Het effect van ultrafiltratiemembranen met verschillende poriegroottes op de verwijdering van endotoxinen

Volgens onze statistieken kan in de meeste gevallen de selectie van membraancassettes met een membraanopening van 10 kd of lager de meeste endotoxinen effectief onderscheppen, het endotoxinegehalte tot een zeer laag niveau reduceren en voldoen aan de behoeften van de meeste medische en farmaceutische industriële toepassingen. Het niveau van het reduceren van het endotoxinegehalte was verschillend met verschillende poriegroottes. Met het oog op dit aspect hebben we wat onderzoek gedaan, de inhoud is als volgt:

 

Wat is endotoxine

Endotoxine, ook bekend als lipopolysaccharide, lipide A, warmtebron, is een unieke structuur op de buitenwand van de celwand van gramnegatieve bacteriën (GNB) en is een complex met een hoog relatief moleculair gewicht. Vanwege de chemische heterogeniteit van endotoxine kan de relatieve moleculaire massa van endotoxine uit verschillende bronnen variëren van duizenden tot tienduizenden, en vanwege de amfifiliciteit van endotoxine kan het een associatie vormen in water, en de relatieve moleculaire massa van zijn associatie kan 400,000 tot 1,000,000 bereiken.

 

Waarom moeten endotoxinen worden verwijderd?

1. De rol van endotoxine

Endotoxine heeft een significant thermogeen effect op zoogdieren. De bacteriën worden giftig wanneer ze sterven of zich hechten aan andere cellen. Een kleine hoeveelheid endotoxine (2 ng/kg lichaamsgewicht) die intraveneus wordt geïnjecteerd, kan koorts veroorzaken en grote doses kunnen circulatiestoornissen en endotoxineshock veroorzaken. Volgens de bepalingen van de nationale farmacopee moet het gehalte aan endotoxine in een geneesmiddel of preparaat onder de voorgeschreven limiet liggen. Voor menselijk bloedalbumine moet de limiet van het bacteriële endotoxinegehalte bijvoorbeeld minder dan 2 EU/ml zijn, in overeenstemming met de testprocedure voor bacteriële endotoxine van biologische producten. De limiet voor bacteriële endotoxinen in interferonen moet minder dan 10 EU/ml zijn.

 

2. Endotoxineverontreiniging

Endotoxine heeft duidelijke biologische effecten, zowel in vivo als in vitro. In vrije celsystemen kunnen endotoxinen in nanogramconcentraties het gedrag van specifieke typen cellen en zelfs moleculen beïnvloeden, en zo normale fysiologische activiteiten beïnvloeden.

Daarom is endotoxine de bron van vervuiling van de meeste biologische materialen. Bovendien zorgt het ervoor dat veel biologische en drugstesten chaotische resultaten opleveren, wat veel problemen met zich meebrengt in de productie.

(1) Verontreiniging van geneesmiddelen. Zo kunnen bijvoorbeeld een groot aantal westerse geneesmiddelen die met chemische methoden zijn gesynthetiseerd en traditionele Chinese geneesmiddelen die uit planten zijn geëxtraheerd, tijdens hun synthese of extractie verontreinigd zijn met endotoxinen.

(2) Grondstoffen voor productie. Verschillende bloedproducten en celmedia kunnen ook meer of minder verontreinigd raken tijdens het bereidingsproces.

(3) Biologische agentia. Bijvoorbeeld interferon, interleukine of verschillende therapeutische eiwitten of peptiden die worden geproduceerd door recombinant-DNA-technologie, het gebruik van E. coli als drager van expressie in het productieproces, of verschillende externe factoren, het is moeilijk om endotoxineverontreiniging te vermijden.

 

Het idee om endotoxine te verwijderen door ultrafiltratie

Vanwege de grote relatieve moleculaire massa van endotoxinen kunnen ultrafiltratiemembranen worden gebruikt om endotoxinen uit water te verwijderen. De selectie van de poriegrootte en het materiaal van het ultrafiltratiemembraan hangt af van het relatieve moleculaire gewicht, de kenmerken en het pyrogeengehalte van het te behandelen geneesmiddel. Om het meeste pyrogeen vast te houden, is het noodzakelijk om een ​​ultrafiltratiemembraan te gebruiken met een relatieve moleculaire massa van 5000 of 10000, waarbij de druk tijdens de bewerking hoger is en het niet geschikt is voor sommige farmaceutische preparaten die componenten met een grote relatieve moleculaire massa bevatten. Omdat de verwijdering van pyrogeen de effectieve ingrediënten in de vloeistof vasthoudt of adsorbeert en de productopbrengst sterk wordt beïnvloed.

Omdat endotoxinemoleculen negatief geladen zijn onder neutrale omstandigheden, kan de selectie van positief geladen materialen zoals polysulfon, polyacrylonitril, polyamide en andere microporeuze filtratiemembranen het verwijderingseffect van endotoxinemoleculen verbeteren. Daarnaast is het ook een methode om diatomeeënaarde op de cellulosefilm te kleuren en vervolgens positieve polyelektrolyt erop te adsorberen voor het verwijderen van endotoxine. Het verwijderingseffect van deze geladen microporeuze membranen op endotoxine werd echter sterk beïnvloed door de pH. Het diepe filter van Guidling Technology heeft diatomeeënaarde, waarvan vrij kan worden gekozen of er positieve lading moet worden toegevoegd volgens het proces van de gebruiker. Bij het verwijderen van onzuiverheden zoals cellen, celresten en diverse eiwitten, kan de interne natuurlijke poreuze structuur de membraanbelasting van de filtratie verhogen.

 

Effect van endotoxineverwijdering van ultrafiltratiemembranen met verschillende poriegroottes

 

Hier bespreken we het verwijderingseffect van ultrafiltratiemembranen uit verschillende bronnen van gevallen van endotoxineverwijdering:

1. Verwijdering van bacteriële endotoxine bij Shengmai-injectie door middel van ultrafiltratiemethode

1.1 Inleiding

Pulse Injection is een soort gesteriliseerde waterige oplossing gemaakt van pulse SAN door middel van doseringsvormhervorming. Het is samengesteld uit rode ginseng, ophiopogon en schisandra schisandrae. Het heeft gunstige effecten van het versterken van de qi-puls, het versterken en stabiliseren van uitdroging, het stabiliseren van de bloeddruk, het verhogen van de contractiele kracht van het myocard en heeft een goed klinisch effect bij de behandeling van cardiovasculaire en endocriene ziekten.

 

1.2 Membraancomponenten

Geleidend ultrafiltratiemembraan (interceptie relatieve moleculaire massa 10,30,100 kDa)

 

1.3 Experimentele methoden

1.3.1 Bereiding van pulsproducerende vloeibare tussenproducten

Raadpleeg het bereidingsproces van Zhongsheng Mai-injectie in National Drug Standard (WS3-B-2865-98-2011) en de herziening ervan (ZGB2011-48). Met een gewicht van 100 g rode ginseng, 312 g ophiopogon en 156 g schisandra chinensis werd rode ginseng geëxtraheerd door de ethanolrefluxmethode, en werden ophiopogon chinensis en schisandra chinensis geëxtraheerd door de stoomdestillatiemethode, en werd 1 l pulsproducerende medicinale vloeibare tussenstof verkregen (elke 10 ml was equivalent aan 1 g rode ginseng, 3 g ophiopogon en 1,5 g schisandra chinensis).

 

1.3.2 Ultrafiltratie

Een bepaalde hoeveelheid pulsvormende vloeibare tussenstof werd genomen, de pH werd aangepast tot 7,5 en in het ultrafiltratiesysteem geplaatst dat met water werd behandeld. Na de onderschepping van het relatieve molecuulgewicht van 10,30,100 kDa van het polyether-ultrafiltratiemembraan werd ultragefiltreerd en werd de ultrafiltratiecyclus gedurende 60 min. in evenwicht gebracht. Nadat de ultrafiltratie was voltooid, werden de recovery rates (R) van ginsenoside Rg1, Re, Rb1 en schisandrine A berekend. Het gehalte aan bacteriële endotoxine voor en na ultrafiltratie werd kwantitatief gemeten met behulp van de dynamische troebelheidsmethode en de verwijderingssnelheid van bacteriële endotoxine in de vloeistof werd berekend (Q).

R=Een filter /Een primitief ×100%

Q= (C-C-filter) /C ×100%

In de formule is A het piekoppervlak van elk actief bestanddeel in het ultrafiltraat, A is het piekoppervlak van elk actief bestanddeel in de oorspronkelijke geneesmiddeloplossing, C is het gehalte aan bacteriële endotoxine in het ultrafiltraat en C is het gehalte aan bacteriële endotoxine in de oorspronkelijke geneesmiddeloplossing.

 

1.4 Bepaling van de permeabiliteit van werkzame stoffen

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%, en alle drie de actieve ingrediënten kunnen door het 100 kDa ultrafiltratiemembraan heen. Het piekoppervlak van elk actief bestanddeel in de 100 kDa membraan ultrafiltratieoplossing voor en na chromatogram werd vergeleken door HPLC, wat aangeeft dat er bijna geen verlies was van 4 componenten.

 

1.5 Onderzoek naar het verwijderingseffect van bacteriële endotoxine

De inhoudsveranderingen van bacteriële endotoxine in pulsproducerende vloeibare tussenproducten voor en na ultrafiltratie door ultrafiltratiemembraan worden weergegeven in Tabel 2. De resultaten toonden aan dat de inhoud van endotoxine in de oorspronkelijke vloeistof significant afnam na ultrafiltratie met verschillend relatief moleculair gewicht. Na 100 kDa ultrafiltratiemembraanultrafiltratie was de inhoud van endotoxine in de vloeistof veel lager dan de grenswaarde van 5,0EU·mL-1 in klinische Shengmai-injectie.

1.6 Discussie

In dit artikel werd, op basis van het effect van een ultrafiltratiemembraan gemaakt van PSO, ontdekt dat ginsenoside Rg1, Re, Rb1 en schisandra A vrijwel geen verlies hadden wanneer een ultrafiltratiemembraan met een interceptie relatief moleculair gewicht van 100 kDa werd gebruikt, en bacteriële endotoxinen in de vloeistof konden effectief worden verwijderd, wat voldeed aan de klinische limietvereisten. Vergeleken met actieve kool voor pyrogeenverwijdering kan ultrafiltratietechnologie niet alleen de problemen van competitieve adsorptie en adsorptieve verzadiging elimineren, maar ook de veiligheid van injectie in grote mate garanderen en een experimentele basis bieden voor het bereidingsproces van Shengmai-injectie.

 

2. Invloed van het interceptie-ultrafiltratiemembraan met een moleculair gewicht van 10 kd op het pyrogeenverwijderingsproces van normale zoutoplossing

 

2.1 Inleiding

Bij de bereiding van pyrogeenvrije biologische producten komt het vaak voor dat exogene endotoxinen een hoog pyrogeengehalte veroorzaken. De oplossing kan worden opgelost door droog te bakken en te weken in natriumhydroxide. De grootschalige bereiding van de oplossing is echter niet geschikt voor de bovenstaande behandeling. Daarom wordt overwogen om tangentiële stromingsfolieverpakking te gebruiken voor grootschalige oplossingen om een ​​gekwalificeerd endotoxinegehalte te verkrijgen.

 

2.2 Verwijdering van endotoxinen

2.2.1 Ultrafiltratiebehandeling van monsters

Bacteriële endotoxine is veel kleiner dan bacteriën, met een diameter van ongeveer 1-50nm, lipide A is kleiner, klein en licht van gewicht, en bacteriële endotoxine heeft een goede hittebestendigheid. Over het algemeen wordt tangentiële flow ultrafiltratiemembraanpakket 10kd gebruikt om endotoxine te onderscheppen en de tangentiële flow door de oplossing te nemen.

2.2.3 Experimentele resultaten

Guidling Technology gebruikte een 10kd membraancassette van PES-materiaal om een ​​microfiltratie-experiment uit te voeren op de toevoervloeistof. De resultaten zijn als volgt:

Uit de resultaten bleek dat de ultrafiltratiemembraancassette met een interceptiemolecuulgewicht van 10 kd, geproduceerd met Guidling-technologie, endotoxinen effectief kon verwijderen en de productie verder kon uitbreiden.

 

Over Guidling

Guidling Technology is een nationale hightechonderneming die zich richt op biofarmaceutica, celkweek, zuivering en concentratie van biomedische middelen, diagnose en industriële vloeistoffen. We hebben met succes centrifugaalfilterapparaten, ultrafiltratie- en microfiltratiecassettes, virusfilters, TFF-systemen, dieptefilters, holle vezels, enz. ontwikkeld. Die volledig voldoen aan de toepassingsscenario's van biofarmaceutica, celkweek, enzovoort. Onze membranen en membraanfilters worden veel gebruikt bij concentratie, extractie en scheiding van voorfiltratie, microfiltratie, ultrafiltratie en nanofiltratie. Onze vele productlijnen, van kleine, eenmalige laboratoriumfiltratie tot productiefiltratiesystemen, steriliteitstesten, fermentatie, celkweek en meer, voldoen aan de behoeften van testen en productie. Guidling Technology kijkt ernaar uit om met u samen te werken!