O efeito de membranas de ultrafiltração com diferentes tamanhos de poros na remoção de endotoxinas
De acordo com nossas estatísticas, na maioria dos casos, a seleção de cassetes de membrana com abertura de membrana de 10kd ou menos pode interceptar efetivamente a maioria das endotoxinas, reduzir o conteúdo de endotoxinas a um nível muito baixo e atender às necessidades da maioria das aplicações da indústria médica e farmacêutica. O nível de redução do conteúdo de endotoxinas foi diferente com diferentes tamanhos de poros. Em vista desse aspecto, fizemos algumas pesquisas, o conteúdo é o seguinte:
O que é endotoxina
Endotoxina, também conhecida como lipopolissacarídeo, lipídio A, fonte de calor, é uma estrutura única na parede externa da parede celular de bactérias Gram-negativas (GNB), e é um complexo de alto peso molecular relativo. Devido à heterogeneidade química da endotoxina, a massa molecular relativa da endotoxina de diferentes fontes pode variar de milhares a dezenas de milhares, e por causa da anfifilicidade da endotoxina, ela pode formar uma associação na água, e a massa molecular relativa de sua associação pode atingir 400,000 a 1,000,000.
Por que remover endotoxinas
1. O papel da endotoxina
A endotoxina tem um efeito termogênico significativo em mamíferos. As bactérias se tornam tóxicas quando morrem ou aderem a outras células. Uma pequena quantidade de endotoxina (2 ng/kg de peso corporal) injetada intravenosamente pode causar febre, e grandes doses podem causar distúrbios circulatórios e choque endotóxico. De acordo com as disposições da farmacopeia nacional, o conteúdo de endotoxina em um medicamento ou preparação deve estar abaixo do limite prescrito. Por exemplo, para albumina sanguínea humana, o limite do conteúdo de endotoxina bacteriana deve ser inferior a 2 UE/mL de acordo com o Procedimento de Teste para Endotoxina Bacteriana de Produtos Biológicos. O limite para endotoxinas bacterianas em interferons deve ser inferior a 10 UE/mL.
2. Contaminação por endotoxinas
A endotoxina tem efeitos biológicos óbvios tanto in vivo quanto in vitro. Em sistemas de células livres, endotoxinas em concentrações de nanogramas podem afetar o comportamento de tipos específicos de células e até mesmo moléculas, afetando assim as atividades fisiológicas normais.
Portanto, a endotoxina é a fonte de poluição da maioria dos materiais biológicos, e sua existência faz com que muitos testes biológicos e de medicamentos pareçam resultados caóticos, o que traz muitas dificuldades à produção.
(1) Contaminação de medicamentos. Por exemplo, uma grande variedade de medicamentos ocidentais sintetizados por métodos químicos e medicamentos tradicionais chineses extraídos de plantas podem ser contaminados por endotoxinas durante sua síntese ou extração.
(2) Matérias-primas para produção. Vários produtos sanguíneos e meios celulares também podem ser mais ou menos contaminados durante o processo de preparação.
(3) Agentes biológicos. Por exemplo, interferon, interleucina ou várias proteínas ou peptídeos terapêuticos fabricados por tecnologia de DNA recombinante, o uso de E. coli como um transportador de expressão no processo de fabricação, ou vários fatores externos, é difícil evitar a contaminação por endotoxina.
A ideia de remover endotoxina por ultrafiltração
Devido à grande massa molecular relativa de endotoxinas, membranas de ultrafiltração podem ser usadas para remover endotoxinas da água. A seleção do tamanho do poro e do material da membrana de ultrafiltração depende do peso molecular relativo, das características e do conteúdo de pirogênio do medicamento que está sendo tratado. Para reter a maior parte do pirogênio, é necessário usar uma membrana de ultrafiltração com uma massa molecular relativa de 5000 ou 10000, momento em que a pressão durante a operação é maior, e não é adequada para algumas preparações farmacêuticas contendo componentes de grande massa molecular relativa. Porque a remoção do pirogênio reterá ou adsorverá os ingredientes efetivos no líquido, e o rendimento do produto é muito afetado.
Como as moléculas de endotoxina são carregadas negativamente em condições neutras, a seleção de materiais carregados positivamente, como polissulfona, poliacrilonitrila, poliamida e outras membranas de filtragem microporosas, pode aumentar o efeito de remoção de moléculas de endotoxina. Além disso, também é um método para tingir terra diatomácea no filme de celulose e, em seguida, adsorver polieletrólito positivo nele para a remoção de endotoxina. No entanto, o efeito de remoção dessas membranas microporosas carregadas na endotoxina foi muito afetado pelo pH. O filtro profundo da Guidling Technology tem terra diatomácea, que pode ser livremente selecionada para adicionar carga positiva de acordo com o processo do usuário. No processo de remoção de impurezas como células, detritos celulares e proteínas diversas, sua estrutura porosa natural interna pode aumentar a carga da membrana de filtragem.
Efeito de remoção de endotoxinas de membranas de ultrafiltração com diferentes tamanhos de poros
Aqui discutimos o efeito de remoção de membranas de ultrafiltração de diversas fontes diferentes de casos de remoção de endotoxinas:
1. Remoção de endotoxina bacteriana na injeção de Shengmai pelo método de ultrafiltração
1.1 Introdução
Pulse Injection é um tipo de solução aquosa esterilizada feita de SAN de pulso por meio de reforma da forma de dosagem. É composto de ginseng vermelho, ophiopogon e schisandra schisandrae. Tem efeitos benéficos de revigorar o pulso de qi, fortalecer e estabilizar a desidratação, estabilizar a pressão arterial, aumentar a força contrátil do miocárdio e tem bom efeito clínico no tratamento do sistema cardiovascular e doenças endócrinas.
1.2 Componentes da membrana
Membrana de ultrafiltração guia (massa molecular relativa de interceptação 10,30,100 kDa)
1.3 Métodos experimentais
1.3.1 Preparação de intermediários líquidos produtores de pulsos
Consulte o processo de preparação da injeção de Zhongsheng Mai no National Drug Standard (WS3-B-2865-98-2011) e sua revisão (ZGB2011-48). Pesando 100 g de ginseng vermelho, 312 g de ophiopogon e 156 g de schisandra chinensis, o ginseng vermelho foi extraído pelo método de refluxo de etanol, e ophiopogon chinensis e schisandra chinensis foram extraídos pelo método de destilação a vapor, e 1L de intermediário líquido medicinal produtor de pulso foi obtido (cada 10 mL era equivalente a 1 g de ginseng vermelho, 3 g de ophiopogon e 1,5 g de schisandra chinensis).
1.3.2 Ultrafiltração
Uma certa quantidade de líquido intermediário para produção de pulsos foi retirada, o pH foi ajustado para 7,5 e colocado no sistema de ultrafiltração tratado com água. Após a interceptação do peso molecular relativo de 10,30,100 kDa da membrana de ultrafiltração de poliéter foi ultrafiltrada, e o ciclo de ultrafiltração foi balanceado por 60 min. Após a ultrafiltração ser concluída, as taxas de recuperação (R) de ginsenosídeo Rg1, Re, Rb1 e esquisandrina A foram calculadas. O conteúdo de endotoxina bacteriana antes e depois da ultrafiltração foi medido quantitativamente pelo método de turbidez dinâmica, e a taxa de remoção de endotoxina bacteriana no líquido foi calculada (Q).
R=Um filtro /Um primitivo ×100%
Q= (filtro C -C) /C ×100%
Na fórmula, A é a área do pico de cada componente ativo no ultrafiltrado, A é a área do pico de cada componente ativo na solução original do fármaco, C é o conteúdo de endotoxina bacteriana no ultrafiltrado e C é o conteúdo de endotoxina bacteriana na solução original do fármaco.
1.4 Determinação da permeabilidade dos ingredientes ativos
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%, e todos os três ingredientes ativos podem passar pela membrana de ultrafiltração de 100 kDa. A área de pico de cada componente ativo na solução de ultrafiltração de membrana de 100 kDa antes e depois do cromatograma foi comparada por HPLC, indicando que quase não houve perda de 4 componentes.
1.5 Estudo sobre o efeito de remoção de endotoxina bacteriana
As mudanças de conteúdo de endotoxina bacteriana em intermediários líquidos produtores de pulso antes e depois da ultrafiltração por membrana de ultrafiltração são mostradas na Tabela 2. Os resultados mostraram que o conteúdo de endotoxina no líquido original diminuiu significativamente após a ultrafiltração com peso molecular relativo diferente. Após a ultrafiltração de membrana de ultrafiltração de 100 kDa, o conteúdo de endotoxina no líquido foi muito menor do que o valor limite de 5,0EU·mL-1 na injeção clínica de Shengmai.
1.6 Discussão
Neste artigo, com base no efeito da membrana de ultrafiltração feita de PSO, foi descoberto que o ginsenoside Rg1, Re, Rb1 e schisandra A quase não tiveram perda quando a membrana de ultrafiltração com peso molecular relativo de interceptação de 100 kDa foi usada, e as endotoxinas bacterianas no líquido puderam ser efetivamente removidas, atendendo aos requisitos de limite clínico. Comparada com o carvão ativado para remoção de pirogênio, a tecnologia de ultrafiltração pode não apenas eliminar os problemas de adsorção competitiva e saturação de adsorção, mas também garantir a segurança da injeção em grande medida e fornecer base experimental para o processo de preparação da injeção de Shengmai.
2. Influência da membrana de ultrafiltração de interceptação com peso molecular de 10kd no processo de remoção de pirogênios de solução salina normal
2.1 Introdução
Na preparação de produtos biológicos livres de pirogênios, muitas vezes é encontrado que a endotoxina exógena causa alto teor de pirogênio, e os utensílios podem ser resolvidos por cozimento a seco e imersão em hidróxido de sódio, mas a preparação em larga escala da solução não é adequada para o tratamento acima, e é considerado o uso de embalagem de filme de fluxo tangencial para solução em larga escala para obter conteúdo qualificado de endotoxina.
2.2 Remoção de endotoxinas
2.2.1 Tratamento de ultrafiltração de amostras
A endotoxina bacteriana é muito menor que a bactéria, com um diâmetro de cerca de 1-50nm, o lipídio A é menor, de tamanho pequeno e peso leve, e a endotoxina bacteriana tem boa resistência ao calor. Geralmente, o pacote de membrana de ultrafiltração de fluxo tangencial de 10kd é usado para interceptar a endotoxina e levar o fluxo tangencial através da solução.
2.2.3 Resultados experimentais
A Guidling Technology usou um cassete de membrana de 10kd de material PES para realizar um experimento de microfiltração no líquido de alimentação, e os resultados são os seguintes:
Os resultados mostraram que o cassete de membrana de ultrafiltração com peso molecular de interceptação de 10 kd produzido pela tecnologia Guidling poderia efetivamente remover endotoxinas e expandir ainda mais a produção.
Sobre Guidling
A Guidling Technology é uma empresa nacional de alta tecnologia com foco em biofármacos, cultura de células, purificação e concentração de biomedicina, diagnóstico e fluidos industriais. Desenvolvemos com sucesso dispositivos de filtro centrífugo, cassetes de ultrafiltração e microfiltração, filtro de vírus, sistema TFF, filtro de profundidade, fibra oca, etc. Que atendem totalmente aos cenários de aplicação de biofármacos, cultura de células e assim por diante. Nossas membranas e filtros de membrana são amplamente utilizados em concentração, extração e separação de pré-filtração, microfiltração, ultrafiltração e nanofiltração. Nossas muitas linhas de produtos, desde filtragem de laboratório de uso único até sistemas de filtragem de produção, testes de esterilidade, fermentação, cultura de células e muito mais, atendem às necessidades de teste e produção. A Guidling Technology está ansiosa para cooperar com você!