3.1.3 讨论
使用 Sepharose 4FF分子筛分析柱对浓缩液进行分析,快速检定浓缩液中杂质的残留,并比较病毒和杂质的分离情况,结果见图 5所示。
使用两种不同的超滤膜进行浓缩,所得浓缩液中病毒颗粒的积分面积相当,因此 750k中空纤维和 300k膜包都可以很好的截留病毒颗粒;然而,中空纤维 750k的浓缩液中小分子面积较小,表明 750k中空纤维可以使更多的小分子杂蛋白/核酸等杂质透过加以去除,在浓缩的同时提高产品的纯度,这一点也直观的表现在 750k所得病毒浓缩液外观更加澄清、黏度较低。
表2狂犬病毒培养液超滤浓缩结果比较
Membrane | 中空纤维 | 膜包 | Remark |
孔径 pore size | 750k | 300k | |
通量 Flux (LMH) | 61 | 49 | 处理速度越快越好 |
LD50 Recovery (%) | 100% | 100% | 收率越高越好 |
4FF Recovery (%) | 96.3% | 95.8% | 收率越高越好 |
透过端 Permeate (Elisa , LD50) | ND* | ND* | 透过端未检出病毒 |
浓缩液纯度 (4FF面积归一化法) | 22% | 14.8% | 越高越好 |
浓缩液外观 | 清澈, 黏度低 | 澄清度差, 黏度高 | |
4FF分离度 Rs | 2.53 | 2.43 | 越高越好 |
* 透过端未检出
由上表可见: 中空纤维 750k和300k膜包浓缩透过端取样检测 LD50和 Elisa,未检出狂犬病毒颗粒和G蛋白透过。比较浓缩前后的病毒滴度和积分面积( 4FF快速分析法),均可以保持较满意的病毒收率。 中空纤维膜操作温和回收率高,其均一的膜孔径可以使用标称孔径更大的膜孔(如 750k)对狂犬病毒进行有效截留浓缩,同时更有利于杂蛋白等杂质透过,提高产品质量,所得浓缩液中杂质含量比 300k膜包低 7%以上(4FF面积归一化法)。
中空纤维 750k具有更大的平均膜孔径,滤膜阻力较小,有利于杂蛋白的透过,浓缩过程中可以缓解高浓度杂蛋白引起的膜表面凝胶层,因此具有更快的处理速度,其平均透过通量可达61 LMH,比 300k膜包快 24%。这意味着选用同样膜面积,中空纤维膜的超滤浓缩时间将显著缩短,有利于保护病毒颗粒的稳定性,提高生产效率。
从上下游工艺综合考虑,通过对层析前杂质的有效去除,所得浓缩液杂蛋白含量少,黏度低,有利于降低后期4FF分子筛层析纯化的负担,改善分子筛的分辨率,并且降低层析柱堵塞风险,延长填料使用寿命,整个工艺具有更好的经济性。
3.2 流感病毒尿囊液的浓缩
流感病毒属于正粘病毒科,分为甲乙丙三型,病毒包膜含有血凝素(HA)和神经氨酸酶(NA),血凝抑制抗体为中和抗体,诱发机体免疫保护作用[17] 。
2007年世界首个细胞流感疫苗 Optaflu(诺华)经欧盟批准已经成功上市[18] ,但由于细胞规模化培养技术和毒株适应等诸多问题,目前国内流感疫苗的生产仍使用传统鸡胚培养方式。鸡胚中含有大量的卵清蛋白等杂质,残留的卵清蛋白对人体会产生副反应。近年来SFDA不断提高疫苗制品中卵清蛋白的残留标准以保证疫苗的安全:卵清蛋白小于500ng/ml, 总蛋白小于HA 含量的4.5倍等 [19] 。
作为层析分离前的重要的预处理步骤,超滤浓缩需要尽量温和以保护病毒的免疫原性,同时防止卵清蛋白的聚集以尽可能的将其透过去除,确保整个工艺的杂质去除能力。
3.2.1 实验条件
病毒培养液:甲I型流感病毒尿囊液(Lot20080512),0.8um澄清
实验设备: Quixstand 中空纤维卫生级超滤系统
中空纤维超滤柱:UFP-750-C-4MA_0.065m2 (750kDa MWCO)
UFP-500-E-4MA_0.042m2 (750kDa MWCO)
Cassette 300k膜包0.1m2 (某进口品牌)
Cassette 500k膜包0.1m2(某进口品牌)
检测方法: HA血凝滴度,Lowry总蛋白,目测外观