一种人血白蛋白的制备工艺
技术领域
本发明属于生物制药技术领域,涉及蛋白质药物的分离及纯化工艺,特别是涉及一种人血白蛋白的制备工艺。
背景技术
人血白蛋白是血液制剂的主要产品,也是血浆蛋白生产工艺主干的最终产物。白蛋白在肝细胞合成速度极快,具有分子相对小(分子量66250)、表面积相对较大,分子构形比较对称,结构简单、牢固、富韧性等特点。白蛋白对失血性休克,严重烧伤,脑水肿,肝肾疾病的血症有重要作用。自从Cohn等人于40年代创立低温乙醇人血浆蛋白分离技术以来,血浆蛋白的工业化大生产取得了长足的进展。
目前采用低温乙醇分离法生产人血白蛋白的厂家,多数存在白蛋白得率低,产品稳定性差,纯度低,其他部分指标容易不达标,如PKA含量,铝残留量,多聚体含量等。出现以上不足的主要原因还是制备工艺的不合理。目前大多数制备工艺中分离组分多采用离心分离法,而组分在高速离心过程中,因离心机的升温作用容易造成部分应沉淀的杂蛋白溶解而无法除去,留下了不稳定因素。二者高速的离心过程,产生强大的离心剪切力,易破坏蛋白质的分子结构,势必降低白蛋白的得率,影响制品的纯度。
现有低温乙醇分离法中因原料血浆保存不当,白蛋白制备过程中反复溶解和制备组分沉淀引起部分蛋白变性,皆会引起激肽释放酶原激活剂(PKA)升高。当人体输注PKA含量超标的人血白蛋白时,将引起血管舒张、毛细血管通透性增加、血压下降等不良反应。
现有白蛋白制备工艺中,皆有超滤技术的应用,但主要使用单一溶液进行透析,仅能很好地将乙醇残留量控制在要求范围内,而不能有效将铝残留量降到最低,以确保制品在有效期内铝残留量不超标。铝可能具有引发低血色素性贫血、老年痴呆症、骨软化病和慢性肾功能损害等危险性。2010年版中国药典收入了人血白蛋白制品铝残留量的要求,质量标准与欧洲药典一致(≤200μg/L)。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足,本发明提供了一种人血白蛋白的制备工艺,能提高白蛋白的得率和稳定性,保证产品的质量。
为解决现有技术中的问题,本发明主要从以下几个方面入手:
1、采用压滤技术替代传统的离心技术进行固液分离,控制进液压力最高不超过0.20Mpa。
2、采用Zetaplus深层滤芯过滤结合延长巴氏灭活时间,降低人血白蛋白制品中的激肽释放酶原激活剂(PKA)含量。
3、采用超滤技术,分别使用2种梯度浓度的氯化钠溶液超滤,提高制品质量。
本发明所采用的技术方案是:一种人血白蛋白的制备工艺,采用低温乙醇分离法,以人血浆为原料,分别进行血浆溶解;组分I制作;组分II+III制作;组分IV制作;组分V制作;组分V精制;超滤;稀配;巴氏灭活;蛋白除菌分装;制品孵育;成品包装;其特征在于: 所述组分II+III制作、组分IV制作、组分V制作和组分V精制中采用压滤技术替代传统的离心技术进行固液分离,控制进液压力最高不超过0.20Mpa;白蛋白收率>29g/L血浆,纯度>98%。
所述组分V精制中采用Zetaplus深层滤芯过滤,提高对内毒素和病毒的脱除能力,吸附制品中带负电的凝血因子XIIa,降低人血白蛋白制品中的激肽释放酶原激活剂(PKA)含量。
所述超滤中采用超滤技术将组分V纯化液浓缩至蛋白含量为15%以上,通过使用2种梯度浓度的氯化钠溶液超滤,控制制品中的乙醇残留量≤0.025%,铝残留量<50μg/L。
所述巴氏灭活中巴氏灭活的时间为12个小时,将制品中的PKA含量降到<20IU/ml。
优选:
所述组分II+III制作:取组分I 上清液,加pH4.0缓冲液调节组分I上清液的pH值为6.80—6.85,控制流速不超过1.0升/分钟;添加低于-15℃的95%乙醇至乙醇体积比浓度为20%,流速为1.0—1.2升/分钟,温度控制在-4—-6℃;加完乙醇后,pH为6.80—7.00;搅拌120分钟以上后,静置60分钟以上,再开启搅拌,按每升反应液加入17—19g硅藻土,进行压滤,进液压力最高不超过0.20Mpa,压滤后得组分Ⅱ+Ⅲ沉淀和组分Ⅱ+Ⅲ上清液;组分Ⅱ+Ⅲ沉淀用于制备免疫球蛋白,组分Ⅱ+Ⅲ上清液进入下一步工序。
所述组分IV制作:取组分Ⅱ+Ⅲ上清液,加pH4.0缓冲液调节组分Ⅱ+Ⅲ上清液的pH值为5.70—5.90,控制流速不超过1.0升/分钟,温度控制在-4—-6℃;添加低于-15℃的95%乙醇至乙醇体积比浓度为40%,流速为1.0—1.2升/分钟;加完乙醇后,pH为5.90—6.10;搅拌120分钟以上后,静置60分钟以上,再开启搅拌,按每升反应液加入14—16g硅藻土,进行压滤,进液压力最高不超过0.20Mpa,压滤后得组分IV沉淀和组分IV上清液;组分IV沉淀废弃,组分IV上清液进入下一步工序。
所述组分V制作:取组分IV上清液,加pH4.0缓冲液调节组分IV上清液的pH值为4.80—5.00,控制流速不超过1.0升/分钟,温度控制在-8℃以下,搅拌120分钟以上后,再按每升反应液加入3.5—4.5g硅藻土,进行压滤,进液压力最高不超过0.20Mpa,压滤后得组分V沉淀和组分V上清液;组分V上清液转移至酒精回收塔回收酒精,组分V沉淀进入下一步工序。
所述组分V精制:取组分V沉淀用4.8—5.2倍注射用水充分溶解,加pH4.0缓冲液调节组分V沉淀溶解液的pH值为4.50—4.60,控制流速不超过1.0升/分钟;添加低于-15℃的25%乙醇至乙醇体积比浓度为10%,流速为1.0—1.2升/分钟,温度控制在-2—-3℃;搅拌120分钟以上后,再按每升反应液加入18—22g硅藻土,进行压滤,进液压力最高不超过0.20Mpa;滤液用Zetaplus深层滤芯过滤,得到组分V纯化液,过滤过程中,进液压力最高不超过0.20Mpa。
所述超滤:超滤过程中控制进液压不大于0.45Mpa,回流压不大于0.30Mpa,进液压与回流压压差大于0.10Mpa;将组分V纯化液浓缩至蛋白含量为15%以上,浓缩结束后,依次用4倍体积的2—8℃的0.85%氯化钠溶液和5倍体积的2—8℃的0.5%氯化钠溶液进行等体积透析;透析结束后,将蛋白浓度浓缩至20%以上;使用1mol/L NaHCO3调节蛋白液的pH值至6.90—7.10。
所述巴氏灭活:稀配液搅拌均匀后,使用60.5℃的夹套循环水升温,当蛋白液温度升至59.5℃时,开始计时,进行59.5—60.5℃灭活12h;灭活完后,将蛋白液温度降至20—30℃。
本发明所述的组分概念为:组分I;组分II+III;组分IV为所属技术领域的通用分类方法;在本发明中是也是按通用分类方法分类后物质的名称,并不是指单纯的序号。
本发明的有益效果:
本发明有益效果:
一、创新的技术具有以下优点:
1、所述组分II+III制作、组分IV制作、组分V制作和组分V精制中皆采用压滤技术替代传统的离心技术进行固液分离,控制进液压力最高不超过0.20Mpa。采用压滤法,其进液速度不需随时调节,出液温度几乎不变,不易导致蛋白变性。而且,压滤过程中使用的助滤剂(如硅藻土等)可以吸附一定的杂质,压滤结束后,还可以通过冲洗滤饼降低沉淀中的杂质。因此,压滤法能显著增加白蛋白收率(>29g/L血浆)、纯度(>98%),提高制品外观质量,分离出来的白蛋白质量稳定,临床使用安全性高。
2、所述组分V精制中采用Zetaplus深层滤芯过滤,该滤芯由著名的滤芯生产商3M公司旗下CUNO公司生产,材质是由木质纤维加无机助滤剂以带正电位树脂固着而成,能够静电吸附带负电的物质于纤维表面。本发明中采用该滤芯对内毒素和病毒有一定的脱除能力,而且能够吸附制品中带负电的凝血因子XIIa,降低人血白蛋白制品中的激肽释放酶原激活剂(PKA)含量,为患者安全用药提供了可靠保证。
3、所述超滤中采用超滤技术将组分V纯化液浓缩至蛋白含量为15%以上,浓缩结束后,依次用4倍体积的2—8℃的0.85%氯化钠溶液和5倍体积的2—8℃的0.5%氯化钠溶液进行等体积透析。通过使用2种梯度浓度的氯化钠溶液超滤,不仅可以控制制品中的乙醇残留量(≤0.025%),而且能够有效将铝残留量降到最低(<50μg/L),确保制品在有效期内铝残留量不超标。
4、所述巴氏灭活中巴氏灭活的时间较现有技术延长了2个小时,由于一定的温度对PKA具有灭活作用,本发明在巴氏灭活过程中延长2个小时,对蛋白分子活性、各项理化指标及蛋白收率均影响较小,但对PKA的灭活效果较好,结合组分V精制中采用Zetaplus深层滤芯过滤,能够将制品中的PKA含量降到很低的水平(<20IU/ml)。
二、本发明与现有技术对比:
使用本发明制备的人血白蛋白与现有技术相比具有明显的优势,主要表现在白蛋白收率>29g/L血浆,高于行业内现有水平。其他主要技术指标,如纯度、多聚体含量、激肽释放酶原激活剂(PKA)含量等,也均超过国家标准。部分技术指标与《中国药典》2010版三部标准对比如下:
主要技术指标 |
《中国药典》2010版三部 |
本发明 |
纯度 |
≥96% |
>98% |
多聚体含量 |
≤5.0% |
<3.0% |
铝残留量 |
≤200μg/L |
<50μg/L |
激肽释放酶原激活剂(PKA)含量 |
≤35IU/ml |
<20IU/ml |
具体实施方式
实施例1:
一、 基本要求
1、 原料血浆的采集和质量应符合“血液制品生产用人血浆”
2、 生产设备管路期间应清洁消毒等。
二、主要试剂配制
1、 pH4.0缓冲液:取65.6g无水醋酸钠用适量注射用水充分溶解,加冰醋酸244.9ml,加注射用水至1L混匀。
2、 1mol/L碳酸氢钠溶液:取84g碳酸氢钠用适量注射用水充分溶解,加注射用水至1L混匀。
3、 50%乙醇溶液:接取95%乙醇0.474kg,加注射用水至1kg搅拌均匀。
4、 25%乙醇溶液:接取95%乙醇0.220kg,加注射用水至1kg搅拌均匀。
5、 0.85%氯化钠透析液:取8.5g氯化钠用适量注射用水充分溶解,加注射用水至1L搅拌均匀。
6、 0.5%氯化钠透析液:取5g氯化钠用适量注射用水充分溶解,加注射用水至1L搅拌均匀。
三、工艺流程
1、血浆溶解:将原料血浆,先用温度低于30℃的75%酒精喷淋,再用温度低于30℃注射用水冲洗尽酒精并吹干,然后将原料血浆破袋后输送到融浆罐,用30—35℃的水进行夹层循环融浆,血浆融化后,及时停止水循环,把血浆温度控制在0—4℃之间,离心分离沉淀,去除沉淀后的血浆输送至反应罐进行提取分离;
2、组分I制作:血浆进入反应罐后,计量、启动搅拌并控制血浆的温度在0—1℃之间,滴加pH4.0缓冲液,控制流速不超过1.0升/分钟,调节pH值为6.80—7.00。添加低于-15℃的50%乙醇至乙醇体积比浓度为 8%,流速为1.0—1.2升/分钟,温度控制在-1—-3℃。加完乙醇后进行离心,离心得组分I沉淀和组分I上清液,组分I沉淀用于制备人纤维蛋白原,组分I 上清液进入下一步工序。
3、 组分II+III制作:取组分I 上清液,加pH4.0缓冲液调节组分I上清液的pH值为6.80—6.85,控制流速不超过1.0升/分钟。添加低于-15℃的95%乙醇至乙醇体积比浓度为20%,流速为1.0—1.2升/分钟,温度控制在-4—-6℃。加完乙醇后,pH为6.80—7.00。搅拌120分钟以上后,静置60分钟以上,再开启搅拌,按每升反应液加入18g硅藻土,进行压滤,进液压力最高不超过0.20Mpa,压滤后得组分Ⅱ+Ⅲ沉淀和组分Ⅱ+Ⅲ上清液。组分Ⅱ+Ⅲ沉淀用于制备免疫球蛋白,组分Ⅱ+Ⅲ上清液进入下一步工序。
4、组分IV制作:取组分Ⅱ+Ⅲ上清液,加pH4.0缓冲液调节组分Ⅱ+Ⅲ上清液的pH值为5.70—5.90,控制流速不超过1.0升/分钟,温度控制在-4—-6℃。添加低于-15℃的95%乙醇至乙醇体积比浓度为40%,流速为1.0—1.2升/分钟。加完乙醇后,pH为5.90—6.10。搅拌120分钟以上后,静置60分钟以上,再开启搅拌,按每升反应液加入15g硅藻土,进行压滤,进液压力最高不超过0.20Mpa,压滤后得组分IV沉淀和组分IV上清液。组分IV沉淀废弃,组分IV上清液进入下一步工序。
5、组分V制作:取组分IV上清液,加pH4.0缓冲液调节组分IV上清液的pH值为4.80—5.00,控制流速不超过1.0升/分钟,温度控制在-8℃以下,搅拌120分钟以上后,再按每升反应液加入4g硅藻土,进行压滤,进液压力最高不超过0.20Mpa,压滤后得组分V沉淀和组分V上清液。组分V上清液转移至酒精回收塔回收酒精,组分V沉淀进入下一步工序。
6、组分V精制:取组分V沉淀用5倍注射用水充分溶解,加pH4.0缓冲液调节组分V沉淀溶解液的pH值为4.50—4.60,控制流速不超过1.0升/分钟。添加低于-15℃的25%乙醇至乙醇体积比浓度为10%,流速为1.0—1.2升/分钟,温度控制在-2—-3℃。搅拌120分钟以上后,再按每升反应液加入20g硅藻土,进行压滤,进液压力最高不超过0.20Mpa。滤液用Zetaplus深层滤芯过滤,得到组分V纯化液,过滤过程中,进液压力最高不超过0.20Mpa。
7、超滤:超滤过程中控制进液压不大于0.45Mpa,回流压不大于0.30Mpa,进液压与回流压压差大于0.10Mpa。将组分V纯化液浓缩至蛋白含量为15%以上,浓缩结束后,依次用4倍体积的2—8℃的0.85%氯化钠溶液和5倍体积的2—8℃的0.5%氯化钠溶液进行等体积透析。透析结束后,将蛋白浓度浓缩至20%以上。使用1mol/L NaHCO3调节蛋白液的pH值至6.90—7.10。
8、稀配:按20%蛋白浓度进行稀配,分别加入保护剂辛酸钠至0.16mmol/g蛋白浓度和氯化钠至最终原液145mmol/L,补加注射用水至最终稀配量,搅拌均匀。
9、巴氏灭活:稀配液搅拌均匀后,使用60.5℃的夹套循环水升温,当蛋白液温度升至59.5℃时,开始计时,进行59.5—60.5℃灭活12h。灭活完后,将蛋白液温度降至20—30℃。
10、蛋白除菌分装:将灭活后的蛋白液用0.2μm的除菌滤芯进行除菌过滤,按要求灌装。
11、制品孵育:将灌装后制品移至30—32℃孵放间孵育14天,孵育完后,进行成品检定。
12、成品包装:将检定合格的产品进行包装。