Aplikace ultrafiltrace ve výrobním procesu DTP vakcíny

AplikaceUltrafiltrace vPprodukcíPprocesDTP Vakné

 

1. DTP vakcína

Černý kašel, běžně známý jako černý kašel, je akutní respirační infekční onemocnění způsobené Bordetella pertussis, které postihuje především kojence a malé děti. Přenáší se respiračními kapénkami a má inkubační dobu 7 až 10 dní. U pacienta se rozvinou příznaky hromadění sputa, včetně kašle. Záškrt je akutní infekce dýchacích cest způsobená Corynebacterium diphtheriae. Bakterie napadají nosní sliznici nebo hrdlo, množí se, produkují exotoxiny a způsobují lokální zánět a nekrózu tkání. Tetanus, způsobený Clostridium tetani, se do lidského těla dostává přes kožní nebo slizniční poranění. Daří se mu v anaerobních podmínkách a produkuje toxiny, spouštějící křečovité svalové kontrakce.

DTP vakcína je kombinovaná vakcína, která obsahuje účinné složky Bordetella pertussis, difterický toxin a tetanový toxin smíchané v určitých poměrech a adsorbované na adjuvans hydroxid hlinitý. Používá se k prevenci tří onemocnění: černého kašle, záškrtu a tetanu.

 

2. Výrobní proces DTP vakcíny

DTP vakcína je typicky inaktivovaná vakcína. Příprava DTP vakcíny probíhá podle výrobního procesu inaktivované vakcíny, především z bezpečnostních důvodů. V současné době je výrobní proces DTP vakcín v Číně z velké části založen na technologii ze 70. a 80. let 20. století. Během celého procesu však dialyzační kroky zahrnovaly příliš mnoho konvenčních filtračních stupňů, což významně ovlivnilo celkový výrobní proces produktu. Produkty membránové filtrace s tangenciálním průtokem s otevřenými kanály nabízejí výhody při následné separaci biologických produktů, jako jsou nízké smykové síly a vysoké rychlosti regenerace. Jsou zvláště vhodné pro separaci vzorků s vysokými koncentracemi, vysokou viskozitou a vysokým obsahem částic, díky čemuž jsou vhodné pro výrobní proces DTP vakcín.

3. Aplikace technologie ultrafiltrace dutých vláken v procesu čištění bezbuněčného DTP kombinovaného vakcínového antigenu

(1)Materiály a metody

①Ukázka

Dekontaminovaný a rafinovaný bezbuněčný roztok DTP antigenu (dále jen dekontaminovaný roztok antigenu).

②Hlavní činidla a nástroje

Voda pro vstřikování; chlorid sodný (farmaceutická čistota); dialyzační vak; 10kDa duté vlákno; peristaltické čerpadlo.

③Ultrafiltrace a purifikace bezbuněčného DTP antigenu

Nejprve zkoncentrujte dekontaminovaný roztok antigenu na přibližně 5-násobek původního objemu pomocí 10kDa dutého vlákna. Následně zahajte proces filtrace a praní. Poté zastavte filtraci, když objem filtrátu dosáhne přibližně 4 až 5násobku původního objemu. Nakonec celý systém opláchněte a filtrát izolujte pomocí 1-násobného objemu fyziologického roztoku.

④Dialýza a purifikace bezbuněčného DTP antigenu kapaliny

Asepticky zabalte dekontaminovaný roztok antigenu do dialyzačních vaků a ponořte jej do 0,85% sterilního roztoku chloridu sodného a poté proveďte dialýzu při 2-8 stupni.

⑤Identifikace čištěné kapaliny

Kapalné vzorky získané ultrafiltrací a dialýzou proporcionálně obnovte na objem před čištěním. Použijte dekontaminovaný roztok antigenu jako kontrolu a analyzujte čistotu vzorků pomocí 12% SDS-PAGE. Změřte obsah pevných látek v roztocích a vypočítejte rychlost obnovy po odstředění vzorků při 10,000 otáčkách za minutu po dobu 15 minut.

Výsledek

① Ultrafiltrační koncentrace a praní s dutými vlákny

Během procesu ultrafiltrační koncentrace se během 70 minut získá 4800 ml filtrátu, což vede k 5-násobku koncentrace. Rychlost filtrace neustále klesá, s průměrnou rychlostí filtrace 42 LMH (69,6 ml/min). Během promývacího procesu se během 90 minut získá 5 300 ml filtrátu, což vede ke 4{11}}násobnému promytí a rychlost filtrace neustále klesá, s průměrnou rychlostí filtrace 36 LMH (59,5 ml/min). Nakonec celý systém propláchněte 1 200 ml fyziologického roztoku a proplachovací roztok smíchejte s předchozím promývacím roztokem (1 200 ml). Konečný koncentrační faktor kapaliny je 2.{20}}násobek. Ve srovnání s ultrafiltrací vyžaduje dialýza pětkrát výměnu dialyzátu a trvá přibližně 6 dní.

②Identifikace čištěné kapaliny

Analýza SDS-PAGE odhalila, že čistota bezbuněčného vakcinačního antigenu DTP purifikovaného jak ultrafiltrací, tak dialýzou, zůstává relativně nezměněna, jak je znázorněno na obrázku níže. Výtěžnost ultrafiltračního čištění je mírně nižší než u dialyzačního čištění, jak je uvedeno v tabulce níže.

Vzorek	Pevný obsah (%)	Míra obnovení (%)
Dekontaminovaný roztok antigenu	0.872	/
Kapalina získaná ultrafiltrací (snížená)	0.803	92.1
Tekutina získaná dialýzou (snížená)	0.813	93.2

 

Závěr

Ultrafiltrace dutých vláken je membránová separační technologie široce používaná v průmyslových odvětvích, jako je potravinářství, fermentace, farmacie, ochrana životního prostředí a chemické inženýrství pro separaci, koncentraci a čištění látek s velkou molekulou. V tomto experimentu byla k čištění dekontaminovaného bezbuněčného roztoku DTP antigenu použita ultrafiltrační technologie dutých vláken. Experimentátor porovnával s tradiční dialýzou z hlediska účinnosti čištění a rychlosti regenerace. Výsledky ukázaly, že ultrafiltrace měla vyšší účinnost při odstraňování detoxikačních činidel a pigmentů (dosažitelné do 3 hodin, ve srovnání s 5-7 dny u dialýzy) a měla vyšší míru obnovy. Ty naznačují, že použití dutých vláken pro ultrafiltrační čištění kapaliny DTP vakcínového antigenu bez buněk je proveditelné. Může nahradit stávající dialyzační procesy.