Tác động của màng siêu lọc có kích thước lỗ khác nhau đến việc loại bỏ nội độc tố

Theo số liệu thống kê của chúng tôi, trong hầu hết các trường hợp, việc lựa chọn băng màng có khẩu độ màng 10kd trở xuống có thể chặn hiệu quả hầu hết các nội độc tố, giảm hàm lượng nội độc tố xuống mức rất thấp và đáp ứng nhu cầu của hầu hết các ứng dụng trong ngành y tế và dược phẩm. Mức độ giảm hàm lượng nội độc tố khác nhau tùy theo kích thước lỗ khác nhau. Theo quan điểm này, chúng tôi đã thực hiện một số nghiên cứu, nội dung như sau:

 

Nội độc tố là gì

Nội độc tố, còn được gọi là lipopolysaccharide, lipid A, nguồn nhiệt, là một cấu trúc độc đáo trên thành ngoài của thành tế bào vi khuẩn Gram âm (GNB), và là một phức hợp có trọng lượng phân tử tương đối cao. Do tính không đồng nhất về mặt hóa học của nội độc tố, khối lượng phân tử tương đối của nội độc tố từ các nguồn khác nhau có thể thay đổi từ hàng nghìn đến hàng chục nghìn, và do tính lưỡng tính của nội độc tố, nó có thể hình thành liên kết trong nước và khối lượng phân tử tương đối của liên kết của nó có thể đạt tới 400,000 đến 1,000,000.

 

Tại sao nên loại bỏ nội độc tố

1. Vai trò của nội độc tố

Nội độc tố có tác dụng sinh nhiệt đáng kể đối với động vật có vú. Vi khuẩn trở nên độc hại khi chúng chết hoặc bám vào các tế bào khác. Một lượng nhỏ nội độc tố (2 ng/kg trọng lượng cơ thể) tiêm tĩnh mạch có thể gây sốt, và liều lượng lớn có thể gây rối loạn tuần hoàn và sốc nội độc tố. Theo quy định của dược điển quốc gia, hàm lượng nội độc tố trong thuốc hoặc chế phẩm phải thấp hơn giới hạn quy định. Ví dụ, đối với albumin máu người, giới hạn hàm lượng nội độc tố của vi khuẩn phải nhỏ hơn 2 EU/mL theo Quy trình thử nghiệm nội độc tố vi khuẩn của các sản phẩm sinh học. Giới hạn nội độc tố vi khuẩn trong interferon phải nhỏ hơn 10 EU/mL.

 

2. Nhiễm độc tố nội sinh

Nội độc tố có tác dụng sinh học rõ ràng cả trong cơ thể sống và trong ống nghiệm. Trong hệ thống tế bào tự do, nội độc tố ở nồng độ nanogam có thể ảnh hưởng đến hành vi của các loại tế bào cụ thể và thậm chí là các phân tử, do đó ảnh hưởng đến các hoạt động sinh lý bình thường.

Do đó, nội độc tố là nguồn gây ô nhiễm của hầu hết các vật liệu sinh học, sự tồn tại của nó làm cho nhiều xét nghiệm sinh học và thuốc có kết quả hỗn loạn, gây ra nhiều khó khăn cho sản xuất.

(1) Ô nhiễm thuốc. Ví dụ, nhiều loại thuốc Tây được tổng hợp bằng phương pháp hóa học và thuốc Đông y chiết xuất từ ​​thực vật có thể bị ô nhiễm nội độc tố trong quá trình tổng hợp hoặc chiết xuất.

(2) Nguyên liệu sản xuất. Các sản phẩm máu và môi trường tế bào khác nhau cũng có thể bị nhiễm bẩn nhiều hay ít trong quá trình chuẩn bị.

(3) Các tác nhân sinh học. Ví dụ, interferon, interleukin hoặc các protein hoặc peptit điều trị khác nhau được sản xuất bằng công nghệ DNA tái tổ hợp, việc sử dụng E. coli làm chất mang biểu hiện trong quá trình sản xuất hoặc các yếu tố bên ngoài khác nhau, rất khó tránh khỏi sự nhiễm độc tố nội sinh.

 

Ý tưởng loại bỏ nội độc tố bằng phương pháp siêu lọc

Do khối lượng phân tử tương đối lớn của nội độc tố, màng siêu lọc có thể được sử dụng để loại bỏ nội độc tố khỏi nước. Việc lựa chọn kích thước lỗ và vật liệu của màng siêu lọc phụ thuộc vào khối lượng phân tử tương đối, đặc điểm và hàm lượng pyrogen của thuốc được xử lý. Để giữ lại hầu hết pyrogen, cần sử dụng màng siêu lọc có khối lượng phân tử tương đối là 5000 hoặc 10000, khi đó áp suất trong quá trình vận hành cao hơn và không phù hợp với một số chế phẩm dược phẩm có chứa các thành phần khối lượng phân tử tương đối lớn. Vì việc loại bỏ pyrogen sẽ giữ lại hoặc hấp phụ các thành phần hiệu quả trong chất lỏng và năng suất sản phẩm bị ảnh hưởng rất nhiều.

Vì các phân tử nội độc tố tích điện âm trong điều kiện trung tính, nên việc lựa chọn các vật liệu tích điện dương như polysulfone, polyacrylonitrile, polyamide và các màng lọc vi xốp khác có thể tăng cường hiệu quả loại bỏ các phân tử nội độc tố. Ngoài ra, đây cũng là một phương pháp nhuộm đất diatomit trên màng cellulose, sau đó hấp phụ polyelectrolyte tích cực trên đó để loại bỏ nội độc tố. Tuy nhiên, hiệu quả loại bỏ của các màng vi xốp tích điện này đối với nội độc tố bị ảnh hưởng rất nhiều bởi độ pH. Bộ lọc sâu của Công nghệ Guidling có đất diatomit, có thể tự do lựa chọn có thêm điện tích dương hay không theo quy trình của người dùng. Trong quá trình loại bỏ các tạp chất như tế bào, mảnh vụn tế bào và các loại protein khác nhau, cấu trúc xốp tự nhiên bên trong của nó có thể làm tăng tải trọng màng lọc.

 

Hiệu quả loại bỏ nội độc tố của màng siêu lọc có kích thước lỗ khác nhau

 

Ở đây chúng tôi thảo luận về hiệu quả loại bỏ của màng siêu lọc từ một số nguồn khác nhau của các trường hợp loại bỏ nội độc tố:

1. Loại bỏ nội độc tố vi khuẩn trong thuốc tiêm Shengmai bằng phương pháp siêu lọc

1.1 Giới thiệu

Tiêm xung là một loại dung dịch nước vô trùng được làm từ SAN xung thông qua cải cách dạng bào chế. Nó bao gồm nhân sâm đỏ, ophiopogon và schisandra schisandrae. Nó có tác dụng có lợi là làm khỏe mạch khí, tăng cường và ổn định tình trạng mất nước, ổn định huyết áp, tăng lực co bóp cơ tim và có tác dụng lâm sàng tốt trong điều trị hệ thống tim mạch và các bệnh nội tiết.

 

1.2 Thành phần màng

Màng siêu lọc Guidling (khối lượng phân tử tương đối chặn 10,30,100 kDa)

 

1.3 Phương pháp thực nghiệm

1.3.1 Chuẩn bị các chất trung gian lỏng tạo xung

Tham khảo quy trình bào chế thuốc tiêm Trung sinh mạch trong Tiêu chuẩn thuốc quốc gia (WS3-B-2865-98-2011) và bản sửa đổi (ZGB2011-48). Cân 100 g hồng sâm, 312 g ophiopogon và 156 g schisandra chinensis, chiết xuất hồng sâm bằng phương pháp hồi lưu etanol, chiết xuất ophiopogon chinensis và schisandra chinensis bằng phương pháp chưng cất hơi nước, thu được 1 lít chất lỏng dược liệu trung gian tạo mạch (mỗi 10 ml tương đương với 1 g hồng sâm, 3 g ophiopogon và 1,5 g schisandra chinensis).

 

1.3.2 Siêu lọc

Một lượng chất trung gian lỏng tạo xung nhất định được lấy, độ pH được điều chỉnh đến 7,5 và được đưa vào hệ thống siêu lọc được xử lý bằng nước. Sau khi chặn trọng lượng phân tử tương đối 10,30,100 kDa của màng siêu lọc polyether được siêu lọc và chu trình siêu lọc được cân bằng trong 60 phút. Sau khi quá trình siêu lọc hoàn tất, tỷ lệ thu hồi (R) của ginsenoside Rg1, Re, Rb1 và schisandrin A đã được tính toán. Hàm lượng nội độc tố vi khuẩn trước và sau quá trình siêu lọc được đo định lượng bằng phương pháp độ đục động và tỷ lệ loại bỏ nội độc tố vi khuẩn trong chất lỏng được tính toán (Q).

R=Bộ lọc A /A nguyên thủy ×100%

Q= (bộ lọc C -C) /C ×100%

Trong công thức, A là diện tích đỉnh của từng thành phần hoạt tính trong dịch siêu lọc, A là diện tích đỉnh của từng thành phần hoạt tính trong dung dịch thuốc ban đầu, C là hàm lượng nội độc tố vi khuẩn trong dịch siêu lọc và C là hàm lượng nội độc tố vi khuẩn trong dung dịch thuốc ban đầu.

 

1.4 Xác định độ thấm của hoạt chất

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%, và cả ba thành phần hoạt tính đều có thể đi qua màng siêu lọc 100 kDa. Diện tích đỉnh của từng thành phần hoạt tính trong dung dịch siêu lọc màng 100 kDa trước và sau khi sắc ký đồ được so sánh bằng HPLC, cho thấy hầu như không có sự mất mát của 4 thành phần.

 

1.5 Nghiên cứu hiệu quả loại bỏ nội độc tố vi khuẩn

Sự thay đổi hàm lượng nội độc tố vi khuẩn trong các chất trung gian dạng lỏng tạo xung trước và sau khi siêu lọc bằng màng siêu lọc được thể hiện ở Bảng 2. Kết quả cho thấy hàm lượng nội độc tố trong chất lỏng ban đầu giảm đáng kể sau khi siêu lọc với trọng lượng phân tử tương đối khác nhau. Sau khi siêu lọc màng siêu lọc 100 kDa, hàm lượng nội độc tố trong chất lỏng thấp hơn nhiều so với giá trị giới hạn 5,0EU·mL-1 trong tiêm Shengmai lâm sàng.

1.6 Thảo luận

Trong bài báo này, dựa trên tác dụng của màng siêu lọc làm bằng PSO, người ta thấy rằng ginsenoside Rg1, Re, Rb1 và schisandra A hầu như không bị mất khi sử dụng màng siêu lọc có trọng lượng phân tử tương đối chặn 100 kDa và có thể loại bỏ hiệu quả nội độc tố vi khuẩn trong chất lỏng, đáp ứng các yêu cầu giới hạn lâm sàng. So với than hoạt tính để loại bỏ chất gây sốt, công nghệ siêu lọc không chỉ có thể loại bỏ các vấn đề về hấp phụ cạnh tranh và bão hòa hấp phụ mà còn đảm bảo tính an toàn của tiêm ở mức độ lớn và cung cấp cơ sở thực nghiệm cho quá trình chuẩn bị tiêm Shengmai.

 

2. Ảnh hưởng của màng siêu lọc chặn có khối lượng phân tử 10kd đến quá trình loại bỏ pyrogen của nước muối sinh lý

 

2.1 Giới thiệu

Trong quá trình chế tạo các sản phẩm sinh học không có chất gây sốt, thường gặp phải tình trạng nội độc tố ngoại sinh gây ra chất gây sốt cao, dụng cụ có thể được xử lý bằng cách nướng khô và ngâm natri hydroxit, nhưng việc chế tạo dung dịch trên diện rộng không phù hợp với phương pháp xử lý trên, người ta cho rằng sử dụng bao bì màng dòng chảy tiếp tuyến cho dung dịch trên diện rộng để thu được hàm lượng nội độc tố đạt yêu cầu.

 

2.2 Loại bỏ nội độc tố

2.2.1 Xử lý mẫu bằng phương pháp siêu lọc

Nội độc tố vi khuẩn nhỏ hơn nhiều so với vi khuẩn, với đường kính A khoảng 1-50nm, lipid A nhỏ hơn, kích thước nhỏ và trọng lượng nhẹ, và nội độc tố vi khuẩn có khả năng chịu nhiệt tốt. Nói chung, gói màng siêu lọc dòng chảy tiếp tuyến 10kd được sử dụng để chặn nội độc tố và đưa dòng chảy tiếp tuyến qua dung dịch.

2.2.3 Kết quả thực nghiệm

Công ty Guidling Technology đã sử dụng màng cassette vật liệu PES 10kd để tiến hành thí nghiệm vi lọc trên chất lỏng cấp liệu và kết quả như sau:

Kết quả cho thấy màng siêu lọc có trọng lượng phân tử chặn 10kd do công nghệ Guidling sản xuất có khả năng loại bỏ nội độc tố hiệu quả và mở rộng quy mô sản xuất hơn nữa.

 

Giới thiệu về Guidling

Guidling Technology là một doanh nghiệp công nghệ cao quốc gia tập trung vào dược phẩm sinh học, nuôi cấy tế bào, tinh chế và cô đặc y sinh học, chẩn đoán và chất lỏng công nghiệp. Chúng tôi đã phát triển thành công các thiết bị lọc ly tâm, băng siêu lọc & vi lọc, bộ lọc vi rút, hệ thống TFF, bộ lọc sâu, sợi rỗng, v.v. đáp ứng đầy đủ các tình huống ứng dụng của dược phẩm sinh học, nuôi cấy tế bào, v.v. Màng và bộ lọc màng của chúng tôi được sử dụng rộng rãi trong quá trình cô đặc, chiết xuất và tách tiền lọc, vi lọc, siêu lọc và lọc nano. Nhiều dòng sản phẩm của chúng tôi, từ lọc phòng thí nghiệm nhỏ, sử dụng một lần đến hệ thống lọc sản xuất, thử nghiệm vô trùng, lên men, nuôi cấy tế bào, v.v., đáp ứng nhu cầu thử nghiệm và sản xuất. Guidling Technology mong muốn được hợp tác với bạn!