Studie om bruken av dypfiltrering i produksjonsprosessen for munn- og klovsykdomsvaksine
Forord - Hva er munn- og klovsykdom
På 1300-tallet finnes det skriftlige opptegnelser om lignende munn- og klovsyke i Europa. Munn- og klovsyke er en akutt, febril, svært smittsom sykdom forårsaket av munn- og klovsykevirus.
De kliniske symptomene på voksne dyr inkluderer: økt kroppstemperatur, blemmer og sårdannelse i munnen, blemmer og sårdannelse i hoven, og til og med hovskallfelling, forårsaker problemer med å spise og sove, vekttap og til og med tap av økonomisk verdi hos økonomiske dyr ;
De kliniske symptomene hos unge dyr inkluderer: forhøyet kroppstemperatur, myokarditt og andre symptomer, når de først debuterer, har unge dyr høy dødelighet.
Abstrakt
I løpet av de siste 500 årene har munn- og klovsyke gjentatte ganger brutt ut over hele verden, og et stort antall griser, storfe, sauer og andre husdyr og ville hovdyr med jevntå har dødd eller blitt syke, noe som har rammet husdyrene alvorlig. og avlsnæring.
For å studere anvendelsen av dypfiltreringsteknologi i produksjonsprosessen av munn- og klovsykevaksine, ble filtrerbarhetsytelsen til overflatefiltrering og dypfiltrering testet og sammenlignet, samt den beskyttende effekten på bakteriedrepende filtrering. Fordelene med dypfiltrering med høy ladning ved fjerning av cellerester ble studert. De tilsvarende filtreringsskjemaene for cellekulturmedium med ulik turbiditet ble analysert.
Resultatene viste at dypfiltreringsbelastningen var 13,9 ganger den for overflatefiltreringen, turbiditeten til filtervæsken var bare 23,5 % av overflatefiltreringen, og den påfølgende 0.2um debakterielliseringsbelastningen var 7,2 ganger den for overflatefiltrering. Ved å bruke dens spesielle harpiksligand er turbiditeten til filtervæsken 38,6 % av den til det vanlige dypfilteret med samme porestørrelse, noe som er fordelaktig for å beskytte nedstrømsprosessen. Resultatene viste at dypfiltrering, spesielt dypfiltrering med sterk positiv ladning, effektivt kunne brukes til produksjon av MKS-vaksine, og egnede filtreringsprosesser bør etableres for ulike kulturmedier.
Munn- og klovsyke og dyp filtrering
Munn- og klovsyke (MKD) er en akutt, febril og smittsom sykdom hos klovdyr forårsaket av munn- og klovsykevirus (FMDV). Dyrene som er mest utsatt for denne sykdommen inkluderer storfe, griser og sauer. Munn- og klovsyke er endemisk i Asia, Afrika, Midtøsten og Sør-Amerika, med svært høy forekomst og rask overføring. Verdensorganisasjonen for dyrehelse (OIE) lister den som den første kategori A zoonotisk sykdom, og krever at medlemslandene inkluderer munn- og klovsyke på listen over meldepliktige dyresykdommer. Vaksinasjon er et effektivt middel for spesifikk forebygging av MKS. MKS-inaktivert vaksine, som er laget ved å inaktivere intakt virus med inaktivator, spiller en viktig rolle i forebygging og kontroll av MKS.
Antigenisiteten til FMDV i seg selv er dårlig, og inaktiveringen av viruset har stor innvirkning på antigenet. Derfor, i dagens produksjon av MKS-vaksine, kan høy-renhet MKS-vaksine sikre antigeninnholdet og renheten til enhetsdosen, noe som er spesielt viktig og også er gjeldende vaksinasjonsstrategi. Dette stiller høye krav til nedstrøms rensing av virus. I tillegg, før 2009, tok oppstrøms av inaktiverte vaksiner for munn- og klovsyke i Kina for det meste dyrkingsmetoden med å rotere flaske og holde seg til veggen. Med den økende etterspørselen etter vaksiner, dukket gradvis opp ulempene ved denne kulturmetoden som krever et stort antall roterende flasker, lav effektivitet og lavt ekspresjonsnivå.
Derfor har cellekulturteknologien de siste årene sakte endret seg fra den tidligere adherente kulturen til suspensjonskulturen, og virusproduksjonen har blitt betydelig forbedret. Men med økningen i virusproduksjonen har endringen av kulturmodus ført til et større press til nedstrøms rensing, fordi celleavfall som genereres av kulturprosessen, cellefrigjøringen av vertsproteiner, verts-DNA, etc., har økt tilsvarende, noe som stiller ytterligere krav til nedstrøms renseevne.
Membranfiltreringsteknologi er mye brukt i produksjonsprosessen av biologiske produkter som vaksiner, blant annet brukes DC-filtreringsteknologi vanligvis i høstingsprosessen av sykdomsgift for å skille uløselige urenheter som celleavfall. I den tidlige FMDV-avklaringen ble overflatefiltreringsteknologien representert av det foldemembranfilterelementet hovedsakelig tatt i bruk. Med endring av kulturbetingelsene, økningen av urenheter i cellerester, er overflatefiltrering vanskelig å oppnå klaringseffekten, og fordi overflatefiltreringsbelastningen er lav, blir kostnadene for filtermaterialer høyere og høyere.
Under bakgrunnen ovenfor har dypfiltrering blitt brukt mer og mer i prosessen med cytovæskeseparasjon av FMDV. Det dype filtermaterialet er vanligvis sammensatt av lange og fine fibre fra naturlige kilder, og kanalen som dannes av filtermediet etter å ha dannet en film er ofte svært kronglete, lik labyrintåpningsstrukturen. Urenhetspartikler er ofte fanget inne i filteret i stedet for på overflaten. Dessuten absorberer filterkanalens vegg ofte en del av ekstremt fine partikkelurenheter ved elektrostatisk påvirkning eller intermolekylær kraft. Generelt er filtreringsmekanismen for dypfiltrering preget av mekanisk retensjon og adsorpsjon.
Konstant strøm filtreringsmetode
Installer den dype filterplaten til konstantstrømfilterenheten, vask filterplaten med buffer PBS over 54 L/m2; Etter at vaskingen er ferdig, start den peristaltiske pumpen for sakte å pumpe væsken, juster sakte pumpehastigheten til omtrent forventet strømningshastighet og filtrer væsken. Registrer filtreringsvolum, tid, trykkforskjell og turbiditet under filtreringsprosessen. Filtratet ble samlet for antigenpåvisning.
Fordeler med dyp filtrering
Overflatefiltrering er en teknologi som fanger opp partikler på overflaten av filtermaterialet for å oppnå filtrering. Filtreringsmekanismen er hovedsakelig basert på størrelsen på partikler i væskesilen, store partikler fanges på overflaten av filtermembranen. Dypfiltrering bruker interne kanaler for partikkelavskjæring og adsorpsjon i dybden. Sammenligningsdiagrammet av de to er vist i figur 1.
Den inaktiverte løsningen av munn- og klovsykevaksine fra en viss produsent ble forhåndsfiltrert med henholdsvis 0.45um polypropylen overflatemembran og dyp filterplate, og deretter filtrert med 0.2um bakteriedrepende filter. Filtreringsdata er vist i tabell 1.
Turbiditeten til den inaktiverte løsningen for munn- og klovsykevaksine er 77 NTU. Hvis bakterien filtreres direkte, vil et stort antall cellefragmenter uunngåelig føre til at 0.2um-filtermembranen blokkeres raskt, noe som vil påvirke overføringen av 146S-vipartikler. Derfor ble prefiltrering designet før debakterialiseringsfiltrering, og de to forfiltreringsmetodene dypfiltrering og overflatefiltrering ble sammenlignet. Dobbeltlags dypfilterplaten er valgt for filtrering, belastningen er 641 L/m2, og dypfilteret reduserer materialet på 77 NTU til 9,65 NTU, som er klart og lyst. Overflatefiltreringsbelastningen på 0.45um er bare 46 L/m2, og turbiditeten til filtervæsken er så høy som 41 NTU, noe som ikke er egnet for forhåndsfiltrering. I henhold til sammenligningen av den påfølgende 0.2um debakterielle filtreringsbelastningen, er den debakterielle filtreringsmembranbelastningen etter dypfiltrering 655 L/m2, som er 7,2 ganger den tilsvarende overflatefiltreringsfiltreringsbelastningen (kun 91 L/m2) .
146S testresultater viser at utbyttet av dypfiltreringssystemet er høyere enn for overflatefiltreringssystemet. Den dype filtreringsbelastningen var 13,9 ganger den for overflatefiltreringen, turbiditeten til filtervæsken var bare 23,5 % av overflatefiltreringen, og den påfølgende 0.2um bakteriefjernende filtreringsbelastningen var 7,2 ganger den for overflatefiltrering. Derfor, både fra kostnadssynspunkt og fra avkastningssynspunkt, er dypfiltreringssystemet betydelig bedre enn overflatemembranfiltreringssystemet.
Fordeler med sterkt positivt ladet dypfilter
Den positive ladede dypfilterplaten og en sterk positiv ladnings dypfilterplate ble brukt for å sammenligne den inaktiverte løsningen av munn- og klovsykevaksine fra forskjellige kilder. Filtreringsresultatene er vist i tabell 2, og endringen av filtreringshastighet og trykkforskjell i filtreringsprosessen er vist i fargeoppsettet 2.
De to gruppene med dype filterplater som brukes har samme åpningsnøyaktighet, og ytelsen er veldig konsistent med tanke på last- og trykkdifferanseendring, og trykkforskjellsendringskurven i figur 2 er i utgangspunktet identisk.
Men fra turbiditeten til filtervæsken er forskjellen veldig stor. Filtervæsken til den ordinære positivt ladede dobbeltlagsfilterplaten er 25 NTU, mens filtervæsken til den sterkt positivt ladede dyplagsfilterplaten med samme åpning kun er 9,65 NTU, som bare er 38,6 % av den ordinære dypfilterplaten. Dette er hovedsakelig på grunn av den spesielle harpiksliganden i det sterkt positive ladningen dypfilterplatefiltermaterialet. Turbiditeten reduseres til mindre enn 10NTU av den sterkt positive dobbeltlags filterplaten, og cellefragmentene blir fullstendig adsorbert eller fanget, noe som bidrar til den påfølgende ultrafiltrerings- eller bakteriedrepende filtreringsprosessen. I tillegg til adsorpsjonseffekten på uløselig celleavfall, har Yigzaw Y et al også rapportert fjerningseffekten av sterkt positivt ladet dyp filterplate på cellevertsprotein, og Dorsey N et al har rapportert fjerningseffekten av sterkt positivt ladet dyp filterplate på DNA.
Etablering av klaringsfiltreringsprosess for supernatanten av munn- og klovsykevaksine ved dypfiltrering
Gjennom den ovennevnte komparative studien av overflatefiltrering og dypfiltrering, og studiet av klargjøringseffekten til den spesielle sterkt positive ladningen dypfilterplaten, bør forskjellige filtreringsskjemaer tilpasses den inaktiverte supernatanten av munn- og klovsykevaksine produsert under forskjellige kulturforhold. For sentrifugalsupernatant med 3 forskjellige turbiditet, lav turbiditet, middels turbiditet og høy turbiditet, er dypfiltreringsskjemaet og tilsvarende filtreringsparametere vist i tabell 3.
For sentrifugalsupernatanten med lav turbiditet kan den dype filterplaten med ett lag effektivt klare og fjerne en liten mengde celleavfall. For sentrifugalsupernatanten med middels turbiditet kan den dobbelte lag dype filterplaten effektivt avklare, spesielt den sterke positive ladningen dypfilterplaten kan redusere turbiditeten til mindre enn 5 NTU; For sentrifugal supernatant med høyere turbiditet kan den kombinerte filterplaten renses effektivt. Uansett hvilken prosess, er prosesseringskapasiteten 500 ~ 800 L/m2, turbiditeten til filtervæsken er mindre enn 20 NTU, og målantigenet er fullstendig gjenvunnet, egnet for storskala produksjon.
Diskusjon
På 1970-tallet ble filtermediet spesifisert til ikke å bruke asbestmaterialer, på grunn av tilstedeværelsen av kreftfremkallende stoffer i asbestmaterialer. Det dype filtermaterialet inneholder ikke asbest og har en sterkere positiv ladning. Filtermaterialet er laget av trefibermatrise og filterhjelp. I produksjonsprosessen brukes polymerharpiks for å koble sammen de grunnleggende komponentene, og de positive ladningsfunksjonelle gruppene i den gir effektivt ladningsadsorpsjonsevnen til det dype filtermaterialet. Den utmerkede ytelsen til adsorptiv dypfiltrering på fangstevnen til fine partikler er vist i figur 3.
I dette forsøket ble forskjellige harpikskomponenter og forskjellige presisjonsdypfiltermaterialer valgt for å klargjøre filtreringstesten av FMDV-kulturløsning, og sammenligningstesten ble utført med overflatefiltrering. Resultatene viste at dypfiltrering var mer egnet for fjerning av celleavfall enn overflatefiltrering, noe som bidro til den påfølgende mikrobielle belastningskontrollfiltreringsenheten (0.2um). I tillegg, ved å sammenligne filtreringseffekten til den sterke positive ladningen dypfilterplaten og den vanlige positive ladningen dypfilterplaten, viser den sterke positive ladningsfilterplaten en sterk turbiditetskontrollevne, som kan redusere turbiditeten til mindre enn 5 NTU, som er svært gunstig for å forbedre robustheten til hele filtreringsprosessen.
Oppstrøms kulturprosessen har stor innflytelse på høstetrinnene til aktive ingredienser. Gjennom testing etablerte dette eksperimentet endelig et skalerbart filtreringsskjema for cellekulturmedier med ulik turbiditet, som har en viss veiledende betydning for storskala produksjon.
Dybdefilteret som skal lanseres av Guidling Technology er et filterelement av skivetype, som er et slags effektivt filterelement med dyp filterpapp som filtermateriale, og oppfyller fullt ut de regulatoriske kravene til biofarmasøytisk, hovedsakelig designet og produsert spesielt for fjerning av stort faststoffinnhold som celler og cellefragmenter, og kan påføres på pattedyrcellekulturvæske; Klargjøring av lysat av bakterier og gjærceller; Fjerning av vertscelleprotein (HCP); Fjern virus og DN; Fjerning av endotoksiner; Fjerning av skumdemper.
Produktet har fordelene med lite dødvolum, lineær forsterkning, skivekapselstruktur, kompakt strukturdesign, og kan brukes i serie med annet utstyr, lite fotavtrykk, stabil strømningshastighet, lang levetid og lave kostnader.