CN100348268C - 碳化树脂dna免疫吸附剂的制备方法 - Google Patents

碳化树脂dna免疫吸附剂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种碳化树脂DNA免疫吸附剂的制备方法,这种方法以苯乙烯、丙烯腈、二乙烯苯、甲苯、液体石蜡、过氧化苯甲酰、聚乙烯醇水溶液为原料,经过制备碳化树脂和制备碳化树脂DNA免疫吸附剂两个阶段,能制成DNA含量为0.3-0.5mg/mL树脂的DNA免疫吸附剂。这种免疫吸附剂的吸附性能高,不含热原物质,制造成本低,更加符合临床医用要求,有利于推广用免疫吸附剂来治疗系统性红斑狼疮疾病。

Description

碳化树脂DNA免疫吸附剂的制备方法
技术领域
本发明涉及医用吸附材料,特别是涉及一种免疫吸附剂。这种吸附剂将活性物质DNA固定在作为载体材料的炭化树脂上,成为DNA免疫吸附剂,可用于治疗系统性红斑狼疮的血液灌流疗法。
背景技术
系统性红斑狼疮(简称SLE)是一种自身免疫性缺陷的疑难病症,临床上尚无有效疗法。SLE的病因不详,患者往往因全身重要器官的功能衰竭而死亡,死亡率较高。
使用DNA免疫吸附剂对患者进行血液灌流,是近十几年来发展起来的新型疗法。Janes Frank R的欧洲专利EP0272792A1(1987)对这种方法做了详细说明,该专利文献的全部内容作为本申请的参考。DNA免疫吸附剂血液灌流疗法是依靠DNA对致病物质抗DNA抗体的特异识别作用,清除患者血液中的致病物质,以缓解病情,改善患者的免疫功能,从而使患者逐渐恢复健康。这种疗法疗效显著,正日益受到临床医学界的重视。
美国的Terman DS等首次使用活性炭为载体材料,采用火棉胶包膜固定DNA,将制得的DNA免疫吸附剂用血液灌流疗法治疗了一名重度SLE患者,使患者生命延长了31天[Lancet,1979,2(8147):824-7],开辟了用免疫吸附剂治疗SLE的新纪元。但是,Terman的吸附剂由于使用活性炭作载体,机械强度和耐磨性较差,微小颗粒容易脱落,会使毛细血管堵塞。
杨彦等人研究开发了采用日本炭化树脂为载体的吸附剂,这种吸附剂用火棉胶包膜固定DNA,DNA预先用氯化四氮唑兰(BT)络合[中国生物医学工程学报,1985,4(2):88-95;高等学校化学学报,1985,6(9):843-847]。所得到的DNA免疫吸附剂的机械强度大大提高了,而且,DNA不脱落。这种吸附剂已经在中国成功地应用于临床治疗SLE,疗效显著。但是,临床应用中发现,病人存在寒颤现象,说明吸附剂中存在热原物质。另外,有待改进包膜条件,以提高吸附剂的吸附性能。此外,目前的炭化树脂价格昂贵,有必要改进炭化树脂的制造工艺,以便降低成本,有利于推广免疫吸附剂的临床应用。
发明内容
由于载体材料的结构性能以及与血液的相容性直接影响DNA免疫吸附剂的使用性能,因此,本发明的目的是提供一种改进的炭化树脂DNA免疫吸附剂的制备方法,这种方法改进了用炭化树脂包膜法固定DNA的包膜条件,提高了吸附剂的吸附性能,并且在制备过程中避免和清除了热原物质,使其更加符合临床医用要求。此外,这种方法还大大降低了吸附剂的制造成本。
本发明的DNA免疫吸附剂的制备方法使用炭化树脂作为载体,在其上固定了有效量的DNA,DNA的含量为0.3-0.5mg/mL树脂,其特征在于,该方法包括下列步骤:
(1)制备炭化树脂
以苯乙烯和丙烯腈为单体,以二乙烯苯为交联剂,以三倍于单体和交联剂(重量比)的甲苯和液体石蜡为致孔剂,以过氧化苯甲酰为引发剂,以1-2%聚乙烯醇水溶液为分散介质,进行悬浮聚合,在80℃温度下反应5小时;然后,在96℃温度下蒸馏甲苯,再在100℃温度下将球体聚合物煮沸2-3小时,使其进一步聚合和硬化;然后,用热水洗涤,在50℃温度下烘干,再用石油醚淋洗脱蜡,获得三元共聚超大孔树脂;
将上述树脂放入电阻炉中,在惰性气体的保护下,在100-300℃温度下预烧8-10小时,然后升温至500-800℃,再通入水蒸气活化0.5-1.0小时后冷却,即获得炭化树脂;
(2)制备炭化树脂DNA免疫吸附剂
把小牛胸腺DNA溶液与火棉胶乙醚溶液混合均匀后,一边迅速搅拌,一边加入经过预处理的炭化树脂,使液体很快被吸干,然后用50-60℃的热水浴恒温淋洗2小时,并不时搅拌,至溶剂完全挥发,再在50℃温度下真空干燥2小时,用水漂洗数遍后装入洗涤塔淋洗,直到流出液在260nm处无紫外吸收,然后再漂洗数遍,在50℃真空下干燥,即获得成品吸附剂。
采用本发明的方法制得的DNA免疫吸附剂中DNA的含量达0.3-0.5mg/mL树脂
将按本发明制备的DNA免疫吸附剂装入特制吸附罐,经消毒处理成为医用血液灌流吸附装置。血液从患者动脉中引出,流经吸附装置,患者血液中的致病物质被DNA免疫吸附剂吸附,洁净的血液从装置中流出,由静脉流回患者体内。灌流治疗过程一般为2-3小时。血液灌流与血液透析相似,安全、简便、费用低。
下面,详细描述本发明的方法。
1、制备炭化树脂
以5.0-7.5%w/w苯乙烯,10.0-12.5%w/w二乙烯苯,7.5-10.0%w/w丙烯腈,50.0%w/w甲苯混合均匀,加入0.15-0.3%w/w引发剂过氧化苯甲酰,溶解后加入25.0%w/w液体石蜡,充分混合均匀,成为有机相,致孔剂(甲苯和液体石蜡)是单体和交联剂总量的三倍。在3000mL三口瓶中,加入2倍于有机相体积的1-2%聚乙烯醇水溶液,水浴加热至50℃。将有机相加入到反应瓶中,搅拌,升温至80℃,反应3-5小时。升高水浴温度至90-100℃,蒸馏甲苯。在100℃下将球体聚合物煮沸2小时,过滤,用热蒸馏水洗涤树脂数遍。50℃烘干,用石油醚淋洗或加热提取,除去致孔剂液体石蜡,得到三元共聚超大孔树脂。用标准筛筛选0.45-1.0mm合格树脂。
在管式电阻炉中加入大孔树脂,100-300℃预烧8-10小时,在N2气保护下,以100℃/小时的速度升温至500-800℃,在此温度下通入蒸气,活化0.5-1.0小时,自然冷却至室温,得到0.45-0.9mm炭化树脂约350mL。
将得到的炭化树脂用2倍体积的5%盐酸煮沸30分钟,用二次蒸馏水洗至中性。再用2倍体积的5%氢氧化钠煮沸30分钟,用二次蒸馏水淋洗至中性。50℃烘干。用热无水乙醇提取24小时,烘干备用。
2、制备炭化树脂DNA免疫吸附剂
(1)DNA溶液配制:高纯度小牛胸腺DNA溶解于0.2mol/LTris-HCl(pH=7.4)缓冲溶液中,浓度为4mg/mL。依次加入等体积的氯化四氮唑兰饱和水溶液和等体积的无水乙醇,搅拌或振荡至完全溶解。
(2)火棉胶配制:5%火棉胶乙醚溶液用无水乙醚稀释7.4倍。
(3)包膜:
将19-20%v/vDNA溶液与21.4-22.9%v/v火棉胶混合均匀,在搅拌下倒入57.1-59.5%v/v炭化树脂,搅拌均匀,液体被迅速吸干。在50-60℃热水浴上恒温1-2小时,不时搅拌,50℃真空干燥2小时。用高纯度注射用水漂洗和淋洗,至流出液在260nm处的紫外吸收为0.000。50℃真空干燥数小时,即得成品炭化树脂DNA免疫吸附剂。
本发明制备的炭化树脂DNA免疫吸附剂装入吸附罐中,共250mL,密封后消毒。使用前用无菌生理盐水浸泡30分钟以上,再用3000mL无菌生理盐水冲洗。在患者股动脉和臂静脉插管,灌流前10-20分钟静脉注入肝素1-1.5mg/kg体重。整个灌流系统保温37℃。接通动静脉后开始灌流,流速由50mL/min逐渐增加至200mL/min。于动脉端取血,测定DNA抗体、免疫复合物及其它生化指标。
本发明采用新的工艺合成方法合成了性能优良的免疫吸附剂载体材料炭化树脂,首先采用超大量致孔剂(致孔剂用量为单体和交联剂总量的三倍),严格控制引发剂用量和升温速度,即严格控制聚合速度。另外,快速蒸馏出致孔剂甲苯,这样才能最终得到具有超大孔和大比表面积的树脂。炭化过程的预热、程序升温、炭化温度和水蒸气活化至关重要,直接影响和决定炭化树脂的收率和结构性能。本发明制备的炭化树脂具有适宜的孔径和比表面积(孔径20-35,比表面积800-1200m2/g),是制备DNA免疫吸附剂的优良载体材料,同时具有非常好的血液相容性,对血小板、红细胞和白细胞的破坏率很低,临床应用结果也证明本发明炭化树脂的优越性能。
本发明制备的炭化树脂DNA免疫吸附剂,已在全国17个城市28家医院进行了150多例临床应用,有效率达98%。患者不仅延长了生命,而且恢复了健康和劳动能力。表1和表2分别列举了部分SLE临床报告。如表1所示,十名患者经血液灌流后,血液中的致病物质抗ds-DNA抗体的浓度明显降低,尿蛋白、血沉和抗核抗体滴度均明显改善。除一人死亡外(存活38个月),其余9人已存活32个月以上,恢复了生活和劳动能力。另外如表2所示,通过对5名SLE患者进行多次血液灌流治疗发现,患者血液生化指标、临床症状越来越改善,特别是患者经治疗后,均停止服用任何激素类药物,其中4人目前已分别存活9,12,24,24个月(随访日期至1996年底),只有1人在存活一年后死于综合症。这表明DNA免疫吸附剂疗法不仅能缓解病情,而且能改善患者的免疫系统功能,保持长期疗效,并有治愈的可能。
本发明的最佳实施方式
实施例1
制备炭化树脂。
将45.0g苯乙烯,60.0g二乙烯苯,45.0g丙烯腈,300.0g甲苯混合均匀,加入1.5g引发剂过氧化苯甲酰,溶解后加入160.0g液体石蜡,充分混合均匀。在3000mL三口瓶中,加入1%聚乙烯醇水溶液1150mL,水浴加热至50℃,将上述单体溶液倒入反应瓶,搅拌,在1小时内使反应液升温至80℃,反应5小时。升高水浴温度至90℃以上,蒸馏甲苯约1小时,直到不再有甲苯蒸出为止。在100℃下将球体聚合物煮沸2小时,使其进一步聚合和硬化,过滤,用热蒸馏水洗涤数遍,除去聚乙烯醇。50℃烘干,用石油醚(60-90℃)淋洗树脂,除去致孔剂中的液体石蜡。用标准筛筛选0.45-1.0mm范围的合格树脂,约400mL。
在管式电阻炉中加入1000mL上述树脂,200℃预烧10小时,在N2气保护下,以100℃/小时的速度升温至800℃,在此温度下通入蒸气,活化1小时,自然冷却至室温,得到约350mL 0.45-0.9mm的合格炭化树脂。比表面积为1000-1200m2/g,平均孔径20-35。
制备炭化树脂DNA免疫吸附剂。
取制得的炭化树脂250mL,用2倍体积的5%盐酸煮沸30分钟,用重蒸水洗至中性。再用2倍于体积的5%氢氧化钠溶液煮沸30分钟,用重蒸水漂洗、淋洗至中性。50℃烘干。在提取装置内用热无水乙醇回流24小时,烘干备用。
所用溶液均用注射用水配制,使用纯化DNA。在洁净无菌的环境下操作,目的是保证产品无热原。
于1000mL烧杯中加入80mL小牛胸腺DNA溶液(DNA溶解在0.2M pH=7.4的Tris-HCl缓冲溶液中,浓度为4mg/mL,然后依次加入等体积的氯化四氮唑兰饱和水溶液和无水乙醇,搅拌至絮状物完全溶解),90mL火棉胶溶液(55mL 5%火棉胶的乙醚溶液,用350mL无水乙醚稀释),在搅拌下加入250mL上述经过预处理的炭化树脂,迅速搅拌均匀,液体被很快吸干。在50-60℃热水浴上,恒温2小时,不时搅拌,至溶剂完全挥发。50℃真空干燥2小时。用注射用水漂洗数遍,装入淋洗塔淋洗,直到流出液在260nm处无紫外吸收。在漂洗数遍,50℃真空干燥,得到成品吸附剂。DNA含量为0.38mg/mL树脂。用兔子进行热原实验,产品无热原。
实施例2
本实施例在实施例1的制备炭化树脂的过程中,将在管式电阻炉中的炭化树脂温度改为升温至580℃,结果,所得到的炭化树脂的比表面积仅为100m2/g左右。其余步骤均与实施例1相同。从这一参数的变化可知,所制得的成品吸附剂中的DNA含量将大大减少。
实施例3
在实施例1的制备炭化树脂的过程中,将制备炭化树脂过程中的水蒸气活化时间改变为0.5小时。结果,所得到的炭化树脂的比表面积略有减少,为800-1000m2/g。其余步骤均与实施例1相同。由此可推断,成品吸附剂中的DNA含量也将相应减少。
实施例4
在实施例1的制备炭化树脂的过程中,再将树脂加入管式电阻炉后,不经过200℃预烧10小时的步骤,直接在N2气保护下升温至800℃。结果,炭化树脂的收得率很低,同样的投料量,仅收得不足200mL的炭化树脂。可见预烧步骤可大大提高产品的收得率。
实施例5
本实施例在实施例1的制备炭化树脂DNA免疫吸附剂的过程中,将小牛胸腺DNA溶液的投料量改为87.5mL,火棉胶溶液的投料量改为100mL,炭化树脂的投料量改为250mL。其余条件与实施例1相同。结果,成品吸附剂中的DNA含量提高到0.42mg/mL树脂
实施例6
本实施例在实施例1的制备炭化树脂DNA免疫吸附剂的过程中,工艺条件完全相同,只是漂洗和淋洗的水不使用注射用水,而全部使用重蒸水。结果,用兔子对所得的成品吸附剂进行实验,发现有明显热原反应,说明产品中存在热原物质。可见,使用注射用水对于避免和消除热原物质有决定性作用。
工业应用性
本发明的制备炭化树脂DNA免疫吸附剂的方法改进了炭化树脂包膜固定DNA的包膜条件,提高了吸附剂的吸附性能,并且在制备过程中避免和清除了热原物质,从而能制成吸附效率更高,更加符合临床医用要求的DNA免疫吸附剂。此外,本发明的方法由于原料容易获得,工艺合理,还能大大降低吸附剂的制造成本。
表1 10例SLE病例报告总结(随访至1998年2月)
编号     基本情况   检验结果(灌流前/灌流后1周) 吸附次数 转归
性别 年龄 发病时间 治疗时间 尿蛋白 血沉   免疫球蛋白(g/L)   抗核抗体滴度 补体C3   抗ds-DNA抗体
1 23 1992.1 1994.6 ++/+ 42/13 13.6/ 1280/240 0.42/1.23 34.8/16.2 2 存活44个月,恢复原工作
2 34 1993.7 1994.7 +++/+ 38/12 18.6/14.3 800/80 0.31/0.81 36.5/16.0 2 存活38个月,死于败血症
3 31 1994.4 1994.10 ++/- 58/14 19.3/14.1 1040/160 0.40/1.22 34.3/16.3 2 存活40个月,从事家务
4 29 1992.11 1994.11 ++/- 40/16 14.4/ 160/ 0.51/1.31 18.0/ 2 存活39个月,从事家务
5 31 1994.7 1995.3 ++/- 55/18 21.3/12.6 880/160 0.43/1.24 17.5/ 2 存活35个月,恢复原工作
6 32 1992.3 1995.3 +++/+ 43/16 19.3/11.4 1280/240 0.32/1.67 28.5/14.1 2 存活35个月,从事家务
7 33 1994.11 1995.3 +/- 65/16 12.5/ 1280/240 0.81/ 33.4/14.5 1 存活35个月,恢复原工作
8 41 1991.4 1995.4 +++/- 78/18 18.6/10.5 80/ 0.83/ 31.1/16.6 2 存活34个月,生活自理
9 24 1995.3 1995.5 ++/- 66/14 20.2/13.2 1200/160 0.54/1.21 33.8/15.5 2 存活33个月,恢复车间工作
10 26 1995.1 1995.6 +/- 52/16 19.2/12.7 1040/80 0.86/ 36.8/15.7 1 存活32个月,从事饮食业
表2 5例SLE病例报告总结(随访至1996年底)
编号 性别 年龄 血液灌流   抗体     肾功能 转归
ds-DNA anti-SM ANA     尿蛋白g/24h   血尿氮mmol/L    肌肝μmol/L     血沉mm/h
1 41   灌流前一次灌流二次灌流三次灌流   +±±   ±±--   1280640320320     2.01.81.71.5   9.57.8正常正常    320288正常正常     ---- 随访9个月,未服激素,病情稳定
2 35   灌流前一次灌流二次灌流三次灌流   ----   ++--   1280320160160     302520- 随访1年,未服激素,病情稳定
3 38   灌流前一次灌流二次灌流三次灌流   +---   +±±-   3201608040     3.53.02.52.6   25161018    450350250350     80-5030 未服激素,治疗1年后死于综合症
4 34   灌流前一次灌流二次灌流三次灌流   +-+-   +++-   640640640320     0.26正常正常正常   4.1正常正常正常    75正常正常正常     28-2818 随访2年,未服激素,抗体水平正常
5 28   灌流前一次灌流二次灌流   ++-   +++   320320320     -正常正常   -正常正常    -正常正常     948545 随访2年,未服激素,病情稳定,从事田间劳动

Claims (3)

1.一种DNA免疫吸附剂的制备方法,它使用炭化树脂作为载体,在其上固定了有效量的DNA,DNA的含量为0.3-0.5mg/mL树脂,其特征在于,该方法包括下列步骤:
(1)制备炭化树脂
以5.0-7.5%w/w苯乙烯和7.5-10.0%w/w丙烯腈为单体,以10.0-12.5%w/w二乙烯苯为交联剂,以50.0%w/w甲苯和25.0%w/w液体石蜡为致孔剂,单体和交联剂的重量与致孔剂的重量比为150.0∶460.0,以0.15-0.3%w/w过氧化苯甲酰为引发剂,以1-2%聚乙烯醇水溶液为分散介质,进行悬浮聚合,在80℃温度下反应5小时;其中,苯乙烯、丙烯腈、二乙烯苯、甲苯、液体石蜡、过氧化苯甲酰组成有机相,聚乙烯醇水溶液组成水相,且有机相中所有组分的含量之和为100%w/w;
然后,在96℃温度下蒸馏甲苯,再在100℃温度下将球体聚合物煮沸2-3小时,使其进一步聚合和硬化;然后,用热水洗涤,在50℃温度下烘干,再用石油醚淋洗脱蜡,获得三元共聚超大孔树脂;
将上述树脂放入电阻炉中,在惰性气体的保护下,在100-300℃温度下预烧8-10小时,然后升温至500-800℃,再通入水蒸气活化0.5-1.0小时后冷却,即获得炭化树脂;
(2)制备炭化树脂DNA免疫吸附剂
把小牛胸腺DNA溶液与火棉胶乙醚溶液混合均匀后,一边迅速搅拌,一边加入经过预处理的炭化树脂,使液体很快被吸干,然后用50-60℃的热水浴恒温淋洗2小时,并不时搅拌,至溶剂完全挥发,再在50℃温度下真空干燥2小时,用水漂洗数遍后装入洗涤塔淋洗,直到流出液在260nm处无紫外吸收,然后再漂洗数遍,在50℃真空下干燥,即获得成品吸附剂。
2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)的有机相中各成分的含量为:苯乙烯45.0g;丙烯腈45.0g;二乙烯苯60.0g;甲苯300.0g;液体石蜡160.0g;过氧化苯甲酰1.5g。
3.一种炭化树脂DNA免疫吸附剂,其特征在于,所述炭化树脂DNA免疫吸附剂是用权利要求1或2所述的制备方法制备的。
CNB998008834A 1998-06-04 1999-06-07 碳化树脂dna免疫吸附剂的制备方法 Expired - Lifetime CN100348268C (zh)

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