層析技術(shù)在血液制品分離純化中應(yīng)用的探討

黃喜佳

【摘要】文章主要是分析了我國的血液制品現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上講解了層析技術(shù)的原理和分類，最后探討了其在血液制品中的實(shí)際應(yīng)用，望可以為有關(guān)人員提供到一定的參考和幫助。

【關(guān)鍵詞】層析技術(shù);血液制品;分離

【中圖分類號】R945 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【DOI】10.12332/j.issn.2095-6525.2021.12.211

前言

當(dāng)前我國社會的多元化發(fā)展，使得以往采用單一低溫乙醇法所制造出來的血液制品已經(jīng)無法滿足當(dāng)前人們對產(chǎn)品質(zhì)量的需求，層析技術(shù)能夠有效提高到血漿的利用率和質(zhì)量，且有效解決成本，為此文章主要是對層析技術(shù)在血液制品分離中的實(shí)際應(yīng)用情況展開了研究和探討。

1 血液制品現(xiàn)狀

血液制品是指血漿蛋白質(zhì)組分、分離、純化或重組 DNA 的技術(shù)和血細(xì)胞，用于治療和預(yù)防的重大疾病，由于治療和預(yù)防的發(fā)展和應(yīng)用，在過去的幾十年中血液制品用于治愈和控制疾病，隨著世界各國對疾病的深入研究和對血液制品的開發(fā)，目前按照對血液制品的不同作用可分為人血白蛋白、免疫球蛋白、凝血因子、特殊蛋白和纖維蛋白粘合劑五大類。其中，免疫球蛋白在全球市場占有率最高，占 43%。其他成分的市場份額為凝血因子 17%，白蛋白 13%，其他成分 27%;據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，我國白蛋白市場占有率為 75%，其次是免疫球蛋白（25%），其余為 5%。除市場供求關(guān)系外，造成上述產(chǎn)品市場占有率不同的另一個重要因素是分離技術(shù)。

2 層析技術(shù)的原理和分類

2.1 層析技術(shù)的原理

目前使用層析技術(shù)廣泛，俄羅斯植物 M..Tswett 在本世紀(jì)發(fā)現(xiàn)該技術(shù)表明該植物的葉片還含有其他葉綠素和生物學(xué)?；瘜W(xué)有效的分離分析工具也含有生物學(xué)的生物學(xué)和其他學(xué)科，層析技術(shù)是由物理和化學(xué)性質(zhì)的不同物質(zhì)建立的技術(shù)，并且所有層析系統(tǒng)由兩個階段組成：一種是固定階段或固定物質(zhì)或固定在固體物質(zhì)中。另一個是除固定的物質(zhì)外的其他物資，即其他是流動階段，即一種可以流動的物質(zhì)，例如水和各種介質(zhì)。當(dāng)要分離的混合物通過溶劑（流動相）分離時，由于每個組分的物理和化學(xué)性質(zhì)的差異，每種組分（吸附，溶解，結(jié)合等）的物理和化學(xué)性質(zhì)的差異（吸附，溶解，結(jié)合等），兩種組分的依賴分布（含量比較）是不同的。當(dāng)溶劑向前移動時，每個組分在兩個階段連續(xù)重新發(fā)布，與固定相的相互作用較弱相位，阻塞效果越小，移動相位運(yùn)動的前向移動速度越快。相反，與固定相的相互作用強(qiáng)，則前向運(yùn)動速度很慢。

2.2 分類

2.2.1 薄層層析

薄層層析（TLC）是一種簡單，快速和跟蹤的層析技術(shù)。一般而言，柱層析中使用的吸附劑在平坦表面（例如玻璃板）上鋪展以形成薄層。TLC 原理類似于柱層析技術(shù)。薄層層析（TLC）由于其高分辨率，致密色斑和肉眼可見的低濃度，逐漸替換 Pharmacopoeia 中的 PC。TLC的主要優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)性和簡單性。這種方法的主要缺點(diǎn)是，盡管它可以滿足許多限制測試的要求，但可視測量的主體性強(qiáng)烈，此方法最多可以是半定量的。TLC 的極限試驗(yàn)列在藥典的不同標(biāo)題下。在極限測試中最常見的 TLC 方法是檢測兩個濃度水平的物質(zhì)。稀釋溶液代表雜質(zhì)的最大允許濃度。因此，不需要參考樣品。FairBloom（1984）審查了 TLC在藥房的應(yīng)用技術(shù)和應(yīng)用范圍。后者包括雜質(zhì)檢測，藥物穩(wěn)定性，制備分析，體液中的藥物，抗生素，天然產(chǎn)物，表面活性劑，化妝品，脂質(zhì)，添加劑等。未知藥物的有效成分為毒或無標(biāo)記的白色片劑，在一個完整的標(biāo)準(zhǔn)中，是完全不可能的，盡管 TLC 由于實(shí)驗(yàn)條件的限制，提供了一個簡單快速的鑒別方法，TLC 提供了一個簡單快速的鑒別方法。DHONT報(bào)告說，校正后的 RF 值與實(shí)驗(yàn)室的中間區(qū)域進(jìn)行通信。只有兩種對照品可以進(jìn)行具體的實(shí)驗(yàn)，并且可以計(jì)算出校正因子的個數(shù)，因此該方法可以用于其他實(shí)驗(yàn)室。比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果，與 Moffatt 等人的 794 薄層層析系統(tǒng)可以用來鑒別抗組織胺、磺胺等藥物。

2.2.2 高效薄層層析

高效薄層層析技術(shù)的定量分析可能比高效液相層析技術(shù)昂貴，但它具有操作簡單、進(jìn)樣速度快等優(yōu)點(diǎn)，使得對每個樣品的分析都非常經(jīng)濟(jì)有效。1985 年國際會議指出，TLC 和 HPTLC 在準(zhǔn)確度、通用性、精密度和靈敏度等方面與 GC 和 HPLC 相當(dāng)或優(yōu)于 GC 和 HPLC。例如，薄層層析技術(shù)和高效薄層層析技術(shù)可用于沙丁胺醇的藥代動力學(xué)研究，比氣相層析 - 質(zhì)譜法測定更快。用于控制抗生素生產(chǎn)發(fā)酵過程的單一半自動 TLC 系統(tǒng)可提供與 8 個 HPLC 系統(tǒng)相同的數(shù)據(jù)量。RITHRC通過 HPTLC 審查了對體液中藥物及其代謝物的定量分析。液體萃取與薄層層析相結(jié)合，已用于藥物制劑和生物中的藥物的快速鑒定。在法定分析中，常規(guī)柱層析（使用玻璃柱）通常用作預(yù)處理純化操作（例如分光光度法）的另一種分析方法。對于痕量污染物的檢測和測定，GC 和HPLC 通常比其他方法更好。但是，如果這些化合物不能從柱中洗脫，GC 和 HPLC 不像 TLC 一樣好。因此，GC 或 HPLC 的選擇取決于分析化合物的物理化學(xué)性質(zhì)，樣品的類型和所需的檢測濃度。

2.2.3 氣相層析

在藥物和溶劑中測定不同處方藥中藥物的含量，主要用 1-3mm 長的填充柱進(jìn)行分析，分離出的化合物用火焰離子檢測器進(jìn)行檢測，適用于多種藥物，包括抗剝落劑、抗強(qiáng)效劑、鎮(zhèn)痛劑、三環(huán)抗鍵合液、苯、中樞神經(jīng)興奮劑、抗腫瘤藥、抗生素、利尿劑等。氣相層析技術(shù)作為檢測手段，與質(zhì)譜法一樣，在其它技術(shù)中也能獲得定性和定量信息。該方法主要用于常規(guī) GCS，其無法獲得足夠的揮發(fā)性分析，PGC 在藥物的階段非常有意義，并且已經(jīng)應(yīng)用于微生物和真菌鑒定，臨床分析（對于一些代謝反索賠 /MS），有毒藥物，藥物分析（如波巴酸鹽，嗎啡，硫化物，青霉素和頭部等）。

2.2.4 高效液相層析

高效液相層析是藥物分析中應(yīng)用最廣泛的分析方法，該技術(shù)本身可以幫助實(shí)現(xiàn)自動化，最好的系列型號包括自動進(jìn)樣、三元或四梯度溶劑系統(tǒng)、柱轉(zhuǎn)換裝置和二極管陣列或快速掃描檢測器、全電子計(jì)算機(jī)、計(jì)算專用的測量數(shù)據(jù)處理設(shè)備和打印報(bào)表。目前設(shè)計(jì)的結(jié)果在高效液相層析儀、專門用于藥品質(zhì)量控制的高效液相層析儀、傅立葉變換紅外檢測與開發(fā)以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫使用設(shè)備，以及非常強(qiáng)大的分析工具。在許多高效液相層析應(yīng)用中，不需要進(jìn)一步純化樣品，而需要去除由于物理體積和化學(xué)行為（如蛋白質(zhì)和脂質(zhì)）而損壞層析柱的雜質(zhì)。簡單溶液（如進(jìn)樣）可直接進(jìn)樣或稀釋至適合檢測器檢測范圍的濃度。糖漿也需要稀釋，片劑和膠囊需要在超聲波浴中加工，并過濾以去除異常物質(zhì)。雖然乳膏和軟膏可以用保護(hù)柱直接注射，但最好事先分離親脂性物質(zhì)。

3 血液制品分離技術(shù)背景

20 世紀(jì) 40 年代，血液制品首次用 COHN 低溫乙醇分離純化，這一純化技術(shù)的深遠(yuǎn)影響是世界血漿蛋白大規(guī)模生產(chǎn)的基礎(chǔ)，但當(dāng)前科學(xué)技術(shù)和社會多樣化的需求，只有原有的分離技術(shù)帶來的產(chǎn)品不能滿足社會的需要，所以用這項(xiàng)技術(shù)來分離純化血液制品，新技術(shù)已應(yīng)用于血液制品的分離純化，如離心、酸沉淀、過濾、層析、超濾等。其中，層析技術(shù)的應(yīng)用從根本上改變了原始技術(shù)的缺點(diǎn)，如長分離時間，分離效果不佳，產(chǎn)品類型少，自動化程度低，有效提高了原料血漿的利用率和安全性，并豐富了產(chǎn)品類型。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，20 多種產(chǎn)品已從國外有效地分離出來，其中 10 個以上是在研發(fā)或臨床試驗(yàn)的階段。但是，由于中國分離技術(shù)的延遲開始，雖然大多數(shù)企業(yè)在血液產(chǎn)品的分離和純化中也引入了層析技術(shù)，但大多數(shù)都還是處于一個實(shí)驗(yàn)階段，并未正式應(yīng)用在一些大型工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中。目前我國的血液制品仍以低溫乙醇為主，產(chǎn)品僅限于血漿、免疫球蛋白、纖維蛋白原和凝血因子 VIII，如何通過層析分離，改變分離技術(shù)的技術(shù)分析，提高分離效果，增加血液分離成分是血液制品的研究重點(diǎn)，本文通過我國分析技術(shù)在血液制品分離純化中的應(yīng)用，并結(jié)合實(shí)際血液制品的現(xiàn)狀進(jìn)行總結(jié)，為后續(xù)的研究提供到了可靠的依據(jù)。

4 層析技術(shù)的應(yīng)用

4.1 白蛋白

當(dāng)前生物柱層析理論的不斷發(fā)展，包裝的類型和設(shè)備水平的改善，層析技術(shù)越來越廣泛。其中，葡聚糖凝膠沒有任何物質(zhì)交聯(lián)，瓊脂糖凝膠的凝膠層析技術(shù)，交聯(lián)陰離子交換配體（如 DEAE，QAE）或陽離子交換配體（CM，P，SP）離子交換和特定親和交聯(lián)賴氨酸，明膠，肝素和其他親和層析是最廣泛使用的血液產(chǎn)品的分離方法。這是應(yīng)用這些層析技術(shù)，使得產(chǎn)品或組件的有效分離。理想的粗產(chǎn)物或儲備溶液可以僅在幾個過程中獲得。通過脫鹽，離子交換和分子篩由冷凍血漿制備白蛋白和纖維蛋白原;此外，通過膨脹的床技術(shù)分離白蛋白，纖維蛋白和纖維蛋白，通過膨脹的床技術(shù)分離 – 為這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證實(shí)了層析分離在血液產(chǎn)品中的重要性和可操作性。白蛋白是血漿蛋白中最重要的蛋白質(zhì)，3500-5500mg/dl 是從血漿中分離的第一種蛋白質(zhì)，其廣泛用作臨床治療中的血漿擴(kuò)容器。對血清白蛋白產(chǎn)品中雜質(zhì)的不確定性，越來越多的研究者希望通過基因技術(shù)和細(xì)胞技術(shù)生產(chǎn)重組白蛋白，以克服上述問題，如原核表達(dá)和蛋白質(zhì)異常折疊等，從血白蛋白中分離純化重組白蛋白是一種有效可行的方法。如今，常用的層析分離技術(shù)主要用于低溫乙醇層析，純化血液制品，如 1993 年 CLS 公司的 YAP。乙醇結(jié)合層析可以改善制備條件，縮短生產(chǎn)周期，促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)?；炯夹g(shù)是通過乙醇沉淀制備血漿。組分 II 和 III 上清液是超級化的，S200 凝膠柱層析。半純產(chǎn)品的蛋白質(zhì)含量，重新分配和乘客消毒純產(chǎn)品可達(dá)到 99.5%，高于低溫乙醇法制備的高于 90% 的制備。

4.2 內(nèi)毒素及病毒的去除

在血漿中，免疫球蛋白是另一種富含的蛋白質(zhì)，主要用于由自身抗體不足引起的疾病的臨床治療。當(dāng)前 IVIG 的研究和應(yīng)用，更改善的COHN 方法或 KISTLER.NITSCHMANN 方法，LIU 等人報(bào)道已用于免疫球蛋白分離技術(shù)。只有在溶解冷沉淀件組分后，已經(jīng)使用了不同的沉淀方法，如果我們使用聚乙二醇沉淀，聚乙二醇再沉淀，乙酸沉淀，然后溶解，含有多肽的 AF- 氨基 650m 凝膠柱可以是親和層析有利于隨后的分離。雖然血液制品的原料來自健康人的血液，但目前的檢測方法仍然有限，不能完全保證血源的安全，因此，據(jù)報(bào)道，使用血液制品會引起血液傳播病毒，如 HIV、EB、HBV、HCV 等，因此，Horowitz 等人認(rèn)為，除了加強(qiáng)原料的檢測外，病毒在制備過程中也是非常重要的，S/D 是FDA批準(zhǔn)的用于病毒滅活的，但是后來的研究發(fā)現(xiàn)S/D方法只對脂質(zhì)包膜的病毒有效，這意味著S/D方法對甲型肝炎和其他病毒沒有影響一些研究表明應(yīng)該用辛酸鈉來滅活。

5 結(jié)束語

由上可知，為可以適應(yīng)當(dāng)時市場的變化，我們可以吸取到國外一些先進(jìn)純化的工藝，才能夠有效創(chuàng)新和完善到我國的生產(chǎn)工藝和技術(shù)水平，最終有效提升產(chǎn)品的質(zhì)量以及種類。

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