Проучване за прилагането на дълбока филтрация в производствения процес на ваксина срещу шап

Oct 29, 2024

През 14 век има писмени сведения за подобен шап в Европа. Шапът е остро, фебрилно, силно заразно заболяване, причинено от вируса на шапа.

Клиничните симптоми при възрастни животни включват: повишена телесна температура, мехури и язви в устата, мехури и язви в копитата и дори отделяне на черупката на копитата, което причинява затруднения при хранене и сън, загуба на тегло и дори загуба на икономическа стойност при икономически животни ;

Клиничните симптоми при млади животни включват: повишена телесна температура, миокардит и други симптоми, след като се появят, младите животни имат висока смъртност.

През последните 500 години болестта шап е избухвала многократно по целия свят и голям брой прасета, говеда, овце и други домашни животни и диви чифтокопитни са умрели или са се разболели, което сериозно е засегнало добитъка и развъдна индустрия.

За да се проучи приложението на технологията за дълбока филтрация в производствения процес на ваксина срещу болестта шап, ефективността на филтруемостта на повърхностната филтрация и дълбоката филтрация беше тествана и сравнена, както и защитният ефект върху бактерицидната филтрация. Бяха проучени предимствата на дълбоката филтрация с висок заряд при отстраняване на клетъчни остатъци. Анализирани са съответните филтрационни схеми за среда за клетъчна култура с различна мътност.

Резултатите показват, че натоварването на дълбоката филтрация е 13,9 пъти по-голямо от това на повърхностната филтрация, мътността на филтърната течност е само 23,5% от повърхностната филтрация, а последващото натоварване на дебактериализация 0.2um е 7,2 пъти по-голямо от това на повърхностна филтрация. Чрез използването на специална смола лиганд, мътността на филтърната течност е 38,6% от тази на обикновения дълбок филтър със същия размер на порите, което е полезно за защита на процеса надолу по веригата. Резултатите показаха, че дълбоката филтрация, особено дълбоката филтрация със силен положителен заряд, може да се приложи ефективно за производството на ваксина срещу шап и трябва да се установят подходящи процеси на филтриране за различни културни среди.

Шапът (шап) е остра, фебрилна и заразна болест по чифтокопитните животни, причинена от вируса на шапа (шап). Животните, които са най-податливи на това заболяване, включват говеда, свине и овце. Болестта шап е ендемична в Азия, Африка, Близкия изток и Южна Америка, с много висока честота и бързо предаване. Световната организация за здравеопазване на животните (OIE) го изброява като зооноза от първа категория А, изисквайки от държавите-членки да включат шапа в списъка на болестите по животните, подлежащи на обявяване. Ваксинацията е ефективно средство за специфична профилактика на шап. Инактивираната ваксина срещу шап, която се прави чрез инактивиране на непокътнат вирус с инактиватор, играе важна роля в превенцията и контрола на шап.

Самата антигенност на шапа е слаба и инактивирането на вируса оказва голямо влияние върху неговия антиген. Следователно, при текущото производство на ваксина срещу шап, ваксината срещу шап с висока чистота може да осигури съдържанието на антиген и чистотата на единичната доза, което е особено важно и също е текущата стратегия за ваксиниране. Това поставя високи изисквания към последващото пречистване на вируси. В допълнение, преди 2009 г. нагоре по веригата на инактивираните ваксини срещу болестта шап в Китай възприеха предимно метода на култивиране на въртяща се бутилка и залепване към стената. С нарастващото търсене на ваксини постепенно се появиха недостатъците на този метод на култивиране, изискващ голям брой въртящи се бутилки, ниска ефективност и ниско ниво на експресия.

Следователно през последните години технологията на клетъчната култура бавно се промени от предишната прилепнала култура към суспензионна култура и производството на вируси беше значително подобрено. Въпреки това, с увеличаването на производството на вируси, промяната на режима на култивиране доведе до по-голям натиск върху пречистването надолу по веригата, тъй като клетъчните остатъци, генерирани от процеса на култивиране, клетъчното освобождаване на протеини на гостоприемника, ДНК на гостоприемника и т.н., съответно се увеличи, което поставя допълнителни изисквания към способността за пречистване надолу по веригата.

Технологията за мембранна филтрация се използва широко в производствения процес на биологични продукти като ваксини, сред които технологията за DC филтриране обикновено се използва в процеса на събиране на болестна отрова за отделяне на неразтворими примеси като клетъчни остатъци. В ранното изясняване на FMDV, технологията за повърхностно филтриране, представена от сгъваем мембранен филтърен елемент, беше основно възприета. С промяната на условията на култивиране, увеличаването на примесите от клетъчни остатъци, повърхностната филтрация е трудна за постигане на ефекта на избистряне и тъй като натоварването на повърхностната филтрация е ниско, цената на филтърните материали става все по-висока и по-висока.

При горния фон, дълбоката филтрация се прилага все повече и повече в процеса на разделяне на цитотечността на шапа. Дълбокият филтърен материал обикновено се състои от дълги и фини влакна от естествени източници, а каналът, образуван от филтърната среда след образуването на филм, често е много извит, подобно на структурата на лабиринтния отвор. Частиците от примеси често се улавят във филтъра, а не на повърхността. Освен това стената на филтърния канал често абсорбира част от примеси с изключително фини частици чрез електростатично действие или междумолекулна сила. Като цяло филтрационният механизъм на дълбоката филтрация се характеризира с механично задържане и адсорбция.

Инсталирайте дълбоката филтърна плоча към филтърното устройство с постоянен ток, измийте филтърната плоча с буфер PBS над 54 L/m2; След като измиването приключи, стартирайте перисталтичната помпа, за да изпомпвате бавно течността, бавно регулирайте скоростта на помпата приблизително до очаквания дебит и филтрирайте течността. Запишете обема на филтриране, времето, разликата в налягането и мътността по време на процеса на филтриране. Филтратът се събира за откриване на антиген.

Повърхностното филтриране е технология, която улавя частици на повърхността на филтърния материал, за да се постигне филтриране. Механизмът на филтриране се основава главно на размера на частиците в ситото на течността, големите частици се улавят на повърхността на филтърната мембрана. Дълбоката филтрация използва вътрешни канали за улавяне на частици и адсорбция в дълбочина. Сравнителната диаграма на двете е показана на фигура 1.

Инактивираният разтвор на ваксина срещу болестта шап от определен производител беше предварително филтриран съответно чрез 0.45um полипропиленова повърхностна мембрана и дълбока филтърна плоча и след това филтриран през 0.2um бактерициден филтър. Данните за филтриране са показани в таблица 1.

Мътността на инактивирания разтвор на ваксината срещу болестта шап е 77 NTU. Ако бактерията се филтрира директно, голям брой клетъчни фрагменти неизбежно ще доведат до бързо блокиране на филтърната мембрана 0.2um, което ще повлияе на предаването на 146S viчастици. Следователно, предварителната филтрация е проектирана преди филтрацията за дебактериализация и са сравнени двата метода за предварителна филтрация на дълбока филтрация и повърхностна филтрация. Двуслойната дълбока филтърна плоча е избрана за филтриране, натоварването е 641 L/m2, а дълбокият филтър намалява материала от 77 NTU до 9,65 NTU, който е чист и светъл. Натоварването на повърхностното филтриране на 0.45um е само 46 L/m2, а мътността на филтърната течност достига 41 NTU, което не е подходящо за предварителна филтрация. Според сравнението на последващото 0.2um натоварване на дебактериализираната филтрация, натоварването на дебактериализираната филтрираща мембрана след дълбока филтрация е 655 L/m2, което е 7,2 пъти повече от съответното повърхностно филтриращо натоварване (само 91 L/m2) .

Резултатите от теста 146S показват, че добивът на системата за дълбоко филтриране е по-висок от този на системата за повърхностно филтриране. Натоварването на дълбоката филтрация беше 13,9 пъти по-голямо от това на повърхностната филтрация, мътността на филтърната течност беше само 23,5% от тази на повърхностната филтрация, а последващото 0.2um премахване на бактерии филтрационно натоварване беше 7,2 пъти по-голямо от това повърхностна филтрация. Следователно, както от гледна точка на разходите, така и от гледна точка на добива, системата за дълбоко филтриране е значително по-добра от системата за повърхностно мембранно филтриране.

Филтърната плака с дълбок положителен заряд и филтърната плака със силен положителен заряд бяха използвани за сравняване на инактивирания разтвор на ваксина срещу болестта шап от различни източници. Резултатите от филтрируемостта са показани в таблица 2, а промяната на скоростта на филтриране и разликата в налягането в процеса на филтриране е показана в цветно оформление 2.

Двете групи използвани дълбоки филтърни плочи имат еднаква точност на отвора и производителността е много последователна от гледна точка на натоварването и промяната на разликата в налягането, а кривата на промяна на разликата в налягането на Фигура 2 е основно идентична.

От мътността на филтърната течност обаче разликата е много голяма. Филтърната течност на обикновената положително заредена двуслойна филтърна плоча е 25 NTU, докато филтърната течност на силно положително заредената дълбокослойна филтърна плоча със същия отвор е само 9,65 NTU, което е само 38,6% от обикновената дълбока филтърна плоча. Това се дължи главно на специалния лиганд от смола във филтърния материал с дълбока филтърна плоча със силен положителен заряд. Мътността е намалена до по-малко от 10NTU чрез силно положителната двуслойна филтърна плоча и клетъчните фрагменти са напълно адсорбирани или уловени, което е благоприятно за последващия процес на ултрафилтрация или бактерицидна филтрация. В допълнение към адсорбционния ефект върху неразтворими клетъчни остатъци, Yigzaw Y et al също съобщават за ефекта на отстраняване на силно положително заредена дълбока филтърна плоча върху протеина на клетъчния гостоприемник, а Dorsey N et al съобщават за ефекта на отстраняване на силно положително заредена дълбока филтърна плоча върху ДНК.

Чрез горното сравнително изследване на повърхностната филтрация и дълбоката филтрация и изследването на избистрящия ефект на специалната дълбока филтърна плоча със силен положителен заряд, различните схеми на филтриране трябва да бъдат съпоставени с инактивираната супернатанта на ваксината срещу болестта шап, произведена при различни условия условия за култура. За центрофужен супернатант с 3 различни степени на мътност, ниска мътност, средна мътност и висока мътност, схемата за дълбоко филтриране и съответните параметри на филтриране са показани в таблица 3.

За центробежния супернатант с ниска мътност еднослойната дълбока филтърна плоча може ефективно да избистри и отстрани малко количество клетъчни остатъци. За центробежния супернатант със средна мътност, двуслойната дълбока филтърна плоча може ефективно да избистри, особено дълбоката филтърна плоча със силен положителен заряд може да намали мътността до по-малко от 5 NTU; За центрофужен супернатант с по-висока мътност, комбинираната филтърна плоча може да бъде ефективно избистрена. Без значение кой процес, капацитетът за обработка е 500 ~ 800 L/m2, мътността на филтърната течност е по-малка от 20 NTU и целевият антиген е напълно възстановен, подходящ за широкомащабно производство.

Дискусия

През 70-те години на миналия век във филтърната среда беше указано да не се използват азбестови материали, поради наличието на канцерогени в азбестовите материали. Материалът на дълбокия филтър не съдържа азбест и има по-силен положителен заряд. Филтърният материал е направен от матрица от дървесни влакна и филтърна помощ. В производствения процес се използва полимерна смола за свързване на основните компоненти, а функционалните групи с положителен заряд в нея ефективно дават способността за адсорбция на заряда на дълбокия филтърен материал. Отличното представяне на адсорбционната дълбока филтрация върху способността за улавяне на фини частици е показано на фигура 3.

В този експеримент бяха избрани различни компоненти на смола и различни прецизни дълбоки филтърни материали, за да се изясни филтрационният тест на културния разтвор на вируса на шам и сравнителният тест беше извършен с повърхностна филтрация. Резултатите показаха, че дълбокото филтриране е по-подходящо за премахване на клетъчни остатъци, отколкото повърхностното филтриране, което е благоприятно за последващата филтрираща единица за контрол на микробното натоварване (0.2um). В допълнение, чрез сравняване на ефекта на филтриране на филтърната плоча със силен положителен заряд и обикновената филтърна плоча с дълбок положителен заряд, филтърната плоча със силен положителен заряд показва силна способност за контрол на мътността, която може да намали мътността до по-малко от 5 NTU, което е много благоприятен за подобряване на устойчивостта на целия процес на филтриране.

Процесът на култивиране нагоре по веригата има голямо влияние върху етапите на събиране на активните съставки. Чрез тестване този експеримент най-накрая установи мащабируема схема за филтриране за среди за клетъчни култури с различна мътност, която има определено насочващо значение за широкомащабно производство.

Дълбочинният филтър, който ще бъде пуснат на пазара от Guidling Technology, е филтърен елемент от дисков тип, който е един вид ефективен филтърен елемент с дълбок филтърен картон като филтърен материал, отговарящ напълно на регулаторните изисквания на биофармацевтиката, основно проектиран и произведен специално за отстраняване на голямо твърдо съдържание като клетки и клетъчни фрагменти и може да се приложи към течност от клетъчна култура на бозайник; Избистряне на лизат от бактериални и дрождеви клетки; Отстраняване на протеин от клетка гостоприемник (HCP); Премахнете вируса и DN; Отстраняване на ендотоксини; Отстраняване на антипенител.

Продуктът има предимствата на малък мъртъв обем, линейно усилване, дискова капсулна структура, компактен структурен дизайн и може да се използва в серия с друго оборудване, малък отпечатък, стабилен дебит, дълъг живот и ниска цена.

Един чифт: Проучване върху способността за изчистване на вируси на процеса надолу по веригата на моноклоналните антитела

Следваща: Процес на пречистване надолу по веригата на ваксина срещу диария по свинете