MILLIPORE
Обработка растворов альбумина и иммуноглобулина с помощью ультрафильтрационной системы «ПЕЛЛИКОН»
ВВЕДЕНИЕ
На протяжении многих лет ультрафильтрация использовалась, как эффективный метод разделения и концентрирования в промышленном масштабе. Ультрафильтрация повседневно используется во многих областях промышленности, включая производство фармацевтических препаратов.
Врезультате исследований и испытаний, проведенных во многих центрах в Европе и Соединенных Штатах, ультрафильтрация, в настоящее время, завоевала репутацию метода, позволяющего быстро обработать фракции крови в процессе приготовления препаратов альбумина и иммуноглобулинов.
Вбольшинстве процессов фракционирования при использовании в качестве исходного материала плазмы донорской или плацентарной крови применяются осаждающие агенты (как например этанол, риванол, полиэтиленгликоль, сульфат аммония и т.д.) или хроматографические методы.
При использовании любого из этих методов возникают следующие две проблемы: - Удаление осаждающих агентов или хроматографических элементов.
- Концентрирование конечного белкового раствора.
На обоих этапах ультрафильтрация является удобным методом, по сравнению с другими методиками, как например лиофилизация или дистилляция в вакууме. Метод ультрафильтрации создает более мягкие условия, отличается повышенной скоростью и не связан с большими затратами, позволяя получить продукт улучшенного качества при снижении себестоимости.
Впроцессе обработки альбумина и иммуноглобулинов кассетная ультрафильтрационная система «Пелликон» может быть использована в двух случаях, в зависимости от применяемой технологии фракционирования:
- Удаление спирта или электролитов из продукта отмыванием при постоянном объеме при использовании фракционирования по Кону.
- Концентрирование конечного очищенного белкового раствора после отмывания при постоянном объеме или концентрирование элюатов при использовании хроматографического разделения.
Внастоящем Кратком Техническом Бюллетене приводятся рабочие параметры системы, играющие решающую роль в успешном проведении обработки растворов альбумина и иммуноглобулинов с помощью кассетной системы «Пелликон». «Пелликон» зарегистрирован как торговая марка корпорации МИЛЛИПОР.
ООО "МикроТех" 8(495)943-13-99 8(495)778-68-00 www.ecolabmicrotex.ru
АЛЬБУМИН
Приводимая в настоящем разделе информация основана на опыте, полученном в процессе эксплуатации реальной системы ультрафильтрации в одном из банков крови, производящей 100 литров 20% раствора альбумина в день, используя модификацию фракционирования по Кону.
На рис.1 приводится схема последовательности этапов ультрафильтрации начиная от надосадочной жидкости IV по Кону. В приводимом примере метод ультрафильтрации используется, как для очистки альбумина молекулярным отмыванием для удаления спирта и солей, так и для доведения конечной концентрации очищенного раствора до содержания 20% альбумина.
Супернатант IV по Кону Эталон: 30 % рН 5 Альбумин: 30 г / л
Na: 1,4 г / л
а) довести до рН 7,5 б) разбавить в 3 раза водой
Этанол: 10 % Альбумин: 10 г / л
в) предварительное концентрирование (х 8,5) ультрафильтрацией
Этанол: 10 % Альбумин: 85 г / л
г) ультрафильтрация при постоянном объеме с использованием 5,3 объемов воды
Этанол: 0,05 % Альбумин: 85 г / л
д) концентрирование ультрафильтрацией (х 3)
Этанол: 0,05 % Альбумин: 250 г / л
Добавить отмывки в системе «Пелликон» (20 л), довести до рН 7
Этанол: 0,05 % Альбумин: 200 г / л
Добавить стабилизаторы, профильтрованные через стерилизующий фильтр
Раствор Альбумина Этанол: 0,05 % Альбумин: 20%
15 мг / г белка
Объем 700 литров
Объем 2100 литров
Объем 250 литров
Объем 250 литров
Объем 85 литров
Объем 105 литров
Рис.1. Обработка альбумина с помощью ультрафильтрации
2
ООО "МикроТех" 8(495)943-13-99 8(495)778-68-00 www.ecolabmicrotex.ru
а) Доведение рН
Во время проведения ультрафильтрации раствор альбумина необходимо поддерживать в условиях максимальной растворимости, при значении рН, далеком от изоэлектрической точки (рН 4,6), для получения оптимальной скорости потока. На рис.2 представлено соотношение между значениями рН и скоростью потока. Оптимальным является рН 7,5.
Скорость потока ультрафильтрата
рН
Рис.2. Зависимость скорости ультрафильтрационного потока от рН
б) Разведение
Скорость потока при ультрафильтрации зависит от содержания спирта. Если, при данном давлении и температуре, понизить концентрацию спирта, скорость потока возрастет. Это означает, что исходный раствор необходимо разбавлять с целью увеличения скорости потока. Подобная операция увеличивает общий объем обрабатываемого раствора, что делает необходимым поиск оптимального решения. Специальные исследования показали, что содержание спирта менее 13% является оптимальной концентрацией.
в) Предварительное концентрирование
Предварительным концентрированием достигаются следующие четыре цели:
1.Благодаря снижению объема раствора альбумина процесс отмывания облегчается.
2.Достигается очистка на начальном этапе, так как соль и спирт удаляются ультрафильтрацией. Только на этой стадии удаляются 88% общего содержания спирта и соли, присутствующих в исходной надосадочной жидкости фракции IV по Кону.
3.Снижение исходного объема означает значительное уменьшение объема воды, необходимой во время отмывания, для достижения того же уровня чистоты конечного продукта.
4.Время, требуемое для отмывания также значительно снижается.
Однако, вышеперечисленные преимущества должны быть компенсированы в отношении времени, затрачиваемого на этап предварительного концентрирования. По мере возрастания концентрации белка в задерживаемой фракции, скорость ультрафильтрационного потока снижается. Сходным образом, будет наблюдаться снижение скорости потока при отмывании из-за повышения концентрации. Опыт показывает, что наиболее оптимальным содержанием альбумина с точки зрения эффективности отмывания является 85 г/л.
г) Отмывание при постоянном объеме
Отмывание при постоянном объеме требует поддерживания объема раствора альбумина на постоянном уровне добавлением освобожденной от пирогенов воды (воду такого качества можно получать с помощью удобной системы очистки воды обратным осмосом, предлагаемой фирмой «Миллипор») в процессе проведения ультрафильтрации для удаления спирта и соли.
3
ООО "МикроТех" 8(495)943-13-99 8(495)778-68-00 www.ecolabmicrotex.ru
Рис.3 Схема кассетной системы «Пелликон» для проведения концентрирования
Рис.4. Схема кассетной системы «Пелликон» для проведения отмывания при постоянном объеме
Концентрация спирта, %
Объемы отмывания
Рис.5. Удаление спирта отмыванием при постоянном объеме
4
ООО "МикроТех" 8(495)943-13-99 8(495)778-68-00 www.ecolabmicrotex.ru