ผลของเมมเบรนอัลตราฟิลเตรชันที่มีขนาดรูพรุนต่างกันต่อการกำจัดเอนโดทอกซิน

ตามสถิติของเรา ในกรณีส่วนใหญ่ การเลือกตลับเมมเบรนที่มีรูพรุนของเมมเบรน 10kd หรือต่ำกว่านั้นสามารถดักจับเอนโดทอกซินได้อย่างมีประสิทธิภาพ ลดปริมาณเอนโดทอกซินให้เหลือต่ำมาก และตอบสนองความต้องการของการใช้งานทางการแพทย์และอุตสาหกรรมยาส่วนใหญ่ ระดับการลดปริมาณเอนโดทอกซินแตกต่างกันไปตามขนาดรูพรุนที่แตกต่างกัน เมื่อพิจารณาจากแง่มุมนี้ เราได้ทำการวิจัยแล้ว เนื้อหามีดังนี้:

 

เอนโดทอกซินคืออะไร

เอนโดทอกซิน หรือเรียกอีกอย่างว่า ไลโปโพลีแซ็กคาไรด์ ลิพิดเอ แหล่งความร้อน เป็นโครงสร้างเฉพาะตัวบนผนังด้านนอกของผนังเซลล์ของแบคทีเรียแกรมลบ (GNB) และเป็นสารประกอบที่มีน้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์สูง เนื่องจากเอนโดทอกซินมีความหลากหลายทางเคมี มวลโมเลกุลสัมพัทธ์ของเอนโดทอกซินจากแหล่งต่างๆ อาจแตกต่างกันไปตั้งแต่หลายพันจนถึงหลายหมื่น และเนื่องจากเอนโดทอกซินมีคุณสมบัติชอบน้ำ จึงสามารถรวมตัวกันในน้ำได้ และมวลโมเลกุลสัมพัทธ์ของการรวมตัวอาจสูงถึง 400,000 ถึง 1,000,000

 

ทำไมจึงต้องกำจัดเอนโดทอกซิน

1. บทบาทของเอนโดทอกซิน

เอนโดทอกซินมีผลทางเทอร์โมเจนิกอย่างมีนัยสำคัญต่อสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม แบคทีเรียจะกลายเป็นพิษเมื่อตายหรือเกาะติดกับเซลล์อื่น การฉีดเอนโดทอกซินปริมาณเล็กน้อย (2 นาโนกรัมต่อน้ำหนักตัว 1 กิโลกรัม) เข้าเส้นเลือดอาจทำให้เกิดไข้ และการฉีดปริมาณมากอาจทำให้เกิดการรบกวนการไหลเวียนโลหิตและภาวะช็อกจากเอนโดทอกซิน ตามข้อกำหนดของตำรายาแห่งชาติ ปริมาณเอนโดทอกซินในยาหรือการเตรียมยาควรต่ำกว่าขีดจำกัดที่กำหนดไว้ ตัวอย่างเช่น สำหรับอัลบูมินในเลือดมนุษย์ ปริมาณเอนโดทอกซินของแบคทีเรียควรน้อยกว่า 2 EU/mL ตามขั้นตอนการทดสอบเอนโดทอกซินของแบคทีเรียในผลิตภัณฑ์ทางชีววิทยา ปริมาณเอนโดทอกซินของแบคทีเรียในอินเตอร์เฟอรอนควรน้อยกว่า 10 EU/mL

 

2. การปนเปื้อนของเอนโดทอกซิน

เอนโดทอกซินมีผลทางชีวภาพที่ชัดเจนทั้งในร่างกายและในหลอดทดลอง ในระบบเซลล์อิสระ เอนโดทอกซินที่มีความเข้มข้นในระดับนาโนกรัมสามารถส่งผลต่อพฤติกรรมของเซลล์บางประเภทและแม้แต่โมเลกุล จึงส่งผลต่อกิจกรรมทางสรีรวิทยาปกติ

ดังนั้น เอนโดทอกซินจึงเป็นแหล่งกำเนิดมลพิษของสารทางชีวภาพส่วนใหญ่ และการมีอยู่ของเอนโดทอกซินทำให้การทดสอบทางชีวภาพและยาหลายๆ ครั้งให้ผลออกมาไม่เป็นระเบียบ ส่งผลให้การผลิตเกิดความยากลำบากมากมาย

(1) การปนเปื้อนของยา ตัวอย่างเช่น ยาแผนตะวันตกหลายชนิดที่สังเคราะห์ด้วยวิธีการทางเคมีและยาแผนจีนที่สกัดจากพืชอาจปนเปื้อนเอนโดทอกซินระหว่างการสังเคราะห์หรือการสกัด

(2) วัตถุดิบในการผลิต ผลิตภัณฑ์เลือดและเซลล์เพาะเลี้ยงต่างๆ อาจปนเปื้อนมากหรือน้อยในระหว่างกระบวนการเตรียม

(3) ตัวการทางชีวภาพ เช่น อินเตอร์เฟอรอน อินเตอร์ลิวคิน หรือโปรตีนหรือเปปไทด์เพื่อการบำบัดต่างๆ ที่ผลิตขึ้นด้วยเทคโนโลยีดีเอ็นเอรีคอมบิแนนท์ การใช้อีโคไลเป็นพาหะของการแสดงออกในกระบวนการผลิต หรือปัจจัยภายนอกต่างๆ ทำให้ยากที่จะหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนของเอนโดทอกซิน

 

ความคิดในการกำจัดเอนโดทอกซินด้วยการกรองแบบอัลตราฟิลเตรชัน

เนื่องจากเอนโดทอกซินมีมวลโมเลกุลสัมพัทธ์ขนาดใหญ่ จึงสามารถใช้เมมเบรนอัลตราฟิลเตรชันเพื่อกำจัดเอนโดทอกซินออกจากน้ำได้ การเลือกขนาดรูพรุนและวัสดุของเมมเบรนอัลตราฟิลเตรชันขึ้นอยู่กับน้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์ ลักษณะเฉพาะ และปริมาณไพโรเจนของยาที่กำลังรักษา เพื่อรักษาไพโรเจนส่วนใหญ่ไว้ จำเป็นต้องใช้เมมเบรนอัลตราฟิลเตรชันที่มีมวลโมเลกุลสัมพัทธ์ 5,000 หรือ 10,000 ซึ่งในเวลานั้น ความดันระหว่างการทำงานจะสูงขึ้น และไม่เหมาะสำหรับการเตรียมยาบางชนิดที่มีส่วนประกอบของมวลโมเลกุลสัมพัทธ์ขนาดใหญ่ เนื่องจากการกำจัดไพโรเจนจะกักเก็บหรือดูดซับส่วนผสมที่มีประสิทธิภาพในของเหลว และผลผลิตจะได้รับผลกระทบอย่างมาก

เนื่องจากโมเลกุลเอนโดทอกซินมีประจุลบภายใต้สภาวะเป็นกลาง การเลือกวัสดุที่มีประจุบวก เช่น โพลีซัลโฟน โพลีอะคริโลไนไตรล์ โพลีเอไมด์ และเมมเบรนกรองที่มีรูพรุนขนาดเล็กอื่นๆ สามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการกำจัดโมเลกุลเอนโดทอกซินได้ นอกจากนี้ ยังเป็นวิธีการย้อมดินไดอะตอมไมต์บนฟิล์มเซลลูโลส จากนั้นจึงดูดซับโพลีอิเล็กโทรไลต์เชิงบวกบนฟิล์มเพื่อกำจัดเอนโดทอกซิน อย่างไรก็ตาม ผลกระทบในการกำจัดของเมมเบรนที่มีรูพรุนขนาดเล็กที่มีประจุเหล่านี้ต่อเอนโดทอกซินได้รับผลกระทบอย่างมากจากค่า pH ตัวกรองแบบลึกของ Guidling Technology มีดินไดอะตอมไมต์ ซึ่งสามารถเลือกได้อย่างอิสระว่าจะเติมประจุบวกหรือไม่ตามกระบวนการของผู้ใช้ ในกระบวนการกำจัดสิ่งสกปรก เช่น เซลล์ เศษเซลล์ และโปรตีนต่างๆ โครงสร้างรูพรุนตามธรรมชาติภายในสามารถเพิ่มภาระในการกรองของเมมเบรนได้

 

ผลการกำจัดเอนโดทอกซินของเมมเบรนอัลตราฟิลเตรชันที่มีขนาดรูพรุนต่างกัน

 

ที่นี่เราจะหารือเกี่ยวกับผลของการกำจัดเมมเบรนอัลตราฟิลเตรชันจากแหล่งกำจัดเอนโดทอกซินที่แตกต่างกันหลายกรณี:

1. การกำจัดเอนโดทอกซินของแบคทีเรียในการฉีด Shengmai โดยวิธีการอัลตราฟิลเตรชัน

1.1 บทนำ

Pulse Injection เป็นสารละลายน้ำที่ผ่านการฆ่าเชื้อชนิดหนึ่ง ซึ่งทำจาก SAN แบบพัลส์ผ่านกระบวนการปรับรูปแบบยาใหม่ ประกอบด้วยโสมแดง โอฟิโอโปกอน และชิแซนดรา ชิแซนดรา มีประโยชน์ในการกระตุ้นชีพจรชี่ เสริมสร้างและรักษาสมดุลของภาวะขาดน้ำ รักษาระดับความดันโลหิตให้คงที่ เพิ่มแรงบีบตัวของกล้ามเนื้อหัวใจ และมีผลทางคลินิกที่ดีในการรักษาระบบหัวใจและหลอดเลือดและโรคต่อมไร้ท่อ

 

1.2 ส่วนประกอบของเมมเบรน

เมมเบรนกรองอุลตร้าฟิลเตรชันแบบไกด์ลิ่ง (มวลโมเลกุลสัมพันธ์ของการสกัดกั้น 10,30,100 kDa)

 

1.3 วิธีการทดลอง

1.3.1 การเตรียมสารตั้งต้นของเหลวที่ผลิตด้วยพัลส์

อ้างอิงจากกระบวนการเตรียมยาฉีด Zhongsheng Mai ในมาตรฐานยาแห่งชาติ (WS3-B-2865-98-2011) และการแก้ไข (ZGB2011-48) โดยชั่งน้ำหนักโสมแดง 100 กรัม โอฟิโอโปกอน 312 กรัม และชิแซนดรา ชิเนนซิส 156 กรัม โสมแดงสกัดด้วยวิธีการเอธานอลรีฟลักซ์ และโอฟิโอโปกอน ชิเนนซิสและชิแซนดรา ชิเนนซิสสกัดด้วยวิธีการกลั่นด้วยไอน้ำ และได้รับของเหลวตัวกลางทางยาที่ผลิตได้แบบชง 1 ลิตร (แต่ละ 10 มิลลิลิตรเทียบเท่ากับโสมแดง 1 กรัม โอฟิโอโปกอน 3 กรัม และชิแซนดรา ชิเนนซิส 1.5 กรัม)

 

1.3.2 การกรองระดับอัลตราฟิลเตรชัน

นำของเหลวตัวกลางสำหรับทำพัลส์จำนวนหนึ่งมาปรับค่า pH เป็น 7.5 แล้วนำไปใส่ในระบบอัลตราฟิลเตรชันที่ผ่านการบำบัดด้วยน้ำ หลังจากการสกัดกั้นเมมเบรนอัลตราฟิลเตรชันโพลีเอเธอร์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสัมพันธ์ 10, 30, 100 kDa ก็ทำการอัลตราฟิลเตรชัน และปรับสมดุลรอบการอัลตราฟิลเตรชันเป็นเวลา 60 นาที หลังจากที่การอัลตราฟิลเตรชันเสร็จสิ้นแล้ว อัตราการกู้คืน (R) ของจินเซนโนไซด์ Rg1, Re, Rb1 และชิแซนดริน เอ ก็ถูกคำนวณ ปริมาณเอนโดทอกซินของแบคทีเรียก่อนและหลังการอัลตราฟิลเตรชันถูกวัดเชิงปริมาณโดยใช้วิธีความขุ่นแบบไดนามิก และอัตราการกำจัดเอนโดทอกซินของแบคทีเรียในของเหลวก็ถูกคำนวณ (Q)

R=ตัวกรอง /A ดั้งเดิม ×100%

Q= (ตัวกรอง C -C) /C ×100%

ในสูตร A คือพื้นที่พีคของส่วนประกอบออกฤทธิ์แต่ละส่วนในอัลตราฟิลเตรต A คือพื้นที่พีคของส่วนประกอบออกฤทธิ์แต่ละส่วนในสารละลายยาเดิม C คือเนื้อหาของเอนโดทอกซินของแบคทีเรียในอัลตราฟิลเตรต และ C คือเนื้อหาของเอนโดทอกซินของแบคทีเรียในสารละลายยาเดิม

 

1.4 การกำหนดความสามารถในการซึมผ่านของส่วนผสมที่ออกฤทธิ์

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% และส่วนประกอบที่ออกฤทธิ์ทั้งสามสามารถผ่านเมมเบรนอุลตราฟิลเตรชันขนาด 100 kDa ได้ พื้นที่พีคของส่วนประกอบที่ออกฤทธิ์แต่ละส่วนในสารละลายอุลตราฟิลเตรชันเมมเบรนขนาด 100 kDa ก่อนและหลังโครมาโทแกรมได้รับการเปรียบเทียบด้วย HPLC ซึ่งบ่งชี้ว่าแทบจะไม่มีการสูญเสียส่วนประกอบทั้ง 4 ส่วนเลย

 

1.5 การศึกษาผลการกำจัดเอนโดทอกซินของแบคทีเรีย

ตารางที่ 2 แสดงการเปลี่ยนแปลงเนื้อหาของเอนโดทอกซินของแบคทีเรียในสารตั้งต้นของของเหลวที่ผลิตเป็นพัลส์ก่อนและหลังการกรองแบบอัลตราฟิลเตรชันด้วยเมมเบรนแบบอัลตราฟิลเตรชัน ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าเนื้อหาของเอนโดทอกซินในของเหลวเดิมลดลงอย่างมีนัยสำคัญหลังจากการกรองแบบอัลตราฟิลเตรชันด้วยน้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์ที่แตกต่างกัน หลังจากการกรองแบบอัลตราฟิลเตรชันด้วยเมมเบรนแบบอัลตราฟิลเตรชันขนาด 100 kDa เนื้อหาของเอนโดทอกซินในของเหลวจะต่ำกว่าค่าจำกัดที่ 5.0EU·mL-1 ในยาฉีด Shengmai ทางคลินิกมาก

1.6 การอภิปราย

จากผลการทดลองของเมมเบรนอัลตราฟิลเตรชันที่ทำจาก PSO พบว่าจินเซนโนไซด์ Rg1, Re, Rb1 และ Schisandra A แทบไม่มีการสูญเสียเมื่อใช้เมมเบรนอัลตราฟิลเตรชันที่มีน้ำหนักโมเลกุลสัมพันธ์ 100 kDa และสามารถกำจัดเอนโดทอกซินของแบคทีเรียในของเหลวได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งตรงตามข้อกำหนดทางคลินิก เมื่อเปรียบเทียบกับคาร์บอนกัมมันต์สำหรับการกำจัดไพโรเจน เทคโนโลยีอัลตราฟิลเตรชันไม่เพียงแต่ขจัดปัญหาของการดูดซับแบบแข่งขันและความอิ่มตัวของการดูดซับเท่านั้น แต่ยังรับประกันความปลอดภัยของการฉีดได้ในระดับมาก และยังเป็นพื้นฐานการทดลองสำหรับกระบวนการเตรียมการฉีด Shengmai อีกด้วย

 

2. อิทธิพลของเมมเบรนอัลตราฟิลเตรชันสกัดกั้นที่มีน้ำหนักโมเลกุล 10kd ต่อกระบวนการกำจัดไพโรเจนของน้ำเกลือธรรมดา

 

2.1 บทนำ

ในการเตรียมผลิตภัณฑ์ทางชีวภาพที่ปราศจากไพโรเจน มักพบว่าเอนโดทอกซินจากภายนอกทำให้เกิดไพโรเจนสูง และสามารถแก้ปัญหาภาชนะได้ด้วยการอบแห้งและแช่โซเดียมไฮดรอกไซด์ แต่การเตรียมสารละลายในปริมาณมากไม่เหมาะกับการบำบัดข้างต้น และถือว่าใช้การบรรจุฟิล์มไหลแบบสัมผัสสำหรับสารละลายในปริมาณมาก เพื่อให้ได้ปริมาณเอนโดทอกซินที่ผ่านคุณสมบัติ

 

2.2 การกำจัดเอนโดทอกซิน

2.2.1 การบำบัดตัวอย่างด้วยระบบอัลตราฟิลเตรชัน

เอนโดทอกซินของแบคทีเรียมีขนาดเล็กกว่าแบคทีเรียมาก โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลาง A ประมาณ 1-50 นาโนเมตร ลิพิด A มีขนาดเล็กกว่า มีขนาดเล็กและมีน้ำหนักเบา และเอนโดทอกซินของแบคทีเรียมีความทนทานต่อความร้อนได้ดี โดยทั่วไป แพ็คเกจเมมเบรนอัลตราฟิลเตรชันการไหลสัมผัส 10kd จะถูกใช้เพื่อสกัดกั้นเอนโดทอกซินและนำการไหลสัมผัสผ่านสารละลาย

2.2.3 ผลการทดลอง

Guidling Technology ได้ใช้ตลับเมมเบรนขนาด 10kd ของวัสดุ PES เพื่อทำการทดลองการกรองแบบไมโครฟิลเตรชั่นในของเหลวป้อน และผลลัพธ์มีดังต่อไปนี้:

ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าตลับเทปเมมเบรนแบบอัลตราฟิลเตรชันที่มีมวลโมเลกุลสกัดกั้น 10kd ที่ผลิตโดยเทคโนโลยี Guidling สามารถกำจัดเอนโดทอกซินได้อย่างมีประสิทธิภาพและขยายการผลิตได้อีก

 

เกี่ยวกับเรา

Guidling Technology เป็นองค์กรเทคโนโลยีขั้นสูงระดับประเทศที่เน้นด้านชีวเภสัชกรรม การเพาะเลี้ยงเซลล์ การทำให้บริสุทธิ์และความเข้มข้นของยาชีวเวชภัณฑ์ การวินิจฉัย และของเหลวในอุตสาหกรรม เราได้พัฒนาอุปกรณ์กรองแบบแรงเหวี่ยง ตลับกรองอัลตราฟิลเตรชันและไมโครฟิลเตรชัน ตัวกรองไวรัส ระบบ TFF ตัวกรองความลึก เส้นใยกลวง ฯลฯ สำเร็จ ซึ่งตอบสนองสถานการณ์การใช้งานของชีวเภสัชกรรม การเพาะเลี้ยงเซลล์ และอื่นๆ ได้อย่างเต็มที่ เมมเบรนและตัวกรองเมมเบรนของเราใช้กันอย่างแพร่หลายในการทำให้เข้มข้น สกัด และแยกการกรองเบื้องต้น ไมโครฟิลเตรชัน อัลตราฟิลเตรชัน และนาโนฟิลเตรชัน กลุ่มผลิตภัณฑ์จำนวนมากของเรา ตั้งแต่การกรองในห้องปฏิบัติการแบบใช้ครั้งเดียวขนาดเล็กไปจนถึงระบบกรองการผลิต การทดสอบความปลอดเชื้อ การหมัก การเพาะเลี้ยงเซลล์ และอื่นๆ ตอบสนองความต้องการในการทดสอบและการผลิต Guidling Technology หวังว่าจะได้ร่วมงานกับคุณ!