Rannsókn á beitingu djúpsíunar í framleiðsluferli gin- og klaufaveikibóluefnis

Formáli - Hvað er gin- og klaufaveiki

Á 14. öld eru til ritaðar heimildir um svipaða gin- og klaufaveiki í Evrópu. Gin- og klaufaveiki er bráður, hiti, mjög smitandi sjúkdómur af völdum gin- og klaufaveiru.

Klínísk einkenni fullorðinna dýra eru meðal annars: hækkaður líkamshiti, blöðrur og sár í munni, blöðrur og sár í hófi, og jafnvel losun hófskelja, sem veldur erfiðleikum við að borða og sofa, þyngdartap og jafnvel tap á efnahagslegum dýrum. ;

Klínísk einkenni ungra dýra eru meðal annars: hækkaður líkamshiti, hjartavöðvabólga og önnur einkenni, þegar þau koma fram eru ung dýr með háa dánartíðni.

 

Ágrip

Undanfarin 500 ár hefur gin- og klaufaveiki ítrekað brotist út um allan heim og mikill fjöldi svína, nautgripa, sauðfjár og annarra húsdýra og villtra klaufadýra hefur drepist eða veikst og haft alvarleg áhrif á búfénaðinn. og ræktunariðnaði.

 

Til þess að rannsaka beitingu djúpsíunartækni í framleiðsluferli gin- og klaufaveikibóluefnis var síunarhæfni yfirborðssíunar og djúpsíunar prófuð og borin saman, sem og verndandi áhrif á bakteríudrepandi síun. Kannaðir voru kostir djúpsíunar með mikilli hleðslu við að fjarlægja frumurusl. Samsvarandi síunarkerfi fyrir frumuræktunarmiðil með mismunandi gruggi voru greind.

 

Niðurstöðurnar sýndu að djúpsíunarálagið var 13,9 sinnum meira en yfirborðssíunarinnar, grugg síuvökvans var aðeins 23,5% af yfirborðssíuninni og 0.2um bakteríueyðingarálagið í kjölfarið var 7,2 sinnum meira en yfirborðssíun. Með því að nota sérstaka plastefnisbindilinn er grugg síuvökvans 38,6% af venjulegri djúpsíu með sömu holastærð, sem er gagnlegt til að vernda niðurstreymisferlið. Niðurstöðurnar sýndu að hægt væri að beita djúpsíun, sérstaklega sterkri jákvæðri hleðslu djúpsíun, á áhrifaríkan hátt við framleiðslu á MKS bóluefni og koma ætti upp viðeigandi síunarferlum fyrir mismunandi ræktunarmiðla.

 

Gin- og klaufaveiki og djúpsíun

Gin- og klaufaveiki er bráður, hiti og smitandi sjúkdómur í klaufdýrum af völdum gin- og klaufaveiru (FMDV). Dýrin sem eru næmust fyrir þessum sjúkdómi eru nautgripir, svín og sauðfé. Gin- og klaufaveiki er landlæg í Asíu, Afríku, Mið-Austurlöndum og Suður-Ameríku, með mjög háa tíðni og hröð smit. Alþjóðadýraheilbrigðisstofnunin (OIE) skráir hann sem fyrsta flokk A dýrasjúkdóma, sem krefst þess að aðildarríki hafi gin- og klaufaveiki á lista yfir tilkynningarskylda dýrasjúkdóma. Bólusetning er áhrifarík leið til að koma í veg fyrir MKS. FMD óvirkjað bóluefni, sem er framleitt með því að óvirkja ósnortinn vírus með óvirkja, gegnir mikilvægu hlutverki við að koma í veg fyrir og hafa stjórn á MKS.

Mótefnavaldur FMDV sjálfs er lélegur og óvirkjun veirunnar hefur mikil áhrif á mótefnavaka hans. Þess vegna, í núverandi framleiðslu á MKS bóluefni, getur háhreint MMD bóluefni tryggt mótefnavakainnihald og hreinleika einingaskammtsins, sem er sérstaklega mikilvægt og er einnig núverandi bólusetningaráætlun. Þetta setur fram miklar kröfur um niðurstreymishreinsun vírusa. Að auki, fyrir 2009, tók andstreymis óvirkjuð gin- og klaufaveikibóluefni í Kína að mestu upp ræktunaraðferðina að snúa flösku og festast við vegginn. Með aukinni eftirspurn eftir bóluefnum komu smám saman fram ókostir þessarar ræktunaraðferðar sem krefst mikils fjölda snúningsflöskur, lítil skilvirkni og lítið tjáningarstig.

Þess vegna hefur frumuræktunartæknin á undanförnum árum breyst hægt og rólega frá fyrri viðloðandi ræktun yfir í sviflausnrækt og vírusframleiðslan hefur verið verulega bætt. Hins vegar, með aukinni vírusframleiðslu, hefur breyting á ræktunarmáta valdið meiri þrýstingi á niðurstreymishreinsun, vegna þess að frumurusl sem myndast við ræktunarferlið, frumulosun hýsilpróteina, hýsils-DNA o.s.frv., hefur aukist að sama skapi, sem setur frekari kröfur um getu til niðurstreymishreinsunar.

Himnusíunartækni er mikið notuð í framleiðsluferli líffræðilegra vara eins og bóluefna, þar á meðal DC síunartækni er venjulega notuð í uppskeruferli sjúkdómaeiturs til að aðskilja óleysanleg óhreinindi eins og frumurusl. Í fyrstu FMDV skýringunni var yfirborðssíunartæknin sem er táknuð með samanbrjótandi himnu síuhlutanum aðallega tekin upp. Með breytingum á ræktunarskilyrðum, aukningu á óhreinindum í frumurusli, er yfirborðssíun erfitt að ná skýringaráhrifum, og vegna þess að yfirborðssíunarálagið er lágt, verður kostnaður við síuefni hærri og hærri.

 

Undir ofangreindum bakgrunni hefur djúpsíun verið beitt í auknum mæli við aðskilnað frumuvökva á FMDV. Djúpt síuefnið er venjulega samsett úr löngum og fínum trefjum frá náttúrulegum uppruna og rásin sem myndast af síumiðlinum eftir að filmu hefur myndast er oft mjög snúin, svipað og völundarhúsopið. Óhreinindaagnir eru oft föst inni í síunni frekar en á yfirborðinu. Þar að auki gleypir veggur síurásarinnar oft hluta af mjög fínum agnum óhreinindum með rafstöðueiginleikum eða millisameindakrafti. Almennt séð einkennist síunarbúnaður djúpsíunar af vélrænni varðveislu og aðsog.

 

Stöðugur síunaraðferð

Settu djúpu síuplötuna á stöðugan straumsíubúnaðinn, þvoðu síuplötuna með biðminni PBS yfir 54 L/m2; Eftir að þvotti er lokið skaltu ræsa peristaltic dæluna til að dæla vökvanum hægt, stilla dæluhraðann hægt í um það bil væntan flæðihraða og sía vökvann. Skráðu síunarrúmmál, tíma, þrýstingsmun og grugg meðan á síunarferlinu stendur. Síuvökvanum var safnað saman til að greina mótefnavaka.

 

Kostir djúpsíunar

Yfirborðssíun er tækni sem fangar agnir á yfirborði síuefnisins til að ná fram síun. Síunarbúnaður er aðallega byggður á stærð agna í vökva sigti, stórar agnir eru föst á yfirborði síuhimnunnar. Djúpsíun notar innri rásir fyrir hlerun agna og aðsog á dýpi. Samanburðarmynd af þessu tvennu er sýnd á mynd 1.

Óvirkjaða lausnin af gin- og klaufaveikibóluefni frá ákveðnum framleiðanda var forsíuð með 0.45um pólýprópýlen yfirborðshimnu og djúpsíuplötu í sömu röð og síðan síuð með 0.2um bakteríudrepandi síu. Gögn um síunarhæfni eru sýnd í töflu 1.

 

Grugg óvirkju gin- og klaufaveikibóluefnisins er 77 NTU. Ef bakteríurnar eru síaðar beint mun mikill fjöldi frumubrota óhjákvæmilega valda því að 0.2um síuhimnan verður fljótt stífluð, sem mun hafa áhrif á flutning 146S vikorna. Þess vegna var forsíun hönnuð fyrir bakteríudrepandi síun og tvær forsíunaraðferðir, djúpsíun og yfirborðssíun, bornar saman. Tvölaga djúpsíuplatan er valin til síunar, álagið er 641 L/m2 og djúpsían dregur úr efninu um 77 NTU í 9,65 NTU, sem er tært og bjart. Yfirborðssíunarálagið 0.45um er aðeins 46 L/m2 og grugg síuvökvans er allt að 41 NTU, sem hentar ekki til forsíunar. Samkvæmt samanburði á síðari 0.2um bakteríudrepandi síunarálagi er álag af bakteríudrepinni síunarhimnu eftir djúpsíun 655 l/m2, sem er 7,2 sinnum samsvarandi yfirborðssíunarálag (aðeins 91 l/m2) .

146S prófunarniðurstöður sýna að afrakstur djúpsíunarkerfis er hærri en yfirborðssíunarkerfis. Djúpsíunarálagið var 13,9 sinnum meira en yfirborðssíunarinnar, grugg síuvökvans var aðeins 23,5% á við yfirborðssíunina og síðari 0.2um síunarálagið sem fjarlægir bakteríur var 7,2 sinnum hærra en yfirborðssíun. Þess vegna, bæði út frá kostnaðarsjónarmiði og frá ávöxtunarsjónarmiði, er djúpsíunarkerfið verulega betra en yfirborðshimnusíunarkerfið.

 

Kostir sterkrar jákvæðrar hleðslu djúpsíu

Djúpsíuplatan með jákvæðri hleðslu og djúpsíuplatan með sterka jákvæða hleðslu voru notuð til að bera saman óvirkjaða lausn af gin- og klaufaveikibóluefni frá mismunandi aðilum. Niðurstöður síunarhæfni eru sýndar í töflu 2 og breyting á síunarhraða og þrýstingsmun í síunarferlinu er sýnd í litauppsetningu 2.

Tveir hópar af djúpum síuplötum sem notaðir eru hafa sömu ljósopsnákvæmni og frammistaðan er mjög samkvæm frá sjónarhóli álags- og þrýstingsmunsbreytingar og þrýstingsmismunabreytingarferillinn á mynd 2 er í grundvallaratriðum eins.

 

Hins vegar, frá gruggleika síuvökvans, er munurinn mjög mikill. Síuvökvinn á venjulegu jákvætt hlaðna tvílags síuplötunni er 25 NTU, en síuvökvinn sterklega jákvætt hlaðinna djúplagssíuplötunnar með sama ljósopi er aðeins 9,65 NTU, sem er aðeins 38,6% af venjulegu djúpsíuplötunni. Þetta er aðallega vegna sérstaks plastefnisbindilsins í sterka jákvæðu hleðslunni fyrir djúpsíuplötusíuefninu. Grugginn minnkar niður í minna en 10NTU með mjög jákvæðu tveggja laga síuplötunni og frumubrotin eru að fullu aðsoguð eða föst, sem stuðlar að síðari ofsíun eða bakteríudrepandi síunarferli. Til viðbótar við aðsogsáhrifin á óleysanleg frumurusl, hafa Yigzaw Y o.fl. einnig greint frá áhrifum sterklega jákvætt hlaðinnar djúpsíuplötu á frumuhýsilprótein og Dorsey N o.fl. á DNA.

 

Koma á skýringarsíunarferli fyrir flotið af gin- og klaufaveikibóluefni með djúpsíun

Með ofangreindri samanburðarrannsókn á yfirborðssíun og djúpsíun og rannsókninni á skýringaráhrifum sérstakra djúpsíuplötunnar með sterka jákvæða hleðslu, ætti að passa mismunandi síunarkerfi við óvirkjaða flotið af gin- og klaufaveikibóluefni sem framleitt er með mismunandi menningarskilyrði. Fyrir miðflótta flot með 3 mismunandi gruggum, litlum gruggum, meðalgruggum og miklum gruggum, er djúpsíunarkerfið og samsvarandi síunarfæribreytur sýnd í töflu 3.

Fyrir miðflótta ofanvatnið með lágt grugg getur djúpa síuplatan í einu lagi skýrt og fjarlægt lítið magn af frumurusli. Fyrir miðflótta ofanvatnið með miðlungs grugg, getur tvöfalda lag djúpsíuplatan í raun skýrt, sérstaklega sterk jákvæð hleðsla djúpsíuplatan getur dregið úr gruggi í minna en 5 NTU; Fyrir miðflótta flot með meiri gruggi er hægt að skýra sameinuðu síuplötuna á áhrifaríkan hátt. Sama hvaða ferli, vinnslugetan er 500 ~ 800 L/m2, grugg síuvökvans er minna en 20 NTU og markmótefnavakinn er að fullu endurheimtur, hentugur fyrir stórframleiðslu.

 

Umræða

Á áttunda áratugnum var síumiðillinn tilgreindur til að nota ekki asbestefni vegna þess að krabbameinsvaldandi efni væru í asbestefnum. Djúpsíuefnið inniheldur ekki asbest og hefur sterkari jákvæða hleðslu. Síuefnið er úr viðartrefjagrunni og síuhjálp. Í framleiðsluferlinu er fjölliða plastefni notað til að tengja grunnþættina og jákvæðu hleðsluhóparnir í því gefa í raun hleðsluaðsogshæfni djúpsíuefnisins. Framúrskarandi frammistaða aðsogandi djúpsíunar á fangagetu fínna agna er sýnd á mynd 3.

Í þessari tilraun voru mismunandi plastefnisþættir og mismunandi nákvæmni djúpsíuefni valin til að skýra síunarprófið á FMDV ræktunarlausn og samanburðarprófið var framkvæmt með yfirborðssíun. Niðurstöðurnar sýndu að djúpsíun hentaði betur til að fjarlægja frumurusl en yfirborðssíun, sem stuðlaði að síðari örveruálagsstýringu síunareiningarinnar (0.2um). Að auki, með því að bera saman síunaráhrif sterka jákvæða hleðslu djúpsíuplötunnar og venjulegrar jákvæðrar hleðslu djúpsíuplötu, sýnir sterka jákvæða hleðslu síuplatan sterka gruggstýringargetu, sem getur dregið úr gruggi í minna en 5 NTU, sem er mjög til þess fallið að bæta styrkleika alls síunarferlisins.

Uppstraumsræktunarferlið hefur mikil áhrif á uppskeruþrep virkra efna. Með prófunum kom þessi tilraun loksins á stigstærð síunarkerfi fyrir frumuræktunarmiðla með mismunandi grugg, sem hefur ákveðna leiðbeinandi þýðingu fyrir stórframleiðslu.

Dýptarsían sem Guidling Technology mun setja á markað er síuhlutur af skífugerð, sem er eins konar skilvirkur síuþáttur með djúpum síupappa sem síuefni, sem uppfyllir að fullu reglubundnar kröfur líflyfja, aðallega hannað og framleitt sérstaklega til að fjarlægja mikið fast efni eins og frumur og frumubrot og hægt er að bera á spendýraræktunarvökva; Skýring á lýsis af bakteríum og gerfrumum; Fjarlæging hýsilfrumupróteins (HCP); Fjarlægðu vírus og DN; Fjarlæging endotoxins; Fjarlæging á froðueyði.

Varan hefur kosti lítillar dauðarúmmáls, línulegrar mögnunar, uppbyggingar skífuhylkja, þéttrar uppbyggingarhönnunar og hægt er að nota hana í röð með öðrum búnaði, lítið fótspor, stöðugt flæði, langan líftíma og litlum tilkostnaði.