CN102631842B - 去除生物医药制剂中内毒素的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于膜分离技术领域，涉及一种去除生物医药制剂中内毒素的方法。本发明以平均孔径为2～50nm的无机超滤膜为分离材料，采用错流过滤的方式去除生物医药制剂中的内毒素。本发明可以在不改变制剂原有性质的条件下，有效地去除生物医药制剂生产中含有的内毒素，保留制剂中的有效成分，可以用于大规模生物医药制剂的生产过程中，内毒素含量符合国家药典规定，降低生产成本，提高生产质量。

Description

去除生物医药制剂中内毒素的方法

技术领域

    本发明属于膜分离技术领域，涉及一种去除生物医药制剂中内毒素的方法，具体地说是一种利用无机超滤膜去除生物医药制剂中内毒素的方法。

背景技术

    目前，疫苗、注射液、大输液、放射性药品、化学药品、抗生素药品、生物制品（血液制品、疫苗）、中草药注射剂、透析液等生物医药制剂中都含有内毒素；而如何有效去除医药制剂中的内毒素以及研究适用于大批量医药制剂生产过程的内毒素去除材料和方法是今后生物医药领域研究的热点。

内毒素是产生于革兰氏阴性细菌细胞外壁层的脂多糖类物质，亦即细菌尸体的碎片。内毒素一般以聚体形式存在，其磷酸基团与二价金属离子螯合可进一步稳定内毒素分子间的聚合，促成更大的内毒素复合体，这类复合体的分子量可由几千至数千万不等。内毒素具有体积小、热稳定性强、化学稳定性强等特性，使其在被去除方面有一定难度。

人体对内毒素极为敏感。如有微量内毒素混入药剂中注入人体血液系统，会导致严重发热，甚至引起死亡。如极微量（1～5 ng/kg体重）内毒素就能引起体温上升，发热反应持续约4小时后逐渐消退。自然感染时，因革兰氏阴性菌不断生长繁殖，同时伴有陆续死亡、释出内毒素，故发热反应将持续至体内病原菌完全消灭为止。当受感病人（或动物）的血液或病灶中的细菌向血液中释放了很多内毒素，或者相当大量的被内毒素污染的液体输入了病人（或动物）体内时，易患上内毒素血症。因此，尽可能降低制剂中内毒素的含量是十分必要的，特别当注射液（如大输液）用量较大时，对内毒素的含量要求应更为严格，国家药典中规定注射品中内毒素应小于1 EU/mL。

随着生物产品在制药工业中占的比例越来越大，内毒素的去除方法越来越多，工艺应用也越来越广，内毒素去除工艺将具有更大的经济效益与无穷的市场潜力。由于制剂中的内毒素含量小而危害大，所以要求去除内毒素的方法具有高效、可靠及具有高度特异性，同时在去除过程中应保持制剂的本身性质及有效成分。目前用来去除内毒素的方法主要有活性炭吸附法、化学降解法、相分离法、离子交换色谱法、亲和色谱法、超滤法等。与前面几种内毒素的分离方法相比，超滤法采用的超滤膜孔径与细菌内毒素相近，所以用小孔径超滤膜去除细菌内毒素相对比较可靠。根据被处理药液特性及其内毒素含量的多少，选择孔径较小且孔径分布均匀的截留分子量6000 的外压式超滤膜，可有效截留细菌及内毒素，使其含量指标达到标准。在操作方式、使用寿命、处理量及设备造价等方面也具有一定的优势，超滤法作为一种新工艺、新技术是最易行最有市场前景的方法，适合于在制药行业推广应用。

与有机超滤膜相比，无机膜的主要材质是金属或金属氧化物，具有耐腐蚀、热化学稳定性强，孔径分布均匀等优势，可用于有机体系制剂的过滤。无机膜过滤设备在过滤前可进行高温消毒、杀菌等预处理，在去除细菌内毒素方面更安全可靠、有效。在使用寿命上，无机膜具有较高的机械强度，使用时间是有机膜的2～3倍。

发明内容

本发明的目的在于提供一种从生物医药制剂中去除内毒素的方法，用该方法可以高效地去除制剂中的内毒素，适用于大规模医药生产的需求。

为了实现本发明的技术目的，本发明的技术方案如下：

一种去除生物医药制剂中内毒素的方法，包括生物医药制剂原料液高温蒸汽灭菌预处理、活性炭吸附预处理、无机超滤膜过滤处理三步骤；其中所述的无机超滤膜过滤处理中，浓缩液回流至生物医药制剂原料液中循环处理，直至无机超滤膜的膜通量衰减至原始通量的40~60%时，将原料侧的浓缩料液排放并对超滤膜进行清洗；渗透液即去除了内毒素的生物医药制剂。

本发明可以针对生物医药制剂生产过程中的内毒素，根据其分子量大小、溶剂性质、有效成分性质，判断和选择无机超滤膜的材质。其中，无机超滤膜是多孔陶瓷膜或多孔金属膜；膜的构型是多通道管式或片式。无机超滤膜的平均孔径为2～50 nm。

当本发明所述的生物医药制剂原料液是有机溶剂体系时，无机超滤膜的端头采用涂釉进行密封。

本发明所述的无机超滤膜的过滤处理是错流过滤，操作压力为0.1～0.8 MPa，温度为10～100℃，膜面流速为0.07～10 m/s。

本发明所述的将生物医药制剂进行高温蒸汽灭菌和活性炭吸附的预处理步骤中，活性炭适合于组分较为简单的小分子的溶液中或水中内毒素的去除。

本发明所述的对超滤膜进行清洗的方法是：采用质量浓度为0.5~10%的NaOH溶液、HNO₃溶液、NaClO溶液或H₂O₂溶液对无机超滤膜进行浸泡清洗。

另外，本发明所述的生物医药制剂应理解为包括但不限于疫苗、注射液、大输液、放射性药品、化学药品、抗生素药品、生物血液制品、中草药注射剂、透析液以及蛋白、核酸、抗生素、多糖类等任何本领域技术人员公知的生物医药制剂。

本发明的有益效果在于，本发明的从生物医药制剂中去除内毒素的方法，可以在不改变制剂原有性质的条件下，有效地去除生物医药制剂生产中含有的内毒素污染物，保留制剂中的有效成分，可以用于大规模生物医药制剂的生产过程中，内毒素含量符合国家药典规定，降低生产成本，提高生产质量。其次，本发明所述的方法操作简便，所述的无机超滤膜可回收使用，进一步降低了操作成本。

附图说明

图1为去除生物医药制剂中内毒素的流程图。

其中，I-原料罐，II-灭菌装置，III-吸附装置，IV-磁力齿轮泵，V、VII-压力表，VI-膜过滤器，VIII-球阀，VIIII-滤液瓶，a-原料液，b-渗透液，c-浓缩液。

具体实施方式

本发明所述的去除生物医药制剂中内毒素的方法，包括生物医药制剂原料液高温蒸汽灭菌预处理（即将原料液a经灭菌装置II进行灭菌处理）、活性炭吸附预处理（即再通过吸附装置III吸附处理）、无机超滤膜过滤处理（料液经磁力齿轮泵IV增压后进入装载无机超滤膜的膜过滤器VI进行过滤）三步骤；其中所述的无机超滤膜过滤处理中，浓缩液c回流至生物医药制剂原料液a中循环处理，直至无机超滤膜的膜通量衰减至原始通量的40~60%时，将原料侧的浓缩液c排放并对超滤膜进行清洗；渗透液b即去除了内毒素的生物医药制剂。

实施例1

紫杉醇原料药内毒素的去除。

配制1份2 L紫杉醇原液（m_紫杉醇: V_丙酮=1 : 10），料液进入灭菌装置高温蒸汽灭菌后，进入吸附装置，加入6g活性炭粉末，搅拌30min，将实验所需的器材采用250℃干烤进行灭菌。采用19通道截留分子量为50kDa、平均孔径为2 nm的氧化钛小孔径管式陶瓷超滤膜，陶瓷超滤膜的端头采用涂釉进行密封后进行错流过滤：首先用丙酮循环冲洗管路2 min，再进行紫杉醇原液过滤，控制压力0.15 MPa，流量1 L/min，膜面流速0.07 m/s，温度100℃。过滤结束后，将取得的滤液加入石油醚对紫杉醇结晶，将结晶后的紫杉醇烘干，采用鲎试剂凝胶法检测紫杉醇中的内毒素含量。检测结果显示，紫杉醇能有效地透过膜管，并且内毒素含量降到0.4 EU/mg以下。将过滤后的膜管先用丙酮浸泡24 h，再用质量分数10%的NaOH溶液进行清洗30 min，膜管通量即可恢复。

实施例2

药用级甘氨酸中内毒素的去除

将工业级甘氨酸100 g加入2.5 L去离子水中进行溶解，温度为75℃。溶解2小时后，进入灭菌装置进行高温蒸汽灭菌，再进入吸附装置，加入8g活性炭粉末，搅拌30min，经磁力齿轮泵增压后进入膜过滤器。采用截留分子量为8000kDa、平均孔径50 nm的片式氧化铝小孔径陶瓷超滤膜进行错流过滤，控制压力0.1 MPa，温度20℃，流量1.5 L/min，膜面流速4 m/s。过滤结束后，甘氨酸含量、氯化物含量以及其它水溶性无机及有机杂质含量，均达到药用标准。将过滤后的膜管先后采用质量分数均为0.5%的NaOH溶液和HNO₃溶液分别清洗30 min，膜管通量即可恢复。

实施例3

绿原酸原料药内毒素的去除

配制1份2.7 L绿原酸原液先进行萃取纯化预处理后配制为溶液（m_绿原酸: V_乙醇=1 : 10），将实验所需的器材采用酒精擦拭进行灭菌。绿原酸原液经高温蒸汽灭菌后进入吸附装置，向其中加入6g活性炭粉末，搅拌30min后进入膜过滤器。采用19通道截留分子量为240kDa、平均孔径10 nm的氧化锆小孔径管式陶瓷超滤膜进行错流过滤：首先用乙醇循环冲洗管路2 min，再进行绿原酸原液过滤，控制压力0.8 MPa，流量2 L/min，膜面流速10 m/s，温度10℃。过滤结束后，采用鲎试剂凝胶法检测绿原酸中的内毒素含量。检测结果显示，绿原酸能有效的透过膜管，并且内毒素含量降到0.3 EU/mg以下。将过滤后的膜管先用乙醇浸泡24 h，再用质量分数0.7%的NaClO溶液进行清洗30 min，膜管通量即可恢复。

实施例4

药用级甘氨酸中内毒素的去除

将工业级甘氨酸100 g先通过过滤，结晶预处理后，加入2.5 L去离子水中进行溶解，温度为75℃。溶解2小时后，经灭菌及活性炭吸附后，采用截留分子量为8000kDa、平均孔径50 nm的片式多孔金属Pd膜进行错流过滤，控制压力0.2 MPa，温度50℃，流量1.5 L/min，膜面流速3 m/s。过滤结束后，甘氨酸含量、氯化物含量以及其它水溶性无机及有机杂质含量，均达到药用标准。将过滤后的膜管先用质量分数为0.6%的NaOH溶液清洗30 min，再用质量分数为1%的过氧水溶液清洗30 min，膜管通量即可恢复。

另外，本发明所述的生物医药制剂应理解为包括但不限于疫苗、注射液、大输液、放射性药品、化学药品、抗生素药品、生物血液制品、中草药注射剂、透析液以及蛋白、核酸、抗生素、多糖类等任何本领域技术人员公知的生物医药制剂。

Claims (1)

1.一种去除生物医药制剂中内毒素的方法，其特征在于所述的生物医药制剂为紫杉醇生物制剂，具体包括如下步骤： 

（1）配制1份2 L紫杉醇原液，丙酮为溶剂，料液进入灭菌装置高温蒸汽灭菌后进入吸附装置，加入6g活性炭粉末，搅拌30min，将实验所需的器材采用250℃干烤进行灭菌；

（2）用19通道截留分子量为50kDa、平均孔径为2 nm的氧化钛小孔径管式陶瓷超滤膜，陶瓷超滤膜的端头采用涂釉进行密封后进行错流过滤：首先用丙酮循环冲洗管路2 min，再进行紫杉醇原液过滤，控制压力0.15 MPa，流量1 L/min，膜面流速0.07 m/s，温度100℃；

（3）过滤结束后，将取得的滤液加入石油醚对紫杉醇结晶，将结晶后的紫杉醇烘干，采用鲎试剂凝胶法检测紫杉醇中的内毒素含量；检测结果显示，紫杉醇能有效地透过膜管，并且内毒素含量降到0.4 EU/mg以下；

（4）将过滤后的膜管先用丙酮浸泡24 h，再用质量分数10%的NaOH溶液进行清洗30 min。