本發(fā)明屬于膜分離技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種去除生物醫(yī)藥制劑中內(nèi)毒素的方法，具體地說(shuō)是一種利用無(wú)機(jī)超濾膜去除生物醫(yī)藥制劑中內(nèi)毒素的方法。
背景技術(shù)：
目前，疫苗、注射液、大輸液、放射性藥品、化學(xué)藥品、抗生素藥品、生物制品(血液制品、疫苗)、中草藥注射劑、透析液等生物醫(yī)藥制劑中都含有內(nèi)毒素；而如何有效去除醫(yī)藥制劑中的內(nèi)毒素以及研究適用于大批量醫(yī)藥制劑生產(chǎn)過(guò)程的內(nèi)毒素去除材料和方法是今后生物醫(yī)藥領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。
內(nèi)毒素是產(chǎn)生于革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞外壁層的脂多糖類(lèi)物質(zhì)，亦即細(xì)菌尸體的碎片。內(nèi)毒素一般以聚體形式存在，其磷酸基團(tuán)與二價(jià)金屬離子螯合可進(jìn)一步穩(wěn)定內(nèi)毒素分子間的聚合，促成更大的內(nèi)毒素復(fù)合體，這類(lèi)復(fù)合體的分子量可由幾千至數(shù)千萬(wàn)不等。內(nèi)毒素具有體積小、熱穩(wěn)定性強(qiáng)、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)等特性，使其在被去除方面有一定難度。
人體對(duì)內(nèi)毒素極為敏感。如有微量?jī)?nèi)毒素混入藥劑中注入人體血液系統(tǒng)，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重發(fā)熱，甚至引起死亡。如極微量(1～5ng/kg體重)內(nèi)毒素就能引起體溫上升，發(fā)熱反應(yīng)持續(xù)約4小時(shí)后逐漸消退。自然感染時(shí)，因革蘭氏陰性菌不斷生長(zhǎng)繁殖，同時(shí)伴有陸續(xù)死亡、釋出內(nèi)毒素，故發(fā)熱反應(yīng)將持續(xù)至體內(nèi)病原菌完全消滅為止。當(dāng)受感病人(或動(dòng)物)的血液或病灶中的細(xì)菌向血液中釋放了很多內(nèi)毒素，或者相當(dāng)大量的被內(nèi)毒素污染的液體輸入了病人(或動(dòng)物)體內(nèi)時(shí)，易患上內(nèi)毒素血癥。因此，盡可能降低制劑中內(nèi)毒素的含量是十分必要的，特別當(dāng)注射液(如大輸液)用量較大時(shí)，對(duì)內(nèi)毒素的含量要求應(yīng)更為嚴(yán)格，國(guó)家藥典中規(guī)定注射品中內(nèi)毒素應(yīng)小于1EU/mL。
隨著生物產(chǎn)品在制藥工業(yè)中占的比例越來(lái)越大，內(nèi)毒素的去除方法越來(lái)越多，工藝應(yīng)用也越來(lái)越廣，內(nèi)毒素去除工藝將具有更大的經(jīng)濟(jì)效益與無(wú)窮的市場(chǎng)潛力。由于制劑中的內(nèi)毒素含量小而危害大，所以要求去除內(nèi)毒素的方法具有高效、可靠及具有高度特異性，同時(shí)在去除過(guò)程中應(yīng)保持制劑的本身性質(zhì)及有效成分。目前用來(lái)去除內(nèi)毒素的方法主要有活性炭吸附法、化學(xué)降解法、相分離法、離子交換色譜法、親和色譜法、超濾法等。與前面幾種內(nèi)毒素的分離方法相比，超濾法采用的超濾膜孔徑與細(xì)菌內(nèi)毒素相近，所以用小孔徑超濾膜去除細(xì)菌內(nèi)毒素相對(duì)比較可靠。根據(jù)被處理藥液特性及其內(nèi)毒素含量的多少，選擇孔徑較小且孔徑分布均勻的截留分子量6000的外壓式超濾膜，可有效截留細(xì)菌及內(nèi)毒素，使其含量指標(biāo)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。在操作方式、使用壽命、處理量及設(shè)備造價(jià)等方面也具有一定的優(yōu)勢(shì)，超濾法作為一種新工藝、新技術(shù)是最易行最有市場(chǎng)前景的方法，適合于在制藥行業(yè)推廣應(yīng)用。
與有機(jī)超濾膜相比，無(wú)機(jī)膜的主要材質(zhì)是金屬或金屬氧化物，具有耐腐蝕、熱化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)，孔徑分布均勻等優(yōu)勢(shì)，可用于有機(jī)體系制劑的過(guò)濾。無(wú)機(jī)膜過(guò)濾設(shè)備在過(guò)濾前可進(jìn)行高溫消毒、殺菌等預(yù)處理，在去除細(xì)菌內(nèi)毒素方面更安全可靠、有效。在使用壽命上，無(wú)機(jī)膜具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，使用時(shí)間是有機(jī)膜的2～3倍。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種從生物醫(yī)藥制劑中去除內(nèi)毒素的方法，用該方法可以高效地去除制劑中的內(nèi)毒素，適用于大規(guī)模醫(yī)藥生產(chǎn)的需求。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
一種去除生物醫(yī)藥制劑中內(nèi)毒素的方法，包括生物醫(yī)藥制劑原料液高溫蒸汽滅菌預(yù)處理、活性炭吸附預(yù)處理、無(wú)機(jī)超濾膜過(guò)濾處理三步驟；其中所述的無(wú)機(jī)超濾膜過(guò)濾處理中，濃縮液回流至生物醫(yī)藥制劑原料液中循環(huán)處理，直至無(wú)機(jī)超濾膜的膜通量衰減至原始通量的40～60％時(shí)，將原料側(cè)的濃縮料液排放并對(duì)超濾膜進(jìn)行清洗；滲透液即去除了內(nèi)毒素的生物醫(yī)藥制劑。
本發(fā)明可以針對(duì)生物醫(yī)藥制劑生產(chǎn)過(guò)程中的內(nèi)毒素，根據(jù)其分子量大小、溶劑性質(zhì)、有效成分性質(zhì)，判斷和選擇無(wú)機(jī)超濾膜的材質(zhì)。其中，無(wú)機(jī)超濾膜是多孔陶瓷膜或多孔金屬膜；膜的構(gòu)型是多通道管式或片式。無(wú)機(jī)超濾膜的平均孔徑為2～50nm。
當(dāng)本發(fā)明所述的生物醫(yī)藥制劑原料液是有機(jī)溶劑體系時(shí)，無(wú)機(jī)超濾膜的端頭采用涂釉進(jìn)行密封。
本發(fā)明所述的無(wú)機(jī)超濾膜的過(guò)濾處理是錯(cuò)流過(guò)濾，操作壓力為0.1～0.8MPa，溫度為10～100℃，膜面流速為0.07～10m/s。
本發(fā)明所述的將生物醫(yī)藥制劑進(jìn)行高溫蒸汽滅菌和活性炭吸附的預(yù)處理步驟中，活性炭適合于組分較為簡(jiǎn)單的小分子的溶液中或水中內(nèi)毒素的去除。
本發(fā)明所述的對(duì)超濾膜進(jìn)行清洗的方法是：采用質(zhì)量濃度為0.5～10％的NaOH溶液、HNO3溶液、NaClO溶液或H2O2溶液對(duì)無(wú)機(jī)超濾膜進(jìn)行浸泡清洗。
另外，本發(fā)明所述的生物醫(yī)藥制劑應(yīng)理解為包括但不限于疫苗、注射液、大輸液、放射性藥品、化學(xué)藥品、抗生素藥品、生物血液制品、中草藥注射劑、透析液以及蛋白、核酸、抗生素、多糖類(lèi)等任何本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的生物醫(yī)藥制劑。
本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明的從生物醫(yī)藥制劑中去除內(nèi)毒素的方法，可以在不改變制劑原有性質(zhì)的條件下，有效地去除生物醫(yī)藥制劑生產(chǎn)中含有的內(nèi)毒素污染物，保留制劑中的有效成分，可以用于大規(guī)模生物醫(yī)藥制劑的生產(chǎn)過(guò)程中，內(nèi)毒素含量符合國(guó)家藥典規(guī)定，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)質(zhì)量。其次，本發(fā)明所述的方法操作簡(jiǎn)便，所述的無(wú)機(jī)超濾膜可回收使用，進(jìn)一步降低了操作成本。
附圖說(shuō)明
圖1為去除生物醫(yī)藥制劑中內(nèi)毒素的流程圖。
其中，I-原料罐，II-滅菌裝置，III-吸附裝置，IV-磁力齒輪泵，V、VII-壓力表，VI-膜過(guò)濾器，VIII-球閥，VIIII-濾液瓶，a-原料液，b-滲透液，c-濃縮液。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明所述的去除生物醫(yī)藥制劑中內(nèi)毒素的方法，包括生物醫(yī)藥制劑原料液高溫蒸汽滅菌預(yù)處理(即將原料液a經(jīng)滅菌裝置II進(jìn)行滅菌處理)、活性炭吸附預(yù)處理(即再通過(guò)吸附裝置III吸附處理)、無(wú)機(jī)超濾膜過(guò)濾處理(料液經(jīng)磁力齒輪泵IV增壓后進(jìn)入裝載無(wú)機(jī)超濾膜的膜過(guò)濾器VI進(jìn)行過(guò)濾)三步驟；其中所述的無(wú)機(jī)超濾膜過(guò)濾處理中，濃縮液c回流至生物醫(yī)藥制劑原料液a中循環(huán)處理，直至無(wú)機(jī)超濾膜的膜通量衰減至原始通量的40～60％時(shí)，將原料側(cè)的濃縮液c排放并對(duì)超濾膜進(jìn)行清洗；滲透液b即去除了內(nèi)毒素的生物醫(yī)藥制劑。
實(shí)施例1
紫杉醇原料藥內(nèi)毒素的去除。
配制1份2L紫杉醇原液(m紫杉醇:V丙酮＝1:10)，料液進(jìn)入滅菌裝置高溫蒸汽滅菌后，進(jìn)入吸附裝置，加入6g活性炭粉末，攪拌30min，將實(shí)驗(yàn)所需的器材采用250℃干烤進(jìn)行滅菌。采用19通道截留分子量為50kDa、平均孔徑為2nm的氧化鈦小孔徑管式陶瓷超濾膜，陶瓷超濾膜的端頭采用涂釉進(jìn)行密封后進(jìn)行錯(cuò)流過(guò)濾：首先用丙酮循環(huán)沖洗管路2min，再進(jìn)行紫杉醇原液過(guò)濾，控制壓力0.15MPa，流量1L/min，膜面流速0.07m/s，溫度100℃。過(guò)濾結(jié)束后，將取得的濾液加入石油醚對(duì)紫杉醇結(jié)晶，將結(jié)晶后的紫杉醇烘干，采用鱟試劑凝膠法檢測(cè)紫杉醇中的內(nèi)毒素含量。檢測(cè)結(jié)果顯示，紫杉醇能有效地透過(guò)膜管，并且內(nèi)毒素含量降到0.4EU/mg以下。將過(guò)濾后的膜管先用丙酮浸泡24h，再用質(zhì)量分?jǐn)?shù)10％的NaOH溶液進(jìn)行清洗30min，膜管通量即可恢復(fù)。
實(shí)施例2
藥用級(jí)甘氨酸中內(nèi)毒素的去除
將工業(yè)級(jí)甘氨酸100g加入2.5L去離子水中進(jìn)行溶解，溫度為75℃。溶解2小時(shí)后，進(jìn)入滅菌裝置進(jìn)行高溫蒸汽滅菌，再進(jìn)入吸附裝置，加入8g活性炭粉末，攪拌30min，經(jīng)磁力齒輪泵增壓后進(jìn)入膜過(guò)濾器。采用截留分子量為8000kDa、平均孔徑50nm的片式氧化鋁小孔徑陶瓷超濾膜進(jìn)行錯(cuò)流過(guò)濾，控制壓力0.1MPa，溫度20℃，流量1.5L/min，膜面流速4m/s。過(guò)濾結(jié)束后，甘氨酸含量、氯化物含量以及其它水溶性無(wú)機(jī)及有機(jī)雜質(zhì)含量，均達(dá)到藥用標(biāo)準(zhǔn)。將過(guò)濾后的膜管先后采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為0.5％的NaOH溶液和HNO3溶液分別清洗30min，膜管通量即可恢復(fù)。
實(shí)施例3
綠原酸原料藥內(nèi)毒素的去除
配制1份2.7L綠原酸原液先進(jìn)行萃取純化預(yù)處理后配制為溶液(m綠原酸:V乙醇＝1:10)，將實(shí)驗(yàn)所需的器材采用酒精擦拭進(jìn)行滅菌。綠原酸原液經(jīng)高溫蒸汽滅菌后進(jìn)入吸附裝置，向其中加入6g活性炭粉末，攪拌30min后進(jìn)入膜過(guò)濾器。采用19通道截留分子量為240kDa、平均孔徑10nm的氧化鋯小孔徑管式陶瓷超濾膜進(jìn)行錯(cuò)流過(guò)濾：首先用乙醇循環(huán)沖洗管路2min，再進(jìn)行綠原酸原液過(guò)濾，控制壓力0.8MPa，流量2L/min，膜面流速10m/s，溫度10℃。過(guò)濾結(jié)束后，采用鱟試劑凝膠法檢測(cè)綠原酸中的內(nèi)毒素含量。檢測(cè)結(jié)果顯示，綠原酸能有效的透過(guò)膜管，并且內(nèi)毒素含量降到0.3EU/mg以下。將過(guò)濾后的膜管先用乙醇浸泡24h，再用質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.7％的NaClO溶液進(jìn)行清洗30min，膜管通量即可恢復(fù)。
實(shí)施例4
藥用級(jí)甘氨酸中內(nèi)毒素的去除
將工業(yè)級(jí)甘氨酸100g先通過(guò)過(guò)濾，結(jié)晶預(yù)處理后，加入2.5L去離子水中進(jìn)行溶解，溫度為75℃。溶解2小時(shí)后，經(jīng)滅菌及活性炭吸附后，采用截留分子量為8000kDa、平均孔徑50nm的片式多孔金屬Pd膜進(jìn)行錯(cuò)流過(guò)濾，控制壓力0.2MPa，溫度50℃，流量1.5L/min，膜面流速3m/s。過(guò)濾結(jié)束后，甘氨酸含量、氯化物含量以及其它水溶性無(wú)機(jī)及有機(jī)雜質(zhì)含量，均達(dá)到藥用標(biāo)準(zhǔn)。將過(guò)濾后的膜管先用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6％的NaOH溶液清洗30min，再用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％的過(guò)氧水溶液清洗30min，膜管通量即可恢復(fù)。
另外，本發(fā)明所述的生物醫(yī)藥制劑應(yīng)理解為包括但不限于疫苗、注射液、大輸液、放射性藥品、化學(xué)藥品、抗生素藥品、生物血液制品、中草藥注射劑、透析液以及蛋白、核酸、抗生素、多糖類(lèi)等任何本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的生物醫(yī)藥制劑。