Siêu lọc sợi rỗng 300kd: Phân tích quy trình cô đặc và thanh lọc hiệu quả-cao đối với vi-rút O/A bệnh lở mồm long móng{2}}và-miệng

Giới thiệu

Bệnh lở mồm long móng (FMD) là một bệnh cấp tính, sốt và rất dễ lây lan ở động vật do vi rút bệnh lở mồm long móng (FMDV) gây ra. Loại vi-rút này ảnh hưởng đến động vật có móng guốc chẻ đôi, với hơn 70 loài dễ mắc bệnh. Nó lây lan nhanh chóng và có tỷ lệ mắc bệnh cao, thường ảnh hưởng đến các vật nuôi lớn như lợn, cừu và gia súc, nơi tỷ lệ mắc bệnh có thể lên tới 100%. FMDV thuộc chiBệnh chân-và-Virus miệngthuộc họ MicroRNAviridae. Các hạt có dạng hình cầu, đường kính khoảng 27-30 nm, với hệ số lắng là 146S đối với các hạt virus còn nguyên vẹn. Hiện nay, có nhiều loại vắc xin FMD khác nhau, bao gồm vắc xin vi rút sống giảm độc lực, vắc xin vectơ vi rút sống, vắc xin bất hoạt, vắc xin axit nucleic, vắc xin peptide tổng hợp và vắc xin tiểu đơn vị. Vắc xin FMD bất hoạt thường có ít tác dụng phụ hơn ở động vật và vắc xin đa giá mang lại hiệu quả tiêm chủng tốt hơn, khiến chúng trở thành trụ cột trong phòng ngừa bệnh FMD ở Trung Quốc.

Siêu lọc dòng tiếp tuyến

Hiện nay, siêu lọc dòng tiếp tuyến là phương pháp tinh chế và cô đặc thường được sử dụng trong-sản xuất vắc xin vô hoạt đa giá trị bệnh lở mồm long móng-và-cho bệnh miệng ở quy mô lớn. Phương pháp này không chỉ đạt được hệ số nồng độ mong muốn mà còn loại bỏ được một lượng lớn tạp chất lạ. Siêu lọc dòng tiếp tuyến chủ yếu được sử dụng để tinh chế, cô đặc và lọc (khử muối và thay thế đệm). Ngoài ra, nó cũng có thể được sử dụng để làm rõ môi trường lên men hoặc môi trường nuôi cấy tế bào bằng cách sử dụng vi lọc dòng tiếp tuyến, do đó thay thế quá trình ly tâm hoặc làm rõ sơ cấp.

Trong quá trình lọc dọc thông thường, các phân tử lớn có xu hướng kết tụ trên bề mặt màng, làm tắc nghẽn bộ lọc. Tuy nhiên, quá trình lọc dòng tiếp tuyến cho phép dòng chảy song song với màng, tránh được vấn đề tắc nghẽn này. Trong quá trình lọc dòng tiếp tuyến, dung môi và các chất nhỏ hơn kích thước lỗ màng thấm qua màng được gọi là chất thấm, trong khi các chất lớn hơn kích thước lỗ rỗng được giữ lại dưới dạng cô đặc. Kết hợp với quy trình rửa và lọc được tối ưu hóa, có thể đạt được sự phân tách và tinh chế các phân tử có kích thước khác nhau. Công nghệ này mang lại những ưu điểm như chi phí thấp, điều kiện vận hành nhẹ nhàng, làm sạch và thay thế thuận tiện, tốc độ dòng thấm qua màng cao và vận hành đơn giản, khiến công nghệ này đặc biệt phù hợp với quy trình cô đặc và tinh chế các chất hoạt tính sinh học ở quy mô lớn.

Vật liệu và phương pháp

Kết quả và thảo luận

Về khả năng thanh lọc vi rút ban đầu, nồng độ siêu lọc đạt tỷ lệ loại bỏ trên 90% đối với các tạp chất như protein không chứa vi rút. Về khối lượng, nó có thể đạt được nồng độ cao gấp 10-50 lần, hỗ trợ mạnh mẽ cho quá trình thanh lọc tiếp theo. Một cột sợi rỗng có ngưỡng trọng lượng phân tử là 300kd được chọn. Kích thước lỗ chân lông này tuy giữ lại hơn 85% virus nhưng có thể loại bỏ hơn 90% protein tạp chất. Diện tích màng là 1600 cm2 và công suất là 2-5 mL/cm2, cho phép hoàn thành quá trình cô đặc siêu lọc trong thời gian hiệu quả (trong vòng 2 giờ). Dữ liệu chi tiết về nồng độ siêu lọc và tinh chế được trình bày trong Bảng 1.

Bảng 1. Kết quả phát hiện tổng số kháng nguyên bệnh lở mồm long móng-và- (loại O và A)

Cân nhắc về phương pháp thanh lọc

Hiện nay, có nhiều phương pháp tinh chế khác nhau, nhưng ngay cả với cùng một phương pháp cho cùng một kháng nguyên, hiệu quả tinh chế thường không đạt yêu cầu vì nhiều lý do, bao gồm đặc tính kháng nguyên và các thông số quy trình. Ví dụ, những thay đổi trong thiết kế phân tử ngược dòng hoặc hệ thống nuôi cấy lên men có thể làm thay đổi cấu trúc phân tử của virus, dẫn đến kết quả tinh chế không đạt yêu cầu. Các phương pháp làm trong không phù hợp có thể làm tăng chi phí nguyên liệu thô hoặc lượng protein khác loại, làm tăng áp lực lên quá trình tinh chế ở khâu tiếp theo. Nồng độ siêu lọc không đúng, chẳng hạn như kích thước lỗ màng siêu lọc khác nhau, nồng độ và các yếu tố rửa giải, tốc độ dòng đầu vào, tốc độ lọc và TMP, có thể dẫn đến tốc độ thu hồi kháng nguyên thấp. Thực hành rộng rãi cho thấy rằng việc thanh lọc kém có thể gây ra các phản ứng bất lợi đáng kể ở động vật sau khi tiêm chủng, có khả năng dẫn đến tử vong.