CN104174042A - 对生物制品中病原体的超高压灭活方法和应用 - Google Patents

Abstract

对生物制品中病原体的超高压灭活方法和应用。该方法包括：a．对被处理制品加压并在设定时间内保持为200～350MPa；然后，b．将所述对被处理制品的压力降至远低于步骤a的压力值；c．循环重复步骤a～b至少2次。本发明对生物制品中病原体的超高压灭活方法和应用，能够在大大低于传统灭活压力的条件下，有效地使生物制品中的病原体灭活，并能够保持生物制品中的有效成分活性。

Description

对生物制品中病原体的超高压灭活方法和应用

技术领域

本发明涉及一种对生物制品中病原体的超高压灭活方法，可优先、但并非仅限用于对血液成分和/或血液制品中病原体的灭活。

背景技术

超高压技术，即静水高压技术，通常是指使用超过100MPa的压力。在这种压力下，可影响生物分子间氢键及离子键的结合，从而破坏细胞膜蛋白。利用这些特点，目前这种超高压技术已被成功应用于食品加工工业，可杀灭牛奶、果汁等食品中的多种病毒、细菌及寄生虫等病原体。在食品加工业中应用时，通常是在室温条件下使用400～800MPa的压力处理食品。在此条件下，食品中的营养成分不会受到影响。近年来，有研究人员尝试将超高压技术应用于生物工程领域。以血液成分和/或血液制品为例，超高压方法与目前所使用的其它病原体灭活技术相比，虽具有操作方便，成本低廉等优点，但经大于400MPa的压力处理后，血浆中的凝血因子等有益和所需成分的活性会显著降低，无法达到临床使用的要求。如何保证在有效灭活血液中病原体的同时，还能有效保持血液中有效成分的活性，是目前研究的热点和难点。

发明内容

针对上述情况，本发明提供了一种对生物制品中病原体的超高压灭活方法，能在对多种病原体进行有效灭活的同时，能有效保持生物制品中有效成分活性。本发明进一步还提供了一种将该方法在对血液成分和/或血液制品中病原体灭活中的应用。

本发明对生物制品中病原体的超高压灭活方法，基本操作过程包括：

a. 对被处理制品加压并在设定时间内保持为200～350MPa；然后，

b. 将被处理制品的压力降低至远低于步骤a的压力值；

c. 循环重复步骤a～b至少2次。

本发明上述灭活方法的原理，是通过对被处理制品反复的加压-降压-加压的循环过程，特别是通过具有巨大压力差反复循环变化的处理，使被处理样品中的病原体细胞受到物理性损伤，从而可以在较低的压力水平下被灭活。因此，循环变化过程中的压力差越大，对病原体灭活的效率和效果越好。基于此原理，为使循环变化的压力差具有足够大并简化操作，其中步骤b中所述的远低于步骤a的压力值，一般可以直接降低至常压（0MPa）；如需要，甚至还可以降低至适当的负压。具体的压差范围，可以根据不同的制品，和/或针对不同种类、性质的病原体，可通过简单几次的试验性实验即可确定。

由于生物制品中不少的有益/活性成分通常对高温的耐受性较差，相反对低温则有较大的耐受性。由于在超高压处理过程中，随着压力的升高，同时会使被处理制品的温度升高。因至少在进行步骤a时，优选的方式，是将所述被处理制品的温度控制并保持为-5℃～10℃，更好的是在整个灭活处理的全过程中都保持在该温度范围。实验结果表明，在较低温度下进行上述的加压-降压的反复循环处理，不仅能同样使病原体被有效灭活，同时也更有利于保护被处理制品中的有益/成分活性。

根据不同的被处理制品和/或针对不同的病原体种类和性质，步骤a中所述的压力值可以有适当的调整。根据一般规律，病原体的细胞结构越简单，所需的灭活的压差变化幅度可偏小些。如，灭活不具有完整细胞结构的病毒的压差变化幅度范围，一般情况下可小于灭活具有完整细胞结构的细菌所需的压差。以最常使用的灭活病毒和细菌为例，其所需的压力可分别为200～250MPa或250～350MPa（相对于降压至0MPa的常压而言）。实验结果显示，这个压力范围显著低于目前已有报道的常规超高压灭活压力，但通过反复的加压-降压循环操作，不仅能够杀灭病原体细胞，还能最大限度地保留了制品中的活性成分。

在此基础上，步骤a中所述保持压力的设定时间，同样也可根据实际需求设置，一般情况下为1～2分钟即可。步骤c中所述的加压-降压的循环处理次数，一般情况下为2～5次，也都能取得满意的效果。

在此基础上，本发明进一步提出了将上述超高压处理方法在对血液成分或血液制品中病原体灭活中的一种组合式的应用。具体方式为：

在对血液成分和/或血液制品中的病毒灭活时的一种优选方式为：

a1．在-5℃~10℃的温度条件下，将被处理的血液成分和/或血液制品加压至200~250MPa后保持至少1分钟；然后，

b1．降压至常压；

c1．循环重复步骤a1～b1至少2次，优选重复循环2~4次。

在对血液成分和/或血液制品中的细菌灭活时的一种优选方式为：

a2. 在-5℃~10℃的温度条件下，将被处理的血液成分和/或血液制品加压至250~350MPa后保持至少2分钟；然后，

b2. 降压至常压；

c2. 循环重复步骤a2～b2至少2次，优选重复循环2~5次。

实验结果表明，经上述方式处理后，血液成分或其制品中包括的凝血因子活性、血浆蛋白等成分的含量指标，均能符合国家对成分血及血液制品的质量要求。

本发明对生物制品中病原体的超高压灭活方法，通过对制品进行加压-降压的反复循环处理，能够在大大低于传统超高压压力的条件下，不但能有效地实现对生物制品中病原体的灭活，并且能够保持生物制品中的多种有益/有效成分的活性，且操作简单，具有很好的推广应用价值。

以下结合实施例的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本发明的范围内。

具体实施方式

本发明对生物制品中病原体的超高压灭活方法，以在对血液制品中病原体灭活中的具体应用方式为例进行说明。

将含有加入模式病原体的血浆样品放置于超高压设备内腔中，内腔注入缓冲溶液，密封设备后，使样品温度维持在-5～10℃的条件下，以升压-降压-再升压的循环方式进行处理，根据所灭活的病原体种类调整循环数及压力维持时间。灭活病毒时升压至200或250MPa，持续1分钟，然后压力降至0MPa，作为1个循环。重复循环2～4次。灭活细菌时，加压的压力升至250～350MPa，持续2min，然后压力降至0MPa，作为1个循环，重复循环2～5次。以普通条件下的超高压灭活作平行对照。

同时，以普通超高压方法灭活作为平行对照：在室温20～25℃和同样的压力、时间条件下，采用持续加压方式处理，测试受试样品对血浆中加入模式病原体的灭活效果。计算被灭活的病原体的数量（单位为其Log值），Log值越大，表示灭活能力越强。对样品中病毒和细菌的灭活实验结果分别如表1和表2所示，表明了使用本发明的低温循环超高压方法对血浆中病毒和细菌等病原体的灭活效果明显优于普通超高压技术。

表3和表4分别为在同样压力和时间条件下以普通超高压方法和本发明超高压方法对血浆样品灭活病原体后，对血浆样品中凝血因子活性影响的对比数据。其中普通超高压的条件为在室温20～25℃持续加压。活性以百分活性比为单位，百分活性越高，说明血浆受灭活影响越小。实验结果表明，在200～250MPa普通超高压和低温循环超高压处理对血浆中凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ、Ⅻ及血浆纤维蛋白原活性无明显影响（  正常允许误差范围10～20%）。但普通超高压处理会明显损伤凝血因子Ⅴ的活性，处理后活性降低大于50%。而本发明的低温循环超高压则保留了较高的凝血因子Ⅴ活性。

此外，对普通超高压（室温20～25℃持续加压）和本发明方法在同样压力及时间条件下测试受试血浆样品中蛋白含量的变化检测结果显示，普通超高压和本发明方法处理后的血浆样品中总蛋白、免疫球蛋白IgG和IgM含量均保持稳定，证明两种超高压处理方法虽均可用于血浆蛋白制品的病原体灭活，但本发明方法能具有为更显著的优越性和更大的应用价值。

Claims (9)

1.对生物制品中病原体的超高压灭活方法，其特征包括： 

a. 对被处理制品加压并在设定时间内保持为200～350MPa；然后，

b. 将被处理制品的压力降低至远低于步骤a的压力值；

c. 循环重复步骤a～b至少2次。

2.如权利要求1所述的方法，其特征为：至少在进行步骤a时，所述被处理制品的温度保持为-5℃～10℃。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征为：步骤a中所述的压力值为200～250MPa。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征为：步骤a中所述的压力值为250～350MPa。

5.如权利要求1或2所述的方法，其特征为：步骤a中所述的设定时间为1～2分钟。

6.如权利要求1或2所述的方法，其特征为：步骤c中所述的循环次数为2～5次。

7.权利要求1至6之一所述方法在对血液成分和/或血液制品中病原体灭活中的应用。

8.如权利要求7所述的应用，其特征为：灭活病毒时，

a1．在-5℃~10℃的温度条件下，将被处理的血液成分和/或血液制品加压至200~250MPa并保持至少1分钟；然后，

b1．降压至常压；

c1．循环重复步骤a1～b1至少2次，优选重复循环2~4次。

9.如权利要求7所述的应用，其特征为：灭活细菌时，

a2. 在-5℃~10℃的温度条件下，将被处理的血液成分和/或血液制品加压至250~350MPa并保持至少2分钟；然后，

b2. 降压至常压；

c2. 循环重复步骤a2～b2至少2次，优选重复循环2~5次。