lık polieter ultrafiltrasyon membranının bağıl molekül ağırlığının kesilmesinden sonra ultrafiltrasyon yapıldı ve ultrafiltrasyon döngüsü 60 dakika boyunca dengelendi. Ultrafiltrasyon tamamlandıktan sonra, ginsenoside Rg1, Re, Rb1 ve şisandrin A'nın geri kazanım oranları (R) hesaplandı. Ultrafiltrasyondan önce ve sonra bakteriyel endotoksin içeriği dinamik bulanıklık yöntemi ile kantitatif olarak ölçüldü ve sıvıdaki bakteriyel endotoksinin giderim oranı hesaplandı (Q).

R=A filtresi /Bir ilkel ×100%

Q= (C -C filtresi) /C ×100%

Formülde A, ultrafiltrattaki her bir aktif bileşenin pik alanı, A, orijinal ilaç çözeltisindeki her bir aktif bileşenin pik alanı, C, ultrafiltrattaki bakteriyel endotoksin içeriği ve C, orijinal ilaç çözeltisindeki bakteriyel endotoksin içeriğidir.

 

1.4 Etkin maddelerin geçirgenliğinin belirlenmesi

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 ve üç aktif bileşenin hepsi 100 kDa ultrafiltrasyon membranından geçebilir. Kromatogramdan önce ve sonra 100 kDa membran ultrafiltrasyon solüsyonundaki her bir aktif bileşenin tepe alanı HPLC ile karşılaştırıldı ve bu da 4 bileşende neredeyse hiç kayıp olmadığını gösterdi.

 

1.5 Bakteriyel endotoksinin giderim etkisi üzerine çalışma

Ultrafiltrasyon membranı ile ultrafiltrasyondan önce ve sonra darbe üreten sıvı ara maddelerindeki bakteriyel endotoksin içerik değişimleri Tablo 2'de gösterilmiştir. Sonuçlar, orijinal sıvıdaki endotoksin içeriklerinin farklı bağıl moleküler ağırlıklarla ultrafiltrasyondan sonra önemli ölçüde azaldığını göstermiştir. 100 kDa ultrafiltrasyon membran ultrafiltrasyonundan sonra, sıvıdaki endotoksin içeriği klinik Shengmai enjeksiyonunda 5.0EU·mL-1 sınır değerinden çok daha düşüktü.

1.6 Tartışma

Bu makalede, PSO'dan yapılmış ultrafiltrasyon membranının etkisine dayanarak, 100 kDa'lık kesme bağıl molekül ağırlığına sahip ultrafiltrasyon membranı kullanıldığında ginsenoside Rg1, Re, Rb1 ve schisandra A'nın neredeyse hiç kayba uğramadığı ve sıvıdaki bakteriyel endotoksinlerin klinik sınır gereksinimlerini karşılayarak etkili bir şekilde giderilebildiği bulunmuştur. Pirojen giderimi için aktif karbonla karşılaştırıldığında, ultrafiltrasyon teknolojisi yalnızca rekabetçi adsorpsiyon ve adsorpsiyon doygunluğu sorunlarını ortadan kaldırmakla kalmaz, aynı zamanda enjeksiyon güvenliğini büyük ölçüde garanti eder ve Shengmai enjeksiyonunun hazırlama süreci için deneysel bir temel sağlar.

 

2. 10kd molekül ağırlığına sahip intersepsiyon ultrafiltrasyon membranının normal tuzlu suyun pirojen giderim sürecine etkisi

 

2.1 Giriş

Pirojen içermeyen biyolojik ürünlerin hazırlanmasında, ekzojen endotoksinin yüksek pirojene neden olması sıklıkla karşılaşılan bir durumdur ve kaplar kuru pişirme ve sodyum hidroksit ıslatma ile çözülebilir, ancak çözeltinin büyük ölçekli hazırlanması yukarıdaki işlem için uygun değildir ve nitelikli endotoksin içeriği elde etmek için büyük ölçekli çözelti için teğetsel akışlı film ambalajının kullanılması düşünülmektedir.

 

2.2 Endotoksin giderimi

2.2.1 Numunelerin ultrafiltrasyon işlemi

Bakteriyel endotoksin, yaklaşık 1-50nm'lik A çapıyla bakterilerden çok daha küçüktür, lipid A daha küçüktür, küçük boyutlu ve hafiftir ve bakteriyel endotoksin iyi bir ısı direncine sahiptir. Genellikle, teğetsel akış ultrafiltrasyon membran paketi 10kd, endotoksini kesmek ve teğetsel akışı çözeltiden geçirmek için kullanılır.

2.2.3 Deneysel sonuçlar

Guidling Technology, besleme sıvısı üzerinde mikrofiltrasyon deneyini gerçekleştirmek için 10kd membran kaseti PES malzemesini kullandı ve sonuçlar aşağıdaki gibidir:

Sonuçlar, Guidling teknolojisi ile üretilen 10kd'luk kesme molekül ağırlığına sahip ultrafiltrasyon membran kasetinin endotoksini etkili bir şekilde giderebileceğini ve üretim kapasitesini daha da artırabileceğini göstermiştir.

 

Guidling Hakkında

Guidling Technology, biyofarmasötikler, hücre kültürü, biyomedikal, tanı ve endüstriyel sıvıların saflaştırılması ve konsantrasyonu üzerine odaklanan ulusal bir yüksek teknoloji kuruluşudur. Santrifüj filtre cihazları, ultrafiltrasyon ve mikrofiltrasyon kasetleri, virüs filtresi, TFF sistemi, derinlik filtresi, içi boş elyaf vb.'yi başarıyla geliştirdik. Bunlar biyofarmasötiklerin, hücre kültürünün vb. uygulama senaryolarını tam olarak karşılar. Membranlarımız ve membran filtrelerimiz, ön filtrasyon, mikrofiltrasyon, ultrafiltrasyon ve nanofiltrasyonun konsantrasyonu, ekstraksiyonu ve ayrılmasında yaygın olarak kullanılır. Küçük, tek kullanımlık laboratuvar filtrasyonundan üretim filtrasyon sistemlerine, sterilite testine, fermantasyona, hücre kültürüne ve daha fazlasına kadar birçok ürün hattımız, test ve üretim ihtiyaçlarını karşılar. Guidling Technology sizinle işbirliği yapmayı dört gözle bekliyor!