Toepassing van ultrafiltratie in het productieproces van DTP-vaccin

Toepassing vanUltrafiltratie in dePproductiePproces vanDTP Vaccine

 

1. DTP-vaccin

Kinkhoest, beter bekend als kinkhoest, is een acute infectieziekte van de luchtwegen die wordt veroorzaakt door Bordetella pertussis en die vooral zuigelingen en jonge kinderen treft. Het wordt overgedragen via ademhalingsdruppeltjes en heeft een incubatietijd van 7 tot 10 dagen. De patiënt zal symptomen van sputumophoping ontwikkelen, waaronder hoesten. Difterie is een acute luchtweginfectie veroorzaakt door Corynebacterium diphtheriae. De bacteriën dringen het neusslijmvlies of de keel binnen, vermenigvuldigen zich, produceren exotoxinen en veroorzaken lokale ontstekingen en weefselnecrose. Tetanus, veroorzaakt door Clostridium tetani, komt het menselijk lichaam binnen via huid- of slijmvlieswonden. Het gedijt goed in anaerobe omstandigheden en produceert gifstoffen, waardoor krampachtige spiersamentrekkingen ontstaan.

Het DTP-vaccin is een combinatievaccin dat effectieve componenten van Bordetella pertussis, difterietoxine en tetanustoxine bevat, gemengd in bepaalde verhoudingen en geadsorbeerd aan een aluminiumhydroxide-adjuvans. Het wordt gebruikt om drie ziekten te voorkomen: kinkhoest, difterie en tetanus.

 

2. Productieproces van het DTP-vaccin

Het DTP-vaccin is doorgaans een geïnactiveerd vaccin. De bereiding van het DTP-vaccin volgt het geïnactiveerde vaccinproductieproces, voornamelijk om veiligheidsredenen. Momenteel is het productieproces van DTP-vaccins in China grotendeels gebaseerd op technologie uit de jaren zeventig en tachtig. Gedurende het hele proces omvatten de dialysestappen echter te veel conventionele filtratiefasen, wat een aanzienlijke impact had op het algehele productieproces van het product. Tangentiële stroommembraanfiltratieproducten met open kanalen bieden voordelen bij de stroomafwaartse scheiding van biologische producten, zoals lage schuifkrachten en hoge terugwinningspercentages. Ze zijn bijzonder geschikt voor de scheiding van monsters met hoge concentraties, hoge viscositeit en hoog deeltjesgehalte, waardoor ze geschikt zijn voor het productieproces van DTP-vaccins.

3. Toepassing van holle vezel-ultrafiltratietechnologie in het zuiveringsproces van celvrije DTP gecombineerde vaccinantigeenvloeistof

(1) Materialen en methoden

①Voorbeeld

Gedecontamineerde en geraffineerde celvrije DTP-antigeenoplossing (hierna gedecontamineerde antigeenoplossing genoemd).

②Belangrijkste reagentia en instrumenten

Water van injectiekwaliteit; natriumchloride (farmaceutische kwaliteit); dialysezak; 10 kDa holle vezel; peristaltische pomp.

③Ultrafiltratie en zuivering van celvrije DTP-antigeenvloeistof

Concentreer allereerst de gedecontamineerde antigeenoplossing tot ongeveer 5-het oorspronkelijke volume met behulp van een holle vezel van 10 kDa. Begin vervolgens met het filtratie- en wasproces. Stop vervolgens de filtratie wanneer het filtraatvolume ongeveer 4 tot 5 keer het oorspronkelijke volume bereikt. Spoel ten slotte het hele systeem af en vang het filtraat op met behulp van een 1-voudig volume fysiologische zoutoplossing.

④Dialyse en zuivering van celvrije DTP-antigeenvloeistof

Verpak de gedecontamineerde antigeenoplossing aseptisch in dialysezakken en dompel deze onder in een steriele natriumchlorideoplossing van 0,85% en voer vervolgens dialyse uit bij 2-8 graad.

⑤Identificatie van gezuiverde vloeistof

Breng de door ultrafiltratie en dialyse teruggewonnen vloeistofmonsters proportioneel terug naar het voorzuiveringsvolume. Gebruik een gedecontamineerde antigeenoplossing als controle en analyseer de zuiverheid van de monsters met behulp van 12% SDS-PAGE. Meet het vastestofgehalte in de oplossingen en bereken de terugwinningssnelheid na centrifugeren van de monsters bij 10,000 rpm gedurende 15 minuten.

Resultaten

①Concentratie en wassing van holle vezels

Tijdens het ultrafiltratieconcentratieproces wordt binnen 70 minuten 4.800 ml filtraat verkregen, wat resulteert in een 5-voudige concentratie. De filtratiesnelheid neemt gestaag af, met een gemiddelde filtratiesnelheid van 42 LMH (69,6 ml/min). Tijdens het wasproces wordt binnen 90 minuten 5.300 ml filtraat verkregen, wat resulteert in een viervoudige wasbeurt. De filtratiesnelheid neemt gestaag af, met een gemiddelde filtratiesnelheid van 36 LMH (59,5 ml/min). Spoel ten slotte het gehele systeem met 1.200 ml fysiologische zoutoplossing en meng de spoeloplossing met de vorige wasoplossing (1.200 ml). De uiteindelijke concentratiefactor van de vloeistof is 2,5-voudig. Vergeleken met ultrafiltratie vereist dialyse vijf keer verversen van het dialysaat en dit duurt ongeveer zes dagen.

②Identificatie van gezuiverde vloeistof

Uit SDS-PAGE-analyse bleek dat de zuiverheid van de celvrije DTP-vaccinantigenvloeistof, gezuiverd door zowel ultrafiltratie- als dialysemethoden, relatief onveranderd bleef, zoals weergegeven in de onderstaande figuur. De terugwinningssnelheid van ultrafiltratiezuivering is iets lager dan die van dialysezuivering, zoals aangegeven in de onderstaande tabel.

Steekproef	Vaste inhoud (%)	Herstelpercentage (%)
Gedecontamineerde antigeenoplossing	0.872	/
Door ultrafiltratie teruggewonnen vloeistof (gereduceerd)	0.803	92.1
Door dialyse teruggewonnen vloeistof (gereduceerd)	0.813	93.2

 

Conclusie

Ultrafiltratie met holle vezels is een membraanscheidingstechnologie die veel wordt gebruikt in industrieën zoals de voeding, fermentatie, farmaceutische industrie, milieubescherming en chemische technologie voor de scheiding, concentratie en zuivering van grote moleculaire stoffen. In dit experiment werd ultrafiltratietechnologie met holle vezels gebruikt om de gedecontamineerde celvrije DTP-antigeenoplossing te zuiveren. De onderzoeker vergeleek zich met traditionele dialyse wat betreft zuiveringsefficiëntie en terugwinningspercentage. De resultaten toonden aan dat ultrafiltratie een hogere efficiëntie had bij het verwijderen van ontgiftende stoffen en pigmenten (haalbaar binnen 3 uur, vergeleken met 5-7 dagen voor dialyse) en een hoger herstelpercentage had. Deze suggereren dat de toepassing van holle vezels voor ultrafiltratiezuivering van celvrije DTP-vaccinantigeenvloeistof haalbaar is. Het kan bestaande dialyseprocessen vervangen.