DE1065257B

DE1065257B - Process for the production of a protein preparation from blood plasma

Info

Publication number: DE1065257B
Application number: DE1958C0016863
Authority: DE
Inventors: München Dr. Harry Quitmann Eltville/Rhein Dr. Ulrich Zboralski Budenheim/Rhein und Karl Götzmann Mainz Karl Thies
Original assignee: Chemische Fabrik Budenheim Aktiengesellschaft, Mainz, und Karl Thies, München
Priority date: 1958-05-17
Filing date: 1958-05-17
Publication date: 1959-09-10
Also published as: GB913519A; FR1330710A

Description

Das in den Schlachthöfen anfallende und gesammelte Blut kann bekanntlich durch Zusatz von Citraten, Phosphaten usw. stabilisiert und das Plasma in vielen Fällen von den Blutkörperchen getrennt werden. Dabei erhält man eine mehr oder weniger gelbrotgefärbte Flüssigkeit, welche im wesentlichen aus den gelösten Eiweißstoffen, etwas rotem Blutfarbstoff und den gelösten Salzen besteht. Für pharmazeutische, kosmetische oder Nahrungsmittelzwecke ist das Plasma im allgemeinen in diesem Zustande nicht zu verwenden. Es enthält noch neben erheblichen Verunreinigungen auch seinen Gehalt an Fibrin, der trotz der vorhergehenden Stabilisierung bei der weiteren Verarbeitung häufig erheblich stört.As is well known, the blood that accumulates in the slaughterhouses can be reduced by adding citrates, Phosphates, etc. are stabilized, and the plasma is separated from the blood cells in many cases. A more or less yellow-red colored liquid is obtained, which essentially consists of the dissolved proteins, some red blood pigment and the dissolved salts. For pharmaceutical, The plasma is generally not suitable for cosmetic or nutritional purposes in this state use. In addition to considerable impurities, it also contains its fibrin content, which despite the previous stabilization often significantly interferes with further processing.

Eine möglichst schonende Beseitigung der Verunreinigungen wie auch die Aufhebung der Gelatinierung sind für die weitere Verarbeitung erwünscht. Es wurde überraschenderweise gefunden, daß durch die Behandlung des Plasmas mit Montmorilloniten sowohl alle unerwünschten Verunreinigungen in einfächer Weise aus dem Plasma entfernt als auch die die Gelatinierung herbeiführenden Eiweißstoffe beseitigt werden können. Man bringt hierzu zweckmäßigerweise das Plasma mit der Bleicherde so lange in Berührung, bis sich die genannten Eiweißstoffe darauf niederschlagen und gleichzeitig die im Plasma vorhandenen Verunreinigungen mitreißen. Wegen der wechselnden Blutzusammensetzung wird die Menge des zu verwendenden Montmorillonites am besten durch einen Vorversuch festgelegt; im allgemeinen benötigt man etwa 5 °/o des Plasmagewichtes an Montmorillonit. Ebenfalls ist es zweckmäßig, den im Einzelfall zu verwendenden Montmorillonit durch Proben auszuwählen.A gentle removal of the impurities as well as the removal of the gelatinization are desired for further processing. It has surprisingly been found that by the treatment of the plasma with montmorillonites and all unwanted impurities in simple Wise removed from the plasma as well as the protein substances that cause gelatinization can be. For this purpose, it is expedient to bring the plasma with the fuller's earth for such a long time in contact until the proteins mentioned are deposited on it and, at the same time, those in the plasma carry away existing impurities. Because of the changing blood composition, the amount will of the montmorillonite to be used is best determined by a preliminary test; in general one needs about 5% of the plasma weight of montmorillonite. It is also useful to use the Select the montmorillonite to be used on a case-by-case basis by means of samples.

Am besten eignen »ich unbehandelte, neutrale Montmorillonite für diesen Zweck. Das Plasma ist nach dieser Behandlung eine klare, etwas viskose Flüssigkeit, die nicht mehr zum Gelatinieren neigt.I use untreated, neutral montmorillonites best for this purpose. The plasma is after this treatment a clear, somewhat viscous liquid that no longer tends to gelatinize.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann man die Reinigung dadurch verbessern, daß man eine zweite Behandlung mit Aktivkohle an die beschriebene Vorbehandlung mit Montmorillonit anschließt. Zweckmäßigerweise legt man auch hierbei Montmorillonit vor und gibt erst dann die Aktivkohle zu dem Plasma. Hierbei haben sich mit Säure aufgeschlossene Montmorillonite besonders bewährt. Die Menge der zugesetzten Aktivkohle und Bleicherde richtet sich nach dem Grad der gewünschten Reinigung. According to a further embodiment of the invention, the cleaning can be improved by a second treatment with activated charcoal follows the pretreatment with montmorillonite described. It is expedient to place montmorillonite in front of this, too, and only then add the activated charcoal to the plasma. Here, acid-digested montmorillonites have proven particularly useful. the The amount of activated carbon and fuller's earth added depends on the degree of cleaning required.

Für viele Zwecke ist es angebracht, das Plasma nach der beschriebenen Reinigung zu sterilisieren bzw. seine Gerinnungsfähigkeit zu vermindern. Hierzu wird gemäß der vorliegenden Erfindung das Salzgleichgewicht des Blutes verschoben, so daß ζ. Β. beim Verfahren zur Herstellung
eines Eiweißpräparates aus BlutplasmaFor many purposes it is advisable to sterilize the plasma after the described cleaning or to reduce its coagulability. For this purpose, the salt balance of the blood is shifted according to the present invention, so that ζ. Β. in the process of manufacture
a protein preparation from blood plasma

Anmelder:Applicant:

Chemische Fabrik Budenheim
Aktiengesellschaft,Chemical factory Budenheim
Corporation,

Mainz,Mainz,

und Karl Thies,
München 9, Prößlstr. 18and Karl Thies,
Munich 9, Prößlstr. 18th

Karl Thies, München,Karl Thies, Munich,

Dr. Harry Quitmann, Eltville/Rhein,Dr. Harry Quitmann, Eltville / Rhine,

Dr. Ulrich Zboralski, Budenheim/Rhein,Dr. Ulrich Zboralski, Budenheim / Rhine,

und Karl Götzmann, Mainz,
sind als Erfinder genannt wordenand Karl Götzmann, Mainz,
have been named as inventors

Erhitzen bis zum Kochen keine Gerinnung auftritt. Diese Verschiebung! des Salzgleichgewichtes kann z. B. durch langsame Zugabe von Säuren oder Alkalien bewirkt werden. Besonders geeignet ist gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung die Verschiebung des Salzgleichgewichtes im Plasma durch Ionenaustauscher. Heat until boiling does not coagulate. This shift! the salt balance can, for. B. by slowly adding acids or alkalis. Is particularly suitable according to one further development of the invention, the shift of the salt equilibrium in the plasma by ion exchangers.

Für wissenschaftliche Zwecke hat man bereits Blutplasma mit Kationenaustauschern in der Na+- bzw. H+-Form behandelt. Im ersten Falle bekam man ein Plasma, welches als Kation lediglich Natrium enthielt, im anderen Falle wurden die betreffenden gelösten Salze in die freien Säuren übergeführt. Die anschließende Behandlung mit Anionenaustauschern scheiterte bisher daran, daß bei Berührung des sauren Plasmas mit Anionenaustauschern die Eiweißkörper sofort ausflockten. Die Bluteiweißstoffe fallen beim Erreichen eines p_H-Wertes von etwa 5 aus und lösen sich nicht wieder bis zum Erreichen eines p_H-Wertes von 7, den man hierbei zwangläufig erhält. Deshalb gelang es nicht, durch aufeinanderfolgende Behandlung mit Kationen- und Anionenaustauschern eine Entsalzung des Plasmas zu erreichen. Auch die Anwendung von Mischbettionenaustauschern führte aus demselben Grunde nicht zum Ziel.For scientific purposes, blood plasma has already been treated with cation exchangers in the Na + or H + form. In the first case a plasma was obtained which only contained sodium as a cation, in the other case the respective dissolved salts were converted into the free acids. The subsequent treatment with anion exchangers has so far failed because the protein bodies immediately flocculated when the acidic plasma came into contact with anion exchangers. The blood proteins fall upon reaching a p _H -value of about 5 and does not dissolve again until reaching a p _H -value of 7, obtained in this case positively. It was therefore not possible to achieve desalination of the plasma by successive treatment with cation and anion exchangers. The use of mixed-bed ion exchangers also did not achieve the goal for the same reason.

Es wurde nun gefunden, daß man ein besonders reines, fast farbloses und ionenfreies Plasma ge-It has now been found that a particularly pure, almost colorless and ion-free plasma is produced

909 627/236909 627/236

winnen kann, wenn man das Plasma mit Ionenaustauschern so entsalzt, daß es einen schwach alkalischen p_H-Wert erhält oder den Neutralpunkt von alkalischen p_H-Werten aus erreicht.winnen can, if so, the plasma desalted with ion-exchangers in that it receives or weakly alkaline _pH value approaches the neutral point of alkaline p _H values from.

Man kann zur Herstellung des entsalzten Plasmas dieses zuerst' mit Anionenaüstauschern behandeln. Hierbei erhält man ein Plasma mit stark alkalischer Reaktion, welches der üblichen Entfärbung unterworfen und dann mit einem Kationenaustauscher in Berührung gebracht wird. Der Kationenaustauscher bindet nun die freien Kationen, wodurch ein Plasma entsteht, welches annähernd neutral ist und keinerlei Flockungserscheinungen zeigt. Ein besseres Produkt erhält man, wenn man zunächst die Kationen aus dem Plasma entfernt. Wegen der oben geschilderten Schwierigkeiten geht man hierzu erfindungsgemäß folgendermaßen vor:To produce the desalinated plasma, it can first be treated with anion exchangers. This gives a plasma with a strongly alkaline reaction, which is subject to the usual discoloration and then brought into contact with a cation exchanger. The cation exchanger now binds the free cations, creating a plasma that is almost neutral and not at all Shows signs of flocculation. You get a better product if you first remove the cations from the Plasma removed. Because of the difficulties outlined above, this is done according to the invention do the following:

Das zweckmäßigerweise vorgereinigte Blutplasma wird durch Behandeln mit einem stark sauren Kationenaustauscher in der H+-Form von den gelösten Kationen (Na, Ca, Li, Fe) befreit. Hierbei bilden sich die äquivalenten Mengen der betreffenden freien Säuren, d. h., die Reaktion des Plasmas ist nach der Behandlung stark sauer.The appropriately pre-cleaned blood plasma is treated with a strongly acidic cation exchanger freed from the dissolved cations (Na, Ca, Li, Fe) in the H + form. Here are formed the equivalent amounts of the free acids concerned, d. i.e., the reaction of the plasma is after Treatment strongly acidic.

Durch die Behandlung mit dem Kationenaustauscher ist das Plasma^weitgehend unempfindlich gegen Ausflockung geworden, z. B. kann es ohne Bedenken auf Temperaturen bis.zu 100° C erhitzt werden.Treatment with the cation exchanger means that the plasma is largely insensitive to flocculation become, e.g. B. it can be heated to temperatures of up to 100 ° C without hesitation.

Durch Tritration einer kleinen Probe dieses Plasmas stellt man nun fest, wieviel NaOH ausreicht, um diese Probe von p_H 7,0 auf den Punkt zu bringen, bei dem die Eiweißstoffe wieder klar gelöst sind. Dieser Punkt liegt erfahrungsgemäß bei p_H-Werten zwischen 8,0 und 10,5. Man setzt nun dem sauren Blutplasma so viel eines löslichen Alkalisalzes oder einer Base zu, daß die aus dem Salz entstehende Alkalihydroxydmenge ausreicht, um das p_H des Plasmas nach Entfernen der Anionen auf den gewünschten Wert zu bringen. Dabei ist es gleichgültig, in welcher Form das Alkalisalz dem sauren Plasma zugeführt -wird, z. B. als reines Salz, als Lösung, als nicht oder nur zum Teil entsalztes Plasma usw. Wesentlich ist ein gewisser Alkaligehalt 'des Plasmas vor der Behandlung mit dem Anionenaustauscher. Der Aniönendurchlauf wird nun in der Weise ausgeführt, daß man das Plasma in eine Säule eines stark basischen Anionenaustauschers ' in der O H~-Form führt und -durch Bewegung des Austauschen dafür Sorge trägt, daß das zuerst käsig ausfallende Eiweiß den Durchfluß nicht verstopft. Bei Erreichen der obengenannten p_H-Werte löst sich dann, das ausgeflockte Eiweiß wieder; vollständig. Die Bewegung kann z. B. durch einen Rührer oder durch Einleiten von Luft bewirkt werden. Das aus der Säule abfließende Plasma, welches vollständig klar ist, enthält nur geringe Spuren freien Alkalis und ist schon so für die meisten Anwendungszwecke brauchbar. Auch diese geringen Alkalimengen können durch Zusatz eines Kationenaustauschers zum Plasma gebunden werden, ohne daß die 'Eiweißkörper ausflocken. Ein auf diese Weise hergestelltes Plasma enthält keinerlei gelöste Salze und ist gleichzeitig weitgehend stabil gegenüber einer ,Koagulation. Es ist fast farblos, klar, geruch- und geschmacklos.By titration of a small sample of this plasma, it is found now, how much NaOH sufficient to bring this sample of p _H 7.0 to the point where the proteins are clearly redissolved. This point is according to experience at p _H values from 8.0 to 10.5. If one sets the acidic blood plasma as much of a soluble alkali metal salt or base to that resulting from the salt Alkalihydroxydmenge sufficient to bring the p _H of the plasma after removal of the anions to the desired value. It does not matter in which form the alkali salt is added to the acidic plasma, e.g. B. as a pure salt, as a solution, as a non or only partially desalinated plasma, etc. It is essential that the plasma has a certain alkali content before treatment with the anion exchanger. The anion run is now carried out in such a way that the plasma is led into a column of a strongly basic anion exchanger in the OH ~ form and by moving the exchange it is ensured that the initially cheesy protein does not clog the flow. On reaching the above-mentioned p _H values then, the flocculated protein released again; Completely. The movement can e.g. B. be effected by a stirrer or by introducing air. The plasma flowing out of the column, which is completely clear, contains only small traces of free alkali and can be used for most purposes. These small amounts of alkali can also be bound to the plasma by adding a cation exchanger without the protein bodies flocculating. A plasma produced in this way does not contain any dissolved salts and is at the same time largely stable to coagulation. It is almost colorless, clear, odorless and tasteless.

■ Für manche Anwendungszwecke ist es vorteilhaft, ein_ entfärbtes Plasma vorliegen zu haben. Das Plasma ,wird z. B. in der Weise entfärbt, daß man nach Zusatz von 0,05 bis IVoH₂O₂ auf dem Wasserbad erhitzt, ;bis keine weitere Aufhellung der Farbe mehr festzustellen ist. Mart kann zwar die Entfärbung des Plasmas auch nach dem beschriebenen Anionendurchlauf ausführen, doch ist es im allgemeinen günstiger, die Entfärbung zwischen Kationen- und Anionendurchlauf durchzuführen.For some purposes it is advantageous to have a decolorized plasma. The plasma, e.g. B. decolorized in such a way that, after adding 0.05 to IVoH ₂ O _{2, it is} heated on a water bath until no further lightening of the color can be detected. Mart can also perform the decolorization of the plasma after the described anion run, but it is generally more convenient to perform the decolorization between the cation and anion run.

example

100 1 eines Blutplasmas, das aus mit Natriumeitrat stabilisiertem Rinderblut durch Zentrifugieren gewonnen war, werden gerührt und dabei mit 5,2 kg100 l of a blood plasma obtained from bovine blood stabilized with sodium citrate by centrifugation was, are stirred while weighing 5.2 kg

ίο eines unbehandelten neutralen Montmorillonites versetzt. Nach 45 Minuten wird die Bleicherde mit dem darauf niedergeschlagenen Eiweiß und Verunreinigungen abfiltriert. Das so vorbehandelte Plasma wird anschließend nochmals mit 1,9 kg eines sauer aufgeschlossenen Montmorillonites versetzt, 0,9 kg Aktivkohle zugefügt und gerührt. Nach 15 Minuten wird wiederum filtriert, und man erhält ein klares, von Verunreinigungen befreites Plasma, das nicht gelatiniert. ίο an untreated neutral montmorillonite added. After 45 minutes, the fuller's earth with the deposited egg white and impurities filtered off. The plasma pretreated in this way is then digested again with 1.9 kg of an acid Montmorillonites are added, 0.9 kg of activated charcoal are added and the mixture is stirred. After 15 minutes it will filtered again, and a clear, impurity-free plasma is obtained which does not gelatinize.

Durch eine Säule eines stark sauren Kationenaustauschers in der H+-Form werden 25 1 dieses vorgereinigten Plasmas mit einem p_H-Wert von 7,9 gegeben. Die Säule hat einen Durchmesser von 68 mm und eine Schichthöhe von 660 mm, das Volumen des Kationenaustauschers beträgt 2 1, die Strömgeschwindigkeit 1,38 m/h. Das ablaufende Plasma hat einen p_H-Wert von 1,75.Through a column of a strongly acidic cation exchanger in the H + form 25 1 of this pre-purified plasma are added with a _pH value of 7.9. The column has a diameter of 68 mm and a layer height of 660 mm, the volume of the cation exchanger is 2 liters and the flow rate is 1.38 m / h. The outflowing plasma has a _pH value of 1.75.

4 1 dieses Plasmas werden mit 8 g NaCl versetzt und durch eine Säule eines stark basischen Anionenaustauschers in der O H~-Form gleicher Abmessungen von unten nach oben durchgegeben. Hierbei, wird bei gleicher Strömgeschwindigkeit die gesamte Filterfüllung durch einen Gitterrührer, welcher mit etwa 60 UpM läuft, bewegt. Im unteren Drittel der Säule bildet sich sofort -ein weißer Niederschlag, welcher aber nach oben immer mehr verschwindet. Das ablaufende klare Plasma wird aufgefangen und hat einen p_H-Wert von 8,45 und enthält 0,03 % Na. Dieses Plasma wird mit 21 cm³ eines stark sauren Kationenaustauschers in der H+-Form verrührt und nach 5 Minuten von diesem wieder getrennt. Es hat einen p_H-Wert von 8,2. Das Plasma wird durch eine einstündige Erhitzung auf 95° C sterilisiert. Das Plasma kann nun durch bekannte Verfahren weiterverarbeitet werden, z. B. durch Eindampfen konzentriert, durch ein Sprühverfahren getrocknet bzw. durch Tiefkühlung konserviert werden.4 l of this plasma are mixed with 8 g of NaCl and passed through a column of a strongly basic anion exchanger in the OH ~ form of the same dimensions from bottom to top. With the same flow speed, the entire filter filling is moved by a grid stirrer which runs at about 60 rpm. In the lower third of the column, a white precipitate forms immediately, but it disappears more and more towards the top. The outflowing clear plasma is collected and has a _pH value of 8.45 and contains 0.03% Na. This plasma is ^{stirred with 21 cm 3 of} a strongly acidic cation exchanger in the H + form and separated from it again after 5 minutes. It has a _pH value of 8.2. The plasma is sterilized by heating it to 95 ° C. for one hour. The plasma can now be further processed by known methods, e.g. B. concentrated by evaporation, dried by a spray process or preserved by deep freezing.

Claims

Patent claims:

1. Process for the production of a stable, non-gelatinizing protein preparation from blood plasma, characterized in that blood plasma for the purpose of gentle cleaning with montmorillonites is treated, the montmorillonite with the deposited protein and others Impurities removed and the salt balance of the plasma z. B. by means of acids or Alkalis or by means of known ion exchangers is shifted so far that flocculation does not take place when exposed to heat.

2. The method according to claim 1, characterized in that an untreated neutral montmorillonite is used.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that about 5 percent by weight of montmorillonite, based on the plasma.

4. The method according to claim 1, 2 and 3, characterized in that after the treatment with

Montmorillonite the plasma with activated charcoal, expediently with previously submitted montmorillonites is treated.

5. The method according to claim 4, characterized in that acidic montmorillonites are submitted will.

6. The method of claim 1 using ion exchangers, characterized in that the plasma with anion and cation exchangers is treated so that it receives, or weakly alkaline _pH value approaches the neutral point of alkaline p _H values from.

7. The method according to claim 6, characterized in that the plasma is successively over Cation and anion exchanger runs and before treatment with the anion exchanger mixed with so much of a base or a salt that the plasma after the removal of the Anions has a weakly alkaline reaction.

8. The method according to claim 6 and 7, characterized in that the anion exchanger is moved weakly.

9. The method according to claim 6, 7 and 8, characterized in that the plasma after removal of the cations is decolorized.

10. The method according to claim 7, characterized in that the cation of the prior to the treatment with the anion exchanger added base after the treatment with the anion exchanger is removed by a cation exchanger.

Considered publications:
U.S. Patent Nos. 2,669,559, 2,705,230.