Υπερδιήθηση κοίλων ινών 300kd: Ανάλυση μιας διαδικασίας συγκέντρωσης και καθαρισμού υψηλής απόδοσης-για τον ιό της νόσου των ποδιών-και-Ο/Α της νόσου

Εισαγωγή

Ο αφθώδης πυρετός (FMD) είναι μια οξεία, εμπύρετη και εξαιρετικά μεταδοτική ασθένεια των ζώων που προκαλείται από τον ιό του αφθώδους πυρετού (FMDV). Αυτός ο ιός επηρεάζει τα δίχηλα-ππλήτα, με περισσότερα από 70 ευπαθή είδη. Εξαπλώνεται ταχέως και έχει υψηλό ποσοστό νοσηρότητας, επηρεάζοντας συνήθως τα κύρια ζώα όπως οι χοίροι, τα πρόβατα και τα βοοειδή, όπου η επίπτωση μπορεί να φτάσει το 100%. Το FMDV ανήκει στο γένοςΙός του ποδιού-και-στο στόματης οικογένειας MicroRNAviridae. Τα σωματίδια είναι σφαιρικά, περίπου 27-30 nm σε διάμετρο, με συντελεστή καθίζησης 146S για ανέπαφα ιικά σωματίδια. Επί του παρόντος, είναι διαθέσιμα διάφορα εμβόλια αφθώδους πυρετού, συμπεριλαμβανομένων εμβολίων εξασθενημένου ζωντανού ιού, εμβολίων φορέα ζωντανού ιού, αδρανοποιημένων εμβολίων, εμβολίων νουκλεϊκού οξέος, εμβολίων συνθετικού πεπτιδίου και εμβολίων υπομονάδας. Τα αδρανοποιημένα εμβόλια κατά του αφθώδους πυρετού έχουν γενικά λιγότερες παρενέργειες στα ζώα και τα πολυδύναμα εμβόλια προσφέρουν καλύτερη ανοσοποιητική αποτελεσματικότητα, καθιστώντας τα τον βασικό άξονα πρόληψης του αφθώδους πυρετού στην Κίνα.

Υπερδιήθηση εφαπτομενικής ροής

Επί του παρόντος, η υπερδιήθηση εφαπτομενικής ροής είναι μια ευρέως χρησιμοποιούμενη μέθοδος καθαρισμού και συγκέντρωσης στη-παραγωγή μεγάλης κλίμακας πολυδύναμων αδρανοποιημένων εμβολίων για τον αφθώδη πυρετό-και- Αυτή η μέθοδος όχι μόνο επιτυγχάνει τον επιθυμητό συντελεστή συγκέντρωσης αλλά αφαιρεί και μεγάλη ποσότητα ξένων ακαθαρσιών. Η υπερδιήθηση εφαπτομενικής ροής χρησιμοποιείται κυρίως για καθαρισμό, συμπύκνωση και διήθηση (αφαλάτωση και αντικατάσταση ρυθμιστικού διαλύματος). Επιπλέον, μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη διαύγαση του ζωμού ζύμωσης ή του μέσου κυτταροκαλλιέργειας χρησιμοποιώντας μικροδιήθηση εφαπτομενικής ροής, αντικαθιστώντας έτσι τη φυγοκέντρηση ή την πρωτογενή διαύγαση.

Στη συμβατική κατακόρυφη διήθηση, μεγάλα μόρια τείνουν να συσσωματώνονται στην επιφάνεια της μεμβράνης, φράζοντας το φίλτρο. Το φιλτράρισμα εφαπτομενικής ροής, ωστόσο, επιτρέπει στη ροή να προχωρήσει παράλληλα με τη μεμβράνη, αποφεύγοντας αυτό το πρόβλημα απόφραξης. Κατά τη διήθηση εφαπτομενικής ροής, ο διαλύτης και οι ουσίες μικρότερες από το μέγεθος πόρων της μεμβράνης που διαπερνούν τη μεμβράνη ονομάζονται διήθημα, ενώ ουσίες μεγαλύτερες από το μέγεθος των πόρων διατηρούνται ως συμπύκνωμα. Σε συνδυασμό με βελτιστοποιημένες διαδικασίες πλύσης και φιλτραρίσματος, μπορεί να επιτευχθεί ο διαχωρισμός και ο καθαρισμός μορίων διαφορετικών μεγεθών. Αυτή η τεχνολογία προσφέρει πλεονεκτήματα όπως χαμηλό κόστος, ήπιες συνθήκες λειτουργίας, βολικό καθάρισμα και αντικατάσταση, υψηλό ρυθμό ροής διείσδυσης μεμβράνης και απλή λειτουργία, καθιστώντας την ιδιαίτερα κατάλληλη για τη συγκέντρωση και τον καθαρισμό βιοδραστικών ουσιών σε μεγάλη κλίμακα.

Υλικά και Μέθοδοι

Αποτελέσματα και Συζήτηση

Όσον αφορά τον αρχικό καθαρισμό του ιού, η συγκέντρωση υπερδιήθησης επιτυγχάνει ποσοστό απομάκρυνσης άνω του 90% για ακαθαρσίες όπως πρωτεΐνες που δεν περιέχουν ιούς. Όσον αφορά τον όγκο, μπορεί να επιτύχει υψηλές συγκεντρώσεις 10-50 φορές, παρέχοντας ισχυρή υποστήριξη για μετέπειτα καθαρισμό. Επιλέγεται στήλη κοίλης ίνας με αποκοπή μοριακού βάρους 300kd. Αυτό το μέγεθος πόρων, ενώ διατηρεί πάνω από το 85% του ιού, μπορεί να αφαιρέσει πάνω από το 90% των ακαθαρσιών πρωτεϊνών. Η επιφάνεια της μεμβράνης είναι 1600 cm² και η απόδοση είναι 2-5 mL/cm², επιτρέποντας την ολοκλήρωση της συγκέντρωσης υπερδιήθησης εντός αποτελεσματικού χρόνου (εντός 2 ωρών). Λεπτομερή δεδομένα συγκέντρωσης υπερδιήθησης και καθαρισμού φαίνονται στον Πίνακα 1.

Πίνακας 1. Αποτελέσματα ολικής ανίχνευσης αντιγόνων αφθώδους πυρετού (τύποι Ο και Α)

Θέματα μεθόδου καθαρισμού

Επί του παρόντος, υπάρχουν διάφορες μέθοδοι καθαρισμού, αλλά ακόμη και με την ίδια μέθοδο για το ίδιο αντιγόνο, το αποτέλεσμα καθαρισμού είναι συχνά μη ικανοποιητικό για πολλούς λόγους, συμπεριλαμβανομένου του χαρακτηρισμού αντιγόνου και των παραμέτρων διεργασίας. Για παράδειγμα, αλλαγές στο μοριακό σχεδιασμό ή τα συστήματα καλλιέργειας ζύμωσης ανάντη μπορούν να αλλάξουν τη μοριακή δομή του ιού, οδηγώντας σε μη ικανοποιητικά αποτελέσματα καθαρισμού. Ακατάλληλες μέθοδοι διαύγασης μπορεί να αυξήσουν το κόστος των πρώτων υλών ή την ποσότητα της ετερόλογης πρωτεΐνης, αυξάνοντας την πίεση στον κατάντη καθαρισμό. Η ακατάλληλη συγκέντρωση υπερδιήθησης, όπως διαφορετικά μεγέθη πόρων μεμβράνης υπερδιήθησης, παράγοντες συγκέντρωσης και έκλουσης, ρυθμοί ροής εισόδου, ρυθμοί διήθησης και TMP, μπορεί να έχουν ως αποτέλεσμα χαμηλούς ρυθμούς ανάκτησης αντιγόνου. Η εκτεταμένη πρακτική δείχνει ότι ο ανεπαρκής καθαρισμός μπορεί να προκαλέσει σημαντικές ανεπιθύμητες αντιδράσεις στα ζώα μετά τον εμβολιασμό, οδηγώντας δυνητικά σε θάνατο.