RU2765951C1 - Method of purifying hyaluronate from endotoxins - Google Patents
Method of purifying hyaluronate from endotoxins Download PDFInfo
- Publication number
- RU2765951C1 RU2765951C1 RU2021113781A RU2021113781A RU2765951C1 RU 2765951 C1 RU2765951 C1 RU 2765951C1 RU 2021113781 A RU2021113781 A RU 2021113781A RU 2021113781 A RU2021113781 A RU 2021113781A RU 2765951 C1 RU2765951 C1 RU 2765951C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hyaluronate
- solution
- sodium
- sodium chloride
- precipitate
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
- C12P19/04—Polysaccharides, i.e. compounds containing more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic bonds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности и может быть использовано при очистке соли гиалуроната натрия от эндотоксинов для медицинских целей.The invention relates to the pharmaceutical industry and can be used in the purification of sodium hyaluronate salt from endotoxins for medical purposes.
Эндотоксины - бактериальные токсические вещества, которые представляют собой структурные компоненты определенных бактерий и высвобождаются только при лизисе (распаде) бактериальной клетки. Это отличает эндотоксины от экзотоксинов, растворимых соединений, секретируемых живой бактериальной клеткой.Endotoxins are bacterial toxic substances that are structural components of certain bacteria and are released only during lysis (decay) of the bacterial cell. This distinguishes endotoxins from exotoxins, soluble compounds secreted by a living bacterial cell.
Бактериальные эндотоксины состоят из полисахаридного и липидного фрагментов. Полисахаридный фрагмент содержит О-специфическую цепь (O-антиген), включающую повторяющуюся последовательность олигосахаридных единиц на основе гликозильных остатков (до 50), а также ядро. Липид А и внутреннее ядро полисахаридной составляющей эндотоксинов частично фосфорилированы. Это приводит к тому, что в растворах с нейтральным или основным рН эндотоксины будут иметь выраженный отрицательный заряд (рКа 1,3).Bacterial endotoxins consist of polysaccharide and lipid fragments. The polysaccharide fragment contains an O-specific chain (O-antigen), which includes a repeating sequence of oligosaccharide units based on glycosyl residues (up to 50), as well as a core. Lipid A and the inner core of the polysaccharide component of endotoxins are partially phosphorylated. This leads to the fact that in solutions with a neutral or basic pH, endotoxins will have a pronounced negative charge (pKa 1.3).
Молекулярная масса мономеров различных липополисахаридов может варьировать в достаточно широких диапазонах, что объясняется вариабельностью О-специфической цепи. Известны эндотоксины с молекулярными массами от 2,5 кДа (с укороченной О-специфической цепью) до 70 кДа (с очень длинной О-специфической цепью). Большая же часть липополисахаридов имеет молекулярную массу от 10 до 20 кДа.The molecular weight of the monomers of various lipopolysaccharides can vary within fairly wide ranges, which is explained by the variability of the O-specific chain. Known endotoxins with molecular weights from 2.5 kDa (with a shortened O-specific chain) to 70 kDa (with a very long O-specific chain). Most of the lipopolysaccharides have a molecular weight of 10 to 20 kDa.
Однако необходимо отметить, что мономерные липополисахариды могут образовывать супрамолекулярные структуры за счет неполярных взаимодействий между липидными «хвостами», а также за счет образования «сшивок» фосфатных групп бивалентными катионами. Таким образом в водных растворах эндотоксины могут агрегировать в ламелярные, кубические или инвертированные гексагональные структуры, такие как мицеллы или везикулы. Диаметр подобных структур достигает 0,1 мкм, а молекулярная масса - 1000 кДа. Бивалентные катионы, такие как Ca2+и Mg2+, способствуют образованию супрамолекулярных структур, а детергенты, ЭДТА и белки, наоборот, смещают равновесие в сторону образования мономерных форм.However, it should be noted that monomeric lipopolysaccharides can form supramolecular structures due to nonpolar interactions between lipid "tails", as well as due to the formation of "crosslinks" of phosphate groups by divalent cations. Thus, in aqueous solutions, endotoxins can aggregate into lamellar, cubic, or inverted hexagonal structures such as micelles or vesicles. The diameter of such structures reaches 0.1 µm, and the molecular weight is 1000 kDa. Bivalent cations, such as Ca 2+ and Mg 2+ , contribute to the formation of supramolecular structures, while detergents, EDTA and proteins, on the contrary, shift the equilibrium towards the formation of monomeric forms.
О-специфическая цепь уникальна для каждого прокариотического штамма; она вносит существенный вклад в серологическую специфичность, вызывая иммунный ответ в организмах человека и животных.The O-specific chain is unique to each prokaryotic strain; it contributes significantly to serological specificity by inducing an immune response in humans and animals.
Основными составляющими ядра являются остатки гептозы (гексапиранозы во внешней части ядра и L-глицеро-D-манногептозы во внутренней части), а также группы 2-кето-3-деоксиоктоновой кислоты.The main constituents of the core are heptose residues (hexapyranose in the outer part of the core and L-glycero-D-mannoheptose in the inner part), as well as the 2-keto-3-deoxyoctonic acid group.
Липидный фрагмент эндотоксинов или липид А является наименее вариабельной и наиболее консервативной частью. Липид А отвечает за эндотоксическую активность. Она проявляется в стимулировании производства и высвобождения гранулоцитами и макрофагами эндогенных медиаторов, таких как биоактивные липиды, NO, цитокины (например, интерлейкин-1). Большие концентрации таких медиаторов в организме могут привести к множеству различных патофизиологических реакций, как-то повышение температуры тела, лейкопения, тахикардия, гипотония, рассеянная внутрисосудистая коагуляция и т.д.The lipid fragment of endotoxins or lipid A is the least variable and most conserved part. Lipid A is responsible for endotoxic activity. It manifests itself in stimulating the production and release by granulocytes and macrophages of endogenous mediators, such as bioactive lipids, NO, cytokines (for example, interleukin-1). Large concentrations of such mediators in the body can lead to many different pathophysiological reactions, such as fever, leukopenia, tachycardia, hypotension, diffuse intravascular coagulation, etc.
Все выше сказанное подтверждает актуальную необходимость освобождения препаратов гиалуроната от эндотоксинов.All of the above confirms the urgent need for the release of hyaluronate preparations from endotoxins.
В совокупности существует целый ряд способов снижения содержания эндотоксинов в биологических растворах. Но в случае, в частности, белков к настоящему времени отсутствуют стандартные способы для широкого применения. Соответствующие используемые способы адаптированы к конкретным свойствам соответствующего белка и к соответствующим способам получения этого белка. Существуют различные возможности снижения содержания эндотоксинов, каждая из которых имеет конкретные преимущества и недостатки.Taken together, there are a number of ways to reduce the content of endotoxins in biological solutions. But in the case of proteins in particular, there are currently no standard methods for widespread use. The respective methods used are adapted to the particular properties of the respective protein and to the respective methods of obtaining that protein. There are various options for reducing endotoxins, each with specific advantages and disadvantages.
Ультрафильтрация (Petsch, D.&Anspach, F.В., 2000, J. Biotechnol. 76, 97-119 и ссылки) используется для снижения содержания эндотоксинов в воде и растворах с низкомолекулярными компонентами, такими как соли, сахара и антибиотики, но не подходит для высокомолекулярных белков или ДНК.Ultrafiltration (Petsch, D. & Anspach, F.B., 2000, J. Biotechnol. 76, 97-119 and references) is used to reduce endotoxins in water and solutions with small molecular weight components such as salts, sugars and antibiotics, but not suitable for high molecular weight proteins or DNA.
Двухфазная экстракция (например, WO 0166718, Merck) предназначена для отделения водорастворимых белков и ДНК от эндотоксина, но приводит к наличию остатков детергентов в очищенном продукте. Кроме того, этот метод требует много времени из-за многократного повторения процедуры очистки.Biphasic extraction (eg WO 0166718, Merck) is designed to separate water soluble proteins and DNA from endotoxin, but results in detergent residues in the purified product. In addition, this method is time consuming due to repeated repetition of the cleaning procedure.
Для снижения содержания эндотоксинов в ДНК и основных белках используется также метод анионного обмена (диэтиламиноэтил (DEAE)-целлюлоза) (например, US 5990301, Qiagen; WO 9414837, Enzon), но он требует низкой ионной силы (менее 50 мМ NaCl) и приводит в случае кислых белков к совместной адсорбции белков.Anion exchange (diethylaminoethyl (DEAE)-cellulose) is also used to reduce endotoxin levels in DNA and basic proteins (e.g. US 5990301, Qiagen; WO 9414837, Enzon), but it requires low ionic strength (less than 50 mM NaCl) and results in in the case of acidic proteins to co-adsorption of proteins.
Еще одним методом снижения содержания эндотоксинов в ДНК и белках (например, БСА (бычий сывороточный альбумин), миоглобине, гамма-глобулине, цитохроме С) является аффинная адсорбция (например, полимиксин В, гистамин, гистидин, полилизин) согласно, например, GB 2192633 (HammersmithHospital), которая, однако, является токсичной в случае полимиксина В и может приводить к совместной адсорбции белков в случае низких ионных сил.Another method for reducing the content of endotoxins in DNA and proteins (for example, BSA (bovine serum albumin), myoglobin, gamma globulin, cytochrome C) is affinity adsorption (for example, polymyxin B, histamine, histidine, polylysine) according to, for example, GB 2192633 (HammersmithHospital), which, however, is toxic in the case of polymyxin B and can lead to co-adsorption of proteins in the case of low ionic strengths.
Кроме того, используется иммуноаффинная хроматография, при которой специфичности в отношении конкретных эндотоксинов можно добиться только при помощи дорогостоящих антител (US 5179018, Centocor; WO 0008463, Bioserv) против коревого олигосахарида.In addition, immunoaffinity chromatography is used, in which specificity for specific endotoxins can only be achieved with expensive antibodies (US 5179018, Centocor; WO 0008463, Bioserv) against measles oligosaccharide.
Кроме того, с белками (например БСА, химотрипсиногеном) используют S3-дельта-пептид (WO 0127289) фактора С (компонент ЛАЛ-теста) (WO 9915676 обе: Национальный университет Сингапура), причем этот метод имеет низкую эффективность в случае высоких ионных сил, а также требует высоких затрат на производство продукции.In addition, factor C S3 delta peptide (WO 0127289) (component of the LAL test) (WO 9915676 both: National University of Singapore) is used with proteins (eg BSA, chymotrypsinogen) and this method has low efficiency in case of high ionic strengths and also requires high production costs.
В фармацевтической промышленности для растворов биополимеров нашли применение по существу три метода, адаптированные к свойствам целевых белков:In the pharmaceutical industry, essentially three methods have found application for biopolymer solutions, adapted to the properties of the target proteins:
- анионообменная хроматография;- anion exchange chromatography;
- обращенно-фазовая хроматография; ее недостатком является то, что она не одинаково подходит для всех белков, в частности, возникают проблемы в случае гидрофобных белков; этот метод, кроме того, требует очень больших затрат времени;- reversed-phase chromatography; its disadvantage is that it is not equally suitable for all proteins, in particular problems arise in the case of hydrophobic proteins; this method, in addition, requires a very large investment of time;
- RemTox (компания Millipore): недостатком этого метода является то, что помимо очень большой продолжительности инкубации высок компонент неспецифического связывания, и извлечение белка часто неадекватно.- RemTox (Millipore): The disadvantage of this method is that in addition to the very long incubation time, the non-specific binding component is high and protein recovery is often inadequate.
Перечисленные выше способы очистки биологических препаратов от эндотоксинов предполагают использовать дорогостоящее оборудование и химические реагенты, а также имеют низкий выход целевого продукта.The methods listed above for the purification of biological preparations from endotoxins involve the use of expensive equipment and chemical reagents, and also have a low yield of the target product.
Наиболее близким к предложенному является способ очистки соли гиалуроновой кислоты от примесей, в том числе, от эндотоксинов, включающий следующие стадии: получение частично очищенной соли гиалуроновой кислоты из культуры микроорганизма, способного продуцировать гиалуроновую кислоту; контактирование частично очищенной соли гиалуроновой кислоты с раствором, содержащим соль, в частности, хлорид натрия, и гидрофильный органический растворитель, для переноса примесей, содержащихся в частично очищенной гиалуроновой кислоте, в жидкую фазу; а также выделение очищенной соли гиалуроновой кислоты из смеси раствора и частично очищенного продукта соли гиалуроновой кислоты центрифугированием; при этом микроорганизм, способный продуцировать гиалуроновую кислоту, принадлежит к роду Streptococcus, а гидрофильный органический растворитель выбран из метанола, этанола, пропанола, изопропанола и ацетона (US 2009/0162905 A1, Hideki, Kazuo [JP], опубл. 25.06.2009).Closest to the proposed is a method of purification of salts of hyaluronic acid from impurities, including endotoxins, including the following steps: obtaining a partially purified salt of hyaluronic acid from a culture of a microorganism capable of producing hyaluronic acid; contacting the partially purified salt of hyaluronic acid with a solution containing a salt, in particular sodium chloride, and a hydrophilic organic solvent to transfer the impurities contained in the partially purified hyaluronic acid into a liquid phase; and isolating the purified hyaluronic acid salt from the mixture of the solution and the partially purified hyaluronic acid salt product by centrifugation; while the microorganism capable of producing hyaluronic acid belongs to the genus Streptococcus, and the hydrophilic organic solvent is selected from methanol, ethanol, propanol, isopropanol and acetone (US 2009/0162905 A1, Hideki, Kazuo [JP], publ. 25.06.2009).
Недостатком данного способа является невозможность сохранения молекулярной массы гиалуроновой кислоты в процессе очистки, молекулярная масса очищенной гиалуроновой кислоты уменьшается вдвое, что в значительной степени ухудшает характеристики конечного продукта.The disadvantage of this method is the impossibility of maintaining the molecular weight of hyaluronic acid during the purification process, the molecular weight of purified hyaluronic acid is halved, which greatly degrades the characteristics of the final product.
Также недостатком данного способа является факт использования органических растворителей, таких как метанол, пропанол, изопропанол и ацетон, что затрудняет применение конечного продукта в медицинских целях без дополнительной стадии очистки от «следов» этих высокотоксичных соединений.Also, the disadvantage of this method is the fact that organic solvents are used, such as methanol, propanol, isopropanol and acetone, which makes it difficult to use the final product for medical purposes without an additional purification step from the "traces" of these highly toxic compounds.
Предложенное изобретение решает техническую проблему, заключающуюся в получении гиалуроната с высокими характеристиками.The proposed invention solves the technical problem of obtaining hyaluronate with high performance.
Техническим результатом, позволяющим решить данную проблему, является обеспечение сохранения в процессе очистки исходной молекулярной массы гиалуроновой кислоты (ее солей), реологических свойств, обеспечение чистоты конечного продукта вследствие исключения использования органических растворителей, а также повышение выхода конечного продукта.The technical result that allows solving this problem is to ensure the preservation of the initial molecular weight of hyaluronic acid (its salts), rheological properties during the purification process, ensuring the purity of the final product due to the elimination of the use of organic solvents, as well as increasing the yield of the final product.
Техническая проблема решается способом очистки гиалуроната от эндотоксинов, заключающимся в том, что готовят раствор, содержащий гиалуронат натрия и хлорид натрия, и осаждают гиалуронат центрифугированием, при этом способ отличается тем, что приготовление раствора осуществляют путем растворения гиалуроната натрия в 0,45-0,5%-ном растворе хлорида натрия с получением раствора с концентрацией гиалуроната 0,25-0,5%, добавляют в раствор при перемешивании 0,5-0,75%-ный раствор хлорида цетилпиридиния при количестве хлорида цетилпиридиния эквимолярном количеству гиалуроната по карбоксильным группам, оставляют полученный раствор до созревания и коагуляции осадка, после чего осуществляют осаждение гиалуроната путем центрифугирования смеси и собирают сырой осадок гиалуроната цетилпиридиния, после этого готовят 0,3-0,5%-ный раствор гиалуроната цетилпиридиния в диметилсульфоксиде, предварительно охдажденном до температуры 5-7°С, при перемешивании, после полного растворения осадка на раствор действуют 1,25-1,5%-ным раствором хлорида натрия при количестве хлорида натрия эквимолярном количеству гиалуроната, образовавшийся осадок гиалуроната собирают и растворяют в 0,9%-ном растворе хлорида натрия с получением раствора гиалуроната с концентрацией 0,1-0,15%, подают раствор гиалуроната натрия в тангенцальную систему обратного осмоса с мембраной, соответствующей молекулярной массе исходного гиалуроната, при этом в систему постепенно вливают 10-кратный объем 0,9%-ного раствора хлорида натрия по отношению к объему раствора гиалуроната, прошедший через систему раствор гиалуроната натрия в 0,9%-ном растворе хлорида натрия концентрируют до 1-2%, фильтруют через стерилизационную мембрану и получают очищенный гиалуронат.The technical problem is solved by a method for purifying hyaluronate from endotoxins, which consists in preparing a solution containing sodium hyaluronate and sodium chloride, and hyaluronate is precipitated by centrifugation, while the method differs in that the preparation of the solution is carried out by dissolving sodium hyaluronate in 0.45-0, 5% sodium chloride solution to obtain a solution with a hyaluronate concentration of 0.25-0.5%, a 0.5-0.75% solution of cetylpyridinium chloride is added to the solution with stirring at an amount of cetylpyridinium chloride equimolar to the amount of hyaluronate by carboxyl groups , leave the resulting solution until the sediment matures and coagulates, after which the hyaluronate is precipitated by centrifuging the mixture and the raw precipitate of cetylpyridinium hyaluronate is collected, after which a 0.3-0.5% solution of cetylpyridinium hyaluronate in dimethyl sulfoxide, pre-cooled to a temperature of 5- 7°C, with stirring, after complete dissolution of the precipitate on the solution 1.25-1.5% sodium chloride solution with an amount of sodium chloride equimolar to the amount of hyaluronate, the resulting precipitate of hyaluronate is collected and dissolved in a 0.9% sodium chloride solution to obtain a hyaluronate solution with a concentration of 0.1-0, 15%, a sodium hyaluronate solution is fed into a tangential reverse osmosis system with a membrane corresponding to the molecular weight of the initial hyaluronate, while a 10-fold volume of a 0.9% sodium chloride solution is gradually poured into the system in relation to the volume of the hyaluronate solution that has passed through the system a solution of sodium hyaluronate in a 0.9% sodium chloride solution is concentrated to 1-2%, filtered through a sterilization membrane and purified hyaluronate is obtained.
В одном варианте очищенный гиалуронат получают в виде раствора, прошедшего через стерилизационную мембрану.In one embodiment, the purified hyaluronate is obtained as a solution passed through a sterilization membrane.
В другом варианте очищенный гиалуронат получают путем осаждения его 96%-ным этанолом из раствора, прошедшего через стерилизационную мембрану, и высушивания осадка.In another embodiment, purified hyaluronate is obtained by precipitating it with 96% ethanol from a solution that has passed through a sterilization membrane and drying the precipitate.
Предлагается способ очистки от эндотоксинов препаратов гиалуроната с помощью нескольких процессов в технологической цепочке: осаждения, мицеллообразования, растворения в апротонных растворителях и ультрафильтрации на соответствующих молекулярной массе гиалуроната мембранах с последующей отмывкой растворами хлорида натрия.A method is proposed for the purification of hyaluronate preparations from endotoxins using several processes in the technological chain: precipitation, micellization, dissolution in aprotic solvents and ultrafiltration on membranes corresponding to the molecular weight of hyaluronate, followed by washing with sodium chloride solutions.
В предложенном способе используются недорогие реактивы, он характеризуется небольшими временными затратами, большим выходом целевого продукта и высокой эффективностью очистки, а также в процессе очистки можно использовать исходный материал с различной степенью загрязненности эндотоксинами и белками и различной молекулярной массы. В процессе очистки показатели вязкости и молекулярная масса остаются неизменными.In the proposed method, inexpensive reagents are used, it is characterized by low time costs, a high yield of the target product and high purification efficiency, and in the purification process, you can use the source material with varying degrees of contamination with endotoxins and proteins and different molecular weights. During the cleaning process, the viscosity and molecular weight remain unchanged.
Способ очистки гиалуроната от эндотоксинов осуществляется следующим образом.The method of purification of hyaluronate from endotoxins is carried out as follows.
Навеску сухого препарата гиалуроната натрия определенной молекулярной массы, содержащий до 1⋅103 EU/мг эндотоксинов, растворяют в растворе 0,45 - 0,5% хлорида натрия и получают раствор гиалуроната натрия с концентрацией 0,5% - 0,25%. Особенностью данного способа является то, что в процессе очистки можно использовать исходный материал с различной степенью загрязненности эндотоксинами и белками и различной молекулярной массы, а также стабилизированный сшивающими агентами материал. Затем при интенсивном перемешивании действуют 0,5-0,75% раствором соли четвертичного аммония, предпочтительно хлоридом цетилпиридиния. Гиалуронат осаждают эквимолярным количеством соли четвертичного аммония по карбоксильным группам (1 моль гиалуроната по карбоксильным группам и 1 моль соли четвертичного аммония).A portion of a dry preparation of sodium hyaluronate of a certain molecular weight, containing up to 1⋅10 3 EU/mg of endotoxins, is dissolved in a solution of 0.45 - 0.5% sodium chloride and a solution of sodium hyaluronate with a concentration of 0.5% - 0.25% is obtained. A feature of this method is that in the purification process it is possible to use the starting material with varying degrees of contamination with endotoxins and proteins and different molecular weights, as well as the material stabilized by crosslinking agents. Then, with vigorous stirring, a 0.5-0.75% solution of a quaternary ammonium salt, preferably cetylpyridinium chloride, is used. The hyaluronate is precipitated with an equimolar amount of a quaternary ammonium salt at the carboxyl groups (1 mol of hyaluronate at the carboxyl groups and 1 mol of a quaternary ammonium salt).
Количество карбоксильных групп гиалуроната натрия может быть вычислено по известной формуле исходя из массы навески гиалуроната натрия. Количество n дисахаридных единиц рассчитывается по формулеThe number of carboxyl groups of sodium hyaluronate can be calculated according to the known formula based on the weight of the sample of sodium hyaluronate. The number n of disaccharide units is calculated by the formula
n=m/М,n=m/M,
где m - масса навески гиалуроната натрия, за вычетом примесей;where m is the weight of the sample of sodium hyaluronate, minus impurities;
М - молярная масса дисахаридной единицы гиалуроната натрия (равна 401,22 г/моль).M is the molar mass of the disaccharide unit of sodium hyaluronate (equal to 401.22 g/mol).
Количество дисахаридных единиц гиалуроната натрия в навеске и будет равно количеству карбоксильных групп, что дает возможность рассчитать необходимое количество и массу цетилпиридиния хлорида. Например, в 1,00 грамме гиалуроната натрия, содержащего 97,5% целевого вещества, будет следующее количество карбоксильных групп:The number of disaccharide units of sodium hyaluronate in a sample and will be equal to the number of carboxyl groups, which makes it possible to calculate the required amount and mass of cetylpyridinium chloride. For example, in 1.00 grams of sodium hyaluronate containing 97.5% of the target substance, there will be the following amount of carboxyl groups:
масса непосредственно гиалуроната составит 0,9750 г;the mass of hyaluronate itself will be 0.9750 g;
n=0,975/401,22=0,00243 (моль).n=0.975/401.22=0.00243 (mol).
Навеску хлорида цетилпиридиния рассчитывают по формуле:A portion of cetylpyridinium chloride is calculated by the formula:
m=M ⋅ n,m=M ⋅ n,
где m - масса навески хлорида цетилпиридиния;where m is the mass of a sample of cetylpyridinium chloride;
M - молярная масса хлорида цетилпиридиния, которая составляет 358,01 г/моль.M is the molar mass of cetylpyridinium chloride, which is 358.01 g/mol.
Таким образом, из примера, если количество карбоксильных групп в 1 г навески гиалуроната составляет 0,00243 моль, то необходимо взять для полного осаждения гиалуроната цетилпиридиния следующую массу соли четвертичного аммония:Thus, from the example, if the number of carboxyl groups in 1 g of a sample of hyaluronate is 0.00243 mol, then it is necessary to take the following mass of quaternary ammonium salt for complete precipitation of cetylpyridinium hyaluronate:
m=0,00243 ⋅ 358,01=0,8699 (г).m=0.00243 ⋅ 358.01=0.8699 (d).
Раствор оставляют на 8-16 часов для созревания и коагуляции осадка. По истечении заданного времени смесь центрифугируют при 15 тыс. оборотах в минуту в течение 30 минут. Сырой осадок собирают и взвешивают.The solution is left for 8-16 hours for the maturation and coagulation of the precipitate. After a predetermined time, the mixture is centrifuged at 15 thousand revolutions per minute for 30 minutes. The crude sediment is collected and weighed.
Готовят 0,3% - 0,5% раствор гиалуроната цетилпиридиния в 100% диметилсульфоксиде. Так как процесс растворения соли гиалуроната с четвертичным аммонием экзотермичен, то диметилсульфоксид охлаждают до 5С° - 7°С. Растворение протекает медленно при перемешивании в течение 4-7 часов. После полного растворения осадка на раствор действуют 1,25% - 1,5% раствором хлорида натрия.Prepare a 0.3% - 0.5% solution of cetylpyridinium hyaluronate in 100% dimethyl sulfoxide. Since the process of dissolving the hyaluronate salt with quaternary ammonium is exothermic, the dimethyl sulfoxide is cooled to 5C° - 7°C. The dissolution proceeds slowly with stirring for 4-7 hours. After complete dissolution of the precipitate, 1.25% - 1.5% sodium chloride solution acts on the solution.
Для осаждения гиалуроната натрия из раствора диметилсульфоксида берут эквимолярное количество хлорида натрия в растворе. Осадок собирают и растворяют в 0,9% растворе хлорида натрия соблюдая концентрацию 0,1-0,15%. Раствор гиалуроната натрия вливают в тангенцальную систему обратного осмоса с мембраной, соответствующей молекулярной массе первоначально поступающего на очистку гиалуроната. Для удаления остатков хлорида цетилпиридиния и диметилсульфоксида в систему постепенно вливают 10-кратный объем 0,9% раствора хлорида натрия от объема 0,1% - 0,15% раствора. После промывки раствор гиалуроната натрия в 0,9% растворе хлорида натрия концентрируют до 1% - 2%, фильтруют через стерилизационную мембрану и используют непосредственно раствор, либо осаждают 96% этанолом, или лиофильно сушат. Выход гиалуроната натрия составляет 93,7% - 95,5%. Эндотоксины и белок в препарате после очистки не обнаруживаются. Также, если материал был стабилизирован BDDE, после процесса очистки не обнаруживается BDDE и продукты его гидролиза.To precipitate sodium hyaluronate from a solution of dimethyl sulfoxide, an equimolar amount of sodium chloride in solution is taken. The precipitate is collected and dissolved in a 0.9% sodium chloride solution at a concentration of 0.1-0.15%. A solution of sodium hyaluronate is poured into a tangential reverse osmosis system with a membrane corresponding to the molecular weight of the hyaluronate initially supplied for purification. To remove residues of cetylpyridinium chloride and dimethyl sulfoxide, a 10-fold volume of 0.9% sodium chloride solution is gradually poured into the system from a volume of 0.1% - 0.15% solution. After washing, the solution of sodium hyaluronate in 0.9% sodium chloride solution is concentrated to 1% - 2%, filtered through a sterilization membrane and the solution is used directly, either precipitated with 96% ethanol, or freeze-dried. The output of sodium hyaluronate is 93.7% - 95.5%. Endotoxins and protein in the preparation after cleaning are not detected. Also, if the material has been stabilized with BDDE, no BDDE and its hydrolysis products are detected after the purification process.
Пример 1.Example 1
Взяли 10,0 г сухого порошка гиалуроната натрия, бактериального происхождения, производство Китай, стабилизированного сшивающим агентом BDDE. Приготовили 0,3% раствор гиалуроната натрия в 0,45% растворе хлорида натрия, для чего в 3333 мл дистиллированной воды растворили 14,999 г хлорида натрия и затем порошок гиалуроната натрия и перемешивали в пакете на лопаточном гомогенизаторе в течение 2 часов.We took 10.0 g of dry powder of sodium hyaluronate, bacterial origin, made in China, stabilized with a crosslinking agent BDDE. A 0.3% solution of sodium hyaluronate in a 0.45% sodium chloride solution was prepared, for which 14.999 g of sodium chloride and then sodium hyaluronate powder were dissolved in 3333 ml of distilled water and mixed in a bag on a spatula homogenizer for 2 hours.
Рассчитали массу хлорида цетилпиридиния для эквимолярного осаждения гиалуроната натрия по карбоксильным группам:Calculate the mass of cetylpyridinium chloride for equimolar precipitation of sodium hyaluronate by carboxyl groups:
n (карбоксильных групп)=10,0/401,22=0,0249 (моль),n (carboxyl groups)=10.0/401.22=0.0249 (mol),
n (цетилпиридиния хлорида)=n (карбоксильных групп)=0,0249 моль,n (cetylpyridinium chloride)=n (carboxyl groups)=0.0249 mol,
m (цетилпиридиния хлорида)=M ⋅ n,m (cetylpyridinium chloride)=M ⋅ n,
m (цетилпиридиния хлорида)=358,01 ⋅ 0,0249=8,9144 (г).m (cetylpyridinium chloride)=358.01 ⋅ 0.0249=8.9144 (g).
Приготовили 0,55% раствор цетилпиридиния хлорида, для чего 8,9144 г соли растворили в 1621 мл дистиллированной воды.A 0.55% solution of cetylpyridinium chloride was prepared, for which 8.9144 g of the salt was dissolved in 1621 ml of distilled water.
Раствор гиалуроната натрия объемом 3333 мл перелили в реактор с мешалкой. При интенсивном перемешивании влили 1621 мл раствора цетилпиридиния хлорида. Мешалку остановили и раствор оставили на 16 часов для созревания и коагуляции осадка.A solution of sodium hyaluronate with a volume of 3333 ml was poured into a stirred reactor. With vigorous stirring, 1621 ml of a solution of cetylpyridinium chloride was poured. The stirrer was stopped and the solution was left for 16 hours to mature and coagulate the precipitate.
По истечении заданного времени смесь центрифугировали при 15 тыс. оборотов в минуту в течение 30 минут. Сырой аморфный осадок собрали.After the specified time, the mixture was centrifuged at 15 thousand rpm for 30 minutes. The crude amorphous precipitate was collected.
Приготовили 0,4% раствор гиалуроната цетилпиридиния в диметилсульфоксиде для чего взяли 2500 мл диметилсульфоксида, охлажденного до 5°С. Растворяли в течение 5 часов при перемешивании до полного растворения осадка.A 0.4% solution of cetylpyridinium hyaluronate in dimethyl sulfoxide was prepared, for which 2500 ml of dimethyl sulfoxide cooled to 5°C were taken. Dissolved for 5 hours with stirring until complete dissolution of the precipitate.
Рассчитали эквимолярное количество хлорида натрия для осаждения гиалуроната натрия из раствора диметилсульфоксида:We calculated the equimolar amount of sodium chloride for the precipitation of sodium hyaluronate from a solution of dimethyl sulfoxide:
n (карбоксильных групп)=10,0/401,22=0,0249 (моль),n (carboxyl groups)=10.0/401.22=0.0249 (mol),
n (хлорида натрия)=n (карбоксильных групп)=0,0249 моль,n (sodium chloride)=n (carboxyl groups)=0.0249 mol,
m (хлорида натрия)=M ⋅ n,m (sodium chloride)=M ⋅ n,
m (хлорида натрия)=58,44 ⋅ 0,0249=1,4552 (г).m (sodium chloride)=58.44 ⋅ 0.0249=1.4552 (g).
Приготовили 1,3% раствор хлорида натрия, для чего соль растворили в 111,94 мл дистиллированной воды.A 1.3% sodium chloride solution was prepared, for which the salt was dissolved in 111.94 ml of distilled water.
К 2500 мл раствора гиалуроната цетилпиридиния добавили при медленном перемешивании 111,94 мл раствора хлорида натрия. Выпавший волокнистый осадок собрали.To 2500 ml of cetylpyridinium hyaluronate solution, 111.94 ml of sodium chloride solution were added with slow stirring. The resulting fibrous precipitate was collected.
Из осадка приготовили 0,1% раствор в 0,9% растворе хлорида натрия, для чего взяли 10 л дистиллированной воды и растворили 90 г хлорида натрия.A 0.1% solution was prepared from the precipitate in a 0.9% sodium chloride solution, for which 10 liters of distilled water were taken and 90 g of sodium chloride was dissolved.
Раствор 0,1% гиалуроната натрия влили в тангенцальную систему обратного осмоса с мембраной, имеющей размер пор 5 ⋅ 106 нм. Для удаления остатков соли четвертичного аммония и диметилсульфоксида в систему постепенно влили 25 л 0,9% раствора хлорида натрия. После промывки раствор гиалуроната натрия в 0,9% растворе хлорида натрия концентрировали до 1,5%, что по объему составило 632 мл.A solution of 0.1% sodium hyaluronate was poured into a tangential reverse osmosis system with a membrane having a pore size of 5 × 10 6 nm. To remove residual quaternary ammonium salt and dimethyl sulfoxide, 25 liters of 0.9% sodium chloride solution were gradually poured into the system. After washing, a solution of sodium hyaluronate in 0.9% sodium chloride solution was concentrated to 1.5%, which was 632 ml by volume.
Раствор слили из тангенцальной установки и профильтровали через стерилизационную мембрану 0,2 мкм.The solution was drained from the tangential installation and filtered through a 0.2 μm sterilization membrane.
Объем раствора после фильтрации составил 625 мл.The volume of the solution after filtration was 625 ml.
Раствор гиалуроната натрия осадили 5 объемами охлажденного до 4°С 96% этанола. Волокнистый осадок собрали, отжали, измельчили и высушили до постоянной массы при 60°С.The sodium hyaluronate solution was precipitated with 5 volumes of 96% ethanol cooled to 4°C. The fibrous precipitate was collected, squeezed, crushed and dried to constant weight at 60°C.
Масса осадка составила 9,375 г. The sediment mass was 9.375 g.
В таблице 1 приведены показатели содержания эндотоксинов, молекулярная масса, вязкость в образцах гиалуроната натрия до и после очистки.Table 1 shows the content of endotoxins, molecular weight, viscosity in samples of sodium hyaluronate before and after cleaning.
Таблица 1Table 1
Пример 2.Example 2
Взяли 10,0 г сухого порошка нативного (без модификаций и стабилизации) гиалуроната натрия бактериального происхождения, производство Китай.We took 10.0 g of dry powder of native (without modifications and stabilization) sodium hyaluronate of bacterial origin, made in China.
Процесс проводили как описано в примере 1.The process was carried out as described in example 1.
В тангенцальной системе обратного осмоса использовали мембрану с размером пор 25 ⋅ 106 нм.In a tangential reverse osmosis system, a membrane with a pore size of 25 × 106 nm was used.
Раствор сконцентрировали до 1%, что по объему составило 952 мл.The solution was concentrated to 1%, which was 952 ml by volume.
Раствор из системы тангенцальной фильтрации профильтровали в асептических условиях через стерилизационную мембрану 0,2 мкм. Объем раствора составил 945 мл. Выход целевого продукта составил 94,5%.The solution from the tangential filtration system was aseptically filtered through a 0.2 μm sterilization membrane. The volume of the solution was 945 ml. The yield of the target product was 94.5%.
В таблице №2 приведены показатели содержания эндотоксинов, молекулярная масса, вязкость в образцах гиалуроната натрия до и после очистки.Table No. 2 shows the endotoxin content, molecular weight, viscosity in sodium hyaluronate samples before and after cleaning.
Таблица 2table 2
(бактериальный препарат без стабилизации и модификаций)Hyaluronate sample before cleaning
(bacterial preparation without stabilization and modifications)
Пример 3.Example 3
Взяли 10,0 г сухого порошка нативного (без модификаций и стабилизации) гиалуроната натрия животного происхождения.We took 10.0 g of dry powder of native (without modification and stabilization) sodium hyaluronate of animal origin.
Процесс проводили как описано в примере 1.The process was carried out as described in example 1.
В тангенцальной системе обратного осмоса использовали мембрану с размером пор 50 ⋅ 106 нм.In a tangential reverse osmosis system, a membrane with a pore size of 50 × 106 nm was used.
Раствор сконцентрировали до 0,5%, что по объему составило 1880 мл.The solution was concentrated to 0.5%, which was 1880 ml by volume.
Раствор из системы тангенцальной фильтрации профильтровали в асептических условиях через стерилизационную мембрану 0,2 мкм. Объем раствора составил 1874 мл. Выход целевого продукта составил 93,7%.The solution from the tangential filtration system was aseptically filtered through a 0.2 μm sterilization membrane. The volume of the solution was 1874 ml. The yield of the target product was 93.7%.
В таблице 3 приведены показатели содержания эндотоксинов, молекулярная масса, вязкость в образцах гиалуроната натрия до и после очистки.Table 3 shows the content of endotoxins, molecular weight, viscosity in samples of sodium hyaluronate before and after cleaning.
Таблица 3Table 3
(препарат животного происхождения, без стабилизации и модификаций)Hyaluronate sample before cleaning
(drug of animal origin, without stabilization and modifications)
Пример 4.Example 4
Взяли 10,0 г сухого порошка нативного (без модификаций и стабилизации) гиалуроната натрия бактериального происхождения, производство Китай.We took 10.0 g of dry powder of native (without modifications and stabilization) sodium hyaluronate of bacterial origin, made in China.
Процесс проводили как описано в примере 1.The process was carried out as described in example 1.
В тангенцальной системе обратного осмоса использовали мембрану с размером пор 2,5 ⋅ 105 нм.In a tangential reverse osmosis system, a membrane with a pore size of 2.5 × 105 nm was used.
Раствор сконцентрировали до 1,5%, что по объему составило 645 мл.The solution was concentrated to 1.5%, which was 645 ml by volume.
Раствор из системы тангенцальной фильтрации профильтровали в асептических условиях через стерилизационную мембрану 0,2 мкм. Объем раствора составил 637 мл. Выход целевого продукта составил 95,5%.The solution from the tangential filtration system was aseptically filtered through a 0.2 μm sterilization membrane. The volume of the solution was 637 ml. The yield of the target product was 95.5%.
В таблице 4 приведены показатели содержания эндотоксинов, молекулярная масса, вязкость в образцах гиалуроната натрия до и после очистки.Table 4 shows the content of endotoxins, molecular weight, viscosity in samples of sodium hyaluronate before and after cleaning.
Таблица 4Table 4
(бактериальный препарат, стабилизированный BDDE)Hyaluronate sample before cleaning
(bacterial preparation stabilized with BDDE)
Пример 5.Example 5
Взяли 10,0 г сухого порошка стабилизированного BDDE гиалуроната натрия животного происхождения.10.0 g dry powder of BDDE stabilized sodium hyaluronate of animal origin was taken.
Процесс проводили как описано в примере 1.The process was carried out as described in example 1.
В тангенцальной системе обратного осмоса использовали мембрану с размером пор 25 ⋅ 106 нм.In a tangential reverse osmosis system, a membrane with a pore size of 25 × 106 nm was used.
Раствор сконцентрировали до 0,5%, что по объему составило 1880 мл.The solution was concentrated to 0.5%, which was 1880 ml by volume.
Раствор из системы тангенцальной фильтрации профильтровали в асептических условиях через стерилизационную мембрану 0,2 мкм. Объем раствора составил 1874 мл. Выход целевого продукта составил 93,7%.The solution from the tangential filtration system was aseptically filtered through a 0.2 μm sterilization membrane. The volume of the solution was 1874 ml. The yield of the target product was 93.7%.
В таблице 5 приведены показатели содержания эндотоксинов, молекулярная масса, вязкость в образцах гиалуроната натрия до и после очистки.Table 5 shows the content of endotoxins, molecular weight, viscosity in samples of sodium hyaluronate before and after cleaning.
Таблица 5Table 5
(препарат животного происхождения, стабилизированный BDDE)Hyaluronate sample before cleaning
(animal product stabilized with BDDE)
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021113781A RU2765951C1 (en) | 2021-05-14 | 2021-05-14 | Method of purifying hyaluronate from endotoxins |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021113781A RU2765951C1 (en) | 2021-05-14 | 2021-05-14 | Method of purifying hyaluronate from endotoxins |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2765951C1 true RU2765951C1 (en) | 2022-02-07 |
Family
ID=80214766
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021113781A RU2765951C1 (en) | 2021-05-14 | 2021-05-14 | Method of purifying hyaluronate from endotoxins |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2765951C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1984003302A1 (en) * | 1983-02-18 | 1984-08-30 | Diagnostic Inc | Hyaluronic acid from bacterial culture |
RU2128666C1 (en) * | 1991-04-19 | 1999-04-10 | ФИДИА С.п.А. | Fraction of hyaluronic acid or its salt, method of purification of this fraction, methods of preparing this fraction, pharmaceutical preparation and agents used in ophthalmology |
WO2008062998A1 (en) * | 2006-11-23 | 2008-05-29 | Lg Life Sciences Ltd. | Method for purifying hyaluronic acid |
US20090162905A1 (en) * | 2006-06-07 | 2009-06-25 | Hideki Murata | Method for Purification of Hyaluronic Acid Salt |
RU2477138C1 (en) * | 2011-11-02 | 2013-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Тульская индустрия ЛТД" | Method for preparing filling material for plastic surgery and instrumental cosmetology, filling material and method for introducing filling material into problem area |
-
2021
- 2021-05-14 RU RU2021113781A patent/RU2765951C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1984003302A1 (en) * | 1983-02-18 | 1984-08-30 | Diagnostic Inc | Hyaluronic acid from bacterial culture |
RU2128666C1 (en) * | 1991-04-19 | 1999-04-10 | ФИДИА С.п.А. | Fraction of hyaluronic acid or its salt, method of purification of this fraction, methods of preparing this fraction, pharmaceutical preparation and agents used in ophthalmology |
US20090162905A1 (en) * | 2006-06-07 | 2009-06-25 | Hideki Murata | Method for Purification of Hyaluronic Acid Salt |
WO2008062998A1 (en) * | 2006-11-23 | 2008-05-29 | Lg Life Sciences Ltd. | Method for purifying hyaluronic acid |
RU2477138C1 (en) * | 2011-11-02 | 2013-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Тульская индустрия ЛТД" | Method for preparing filling material for plastic surgery and instrumental cosmetology, filling material and method for introducing filling material into problem area |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH0353321B2 (en) | ||
KR101509139B1 (en) | Method for purifying hyaluronic acid | |
SE452469B (en) | MATERIALS CONSISTING OF A CROSS-BONDED CARBOXYL-GROUPED POLYSACCHARIDE AND PROCEDURE IN THE PREPARATION OF THE SAME | |
JP2002530440A (en) | Biopolymer salt having low endotoxin level, biopolymer composition thereof, and method for producing the same | |
CN102099379B (en) | Method for removing impurities from biopolymer material | |
DE102006055558A1 (en) | Adsorbent for removing endotoxins from solutions comprises a ligand in the form of an amine-functional molecule in which some of the amine groups are modified with an amine-reactive molecule | |
KR102626805B1 (en) | Gelatin purification | |
JP6424343B2 (en) | Endotoxin adsorbent | |
US4029766A (en) | Protective antigen from pertussis, process for its preparation and products containing this antigen | |
PL244350B1 (en) | Method for producing hyaluronidase and a product obtained using this method | |
WO2005118607A1 (en) | Production of hyaluronates | |
RU2765951C1 (en) | Method of purifying hyaluronate from endotoxins | |
JP5100980B2 (en) | Purification method of chemical substances | |
KR101638662B1 (en) | Purification method for hyaluronic acid andor salts thereof | |
AU2005212069B2 (en) | Process for producing lactoperoxidase | |
KR101639105B1 (en) | Hyaluronic acid purification method and production method | |
JP2792873B2 (en) | Modified cellulose or modified chitin | |
CN115739031B (en) | Application of chitosan or derivatives thereof in removal of endotoxin in gelatin | |
CN110845636A (en) | Method for removing endotoxin in bacterial polysaccharide | |
CN113789319A (en) | Method for separating maggot kinase from fly maggots and application thereof | |
KR0149793B1 (en) | Purification method of high molecular hydraulic acid | |
SU1373709A1 (en) | Method of separating desoxyribonucleic acid from desoxyribonucleoproteides | |
JP6887480B1 (en) | High-purity undenatured collagen and its manufacturing method | |
JPH0630616B2 (en) | Method for producing water-soluble elastin and molding composition containing collagen and elastin | |
JP2002293803A (en) | Antivirus agent |