Študija o uporabi globoke filtracije v proizvodnem procesu cepiva proti slinavki in parkljevki

Oct 29, 2024

V 14. stoletju obstajajo pisni zapisi o podobni slinavki in parkljevki v Evropi. Slinavka in parkljevka je akutna, vročinska, zelo nalezljiva bolezen, ki jo povzroča virus slinavke in parkljevke.

Klinični simptomi odraslih živali vključujejo: povišano telesno temperaturo, mehurje in razjede v ustih, mehurje in razjede na kopitu in celo odpadanje kopita, kar povzroča težave pri prehranjevanju in spanju, izgubo teže in celo izgubo ekonomske vrednosti pri gospodarskih živalih. ;

Klinični simptomi mladih živali vključujejo: povišano telesno temperaturo, miokarditis in druge simptome, ko se pojavijo, imajo mlade živali visoko smrtnost.

V zadnjih 500 letih je slinavka in parkljevka vedno znova izbruhnila po vsem svetu in veliko število prašičev, goveda, ovac in drugih domačih živali ter divjih parkljarjev je poginilo ali zbolelo, kar je resno prizadelo živino in rejsko industrijo.

Da bi preučili uporabo tehnologije globoke filtracije v proizvodnem procesu cepiva proti slinavki in parkljevki, smo testirali in primerjali zmogljivost filtracije površinske filtracije in globoke filtracije ter zaščitni učinek pri baktericidni filtraciji. Raziskane so bile prednosti globoke filtracije z visokim nabojem pri odstranjevanju celičnih ostankov. Analizirane so bile ustrezne filtracijske sheme za gojišče celične kulture z različno motnostjo.

Rezultati so pokazali, da je bila globoka filtracijska obremenitev 13,9-krat večja od površinske filtracije, motnost filtrirne tekočine je bila samo 23,5 % površinske filtracije, poznejša debakteriizacijska obremenitev 0.2um pa je bila 7,2-krat večja od površinska filtracija. Z uporabo posebnega smolnega liganda je motnost filtrirne tekočine 38,6 % motnosti navadnega globokega filtra z enako velikostjo por, kar je koristno za zaščito nadaljnjega procesa. Rezultati so pokazali, da bi lahko globoko filtracijo, zlasti globoko filtracijo z močnim pozitivnim nabojem, učinkovito uporabili za proizvodnjo cepiva proti slinavki in parkljevki, zato je treba vzpostaviti ustrezne postopke filtracije za različna gojišča.

Slinavka in parkljevka (FMD) je akutna, vročinska in nalezljiva bolezen parkljarjev, ki jo povzroča virus slinavke in parkljevke (FMDV). Živali, ki so najbolj dovzetne za to bolezen, so govedo, prašiči in ovce. Slinavka in parkljevka je endemična v Aziji, Afriki, na Bližnjem vzhodu in v Južni Ameriki, z zelo visoko pojavnostjo in hitrim prenosom. Svetovna organizacija za zdravje živali (OIE) jo uvršča med zoonoze prve kategorije A in od držav članic zahteva, da slinavko in parkljevko vključijo na seznam bolezni živali, ki jih je treba prijaviti. Cepljenje je učinkovito sredstvo za specifično preprečevanje parkljevke. Inaktivirano cepivo proti slinavki in parkljevki, ki je narejeno z inaktivacijo intaktnega virusa z inaktivatorjem, ima pomembno vlogo pri preprečevanju in nadzoru slinavke in parkljevke.

Sama antigenost FMDV je slaba, inaktivacija virusa pa močno vpliva na njegov antigen. Zato lahko v trenutni proizvodnji cepiva proti slinavki in parkljevki visoko čisto cepivo proti slinavki in parkljevki zagotovi vsebnost antigena in čistost enotnega odmerka, kar je še posebej pomembno in je tudi trenutna strategija cepljenja. To postavlja visoke zahteve za nadaljnje čiščenje virusov. Poleg tega je pred letom 2009 na Kitajskem predhodna inaktivirana cepiva proti slinavki in parkljevki večinoma sprejela metodo gojenja vrtenja steklenice in lepljenja na steno. Z naraščajočim povpraševanjem po cepivih so se postopoma pokazale slabosti te metode kulture, ki zahteva veliko število vrtljivih steklenic, nizko učinkovitost in nizko stopnjo izražanja.

Zato se je v zadnjih letih tehnologija celične kulture počasi spremenila iz prejšnje adhezivne kulture v suspenzijsko kulturo, proizvodnja virusa pa se je znatno izboljšala. Vendar pa je s povečanjem proizvodnje virusa sprememba načina kulture povzročila večji pritisk na nadaljnje čiščenje, ker so se celični ostanki, ki nastanejo pri procesu kulture, celično sproščanje gostiteljskih proteinov, gostiteljske DNK itd., ustrezno povečali, kar postavlja dodatne zahteve glede zmožnosti čiščenja na nižji stopnji.

Tehnologija membranske filtracije se pogosto uporablja v proizvodnem procesu bioloških izdelkov, kot so cepiva, med katerimi se tehnologija DC filtracije običajno uporablja v procesu žetve strupa bolezni za ločevanje netopnih nečistoč, kot so ostanki celic. V zgodnjem razjasnitvi FMDV je bila v glavnem sprejeta tehnologija površinske filtracije, ki jo predstavlja filtrirni element z zgibno membrano. S spremembo pogojev kulture, povečanjem nečistoč celičnih ostankov, površinsko filtracijo je težko doseči učinek razjasnitve, in ker je obremenitev površinske filtracije nizka, stroški filtrirnih materialov postajajo vse višji.

V skladu z zgornjim ozadjem se globoka filtracija vedno bolj uporablja v procesu ločevanja citotekočine FMDV. Material globokega filtra je običajno sestavljen iz dolgih in finih vlaken iz naravnih virov, kanal, ki ga tvori filtrirni medij po oblikovanju filma, pa je pogosto zelo zavit, podoben strukturi labirintne odprtine. Delci nečistoč se pogosto ujamejo znotraj filtra in ne na površini. Poleg tega stena filtrskega kanala pogosto absorbira del izredno drobnih delcev nečistoč z elektrostatičnim delovanjem ali medmolekularno silo. Na splošno je za mehanizem globoke filtracije značilno mehansko zadrževanje in adsorpcija.

Globoko filtrirno ploščo namestite na filtrirno napravo s konstantnim tokom, filtrirno ploščo sperite s pufrom PBS nad 54 L/m2; Ko je pranje končano, zaženite peristaltično črpalko, da počasi črpa tekočino, počasi nastavite hitrost črpalke na približno pričakovan pretok in filtrirajte tekočino. Zabeležite filtrirni volumen, čas, razliko v tlaku in motnost med postopkom filtracije. Filtrat smo zbrali za detekcijo antigena.

Površinska filtracija je tehnologija, ki zajame delce na površini filtrskega materiala, da doseže filtracijo. Mehanizem filtracije v glavnem temelji na velikosti delcev v tekočem situ, veliki delci se ujamejo na površini filtrske membrane. Globoka filtracija uporablja notranje kanale za prestrezanje delcev in adsorpcijo v globino. Primerjalni diagram obeh je prikazan na sliki 1.

Inaktivirana raztopina cepiva proti slinavki in parkljevki določenega proizvajalca je bila predhodno filtrirana s polipropilensko površinsko membrano 0.45um in ploščo z globokim filtrom, nato pa filtrirana z baktericidnim filtrom 0.2um. Podatki o filtrirnosti so prikazani v tabeli 1.

Motnost inaktivirane raztopine cepiva proti slinavki in parkljevki je 77 NTU. Če se bakterije neposredno filtrirajo, bo veliko število celičnih fragmentov neizogibno povzročilo hitro blokado membrane filtra 0.2um, kar bo vplivalo na prenos videlcev 146S. Zato je bila predfiltracija zasnovana pred debakteriizacijsko filtracijo in primerjani sta bili dve metodi predfiltracije, globoka filtracija in površinska filtracija. Za filtracijo je izbrana dvoslojna globoka filtrirna plošča, obremenitev je 641 L/m2, globoki filter pa zmanjša material 77 NTU na 9,65 NTU, ki je čist in svetel. Površinska filtracijska obremenitev 0.45um je le 46 L/m2, motnost filtrirne tekočine pa kar 41 NTU, kar ni primerno za predhodno filtriranje. Glede na primerjavo naslednje 0.2um debakterizirane filtracijske obremenitve je obremenitev debakterializirane filtracijske membrane po globoki filtraciji 655 L/m2, kar je 7,2-krat več od ustrezne površinske filtracijske obremenitve (samo 91 L/m2). .

Rezultati testa 146S kažejo, da je izkoristek globokega filtrirnega sistema višji od izkoristka površinskega filtrirnega sistema. Obremenitev globoke filtracije je bila 13,9-krat večja od površinske filtracije, motnost filtrirne tekočine je bila samo 23,5 % motnosti površinske filtracije, naknadna filtracijska obremenitev 0.2um, ki je odstranila bakterije, pa je bila 7,2-krat večja od površinska filtracija. Zato je tako s stroškovnega vidika kot z vidika izkoristka globoki filtracijski sistem bistveno boljši od površinskega membranskega filtrirnega sistema.

Globoko filtrirna plošča s pozitivnim nabojem in globoko filtrirna plošča z močnim pozitivnim nabojem sta bili uporabljeni za primerjavo inaktivirane raztopine cepiva proti slinavki in parkljevki iz različnih virov. Rezultati filtrirnosti so prikazani v tabeli 2, sprememba hitrosti filtracije in razlike v tlaku v procesu filtracije pa je prikazana v barvni postavitvi 2.

Dve uporabljeni skupini globokih filtrirnih plošč imata enako natančnost zaslonke in zmogljivost je zelo dosledna z vidika spremembe obremenitve in razlike v tlaku, krivulja spremembe razlike v tlaku na sliki 2 pa je v bistvu enaka.

Glede na motnost filtrirne tekočine pa je razlika zelo velika. Filtrirna tekočina navadne pozitivno nabite dvoslojne filtrirne plošče je 25 NTU, medtem ko je filtrirna tekočina močno pozitivno nabite globokoplastne filtrirne plošče z enako odprtino samo 9,65 NTU, kar je le 38,6 % navadne globoke filtrirne plošče. To je predvsem posledica posebnega smolnega liganda v filtrirnem materialu globoke filtrirne plošče z močnim pozitivnim nabojem. Z močno pozitivno dvoslojno filtrirno ploščo se motnost zmanjša na manj kot 10 NTU, delci celic pa so v celoti adsorbirani ali ujeti, kar je ugodno za poznejšo ultrafiltracijo ali baktericidno filtracijo. Poleg adsorpcijskega učinka na netopne celične ostanke so Yigzaw Y et al poročali tudi o učinku odstranjevanja močno pozitivno nabite globoke filtrirne plošče na celične gostiteljske beljakovine, Dorsey N et al pa so poročali o učinku odstranitve močno pozitivno nabite globoke filtrirne plošče na DNK.

Z zgornjo primerjalno študijo površinske filtracije in globoke filtracije ter študijo učinka čiščenja posebne globoke filtrirne plošče z močnim pozitivnim nabojem je treba različne sheme filtracije uskladiti z inaktiviranim supernatantom cepiva proti slinavki in parkljevki, proizvedenim pod različnimi pogoji. kulturni pogoji. Za centrifugalni supernatant s 3 različnimi motnostmi, nizko motnostjo, srednjo motnostjo in visoko motnostjo so shema globoke filtracije in ustrezni filtracijski parametri prikazani v tabeli 3.

Za centrifugalni supernatant z nizko motnostjo lahko enoslojna globoka filtrirna plošča učinkovito očisti in odstrani majhno količino celičnih ostankov. Za centrifugalni supernatant srednje motnosti lahko dvoslojna globoka filtrirna plošča učinkovito očisti, zlasti globoka filtrirna plošča z močnim pozitivnim nabojem lahko zmanjša motnost na manj kot 5 NTU; Za centrifugalni supernatant z večjo motnostjo je mogoče učinkovito zbistriti kombinirano filtrirno ploščo. Ne glede na postopek je zmogljivost obdelave 500 ~ 800 L/m2, motnost filtrirne tekočine je manjša od 20 NTU, ciljni antigen pa je popolnoma obnovljen, primeren za obsežno proizvodnjo.

Razprava

V sedemdesetih letih prejšnjega stoletja je bilo določeno, da filtrirni mediji ne uporabljajo azbestnih materialov zaradi prisotnosti rakotvornih snovi v azbestnih materialih. Material globinskega filtra ne vsebuje azbesta in ima močnejši pozitivni naboj. Filtrirni material je izdelan iz matrice iz lesnih vlaken in filtrskega pripomočka. V proizvodnem procesu se polimerna smola uporablja za povezovanje osnovnih komponent, funkcionalne skupine s pozitivnim nabojem v njej pa učinkovito dajejo sposobnost adsorpcije naboja globokemu filtrirnemu materialu. Odlična učinkovitost adsorpcijske globinske filtracije glede sposobnosti zajemanja drobnih delcev je prikazana na sliki 3.

V tem poskusu so bile izbrane različne komponente smole in različni natančni globoki filtrirni materiali za razjasnitev filtracijskega testa raztopine kulture FMDV, primerjalni test pa je bil izveden s površinsko filtracijo. Rezultati so pokazali, da je globinska filtracija primernejša za odstranjevanje celičnih ostankov kot površinska filtracija, kar je pripomoglo k kasnejši filtracijski enoti za nadzor mikrobne obremenitve (0.2um). Poleg tega s primerjavo učinka filtracije globoko filtrirne plošče z močnim pozitivnim nabojem in navadne globoko filtrirne plošče s pozitivnim nabojem filtrirna plošča z močnim pozitivnim nabojem kaže močno sposobnost nadzora motnosti, ki lahko zmanjša motnost na manj kot 5 NTU, kar zelo prispeva k izboljšanju robustnosti celotnega procesa filtracije.

Postopek gojenja navzgor ima velik vpliv na korake nabiranja aktivnih sestavin. S testiranjem je ta poskus končno vzpostavil razširljivo shemo filtracije za medije celične kulture z različno motnostjo, ki ima določen vodilni pomen za obsežno proizvodnjo.

Globinski filter, ki ga bo predstavila družba Guidling Technology, je diskasti filtrirni element, ki je nekakšen učinkovit filtrirni element z globokim filtrirnim kartonom kot filtrirnim materialom, ki v celoti izpolnjuje regulativne zahteve biofarmacevtike, v glavnem zasnovan in izdelan posebej za odstranjevanje velika trdna vsebina, kot so celice in celični fragmenti, in se lahko nanese na tekočino celične kulture sesalcev; Bistrenje lizata bakterij in celic kvasovk; Odstranitev proteina gostiteljske celice (HCP); Odstranite virus in DN; Odstranjevanje endotoksinov; Odstranjevanje sredstva proti penjenju.

Izdelek ima prednosti majhne mrtve prostornine, linearnega ojačanja, strukture disk kapsule, kompaktne zasnove strukture in se lahko uporablja v seriji z drugo opremo, majhnega odtisa, stabilnega pretoka, dolge življenjske dobe in nizkih stroškov.

Par: Študija o sposobnosti odstranjevanja virusov monoklonskega protitelesa v nadaljnjem procesu

Naslednji: Mehanizem in nadzor onesnaževanja ultrafiltracijske membrane