-กระบวนการทำให้บริสุทธิ์ขั้นปลายระดับอุตสาหกรรมสำหรับวัคซีนโรคจมูกอักเสบจากการติดเชื้อในโค (IBR) — ส่วน "การกรองแบบอัลตราฟิลเตรชัน"

โรคจมูกอักเสบจากการติดเชื้อในวัว (IBR) เกิดจากการติดเชื้อไวรัสโรคจมูกอักเสบจากการติดเชื้อในวัว (IBRV) หรือที่เรียกว่าไวรัสเริมจากวัวชนิด 1 (BHV-1) โรคนี้มีอาการทางระบบทางเดินหายใจและการทำแท้งเป็นหลัก นอกเหนือจากอาการทางคลินิกเหล่านี้แล้ว IBR ยังส่งผลให้ผลผลิตน้ำนมลดลงในโคนม และน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นในโคเนื้อลดลง ส่งผลให้เกิดความสูญเสียทางเศรษฐกิจอย่างมีนัยสำคัญสำหรับฟาร์มปศุสัตว์

โรคนี้มีภูมิคุ้มกันตามธรรมชาติ เมื่อเกิดขึ้นเป็นการติดเชื้อเดี่ยว ความสามารถในการทำให้เกิดโรคค่อนข้างต่ำ อย่างไรก็ตาม เมื่อเกิดการติดเชื้อผสมกับโรคไวรัสหรือแบคทีเรียอื่นๆ ความรุนแรงและอันตรายจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก การฉีดวัคซีนเป็นวิธีการป้องกันและควบคุมที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด โดยมีวัคซีนสองประเภทหลักให้เลือก ได้แก่ วัคซีนเชื้อเป็นและวัคซีนเชื้อตาย ปัจจุบันวัคซีนป้องกันโรคจมูกอักเสบจากเชื้อโคที่ใช้ในฟาร์มส่วนใหญ่เป็นวัคซีนเชื้อตาย

วัคซีนเชื้อเป็นมีลักษณะเฉพาะคือมีภูมิคุ้มกันสูง ภูมิคุ้มกันเริ่มเร็ว และให้การป้องกันได้ยาวนาน (ปกติมากกว่า 6 เดือน) มักใช้เพื่อสร้างภูมิคุ้มกันฉุกเฉินในช่วงที่มีการระบาดของโรค อย่างไรก็ตาม พวกมันมีความเสี่ยงในการแพร่กระจายของไวรัส ก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อโคตั้งท้อง และไม่สามารถใช้กับโคที่ติดเชื้อในระยะแฝงแต่ไม่มีอาการ

วัคซีนเชื้อตายมีคุณลักษณะด้านความปลอดภัยสูง โดยไม่มีความเสี่ยงต่อการแพร่กระจายของไวรัสหรือกลับไปสู่ความรุนแรง และถือว่าปลอดภัยอย่างยิ่ง สามารถใช้ได้ในโคทุกระยะ รวมถึงโคที่ตั้งท้อง ลูกโค และโคพันธุ์ อย่างไรก็ตาม ภูมิคุ้มกันเริ่มเริ่มค่อนข้างช้าและระยะเวลาการป้องกันสั้นกว่า ดังนั้นจึงมักจำเป็นต้องฉีดวัคซีนเสริม ในบางกรณี ประสิทธิภาพในการป้องกันอาจต่ำกว่าวัคซีนเชื้อเป็น

ไม่ว่าวัคซีนเชื้อเป็นหรือวัคซีนเชื้อตายจะถูกใช้ก็ตาม กระบวนการทำให้บริสุทธิ์ขั้นปลายน้ำสามารถแบ่งออกเป็นสี่ขั้นตอนหลัก: การเก็บเกี่ยวและการทำให้ใส → ความเข้มข้นและการทำให้บริสุทธิ์ขั้นต้น → การขัดให้บริสุทธิ์ → การยับยั้ง/การกรองและการกำหนดสูตรแบบปลอดเชื้อ

ความเข้มข้นเป็นขั้นตอนหลักในกระบวนการทำให้วัคซีนบริสุทธิ์ขั้นปลายน้ำ ทันทีหลังจากการชี้แจง เป้าหมายหลักคือการลด-สารละลายที่มีความเข้มข้นสูง-ปริมาณมากที่เก็บเกี่ยวมาได้อย่างรวดเร็ว ให้เหลือรูปแบบความเข้มข้นสูง-ปริมาณน้อย- ในขณะเดียวกันก็รักษาฤทธิ์ทางชีวภาพของไวรัสไว้ได้ ซึ่งจะสร้างเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับขั้นตอนการทำให้บริสุทธิ์ที่มีความละเอียดสูง-แต่มีความจุต่ำ- เช่น โครมาโตกราฟี

โดยทั่วไปขั้นตอนนี้จะดำเนินการโดยใช้อัลตราฟิลเตรชันการไหลแบบวงสัมผัส (TFF) หลักการมีดังต่อไปนี้: สารละลายป้อนไวรัสจะไหลขนานกับพื้นผิวของเมมเบรนอัลตราฟิลเตรชันที่มีขนาดรูพรุนเฉพาะ ภายใต้ความกดดัน โมเลกุลขนาดเล็ก เช่น น้ำ เกลือ และสิ่งสกปรกบางชนิดจะเคลื่อนผ่านเมมเบรนในแนวตั้งฉากและถูกกำจัดออก ในขณะที่อนุภาคไวรัสที่ไม่เสียหายซึ่งมีขนาดใหญ่กว่ารูพรุนของเมมเบรนมาก จะถูกเก็บรักษา หมุนเวียนซ้ำอย่างต่อเนื่อง และมีความเข้มข้น เมื่อเปรียบเทียบกับการปั่นแยกด้วยความเร็วสูง-แบบเดิม วิธีนี้อ่อนโยนกว่าสำหรับไวรัสที่เปราะบาง เช่น IBRV ซึ่งมีชั้นไขมัน ลดความเสียหายเชิงโครงสร้างของไวรัสและการสูญเสียกิจกรรมที่เกิดจากแรงเฉือนที่สูงได้อย่างมีประสิทธิภาพ และคล้อยตามมาตราส่วนเชิงเส้น-สำหรับการผลิตทางอุตสาหกรรมได้มากกว่า

การดำเนินการให้สมาธิประสบผลสำเร็จเป็นมากกว่าแค่การลดปริมาตร ประเด็นสำคัญสำหรับการปรับกระบวนการให้เหมาะสม ได้แก่: การควบคุมแรงดันของเมมเบรนและอัตราการไหลของฟีดอย่างแม่นยำ เพื่อสร้างสมดุลประสิทธิภาพการกรอง ในขณะที่ลดความเข้มข้นของโพลาไรเซชันและความเปรอะเปื้อนของเมมเบรน การเลือกวัสดุเมมเบรนและขนาดรูพรุนที่เหมาะสมเพื่อให้แน่ใจว่ามีการกักเก็บไวรัสและฟลักซ์ซึมผ่านสูง และค้นหาสมดุลที่เหมาะสมระหว่างการกู้คืนไวรัส ปัจจัยความเข้มข้น และเวลาในการประมวลผล สารแขวนลอยของไวรัสที่มีความเข้มข้นไม่เพียงแต่ทำให้ได้ไทเทอร์ที่สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ แต่ยังทำให้บริสุทธิ์เบื้องต้นด้วยการกำจัดสิ่งเจือปนที่ละลายน้ำได้ส่วนใหญ่- นี่เป็นรากฐานด้านปริมาตรและความเข้มข้นที่จำเป็นสำหรับขั้นตอนการปรับแต่งที่สำคัญตามมา เช่น โครมาโทกราฟีและการบำบัดด้วยนิวคลีเอส ทำให้ความเข้มข้นเป็นศูนย์กลางประสิทธิภาพส่วนกลางในกระบวนการดาวน์สตรีมทั้งหมด

การกรองแบบทุติยภูมิเป็นขั้นตอนสำคัญในการทำวัคซีนขั้นปลายน้ำให้บริสุทธิ์ โดยวางตำแหน่งหลังจากการทำให้บริสุทธิ์แบบละเอียดและก่อนการผสมสูตร โดยทั่วไปจะดำเนินการตามการบำบัดด้วยโครมาโตกราฟีและนิวคลีเอส วัตถุประสงค์หลักไม่ใช่ความเข้มข้นเริ่มต้น แต่เป็นการแลกเปลี่ยนระบบและการปรับเงื่อนไขการผสมสูตรขั้นสุดท้ายอย่างแม่นยำ กระบวนการนี้ดำเนินการในระบบอัลตราฟิลเตรชันแบบไหลสัมผัส (TFF) โดยที่บัฟเฟอร์สูตรผสมที่สะอาดและสดใหม่จะถูกเติมอย่างต่อเนื่องในสารละลายไวรัสเข้มข้นที่หมุนเวียนอยู่ ในขณะที่ตัวทำละลายดั้งเดิมและสิ่งสกปรก-โมเลกุลขนาดเล็กจะถูกกำจัดออกไป การดำเนินการนี้จะกำจัดเกลือตกค้าง ตัวทำละลายอินทรีย์ ผลิตภัณฑ์ย่อยสลายนิวคลีเอสอย่างมีประสิทธิภาพและอ่อนโยน และติดตามสิ่งเจือปนที่ละลายน้ำได้ที่เหลืออยู่จากกระบวนการทำให้บริสุทธิ์

สิ่งสำคัญคือต้องรักษาปริมาตรให้คงที่หรือใช้การปรับความเข้มข้นเล็กน้อยเพื่อให้แน่ใจว่าความเข้มข้นของไวรัสตรงตามข้อกำหนดของสูตรผสม สำหรับไวรัสที่เปราะบางและห่อหุ้ม เช่น ไวรัสไรโนทราเชอักเสบจากการติดเชื้อในวัว (IBRV) สภาพแวดล้อมทางอุทกพลศาสตร์ที่ไม่รุนแรงของการกรองแบบทุติยภูมิมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรักษาความสมบูรณ์ของอนุภาคและการสร้างภูมิคุ้มกัน ท้ายที่สุดแล้ว ขั้นตอนนี้จะให้รากฐานที่มั่นคงสำหรับการปิดใช้งานในภายหลัง (หากจำเป็น) การเติมสารเสริมหรือสารทำให้คงตัว และการบรรจุขั้นสุดท้าย เพื่อให้มั่นใจว่าผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายจะเข้าสู่สูตรด้วยส่วนประกอบที่กำหนดไว้ สภาวะที่สม่ำเสมอ และความเข้ากันได้ดี ดังนั้นจึงเป็นหนึ่งในขั้นตอนหลักในการรับรองความปลอดภัยของวัคซีน ความคงตัว และความสม่ำเสมอของแบทช์-ถึง-

IBRV เป็นไวรัส DNA เชิงเส้นแบบเกลียวคู่-ที่มีเปลือกหุ้มและมีเปลือกทรงกลมโดยประมาณ อนุภาค IBRV ที่เจริญเต็มที่จะมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 160–230 นาโนเมตร ดังนั้น การใช้เมมเบรนอัลตราฟิลเตรชัน 100, 300 หรือ 500 kDa สามารถรักษา IBRV ไว้ได้ในขณะที่กำจัดโปรตีนที่ปนเปื้อนบางส่วนออก อัตราการกรองกลับคืนมาของตลับเมมเบรนของ Jiuling Technology แตกต่างกันไปตามประเภทของวัสดุป้อน แต่โดยทั่วไปจะอยู่ที่ 90–95%