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Verfahren zur Reindarstellung bzw. Trocknung von biologischen Präparaten
durch Trennen einer flüchtigen Substanz aus Substanzgemischen Die Erfindung bezieht
sich auf ein Verfahren zur Reindarstellung von biologischen Präparaten durch Trennen
einer flüchtigen Substanz aus Substanzgemischen unterhalb des Zersetzungspunktes
der letzteren durch Destillation oder Sublimation im Vakuum.
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Kurzweg-Hochvakuum-Destillation ist eine an sich bekannte Technik.
Bei diesbezüglichen Verfahren herrscht im Destillationsraum ein so niedriger Druck,
z. B. niedriger als 0,2 mm Quecksilberdruck, und eine so niedrige mittlere Temperatur
zwischen der Verdampfungs- und der Kondensationsfläche, daß die mittlere freie Weglänge
der Teilchen des Destillationsdampfes wenigstens in der Größenordnung vom mittleren
Abstand zwischen diesen Flächen ist, d. h. mindestens ein Fünftel dieses Abstandes.
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Um das Destillat von der Kondensationsfläche aus dem Trennungsraum
abzuführen, wurden verschiedene Lösungen vorgeschlagen. So ist ein Verfahren zum
Destillieren im Hochvakuum bekannt, wobei ein Apparat verwendet wird, in dem die
Verdampfungsfläche und die Kondensationsfläche gegeneinander beweglich sind, so
daß das Destillat aus dem eigentlichen Destillationsraum abgeführt werden kann.
Gemliß einem anderen Verfahren werden rotierende Kondensationsflächen verwendet,
wobei das flüssige Destillat in eine Abfuhrrinne geschleudert und so aus dem Destillationsraum
abgeführt wird. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lösung, welche die Verwendung
einer sehr einfachen Apparatur ermöglicht. Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren
zur Reindarstellung von biologischen Präparaten durch Trennen einer flüchtigen Substanz
aus Substanzgemischen unterhalb des Zersetzungspunktes der letzteren durch Destillation
oder Sublimation im Vakuum und weist die Besonderheit auf. daß die Destillation
in zwei Phasen erfolgt, wobei erfindungsgemäß das Substanzgemisch einer Destillation
oder Sublimation unter Freiwegbedingungen unterworfen wird, wobei die sublimierte
oder destillierte flüchtige Substanz auf einer Kondensationsfläche aufgefangen wird,
und dann die Temperatur so weit über die Freiwegbedingungen erhöht wird, daß das
Abführen des Niederschlages durch eine Wattsche Destillation erfolgt.
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Die Erfindung ist besonders vorteilhaft zum Trocknen von thermounstabilen
biologischen Präparaten, z. ß. Gewebekulturen und Virussuspensionen. Der zu trocknende
Stoff wird vorzugsweise in Form einer rlünnen Schicht auf die Verdampfungsfläche
aufgebracht.
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Die Wattsche Destillation kann dadurch erreicht werden, daß die Temperatur
der zu destillierenden flüchtigen Komponente höher als die Kondensationstemperatur
außerhalb des Gefäßes gewählt wird, oder dadurch, daß der Dampf des während der
ersten Phase
gebildeten Kondensats mit einem für die flüchtige Komponente stark absorbierenden
Stoff außerhalb des Gefäßes in Kontakt gebracht wird.
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Ist die flüchtige Substanz Wasser, so kommt als Absorptionsstoff
z. B. Phosphorpentaoxyd oder konzentrierte Schwefelsäure in Frage.
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Es ist ferner vorteilhaft, das der Trennung zu unterwerfende Gemisch
während der ersten Phase auf einer Temperatur von höchstens - 500 C und die Oberfläche.
auf die die flüchtige Komponente niederschlägt, auf einer Temperatur von höchstens
600 C zu halten, in der Weise, daß die Kondensationsfläche immer eine niedrigere
Temperatur als die Verdampfungsfläche hat und ferner während der zweiten Phase das
Gemisch, aus dem die flüchtige Komponente ausgetrieben wurde, auf einer Temperatur
von höchstens +400 C und die Oherfläche, auf die die flüchtige Komponente während
der ersten Phase niedergeschlagen ist, auf einer Temperatur von höchstens 10 C zu
halten, wobei auch während dieser zweiten Phase die Verdampfungsfläche eine höhere
Temperatur hat als die Kondensationsstelle der flüchtigen Komponente.
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Das gekennzeichnete Verfahren wird zweckmäßig in einem Gefäß durchgeführt,
in dem die Verdampfungs- und die Kondensationsfläche Teile eines Hohlkörpers
darstellen,
der so gestaltet ist, daß ein die Verdampfungsfläche verlassendes Teilchen der flüchtigen
Komponente immer in gerader Linie die Kondensationsfläche erreichen kann. Als Hohlkörper
kann für diesen Zweck der Zwischenraum eines doppelwandigen Gefäßes Verwendung finden,
der ähnlich einem Dewar-Gefäß ausgebildet wird. Nach Entfernung der flüchtigen Komponente
kann der Destill ati onsüberschuß im Gefäß aufbewahrt bleiben. Dies ist besonders
vorteilhaft bei der Herstellung von getrockneten biologischen Präparaten, da das
Gefäß gleichzeitig als Ampulle dienen kann.
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In diesem Fall ist es zur Vermeidung einer Zersetzung zweckmäßig,
den Inhalt des Gefäßes unter Vakuum zu bringen oder mit einem chemisch nicht reaktiven
Gas, wie Stickstoff, zu füllen und das Ganze von der Atmosphäre abzuschließen, z.
B. durch Abschmelzung eines gläsernen Abfuhrrohres. Auf diese Weise hergestellte
und von der Atmosphäre abgeschlossene Präparate sind sehr lange haltbar.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. Die Temperatur
wird beim Einsetzen der zweiten Phase so viel erhöht - und folglich die freie mittlere
Weglänge so viel herabgesetzt -, daß die Verhältnisse, unter denen eine Kurzweg-Hochvakuum-Destillation
oder Sublimation durchgeführt werden kann, verschwunden sind. Naturgemäß muß die
Richtung des Temperaturabfalls zwischen der Verdampfungs- und der Kondensationsfläche
beibehalten werden, denn im gegenteiligen Fall würde eine Destillation der flüchtigen
Komponente von der Kondensationsfläche zur Verdampfungsfläche auftreten. Unter diesen
neuen Temperaturverhältnissen wird die flüchtige Komponente dadurch aus dem Gefäß
abgeführt, daß der Dampfdruck der flüchtigen Komponente in der direkten Umgebung
der Kondensationsstelle während der ersten Phase höher ist als der Dampfdruck dieses
Stoffes an der Stelle außerhalb des Gefäßes, wohin er abgeführt werden muß.
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In der Zeichnung bezeichnet A ein doppelwandiges Gefäß ähnlich einem
Dewar-Gefäß, dessen Raum zwischen den Wänden mit einem Gefäß G, welches sich in
einem mit flüssiger Luft gefüllten Bad befindet und das bei E mit einer in der Zeichnung
nicht dargestellten Hochvakuumpumpe in Verbindung steht. Die Apparatur ist bei D
mit einem Macleod-Manometer verbunden.
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Im Zwischenraum des Gefäßes A wurde bei d eine dünne Schicht von
0,20 cm3 einer Virussuspension angebracht. In dem Bad b befand sich flüssiger Stickstoff
einer Temperatur von etwa - 1950 C. Nachdem Vakuum bis zu einem Druck von etwa 10
mm Quecksilber gepumpt war, wurde die Außenwand c mittels eines Bades mit Alkohol
und fester Kohlensäure auf einer Temperatur von etwa -750 C gehalten. Nach einigen
Augenblicken bildete sich bei a
ein Eisansatz. der allmählich anwuchs. Die erwähnten
Verhältnisse von Temperatur und Druck wurden während etwa einer Stunde aufrechterhalten.
Darauf wurde das Bad mit Alkohol und fester Kohlensäure entfernt und der flüssige
Stickstoff durch ein Alkoholbad ersetzt. das eine Temperatur von etwa - 250 C hatte.
Die Wand bei d wurde in freiem Wärmeaustausch mit Luft von Zimmertemperatur gelassen.
Die Anzeige des WIacleod-AIanometers blieb unverändert.
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Nach etwa all/2 Stunden ergab sich. daß das Eis bei a völlig von
der Wand verschwunden war; auch das getrocknete Präparat enthielt kein Wasser mehr.
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Wie sich aus der Bestimmung des Gewichts des Dewar-Gefäßes ergab,
war nur die trockene Stoffmenge in der Viruslösung, die beim Anfang der Prohe in
das Gefäß eingebracht war, übriggeblieben.
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Es wurde eine Vergleichsprobe mit der gleichen Menge der vorerwähnten
Viruslösung durchgeführt, wobei während mehr als 2 Stunden die Wand a mittels eines
Bades von Alkohol und Kohlensäure von etwa 750 C in b gekühlt wurde; die Wand c
war etwa auf Zimmertemperatur. Nach Ablauf der Probe ergab sich jedoch, daß sich
nahezu kein Eis gebildet hatte und daß kein Wasser aus dem Gefäß abgeführt war und
daß dessen Gewicht sich seit dem Anfang der Probe nahezu nicht geändert hatte.
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PATENTAXSrRtJCHE 1. Verfahren zur Reindarstellung bzw. Trocknung
von biologischen Präparaten durch Trennen einer flüchtigen Substanz aus Substanzgemischen
unterhalb des Zersetzungspunktes der letzteren durch Destillation oder Sublimation
im Vakuum, dadurch gekennzeichnet, daß das Substanzgemisch einer Destillation oder
Sublimation unter Freiwegbedingungen unterworfen wird, wobei die sublimierte oder
destillierte flüchtige Substanz auf einer Kondensationsfläche aufgefangen wird,
und dann die Temperatur so weit über die Freiwegbedingungen erhöht wird, daß das
Abführen des Niederschlages durch eine Wattsche Destillation erfolgt.