Pengaruh Membran Ultrafiltrasi Dengan Ukuran Pori Berbeda Terhadap Penghapusan Endotoksin

Menurut statistik kami, dalam kebanyakan kasus, pemilihan kaset membran dengan bukaan membran 10kd atau di bawahnya dapat secara efektif mencegat sebagian besar endotoksin, mengurangi kandungan endotoksin ke tingkat yang sangat rendah, dan memenuhi kebutuhan sebagian besar aplikasi industri medis dan farmasi. Tingkat pengurangan kandungan endotoksin berbeda-beda dengan ukuran pori yang berbeda. Mengingat aspek ini, kami telah melakukan beberapa penelitian, isinya adalah sebagai berikut:

 

Apa itu endotoksin

Endotoksin, juga dikenal sebagai lipopolisakarida, lipid A, sumber panas, adalah struktur unik pada dinding luar dinding sel bakteri Gram-negatif (GNB), dan merupakan kompleks dengan berat molekul relatif tinggi. Karena heterogenitas kimiawi endotoksin, massa molekul relatif endotoksin dari berbagai sumber dapat bervariasi dari ribuan hingga puluhan ribu, dan karena sifat amfifilisitas endotoksin, ia dapat membentuk asosiasi dalam air, dan massa molekul relatif asosiasinya dapat mencapai 400,000 hingga 1,000,000.

 

Mengapa endotoksin harus dihilangkan?

1. Peran endotoksin

Endotoksin memiliki efek termogenik yang signifikan pada mamalia. Bakteri menjadi beracun saat mati atau menempel pada sel lain. Sejumlah kecil endotoksin (2 ng/kg berat badan) yang disuntikkan secara intravena dapat menyebabkan demam, dan dosis besar dapat menyebabkan gangguan peredaran darah dan syok endotoksin. Menurut ketentuan farmakope nasional, kandungan endotoksin dalam obat atau sediaan harus di bawah batas yang ditentukan. Misalnya, untuk albumin darah manusia, batas kandungan endotoksin bakteri harus kurang dari 2 EU/mL sesuai dengan Prosedur Uji Endotoksin Bakteri pada Produk Biologis. Batas endotoksin bakteri dalam interferon harus kurang dari 10 EU/mL.

 

2. Kontaminasi endotoksin

Endotoksin memiliki efek biologis yang jelas baik secara in vivo maupun in vitro. Dalam sistem sel bebas, endotoksin pada konsentrasi nanogram dapat memengaruhi perilaku jenis sel dan bahkan molekul tertentu, sehingga memengaruhi aktivitas fisiologis normal.

Oleh karena itu, endotoksin merupakan sumber pencemaran pada sebagian besar bahan biologis, dan keberadaannya membuat banyak pengujian biologi dan obat-obatan tampak memiliki hasil yang kacau, sehingga menimbulkan banyak kesulitan pada produksi.

(1) Kontaminasi obat-obatan. Misalnya, berbagai macam obat-obatan Barat yang disintesis dengan metode kimia dan obat-obatan tradisional Tiongkok yang diekstraksi dari tanaman dapat terkontaminasi oleh endotoksin selama sintesis atau ekstraksinya.

(2) Bahan baku untuk produksi. Berbagai produk darah dan media sel juga dapat terkontaminasi lebih atau kurang selama proses persiapan.

(3) Agen biologis. Misalnya, interferon, interleukin atau berbagai protein atau peptida terapeutik yang diproduksi dengan teknologi DNA rekombinan, penggunaan E. coli sebagai pembawa ekspresi dalam proses pembuatannya, atau berbagai faktor eksternal, sulit untuk menghindari kontaminasi endotoksin.

 

Ide menghilangkan endotoksin dengan ultrafiltrasi

Karena massa molekul relatif endotoksin yang besar, membran ultrafiltrasi dapat digunakan untuk menghilangkan endotoksin dari air. Pemilihan ukuran pori dan bahan membran ultrafiltrasi bergantung pada berat molekul relatif, karakteristik, dan kandungan pirogen obat yang sedang diolah. Untuk mempertahankan sebagian besar pirogen, perlu menggunakan membran ultrafiltrasi dengan massa molekul relatif 5000 atau 10000, yang pada saat itu tekanan selama operasi lebih tinggi, dan tidak cocok untuk beberapa sediaan farmasi yang mengandung komponen massa molekul relatif besar. Karena penghilangan pirogen akan menahan atau menyerap bahan-bahan efektif dalam cairan, dan hasil produk sangat terpengaruh.

Karena molekul endotoksin bermuatan negatif dalam kondisi netral, pemilihan bahan bermuatan positif seperti polisulfon, poliakrilonitril, poliamida, dan membran filtrasi mikropori lainnya dapat meningkatkan efek penghilangan molekul endotoksin. Selain itu, ini juga merupakan metode untuk mewarnai tanah diatom pada film selulosa, dan kemudian menyerap polielektrolit positif di atasnya untuk menghilangkan endotoksin. Namun, efek penghilangan membran mikropori bermuatan ini pada endotoksin sangat dipengaruhi oleh pH. Filter dalam Guidling Technology memiliki tanah diatom, yang dapat dipilih secara bebas apakah akan menambahkan muatan positif sesuai dengan proses pengguna. Dalam proses menghilangkan kotoran seperti sel, serpihan sel, dan protein lain-lain, struktur berpori alami internalnya dapat meningkatkan beban filtrasi membran.

 

Efek penghilangan endotoksin dari membran ultrafiltrasi dengan ukuran pori yang berbeda

 

Di sini kita membahas efek penghilangan membran ultrafiltrasi dari beberapa sumber kasus penghilangan endotoksin yang berbeda:

1. Penghapusan endotoksin bakteri dalam injeksi Shengmai dengan metode ultrafiltrasi

1.1 Pendahuluan

Injeksi Pulsa adalah sejenis larutan air steril yang dibuat dari SAN pulsa melalui reformasi bentuk sediaan. Terdiri dari ginseng merah, ophiopogon, dan schisandra schisandrae. Memiliki efek menguntungkan dalam menyegarkan denyut qi, memperkuat dan menstabilkan dehidrasi, menstabilkan tekanan darah, meningkatkan kekuatan kontraksi miokardium, dan memiliki efek klinis yang baik dalam mengobati penyakit sistem kardiovaskular dan endokrin.

 

1.2 Komponen Membran

Membran ultrafiltrasi pemandu (intersepsi massa molekul relatif 10,30,100 kDa)

 

1.3 Metode Eksperimen

1.3.1 Persiapan zat antara cair penghasil pulsa

Lihat proses penyiapan suntikan Zhongsheng Mai dalam Standar Obat Nasional (WS3-B-2865-98-2011) dan revisinya (ZGB2011-48). Dengan berat 100 g ginseng merah, 312 g ophiopogon, dan 156 g schisandra chinensis, ginseng merah diekstraksi dengan metode refluks etanol, dan ophiopogon chinensis serta schisandra chinensis diekstraksi dengan metode distilasi uap, dan diperoleh 1 L cairan obat intermediet penghasil denyut (masing-masing 10 mL setara dengan 1 g ginseng merah, 3 g ophiopogon, dan 1,5 g schisandra chinensis).

 

1.3.2 Ultrafiltrasi

Sejumlah cairan perantara pembentuk pulsa diambil, pH disesuaikan menjadi 7,5, dan ditempatkan dalam sistem ultrafiltrasi yang diolah dengan air. Setelah intersepsi membran ultrafiltrasi polieter dengan berat molekul relatif 10,30,100 kDa, dilakukan ultrafiltrasi, dan siklus ultrafiltrasi diseimbangkan selama 60 menit. Setelah ultrafiltrasi selesai, laju pemulihan (R) ginsenosida Rg1, Re, Rb1, dan schisandrin A dihitung. Kandungan endotoksin bakteri sebelum dan sesudah ultrafiltrasi diukur secara kuantitatif dengan metode kekeruhan dinamis, dan laju penghilangan endotoksin bakteri dalam cairan dihitung (Q).

R=A filter /A primitif ×100%

Q= (penyaring C -C) /C ×100%

Dalam rumus, A merupakan luas puncak setiap komponen aktif dalam ultrafiltrat, A merupakan luas puncak setiap komponen aktif dalam larutan obat asli, C merupakan kandungan endotoksin bakteri dalam ultrafiltrat, dan C merupakan kandungan endotoksin bakteri dalam larutan obat asli.

 

1.4 Penentuan permeabilitas bahan aktif

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%, dan ketiga bahan aktif dapat melewati membran ultrafiltrasi 100 kDa. Luas puncak setiap komponen aktif dalam larutan ultrafiltrasi membran 100 kDa sebelum dan sesudah kromatogram dibandingkan dengan HPLC, yang menunjukkan bahwa hampir tidak ada kehilangan 4 komponen.

 

1.5 Studi tentang efek penghilangan endotoksin bakteri

Perubahan kandungan endotoksin bakteri dalam cairan perantara penghasil pulsa sebelum dan sesudah ultrafiltrasi oleh membran ultrafiltrasi ditunjukkan pada Tabel 2. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kandungan endotoksin dalam cairan asli menurun secara signifikan setelah ultrafiltrasi dengan berat molekul relatif yang berbeda. Setelah ultrafiltrasi membran ultrafiltrasi 100 kDa, kandungan endotoksin dalam cairan jauh lebih rendah daripada nilai batas 5,0EU·mL-1 dalam injeksi Shengmai klinis.

1.6 Diskusi

Dalam makalah ini, berdasarkan efek membran ultrafiltrasi yang terbuat dari PSO, ditemukan bahwa ginsenosida Rg1, Re, Rb1 dan schisandra A hampir tidak mengalami kehilangan ketika membran ultrafiltrasi dengan berat molekul relatif intersepsi 100 kDa digunakan, dan endotoksin bakteri dalam cairan dapat dihilangkan secara efektif, memenuhi persyaratan batas klinis. Dibandingkan dengan karbon aktif untuk menghilangkan pirogen, teknologi ultrafiltrasi tidak hanya dapat menghilangkan masalah penyerapan kompetitif dan saturasi penyerapan, tetapi juga menjamin keamanan injeksi sebagian besar, dan menyediakan dasar eksperimental untuk proses persiapan injeksi Shengmai.

 

2. Pengaruh membran ultrafiltrasi intersepsi dengan berat molekul 10kd terhadap proses penghilangan pirogen pada larutan salin normal

 

2.1 Pendahuluan

Dalam penyiapan produk biologis bebas pirogen, sering ditemukan bahwa endotoksin eksogen menyebabkan pirogen tinggi, dan peralatan dapat diselesaikan dengan pemanggangan kering dan perendaman natrium hidroksida, tetapi penyiapan larutan dalam skala besar tidak cocok untuk perawatan di atas, dan dipertimbangkan untuk menggunakan pengemasan film aliran tangensial untuk larutan skala besar guna memperoleh kandungan endotoksin yang memenuhi syarat.

 

2.2 Penghapusan endotoksin

2.2.1 Perlakuan ultrafiltrasi sampel

Endotoksin bakteri jauh lebih kecil daripada bakteri, dengan diameter A sekitar 1-50nm, lipid A lebih kecil, berukuran kecil dan ringan, dan endotoksin bakteri memiliki ketahanan panas yang baik. Umumnya, paket membran ultrafiltrasi aliran tangensial 10kd digunakan untuk mencegat endotoksin dan mengalirkan aliran tangensial melalui larutan.

2.2.3 Hasil Eksperimen

Guidling Technology menggunakan kaset membran bahan PES 10kd untuk melakukan eksperimen mikrofiltrasi pada cairan umpan, dan hasilnya adalah sebagai berikut:

Hasil penelitian menunjukkan bahwa kaset membran ultrafiltrasi dengan berat molekul intersepsi 10kd yang diproduksi oleh teknologi Guidling dapat secara efektif menghilangkan endotoksin dan selanjutnya memperluas produksi.

 

Tentang Guidling

Guidling Technology adalah perusahaan teknologi tinggi nasional yang berfokus pada biofarmasi, kultur sel, pemurnian dan konsentrasi biomedis, diagnosis dan cairan industri. Kami telah berhasil mengembangkan perangkat filter sentrifugal, kaset ultrafiltrasi & mikrofiltrasi, filter virus, sistem TFF, filter kedalaman, serat berongga, dll. Yang sepenuhnya memenuhi skenario aplikasi biofarmasi, kultur sel, dan sebagainya. Membran dan filter membran kami banyak digunakan dalam konsentrasi, ekstraksi dan pemisahan pra-filtrasi, mikrofiltrasi, ultrafiltrasi dan nanofiltrasi. Berbagai lini produk kami, dari filtrasi laboratorium kecil sekali pakai hingga sistem filtrasi produksi, pengujian sterilitas, fermentasi, kultur sel dan banyak lagi, memenuhi kebutuhan pengujian dan produksi. Guidling Technology berharap dapat bekerja sama dengan Anda!