Studju dwar l-Applikazzjoni ta' Filtrazzjoni Profonda fil-Proċess ta' Produzzjoni Ta' Vaċċin tal-Mard ta' L-ilsien u d-dwiefer

Prefazju - X'inhu l-Marda ta' l-Ilsien u d-Dwiefer

Fis-seklu 14, hemm rekords bil-miktub ta’ mard simili ta’ l-ilsien u d-dwiefer fl-Ewropa. Il-marda tal-ilsien u d-dwiefer hija marda akuta, bid-deni, li tittieħed ħafna kkawżata mill-virus tal-marda tal-ilsien u d-dwiefer.

Is-sintomi kliniċi ta 'annimali adulti jinkludu: żieda fit-temperatura tal-ġisem, folja u ulċerazzjoni fil-ħalq, folja u ulċerazzjoni fid-difer, u anke twaqqiegħ tal-qoxra tad-difer, li jikkawżaw diffikultà biex tiekol u torqod, telf ta' piż u anke telf ta 'valur ekonomiku f'annimali ekonomiċi ;

Is-sintomi kliniċi ta 'annimali żgħar jinkludu: temperatura tal-ġisem elevata, mijokardite u sintomi oħra, ladarba jibdew, annimali żgħar għandhom mortalità għolja.

 

Astratt

Matul l-aħħar 500 sena, il-marda ta 'l-ilsien u d-dwiefer faqqgħet ripetutament madwar id-dinja, u numru kbir ta' ħnieżer, baqar, nagħaġ u annimali domestiċi oħra u ungulati selvaġġi b'sieq uniformi mietu jew imradu, b'impatt qawwi fuq il-bhejjem. u l-industrija tat-trobbija.

 

Sabiex tiġi studjata l-applikazzjoni tat-teknoloġija tal-filtrazzjoni fil-fond fil-proċess ta 'produzzjoni tal-vaċċin tal-marda tal-ilsien u d-dwiefer, il-prestazzjoni tal-filtrazzjoni tal-filtrazzjoni tal-wiċċ u l-filtrazzjoni fil-fond ġiet ittestjata u mqabbla, kif ukoll l-effett protettiv fuq il-filtrazzjoni batteriċida. Ġew studjati l-vantaġġi ta 'filtrazzjoni profonda ta' ċarġ għoli fit-tneħħija ta 'debris taċ-ċelluli. Ġew analizzati l-iskemi ta 'filtrazzjoni korrispondenti għal medium ta' kultura taċ-ċelluli b'turbidità differenti.

 

Ir-riżultati wrew li t-tagħbija tal-filtrazzjoni fil-fond kienet 13.9 darbiet dik tal-filtrazzjoni tal-wiċċ, it-turbidità tal-likwidu tal-filtru kienet biss 23.5% tal-filtrazzjoni tal-wiċċ, u t-tagħbija sussegwenti ta 'debacterialization 0.2um kienet 7.2 darbiet dik tal- filtrazzjoni tal-wiċċ. Bl-użu tal-ligand speċjali tar-reżina tiegħu, it-turbidità tal-likwidu tal-filtru hija ta '38.6% ta' dik tal-filtru fond ordinarju bl-istess daqs tal-pori, li huwa ta 'benefiċċju biex jipproteġi l-proċess downstream. Ir-riżultati wrew li l-filtrazzjoni fil-fond, speċjalment il-filtrazzjoni fil-fond ta 'ċarġ pożittiv qawwi, tista' tiġi applikata b'mod effettiv għall-produzzjoni ta 'vaċċin FMD, u proċessi ta' filtrazzjoni xierqa għandhom jiġu stabbiliti għal midja ta 'kultura differenti.

 

Marda tal-ilsien u d-dwiefer u filtrazzjoni fil-fond

Il-marda ta’ l-ilsien u d-dwiefer (FMD) hija marda akuta, bid-deni u li tittieħed ta’ annimali bid-difer mifrux ikkawżata mill-virus tal-marda ta’ l-ilsien u d-dwiefer (FMDV). L-annimali l-aktar suxxettibbli għal din il-marda jinkludu baqar, ħnieżer u nagħaġ. Il-marda ta 'l-ilsien u d-dwiefer hija endemika fl-Asja, l-Afrika, il-Lvant Nofsani u l-Amerika t'Isfel, b'inċidenza għolja ħafna u trażmissjoni rapida. L-Organizzazzjoni Dinjija għas-Saħħa tal-Annimali (OIE) telenkaha bħala l-ewwel marda żoonotika tal-kategorija A, li tirrikjedi li l-istati membri jinkludu l-marda tal-ilsien u d-dwiefer fil-lista tal-mard tal-annimali notifikabbli. It-tilqim huwa mezz effettiv ta' prevenzjoni speċifika tal-FMD. Il-vaċċin inattivat tal-FMD, li jsir billi jiġi inattivat virus intatt b'inattivatur, għandu rwol importanti fil-prevenzjoni u l-kontroll tal-FMD.

L-antiġeniċità tal-FMDV innifsu hija fqira, u l-inattivazzjoni tal-virus għandha impatt kbir fuq l-antiġenu tiegħu. Għalhekk, fil-produzzjoni attwali tal-vaċċin tal-FMD, vaċċin tal-FMD ta 'purità għolja jista' jiżgura l-kontenut tal-antiġen u l-purità tad-doża tal-unità, li hija partikolarment importanti u hija wkoll l-istrateġija attwali tat-tilqim. Dan iressaq rekwiżiti għoljin għall-purifikazzjoni downstream tal-viruses. Barra minn hekk, qabel l-2009, il-upstream tal-vaċċini inattivati ​​tal-marda tal-ilsien u d-dwiefer fiċ-Ċina adottaw l-aktar il-metodu tal-kultura li jduru l-flixkun u jeħel mal-ħajt. Bid-domanda dejjem tikber għal vaċċini, ħarġu gradwalment l-iżvantaġġi ta 'dan il-metodu ta' kultura li jirrikjedu numru kbir ta 'fliexken li jduru, effiċjenza baxxa u livell baxx ta' espressjoni.

Għalhekk, f'dawn l-aħħar snin, it-teknoloġija tal-kultura taċ-ċelluli nbidlet bil-mod mill-kultura aderenti preċedenti għal kultura ta 'sospensjoni, u l-produzzjoni tal-virus tjiebet b'mod sinifikanti. Madankollu, biż-żieda tal-produzzjoni tal-virus, il-bidla fil-mod tal-kultura ġabet pressjoni akbar għall-purifikazzjoni downstream, minħabba li d-debris taċ-ċelluli ġġenerat mill-proċess tal-kultura, ir-rilaxx taċ-ċelluli ta 'proteini ospitanti, DNA ospitanti, eċċ., żdied b'mod korrispondenti, li tpoġġi rekwiżiti ulterjuri fuq il-kapaċità ta 'purifikazzjoni downstream.

It-teknoloġija tal-filtrazzjoni tal-membrana tintuża ħafna fil-proċess ta 'produzzjoni ta' prodotti bijoloġiċi bħal vaċċini, fosthom it-teknoloġija tal-filtrazzjoni DC normalment tintuża fil-proċess tal-ħsad tal-velenu tal-mard biex tissepara impuritajiet li ma jinħallux bħal debris taċ-ċelluli. Fil-kjarifika bikrija tal-FMDV, it-teknoloġija tal-filtrazzjoni tal-wiċċ rappreżentata mill-element tal-filtru tal-membrana li jintwew ġiet adottata prinċipalment. Bil-bidla tal-kundizzjonijiet tal-kultura, iż-żieda tal-impuritajiet tad-debris taċ-ċelluli, il-filtrazzjoni tal-wiċċ hija diffiċli biex jinkiseb l-effett ta 'kjarifika, u minħabba li t-tagħbija tal-filtrazzjoni tal-wiċċ hija baxxa, l-ispiża tal-materjali tal-filtru qed issir ogħla u ogħla.

 

Taħt l-isfond ta 'hawn fuq, filtrazzjoni profonda ġiet applikata aktar u aktar fil-proċess ta' separazzjoni taċ-ċitolikwida ta 'FMDV. Il-materjal tal-filtru fil-fond huwa ġeneralment magħmul minn fibri twal u fini minn sorsi naturali, u l-kanal iffurmat mill-mezz tal-filtru wara li jifforma film huwa spiss tortuous ħafna, simili għall-istruttura tal-apertura tal-labirint. Partiċelli ta 'l-impurità spiss jinqabdu ġewwa l-filtru aktar milli fuq il-wiċċ. Barra minn hekk, il-ħajt tal-kanal tal-filtru ħafna drabi jassorbi parti minn impuritajiet ta 'partiċelli estremament fini b'azzjoni elettrostatika jew forza intermolekulari. B'mod ġenerali, il-mekkaniżmu ta 'filtrazzjoni ta' filtrazzjoni fil-fond huwa kkaratterizzat minn żamma mekkanika u adsorbiment.

 

Metodu ta 'filtrazzjoni ta' kurrent kostanti

Installa l-pjanċa tal-filtru fil-fond għall-apparat tal-filtru tal-kurrent kostanti, aħsel il-pjanċa tal-filtru b'buffer PBS 'il fuq minn 54 L/m2; Wara li l-ħasil ikun lest, ibda l-pompa peristaltika biex tippompja bil-mod il-likwidu, aġġusta bil-mod il-veloċità tal-pompa għal madwar ir-rata tal-fluss mistennija, u ffiltra l-likwidu. Irreġistra l-volum tal-filtrazzjoni, il-ħin, id-differenza fil-pressjoni u t-turbidità matul il-proċess tal-filtrazzjoni. Il-filtrat inġabar għall-iskoperta tal-antiġen.

 

Vantaġġi ta 'filtrazzjoni fil-fond

Il-filtrazzjoni tal-wiċċ hija teknoloġija li taqbad partiċelli fuq il-wiċċ tal-materjal tal-filtru biex tikseb filtrazzjoni. Il-mekkaniżmu tal-filtrazzjoni huwa prinċipalment ibbażat fuq id-daqs tal-partiċelli fl-għarbiel tal-fluwidu, partiċelli kbar huma maqbuda fuq il-wiċċ tal-membrana tal-filtru. Filtrazzjoni profonda tutilizza kanali interni għall-interċettazzjoni tal-partiċelli u l-assorbiment fil-fond. Id-dijagramma tat-tqabbil tat-tnejn tidher fil-Figura 1.

Is-soluzzjoni inattivata tal-vaċċin tal-marda tal-ilsien u d-dwiefer minn ċertu manifattur kienet iffiltrata minn qabel b'membrana tal-wiċċ tal-polipropilene 0.45um u pjanċa tal-filtru fil-fond rispettivament, u mbagħad iffiltrata b'filtru batteriċida 0.2um. Id-dejta tal-filtrazzjoni tidher fit-Tabella 1.

 

It-turbidità tas-soluzzjoni inattivata tal-vaċċin tal-marda tal-ilsien u d-dwiefer hija 77 NTU. Jekk il-batterja tiġi ffiltrata direttament, numru kbir ta 'frammenti taċ-ċelluli inevitabbilment jikkawża li l-membrana tal-filtru 0.2um tiġi mblukkata malajr, li se taffettwa t-trażmissjoni ta' viparticles 146S. Għalhekk, il-prefiltrazzjoni kienet iddisinjata qabel il-filtrazzjoni tad-debacterialization, u tqabblu ż-żewġ metodi ta 'prefiltrazzjoni ta' filtrazzjoni fil-fond u filtrazzjoni tal-wiċċ. Il-pjanċa tal-filtru fond ta 'saff doppju hija magħżula għall-filtrazzjoni, it-tagħbija hija 641 L/m2, u l-filtru fil-fond inaqqas il-materjal ta' 77 NTU għal 9.65 NTU, li huwa ċar u qawwi. It-tagħbija tal-filtrazzjoni tal-wiċċ ta '0.45um hija biss 46 L/m2, u t-turbidità tal-likwidu tal-filtru huwa għoli daqs 41 NTU, li mhuwiex adattat għall-prefiltrazzjoni. Skont it-tqabbil tat-tagħbija ta 'filtrazzjoni debacterialized 0.2um sussegwenti, it-tagħbija tal-membrana tal-filtrazzjoni debacterialized wara filtrazzjoni fil-fond hija 655 L/m2, li hija 7.2 darbiet tat-tagħbija tal-filtrazzjoni tal-filtrazzjoni tal-wiċċ korrispondenti (91 L/m2 biss) .

Ir-riżultati tat-test 146S juru li r-rendiment tas-sistema ta 'filtrazzjoni fil-fond huwa ogħla minn dak tas-sistema ta' filtrazzjoni tal-wiċċ. It-tagħbija tal-filtrazzjoni fil-fond kienet 13.9 darbiet dik tal-filtrazzjoni tal-wiċċ, it-turbidità tal-likwidu tal-filtru kienet biss 23.5% dik tal-filtrazzjoni tal-wiċċ, u t-tagħbija ta 'filtrazzjoni li tneħħi l-batterja ta' 0.2um sussegwenti kienet 7.2 darbiet dik tal- filtrazzjoni tal-wiċċ. Għalhekk, kemm mil-lat tal-ispiża kif ukoll mill-lat tar-rendiment, is-sistema ta 'filtrazzjoni profonda hija aħjar b'mod sinifikanti mis-sistema ta' filtrazzjoni tal-membrana tal-wiċċ.

 

Vantaġġi ta 'ċarġ pożittiv qawwi filtru fond

Il-pjanċa tal-filtru profonda ta 'ċarġ pożittiv u l-pjanċa tal-filtru profonda ta' ċarġ pożittiv qawwi ntużaw biex titqabbel is-soluzzjoni inattivata tal-vaċċin tal-marda tal-ilsien u d-dwiefer minn sorsi differenti. Ir-riżultati tal-filtrazzjoni huma murija fit-Tabella 2, u l-bidla tal-veloċità tal-filtrazzjoni u d-differenza fil-pressjoni fil-proċess tal-filtrazzjoni hija murija fit-tqassim tal-kulur 2.

Iż-żewġ gruppi ta 'pjanċi tal-filtri fil-fond użati għandhom l-istess preċiżjoni tal-apertura, u l-prestazzjoni hija konsistenti ħafna mil-lat tat-tagħbija u l-bidla tad-differenza fil-pressjoni, u l-kurva tal-bidla tad-differenza fil-pressjoni fil-Figura 2 hija bażikament identika.

 

Madankollu, mit-turbidità tal-likwidu tal-filtru, id-differenza hija kbira ħafna. Il-likwidu tal-filtru tal-pjanċa tal-filtru ta 'saff doppju iċċarġjat b'mod pożittiv ordinarju huwa 25 NTU, filwaqt li l-likwidu tal-filtru tal-pjanċa tal-filtru ta' saff profond iċċarġjat b'mod qawwi b'mod pożittiv bl-istess apertura huwa biss 9.65 NTU, li huwa biss 38.6% tal-pjanċa tal-filtru fonda ordinarja. Dan huwa prinċipalment minħabba l-ligand tar-reżina speċjali fil-materjal tal-filtru tal-pjanċa tal-filtru fil-fond ta 'ċarġ pożittiv qawwi. It-turbidità hija mnaqqsa għal inqas minn 10NTU mill-pjanċa tal-filtru b'saff doppju pożittiv qawwi, u l-frammenti taċ-ċelluli huma adsorbiti jew maqbuda bis-sħiħ, li jwassal għall-proċess ta 'filtrazzjoni jew filtrazzjoni batteriċida sussegwenti. Minbarra l-effett ta 'assorbiment fuq debris taċ-ċelluli li ma jinħallx, Yigzaw Y et al irrappurtaw ukoll l-effett tat-tneħħija ta' pjanċa tal-filtru profond iċċarġjata b'mod qawwi b'mod pożittiv fuq il-proteina ospitanti taċ-ċelluli, u Dorsey N et al irrappurtaw l-effett tat-tneħħija ta 'pjanċa tal-filtru profond iċċarġjata b'mod qawwi b'mod pożittiv fuq id-DNA.

 

Stabbiliment ta' proċess ta' filtrazzjoni ta' kjarifika għas-supernatant tal-vaċċin tal-marda ta' l-ilsien u d-dwiefer permezz ta' filtrazzjoni profonda

Permezz tal-istudju komparattiv ta 'hawn fuq tal-filtrazzjoni tal-wiċċ u l-filtrazzjoni fil-fond, u l-istudju tal-effett ta' kjarifika tal-pjanċa tal-filtru tal-fond ta 'ċarġ pożittiv qawwi speċjali, skemi ta' filtrazzjoni differenti għandhom ikunu mqabbla mas-supernatant inattivat tal-vaċċin tal-marda tal-ilsien u d-dwiefer prodott taħt differenti kundizzjonijiet tal-kultura. Għal supernatant ċentrifugali bi 3 turbidità differenti, turbidità baxxa, turbidità medja u turbidità għolja, l-iskema ta 'filtrazzjoni profonda u l-parametri ta' filtrazzjoni korrispondenti huma murija fit-Tabella 3.

Għas-supernatant ċentrifugali b'turbidità baxxa, il-pjanċa tal-filtru fond ta 'saff wieħed tista' effettivament tiċċara u tneħħi ammont żgħir ta 'debris taċ-ċelluli. Għas-supernatant ċentrifugali ta 'turbidità medja, il-pjanċa tal-filtru fil-fond ta' saff doppju tista 'tiċċara b'mod effettiv, speċjalment il-pjanċa tal-filtru profond ta' ċarġ pożittiv qawwi tista 'tnaqqas it-turbidità għal inqas minn 5 NTU; Għal supernatant ċentrifugali b'turbidità ogħla, il-pjanċa tal-filtru magħquda tista 'tiġi ċċarata b'mod effettiv. Ma jimpurtax liema proċess, il-kapaċità tal-ipproċessar hija 500 ~ 800 L/m2, it-turbidità tal-likwidu tal-filtru hija inqas minn 20 NTU, u l-antiġen fil-mira jiġi rkuprat għal kollox, adattat għal produzzjoni fuq skala kbira.

 

Diskussjoni

Fis-snin 70, il-midja tal-filtru kienet speċifikata biex ma tużax materjali tal-asbestos, minħabba l-preżenza ta 'karċinoġeni fil-materjali tal-asbestos. Il-materjal tal-filtru fil-fond ma fihx asbestos u għandu ċarġ pożittiv aktar b'saħħtu. Il-materjal tal-filtru huwa magħmul minn matriċi tal-fibra tal-injam u għajnuna għall-filtru. Fil-proċess tal-produzzjoni, ir-reżina tal-polimeru tintuża biex tgħaqqad il-komponenti bażiċi, u l-gruppi funzjonali ta 'ċarġ pożittiv fih effettivament jagħtu l-kapaċità ta' adsorbiment ta 'ċarġ tal-materjal tal-filtru fond. Il-prestazzjoni eċċellenti ta 'filtrazzjoni profonda adsorbattiva fuq il-kapaċità ta' qbid ta 'partiċelli fini hija murija fil-Figura 3.

F'dan l-esperiment, intgħażlu komponenti ta 'reżina differenti u materjali ta' filtru fil-fond ta 'preċiżjoni differenti biex jiċċaraw it-test tal-filtrazzjoni tas-soluzzjoni tal-kultura FMDV, u t-test ta' paragun sar b'filtrazzjoni tal-wiċċ. Ir-riżultati wrew li l-filtrazzjoni fil-fond kienet aktar adattata għat-tneħħija ta 'debris taċ-ċelluli milli filtrazzjoni tal-wiċċ, li kienet twassal għall-unità ta' filtrazzjoni ta 'kontroll tat-tagħbija mikrobjali sussegwenti (0.2um). Barra minn hekk, billi tqabbel l-effett tal-filtrazzjoni tal-pjanċa tal-filtru tal-fond tal-ċarġ pożittiv qawwi u l-pjanċa tal-filtru tal-fond tal-ċarġ pożittiv ordinarju, il-pjanċa tal-filtru tal-ċarġ pożittiv qawwi turi kapaċità qawwija ta 'kontroll tat-turbidità, li tista' tnaqqas it-turbidità għal inqas minn 5 NTU, li iwassal ħafna għat-titjib tar-robustezza tal-proċess kollu tal-filtrazzjoni.

Il-proċess tal-kultura upstream għandu influwenza kbira fuq il-passi tal-ħsad tal-ingredjenti attivi. Permezz ta 'ttestjar, dan l-esperiment finalment stabbilixxa skema ta' filtrazzjoni skalabbli għal midja ta 'kultura taċ-ċelluli b'turbidità differenti, li għandha ċerta sinifikat ta' gwida għal produzzjoni fuq skala kbira.

Il-filtru tal-fond li għandu jitnieda minn Guidling Technology huwa element ta 'filtru tat-tip diska, li huwa tip ta' element ta 'filtru effiċjenti b'kartun tal-filtru fond bħala l-materjal tal-filtru, li jissodisfa bis-sħiħ ir-rekwiżiti regolatorji tal-bijofarmaċewtika, prinċipalment iddisinjat u manifatturat speċifikament għat-tneħħija ta' kontenut solidu kbir bħal ċelluli u frammenti taċ-ċelluli, u jistgħu jiġu applikati għal fluwidu tal-kultura taċ-ċelluli tal-mammiferi; Kjarifika ta' lisat ta' batterji u ċelluli tal-ħmira; Tneħħija tal-proteina taċ-ċellula ospitanti (HCP); Neħħi virus u DN; Tneħħija ta' endotossini; It-tneħħija ta 'defoamer.

Il-prodott għandu l-vantaġġi ta 'volum żgħir mejjet, amplifikazzjoni lineari, struttura tal-kapsula tad-diska, disinn ta' struttura kompatta, u jista 'jintuża f'serje ma' tagħmir ieħor, footprint żgħir, rata ta 'fluss stabbli, ħajja twila u prezz baxx.