Effet des membranes d'ultrafiltration avec différentes tailles de pores sur l'élimination des endotoxines
Selon nos statistiques, dans la plupart des cas, la sélection de cassettes à membrane avec une ouverture de membrane de 10 kd ou moins peut intercepter efficacement la plupart des endotoxines, réduire la teneur en endotoxines à un niveau très bas et répondre aux besoins de la plupart des applications de l'industrie médicale et pharmaceutique. Le niveau de réduction de la teneur en endotoxines était différent selon la taille des pores. Compte tenu de cet aspect, nous avons effectué quelques recherches, le contenu est le suivant :
Qu'est-ce que l'endotoxine
L'endotoxine, également connue sous le nom de lipopolysaccharide, lipide A, source de chaleur, est une structure unique sur la paroi externe de la paroi cellulaire des bactéries Gram-négatives (GNB), et est un complexe de poids moléculaire relatif élevé. En raison de l'hétérogénéité chimique de l'endotoxine, la masse moléculaire relative de l'endotoxine provenant de différentes sources peut varier de milliers à des dizaines de milliers, et en raison de l'amphiphilicité de l'endotoxine, elle peut former une association dans l'eau, et la masse moléculaire relative de son association peut atteindre 400,000 à 1,000,000.
Pourquoi faut-il éliminer les endotoxines
1. Le rôle de l'endotoxine
L'endotoxine a un effet thermogénique important sur les mammifères. Les bactéries deviennent toxiques lorsqu'elles meurent ou adhèrent à d'autres cellules. Une petite quantité d'endotoxine (2 ng/kg de poids corporel) injectée par voie intraveineuse peut provoquer de la fièvre, et de fortes doses peuvent provoquer des troubles circulatoires et un choc endotoxinique. Selon les dispositions de la pharmacopée nationale, la teneur en endotoxine d'un médicament ou d'une préparation doit être inférieure à la limite prescrite. Par exemple, pour l'albumine sanguine humaine, la limite de teneur en endotoxines bactériennes doit être inférieure à 2 EU/mL conformément à la Procédure de test pour les endotoxines bactériennes des produits biologiques. La limite pour les endotoxines bactériennes dans les interférons doit être inférieure à 10 EU/mL.
2. Contamination par les endotoxines
Les endotoxines ont des effets biologiques évidents in vivo et in vitro. Dans les systèmes cellulaires libres, les endotoxines à des concentrations nanométriques peuvent affecter le comportement de certains types de cellules et même de molécules, affectant ainsi les activités physiologiques normales.
Par conséquent, l'endotoxine est la source de pollution de la plupart des matières biologiques, et son existence fait que de nombreux tests biologiques et pharmaceutiques donnent des résultats chaotiques, ce qui entraîne de nombreuses difficultés de production.
(1) Contamination des médicaments. Par exemple, une grande variété de médicaments occidentaux synthétisés par des méthodes chimiques et de médicaments traditionnels chinois extraits de plantes peuvent être contaminés par des endotoxines au cours de leur synthèse ou de leur extraction.
(2) Matières premières pour la production. Différents produits sanguins et milieux cellulaires peuvent également être plus ou moins contaminés au cours du processus de préparation.
(3) Agents biologiques. Par exemple, l'interféron, l'interleukine ou diverses protéines ou peptides thérapeutiques fabriqués par la technologie de l'ADN recombinant, l'utilisation d'E. coli comme vecteur d'expression dans le processus de fabrication ou divers facteurs externes, il est difficile d'éviter la contamination par les endotoxines.
L'idée d'éliminer les endotoxines par ultrafiltration
En raison de la masse moléculaire relative élevée des endotoxines, des membranes d'ultrafiltration peuvent être utilisées pour éliminer les endotoxines de l'eau. Le choix de la taille des pores et du matériau de la membrane d'ultrafiltration dépend du poids moléculaire relatif, des caractéristiques et de la teneur en pyrogènes du médicament traité. Afin de retenir la plupart des pyrogènes, il est nécessaire d'utiliser une membrane d'ultrafiltration avec une masse moléculaire relative de 5000 ou 10000, auquel cas la pression pendant l'opération est plus élevée et elle n'est pas adaptée à certaines préparations pharmaceutiques contenant des composants de masse moléculaire relative élevée. En effet, l'élimination des pyrogènes retiendra ou adsorbera les ingrédients efficaces dans le liquide, ce qui affectera considérablement le rendement du produit.
Étant donné que les molécules d'endotoxines sont chargées négativement dans des conditions neutres, la sélection de matériaux chargés positivement tels que le polysulfone, le polyacrylonitrile, le polyamide et d'autres membranes de filtration microporeuses peut améliorer l'effet d'élimination des molécules d'endotoxines. En outre, il s'agit également d'une méthode permettant de colorer la terre de diatomées sur le film de cellulose, puis d'adsorber le polyélectrolyte positif sur celui-ci pour l'élimination des endotoxines. Cependant, l'effet d'élimination de ces membranes microporeuses chargées sur les endotoxines était grandement affecté par le pH. Le filtre profond de Guidling Technology est doté de terre de diatomées, qui peut être librement sélectionnée pour ajouter une charge positive en fonction du processus de l'utilisateur. Dans le processus d'élimination des impuretés telles que les cellules, les débris cellulaires et diverses protéines, sa structure poreuse naturelle interne peut augmenter la charge membranaire de filtration.
Effet d'élimination des endotoxines des membranes d'ultrafiltration avec différentes tailles de pores
Nous discutons ici de l’effet d’élimination des membranes d’ultrafiltration à partir de plusieurs sources différentes de cas d’élimination des endotoxines :
1. Élimination de l'endotoxine bactérienne dans l'injection de Shengmai par la méthode d'ultrafiltration
1.1 Présentation
Pulse Injection est une sorte de solution aqueuse stérilisée fabriquée à partir de SAN de légumineuses grâce à une réforme de la forme posologique. Elle est composée de ginseng rouge, d'ophiopogon et de schisandra schisandrae. Elle a des effets bénéfiques de revigoration du pouls du qi, de renforcement et de stabilisation de la déshydratation, de stabilisation de la pression artérielle, d'augmentation de la force contractile du myocarde et a un bon effet clinique dans le traitement des maladies du système cardiovasculaire et endocrinien.
1.2 Composants de la membrane
Membrane d'ultrafiltration Guidling (masse moléculaire relative d'interception 10,30,100 kDa)
1.3 Méthodes expérimentales
1.3.1 Préparation d'intermédiaires liquides producteurs d'impulsions
Se référer au processus de préparation de l'injection de Zhongsheng Mai dans la norme nationale sur les médicaments (WS3-B-2865-98-2011) et sa révision (ZGB2011-48). En pesant 100 g de ginseng rouge, 312 g d'ophiopogon et 156 g de schisandra chinensis, le ginseng rouge a été extrait par la méthode de reflux d'éthanol, et l'ophiopogon chinensis et le schisandra chinensis ont été extraits par la méthode de distillation à la vapeur, et 1 L d'intermédiaire liquide médicinal produisant des impulsions a été obtenu (chaque 10 mL équivalait à 1 g de ginseng rouge, 3 g d'ophiopogon et 1,5 g de schisandra chinensis).
1.3.2 Ultrafiltration
Français Une certaine quantité de liquide intermédiaire de fabrication d'impulsions a été prélevée, le pH a été ajusté à 7,5 et placé dans le système d'ultrafiltration traité avec de l'eau. Après l'interception du poids moléculaire relatif de 10, 30, 100 kDa de la membrane d'ultrafiltration en polyéther a été ultrafiltrée et le cycle d'ultrafiltration a été équilibré pendant 60 minutes. Une fois l'ultrafiltration terminée, les taux de récupération (R) du ginsénoside Rg1, Re, Rb1 et de la schisandrine A ont été calculés. La teneur en endotoxines bactériennes avant et après ultrafiltration a été mesurée quantitativement par la méthode de turbidité dynamique et le taux d'élimination des endotoxines bactériennes dans le liquide a été calculé (Q).
R=Un filtre /Une primitive ×100%
Q= (filtre C -C) /C ×100 %
Dans la formule, A est l'aire du pic de chaque composant actif dans l'ultrafiltrat, A est l'aire du pic de chaque composant actif dans la solution médicamenteuse d'origine, C est la teneur en endotoxines bactériennes dans l'ultrafiltrat et C est la teneur en endotoxines bactériennes dans la solution médicamenteuse d'origine.
1.4 Détermination de la perméabilité des principes actifs
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 %, et les trois principes actifs peuvent traverser une membrane d'ultrafiltration de 100 kDa. La surface du pic de chaque composant actif dans la solution d'ultrafiltration membranaire de 100 kDa avant et après le chromatogramme a été comparée par HPLC, indiquant qu'il n'y avait presque aucune perte de 4 composants.
1.5 Étude sur l’effet d’élimination des endotoxines bactériennes
Les variations de la teneur en endotoxines bactériennes dans les intermédiaires liquides producteurs d'impulsions avant et après ultrafiltration par membrane d'ultrafiltration sont présentées dans le tableau 2. Les résultats ont montré que la teneur en endotoxines dans le liquide d'origine a diminué de manière significative après ultrafiltration avec différents poids moléculaires relatifs. Après une ultrafiltration par membrane d'ultrafiltration de 100 kDa, la teneur en endotoxines dans le liquide était bien inférieure à la valeur limite de 5,0 EU·mL-1 dans l'injection clinique de Shengmai.
1.6 Discussion
Dans cet article, basé sur l'effet de la membrane d'ultrafiltration en PSO, il a été constaté que le ginsénoside Rg1, Re, Rb1 et le schisandra A n'avaient pratiquement aucune perte lorsqu'une membrane d'ultrafiltration avec un poids moléculaire relatif d'interception de 100 kDa était utilisée, et les endotoxines bactériennes dans le liquide pouvaient être efficacement éliminées, répondant aux exigences de limite clinique. Par rapport au charbon actif pour l'élimination des pyrogènes, la technologie d'ultrafiltration peut non seulement éliminer les problèmes d'adsorption compétitive et de saturation d'adsorption, mais aussi garantir dans une large mesure la sécurité de l'injection et fournir une base expérimentale pour le processus de préparation de l'injection de Shengmai.
2. Influence d'une membrane d'ultrafiltration d'interception d'un poids moléculaire de 10 kd sur le processus d'élimination des pyrogènes d'une solution saline normale
2.1 Présentation
Lors de la préparation de produits biologiques apyrogènes, on constate souvent que l'endotoxine exogène provoque une pyrogénicité élevée, et les ustensiles peuvent être résolus par cuisson à sec et trempage dans l'hydroxyde de sodium, mais la préparation à grande échelle de la solution n'est pas adaptée au traitement ci-dessus, et il est envisagé d'utiliser un emballage en film à flux tangentiel pour une solution à grande échelle afin d'obtenir une teneur en endotoxines qualifiée.
2.2 Élimination des endotoxines
2.2.1 Traitement des échantillons par ultrafiltration
L'endotoxine bactérienne est beaucoup plus petite que les bactéries, avec un diamètre A d'environ 1-50 nm, le lipide A est plus petit, de petite taille et léger, et l'endotoxine bactérienne a une bonne résistance à la chaleur. En général, le package de membrane d'ultrafiltration à flux tangentiel 10kd est utilisé pour intercepter l'endotoxine et faire passer le flux tangentiel à travers la solution.
2.2.3 Résultats expérimentaux
Guidling Technology a utilisé une cassette à membrane en matériau PES 10kd pour réaliser une expérience de microfiltration sur le liquide d'alimentation, et les résultats sont les suivants :
Les résultats ont montré que la cassette de membrane d'ultrafiltration avec un poids moléculaire d'interception de 10 kd produite par la technologie Guidling pouvait éliminer efficacement les endotoxines et augmenter encore la production.
À propos de Guidling
Guidling Technology est une entreprise nationale de haute technologie spécialisée dans les produits biopharmaceutiques, la culture cellulaire, la purification et la concentration de produits biomédicaux, le diagnostic et les fluides industriels. Nous avons développé avec succès des dispositifs de filtration centrifuge, des cassettes d'ultrafiltration et de microfiltration, des filtres à virus, des systèmes TFF, des filtres en profondeur, des fibres creuses, etc. Qui répondent parfaitement aux scénarios d'application des produits biopharmaceutiques, de la culture cellulaire, etc. Nos membranes et filtres à membrane sont largement utilisés dans la concentration, l'extraction et la séparation de la préfiltration, de la microfiltration, de l'ultrafiltration et de la nanofiltration. Nos nombreuses gammes de produits, de la petite filtration de laboratoire à usage unique aux systèmes de filtration de production, aux tests de stérilité, à la fermentation, à la culture cellulaire et plus encore, répondent aux besoins de test et de production. Guidling Technology a hâte de coopérer avec vous !
