Aplicació de la ultrafiltració en el procés de producció de la vacuna DTP

Aplicació deUltrafiltració a laPproduccióPprocés deDTP Vaccin

 

1. Vacuna DTP

La tos ferina, comunament coneguda com a tos ferina, és una malaltia infecciosa respiratòria aguda causada per Bordetella pertussis, que afecta principalment lactants i nens petits. Es transmet a través de gotes respiratòries i té un període d'incubació de 7 a 10 dies. El pacient desenvoluparà símptomes d'acumulació d'esput, inclosa la tos. La diftèria és una infecció aguda del tracte respiratori causada per Corynebacterium diphtheriae. Els bacteris envaeixen la mucosa nasal o la gola, proliferen, produeixen exotoxines i provoquen inflamació local i necrosi dels teixits. El tètanus, causat per Clostridium tetani, entra al cos humà a través de ferides de la pell o de les mucoses. Creix en condicions anaeròbiques i produeix toxines, provocant contraccions musculars espasmòdiques.

La vacuna DTP és una vacuna combinada que conté components efectius de Bordetella pertussis, toxina diftèrica i toxina del tètanus barrejats en determinades proporcions i adsorbits sobre un adjuvant d'hidròxid d'alumini. S'utilitza per prevenir tres malalties: la tos ferina, la diftèria i el tètanus.

 

2. Procés de producció de la vacuna DTP

La vacuna DTP sol ser una vacuna inactivada. La preparació de la vacuna DTP segueix el procés de producció de la vacuna inactivada, principalment per raons de seguretat. Actualment, el procés de producció de vacunes DTP a la Xina es basa en gran mesura en la tecnologia dels anys 70 i 80. No obstant això, durant tot el procés, els passos de diàlisi van implicar massa etapes de filtració convencionals, la qual cosa va afectar significativament el procés de producció global del producte. Els productes de filtració de membrana de flux tangencial amb canals oberts ofereixen avantatges en la separació aigües avall de productes biològics, com ara baixes forces de cisalla i altes taxes de recuperació. Són especialment adequades per a la separació de mostres amb altes concentracions, viscositats elevades i alt contingut de partícules, la qual cosa les fa aptes per al procés de producció de vacunes DTP.

3. Aplicació de la tecnologia d'ultrafiltració de fibra buida en el procés de purificació del líquid d'antígen de vacuna combinat DTP lliure de cèl·lules

(1) Materials i mètodes

① Mostra

Solució d'antigen DTP descontaminada i refinada sense cèl·lules (d'ara endavant anomenada solució d'antigen descontaminada).

②Reactius i instruments principals

Aigua de grau d'injecció; clorur de sodi (qualitat farmacèutica); bossa de diàlisi; fibra buida de 10 kDa; bomba peristàltica.

③Ultrafiltració i purificació del líquid d'antigen DTP lliure de cèl·lules

En primer lloc, concentreu la solució d'antigen descontaminada fins a un 5-plegament del volum inicial amb una fibra buida de 10 kDa. Posteriorment, s'inicia el procés de filtració i rentat. A continuació, atureu la filtració quan el volum del filtrat arribi aproximadament entre 4 i 5 vegades el volum inicial. Finalment, esbandiu tot el sistema i recupereu el filtrat utilitzant un volum 1-plegat de solució salina fisiològica.

④Diàlisi i purificació de líquid d'antigen DTP lliure de cèl·lules

Empaqueteu de manera asèptica la solució d'antigen descontaminada en bosses de diàlisi i submergiu-la en una solució de clorur de sodi estèril de 0,85% i després feu diàlisi a 2-8 graus .

⑤ Identificació del líquid purificat

Restaurar proporcionalment les mostres líquides recuperades per ultrafiltració i diàlisi al volum de pre-purificació. Utilitzeu una solució d'antigen descontaminada com a control i analitzeu la puresa de les mostres mitjançant SDS-PAGE al 12%. Mesureu el contingut de sòlids a les solucions i calculeu la velocitat de recuperació després de centrifugar les mostres a 10,000 rpm durant 15 minuts.

Resultats

①Concentració i rentat d'ultrafiltració de fibra buida

Durant el procés de concentració d'ultrafiltració, s'obtenen 4.800 ml de filtrat en 70 minuts, donant lloc a una concentració 5-plegada. La taxa de filtració disminueix constantment, amb una taxa de filtració mitjana de 42 LMH (69,6 ml/min). Durant el procés de rentat, s'obtenen 5.300 ml de filtrat en 90 minuts, el que resulta en un rentat de 4,4-vegades i la velocitat de filtració disminueix constantment, amb una velocitat de filtració mitjana de 36 LMH (59,5 ml/min). Finalment, esbandiu tot el sistema amb 1.200 mL de solució salina fisiològica i barregeu la solució de rentat amb la solució de rentat anterior (1.200 mL). El factor de concentració final del líquid és 2.5-fold. En comparació amb la ultrafiltració, la diàlisi requereix canviar el dialitzat cinc vegades i triga uns 6 dies.

② Identificació del líquid purificat

L'anàlisi SDS-PAGE va revelar que la puresa del líquid d'antigen de la vacuna DTP lliure de cèl·lules purificat tant amb mètodes d'ultrafiltració com de diàlisi roman relativament sense canvis, tal com es mostra a la figura següent. La taxa de recuperació de la purificació per ultrafiltració és lleugerament inferior a la de la purificació per diàlisi, tal com s'indica a la taula següent.

Mostra	Contingut sòlid (%)	Taxa de recuperació (%)
Solució d'antigen descontaminada	0.872	/
Líquid recuperat per ultrafiltració (reduït)	0.803	92.1
Líquid recuperat per diàlisi (reduït)	0.813	93.2

 

Conclusió

L'ultrafiltració de fibra buida és una tecnologia de separació de membrana àmpliament utilitzada en indústries com ara l'alimentació, la fermentació, la farmacèutica, la protecció del medi ambient i l'enginyeria química per a la separació, concentració i purificació de grans substàncies moleculars. En aquest experiment, es va utilitzar la tecnologia d'ultrafiltració de fibra buida per purificar la solució descontaminada d'antigen DTP lliure de cèl·lules. L'experimentador es va comparar amb la diàlisi tradicional en termes d'eficiència de purificació i taxa de recuperació. Els resultats van mostrar que l'ultrafiltració tenia una eficiència més alta a l'hora d'eliminar els agents desintoxicants i els pigments (aconseguible en 3 hores, en comparació amb els 5-7 dies de la diàlisi) i tenia una taxa de recuperació més alta. Aquests suggereixen que l'aplicació de fibra buida per a la purificació d'ultrafiltració del líquid antigen de la vacuna DTP lliure de cèl·lules és factible. Pot substituir els processos de diàlisi existents.