超濾濃縮工藝優(yōu)化研究

袁 洪，劉亞蘭，蘇德財(cái)，張 璽，馬 源

中牧實(shí)業(yè)股份有限公司蘭州生物藥廠，甘肅蘭州 730000

關(guān)鍵字：超濾濃縮；146S；雜蛋白；濃縮倍數(shù)

目前市面上生產(chǎn)出的部分抗原未經(jīng)過濃縮純化，這類抗原中存在一定量的非抗原蛋白成分，該雜蛋白會引起機(jī)體產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)和變態(tài)反應(yīng)，導(dǎo)致生產(chǎn)出的疫苗抗原純度低免疫效果較差，容易對動物造成副反應(yīng)。因此，為了保證注射后的免疫效果，降低副反應(yīng)，就必須對口蹄疫滅活疫苗的生產(chǎn)工藝進(jìn)行改進(jìn)，盡可能去除抗原中的雜蛋白及特異性蛋白，保證濃縮純化后達(dá)到高純度高146 S。隨著濃縮工藝在口蹄疫疫苗抗原純化方面的廣泛應(yīng)用，在濃縮純化過程中，如果想要以高倍濃縮達(dá)到去除雜蛋白效果較好的目的，146 S的收率則有可能增大。如果要求提高146 S的收率，在生產(chǎn)過程中還需要考慮超濾濃縮的時間。毒液在濃縮過程中，雜蛋白的去除往往會受到濃縮倍數(shù)、毒液溫度、切向流速、剪切力等方面因素的影響，通過合理的濃縮倍數(shù)、設(shè)定溫度、切向流速則可以有效的降低原液中雜蛋白含量、并有效的保障146 S的收率[2]。因此，便需要找出一個相對的平衡點(diǎn)，來提高超濾膜在毒液濃縮純化過程中的使用效果。現(xiàn)使用口蹄疫O/Mya98（SEA）型病毒液，通過對原毒液設(shè)計(jì)出不同試驗(yàn)方案，進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)對比分析，對超濾濃縮工藝進(jìn)行優(yōu)化研究，進(jìn)而得出了較為理想的毒液濃縮條件，為大規(guī)模制備優(yōu)質(zhì)的口蹄疫抗原，提供優(yōu)化且詳實(shí)的濃縮方案。

1 試驗(yàn)材料

口蹄疫O/Mya98（SEA）型病毒毒液、超濾膜。

2 結(jié)果與分析

2.1 濃縮倍數(shù)對雜蛋白去除率、146 S及濃縮時間測定結(jié)果

在原毒液量為1 000 L、工作壓力為0.5 bar以及溫度為28 ℃條件下，取不同的濃縮倍數(shù)，以毒液中雜蛋白去除率、146 S損耗率及濃縮時間等參數(shù)作為指標(biāo)，分析確定出合適的濃縮倍數(shù)，以達(dá)到最優(yōu)的純化效果。如表1所示。

表1 濃縮倍數(shù)對雜蛋白去除率、146 S、濃縮時間測定結(jié)果

由圖1可看出，隨著濃縮倍數(shù)的增加，雜蛋白的去除率顯著增加，146 S損耗率有所下降，濃縮時間逐漸增加，但是在7倍濃縮時，雜蛋白去除率增加量減小，時間增加量較為明顯，這可能是隨著濃縮倍數(shù)的增加，料液粘稠度增大，超濾膜透過量逐漸降低。而且，濃縮倍數(shù)過高的話，還會增加企業(yè)的成本負(fù)擔(dān)。因此，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定出該超濾膜6倍濃縮為O/Mya98（SEA）型病毒毒液最合適的濃縮倍數(shù)。

圖1 不同濃縮倍數(shù)純化結(jié)果

2.2 溫度對雜蛋白去除率、146 S及濃縮時間測定結(jié)果

在原毒液量為1 000 L、工作壓力為0.5 bar以及6倍濃縮條件下，設(shè)定不同的濃縮溫度，以毒液中雜蛋白去除率、146 S損耗率及濃縮時間等參數(shù)作為指標(biāo)，分析確定出合適的濃縮溫度，以達(dá)到最優(yōu)的純化效果[3]。如表2所示。

表2 溫度對雜蛋白去除率、146 S、濃縮時間測定結(jié)果

圖2 不同溫度純化結(jié)果

由圖2可看出，溫度的改變，對濃縮時間無明顯影響，溫度降低對雜蛋白去除率影響不大。由于在溫度高的情況下，病毒活性高，剪切力對146 S的損害較大，因此，隨著料液溫度的降低，146 S損失逐漸降低。但是溫度過低，容易造成超濾膜表面“凝膠層”的形成，在24 ℃時，雜蛋白去除率有降低趨勢。而且該情況下繼續(xù)濃縮，也極易造成膜透過量下降，對146 S損耗影響比較明顯，綜合可得出26 ℃是最適宜的濃縮溫度。

2.3 壓力對雜蛋白去除率、146 S及濃縮時間測定結(jié)果

在原毒液量為1 000 L、溫度為26 ℃以及6倍濃縮條件下，設(shè)定不同的濃縮壓力，以毒液中雜蛋白去除率、146 S損耗率及濃縮時間等參數(shù)作為指標(biāo)，分析確定出合適的濃縮壓力，以達(dá)到最優(yōu)的純化效果。如表3所示。

表3 壓力對雜蛋白去除率、146 S、濃縮時間測定結(jié)果

圖3 不同壓力純化結(jié)果

由圖3可看出，壓力的改變，對雜蛋白去除率無明顯變化，隨著壓力的增加，料液切向流速增大，因而不會造成膜堵塞，雜蛋白去除率會有所增加，同時，濃縮時間也會逐漸減短。但是，在超濾濃縮的過程中，料液切向流速的增加，也會加大膜表面的剪切力，使得146 S有一定的損耗[4]。結(jié)合圖中數(shù)據(jù)可以看出，在壓力為0.8 bar時，146 S損耗率明顯上升，因此，為了降低146 S的損耗，最適宜的超濾濃縮壓力為0.7 bar。

3 討論與結(jié)論

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果初步確定O/Mya98（SEA）型病毒毒液在濃縮倍數(shù)6倍，溫度26 ℃，壓力0.7 bar為參數(shù)作為質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)的情況下，該型號超濾膜的超濾濃縮效果可達(dá)到本企業(yè)的規(guī)?；a(chǎn)要求，可有效提高超濾濃縮系統(tǒng)在毒液濃縮純化過程中的使用效果。超濾濃縮后生產(chǎn)出的病毒液滅活抗原，可生產(chǎn)制備優(yōu)良的滅活疫苗。

濃縮倍數(shù)的提升可有效提高濃縮料液的純度，高純度抗原配制的疫苗可顯著提升企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量，然而對于大規(guī)模生產(chǎn)來說，單純的提高濃縮倍數(shù)，濃縮時間會明顯增加，而且隨著濃縮倍數(shù)的增加，料液粘稠度增大，超濾膜通量會逐漸降低[5]，膜表面附著的病毒顆粒沒有足夠的料液沖刷，會造成病毒液146 S收率的降低，超濾膜表面粘稠液體的堆積也極大的縮短了超濾膜的使用壽命，間接增加了企業(yè)的耗材成本和人工成本，在后期實(shí)際生產(chǎn)中加入洗濾過程，能夠最大程度解決濃縮時長、病毒液146 S收率的問題，并可達(dá)到延長膜包使用壽命的目的。