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东富龙解决方案之海葳超滤技术替代活性炭去除内毒素领域的应用

生物制品大多是由革兰氏阴性菌表达制备的,内毒素是革兰氏阴性细胞壁上的一种脂多糖和蛋白的复合物,是革兰氏阴性杆菌生长时释放或死亡时由细胞壁裂解产生的一类脂多糖类物质。为保证生物制品使用的安全性,必须加以去除。内毒素对热的耐受性非常强。常用的湿热灭菌法(121℃ 1h)不能破坏内毒素。一般180℃ 4h 或250℃ 2h 干烤,或用强碱强酸才能够彻底破坏。

根据《中国药典》2015版内毒素检查法中的要求,药品、生物制品的细菌内毒素限值(L,EU/mg)一般按照L=K/M 的公式进行确定。

L 为供试品的细菌内毒素限值,以EU/ml、EU/mg 或EU/U(活性单位)表示。

K 为人每公斤体重每小时最大可接受的内毒素剂量。以EU/(kg·h)表示,注射剂K=5EU/(kg·h),放射性药品注射剂K=2.5EU/(kg·h),鞘内用注射剂K=0.2EU/(kg·h)。

为每公斤体重每小时的最大供试品剂量,以ml/(kg·h)、mg/(kg·h)或U/(kg·h)表示,人均体重按60kg 计算,注射时间若不足1 小时,按1 小时计算。若供试品按体表面积给药,M=(最大给药剂量/m2/h×1.62m2)/60kg。

常规的内毒素去除可以采用高温法、酸碱法、层析法、超滤和活性炭等。高温法,酸碱法并不太适合工业生产,而层析法因为成本高昂,并不太适用,常规一般是使用活性炭或超滤两种方法去除产品中的内毒素,达到标准要求。


活 性 炭

目前在化药生产中,多数采用的是活性炭除内毒素的方法,活性炭去除内毒素主要由于内毒素的相对分子质量较大,这种方式适合于组分较为简单的小分子溶液中内毒素的去除;但由于活性炭的选择性较差,易吸附有效成分,且纯化后溶液中的残余活性炭不易去除,影响产品质量、收率和成本,正快速被新技术替代。

超     滤

超滤技术是一种分子量介于1kD至1000kD的膜过滤方式,通常超滤采用切向流的形式进行工作,即物料流向与滤膜相切的方式,这种切向流工作模式较传统的死端过滤(含滤芯、碳棒等)不容易堵塞滤膜,能够达到更高的工作效率。

化药生产中采用超滤的方式去除内毒素通常采用5kD—10kD的膜,物料通过切向于膜的流向达到过滤效果,因化药分子量较小,能够顺利通过膜层,到达透过端收集;而内毒素因其分子量较大,截留在膜的表面,返回至回流端,多次循环后达到一定的浓缩倍数,再进行一定倍数的缓冲液进行洗滤,完成整个生产步骤。

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苏州市海崴生物科技有限公司隶属于上海东富龙科技股份有限公司子公司(简称东富龙海崴),专注于生物制药行业中的分离纯化技术产品设计制造及应用,主要业务涵盖小试、中试及生产规模的膜过滤系统(微滤、超滤、纳滤及反渗透)、层析系统、层析柱等纯化设备。

TFF系统采用定制化设计,根据用户工艺,应用场合,进行定制化设计,可以满足客户的各种需求;同时模块化的设计方式,将设备集成于整机之上,大幅降低系统占地空间,同时也极大的减小了系统工作体积,提高了产品收率;同时东富龙海崴的自控团队,可以实现完整系统数字化自动控制,并能够实时生成图谱,同时满足计算机验证,更符合数据完整性的要求。


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案     例

1. 某制药公司采用超滤的方法替代活性炭去除产品奥美拉唑钠中的内毒素,采用10kD滤膜,约1小时完成整个工艺段,产品回收率为96.5%,滤后产品内毒素检测合格<2EU/ml。

2. 某制药股份有限公司采用卷式超滤器小装置,以截留分子量2万的膜进行了硫酸(双氢)链霉素药除热原试验,试验结果表明,采用超滤法代替传统的活性炭吸附热原,对于硫酸(双氢)链霉素生产是可行的。

3. 某制药有限公司采用截留分子量1万的磺化聚醚砜膜(SPES),进行黄芪注射液的除热原超滤,使产品热原合格率从原来的经常波动到目前的100%合格。

4. 某味精厂采用截留分子量为1万的SPES超滤膜,对丙氨酸、谷氨酸、赖氨酸等氨基酸溶液除热原,通过鲎试剂法测试结果,结果均为阴性。

5. 某药厂对比了活性碳和超滤两种工艺,发现对清开灵注射液除热原,两种工艺均可行,但超滤法得到产品中:黄岑甙的含量高,产品颜色浅,微粒数量明显少。利用超滤膜过滤川参通注射液、冠舒注射液、松梅乐注射液及大输液中的热原,实验表明,药液通过超滤后,热原的截除率获得满意的结果,达到药典的规定,去除热原是可靠的。超滤不但可去除热原,还能去除大于膜孔的高分子物质,提高注射液的澄明度和稳定性,而且超滤膜孔径越小,脱色作用越明显。