Antikorlarni tozalash uchun virusni olib tashlash membranalarining so'nggi yutuqlari

Viruslar atrof-muhit-shu jumladan, suv, havo, tuproq-va tirik organizmlar ichida mavjud boʻlgan mikroskopik parazit zarralardir. Ular ko'plab yuqumli kasalliklar uchun javobgardir va har yili dunyo bo'ylab minglab o'limga olib keladi. Kichkina o'lchamlari (20–200 nm), ajoyib ekologik barqarorligi, past yuqumli dozasi va uzoq{6}}masofalarga yuqish potentsiali tufayli viruslar biologik xavfsizlik uchun katta xavf tug'diradi.

Biofarmatsevtika mahsulotlarida virusli kontaminatsiya xavfini minimallashtirish uchun ishlab chiqarish jarayonida kuchli, samarali va ishonchli viruslarni tozalash strategiyalarini yaratish zarur.

An'anaviy virusni inaktivatsiya qilish va yo'q qilish usullariga past pH inkubatsiyasi, erituvchi/detarjan (S/D) bilan ishlov berish, nurlanish va membranani filtrlash kiradi. Biroq, har bir texnikaning o'ziga xos cheklovlari bor. Past-pH bilan ishlov berish rekombinant oqsillarning barqarorligini buzishi mumkin, erituvchi/detarjen bilan ishlov berish esa faqat konvertli viruslarga qarshi samarali bo'ladi va -qoplanmagan viruslarga qarshi cheklangan himoyani ta'minlaydi. Xuddi shunday, ultrabinafsha (UV) va gamma ( ) nurlanish hujayralarga, oqsillarga yoki boshqa biologik faol moddalarga zarar etkazishi mumkin.

 

Hozirgi viruslarni tozalash texnologiyalari orasida membranani filtrlash eng istiqbolli yondashuvlardan biri sifatida paydo bo'ldi. U turli xil jismoniy va kimyoviy ishlov berish sharoitlariga mukammal darajada bardoshliligini saqlab, keng o'lchamdagi viruslarni samarali ravishda yo'q qiladi. Nanofiltratsiya plazmadan olingan mahsulotlar-ishlab chiqarishda, xususan, parvovirus B19 kabi kichik viruslar uchun standart viruslarni olib tashlash bosqichiga aylandi. Ushbu texnologiya ko'plab model viruslarga, jumladan, odamning immunitet tanqisligi virusi (OIV), sigir virusli diareya virusi (BVDV), pseudorabies virusi (PRV), it parvovirusi (CPV), ensefalomiyokardit virusi (EMCV) va gepatit A virusiga (HAV) qarshi yuqori samaradorlikni namoyish etdi.

Ushbu sharhda virusni filtrlash mexanizmlari haqidagi joriy tushunchalar, virusni olib tashlash uchun membrana materiallaridagi so'nggi yutuqlar hamda antikorlarni tozalashda membrana{0}}asoslangan virus filtrlash texnologiyalarining asosiy muammolari va kelajakdagi istiqbollari jamlangan.

 

 

 

1. Viruslarni olib tashlash membranalarini ajratish mexanizmlari

Virusni yo'q qilish membranalarining ishlashi membrana teshiklarining kattaligi, sirt xususiyatlari va virus zarralari bilan elektrostatik o'zaro ta'sirlar o'rtasidagi murakkab o'zaro bog'liqlik bilan boshqariladi. Hajmni istisno qilish, elektrostatik repulsiya va adsorbsiya mexanizmlarini birlashtirgan holda, virusni yo'q qilish membranalari maqsadli biomolekulalarning o'tishiga imkon berib, virusli ifloslantiruvchi moddalarni samarali ushlaydi va saqlaydi.

1.1 O'lchamni istisno qilish

Hajmini istisno qilish yuqori selektivligi va filtrlash samaradorligi tufayli virusni yo'q qilishning eng keng tarqalgan mexanizmlaridan biridir (1-rasm).

Membrana gözenek hajmini diqqat bilan nazorat qilish orqali turli o'lchamdagi viruslarni samarali ravishda ajratish mumkin, bu esa mahsulotning yuqori tozaligini ta'minlaydi. Bundan tashqari, ushbu mexanizm kimyoviy ifloslanish yoki yakuniy mahsulotdagi qoldiq aralashmalar xavfini bartaraf etadigan kimyoviy reagentlarni qo'shishni talab qilmaydi.

Ushbu afzalliklar biofarmatsevtik ishlab chiqarishda, xususan, terapevtik oqsillar, monoklonal antikorlar, vaktsinalar va boshqa biologik mahsulotlar ishlab chiqarishda o'lchamni istisno qilishni ideal virusni yo'q qilish strategiyasiga aylantiradi.

Shakl 1. Virusni o'lchamni istisno qilish mexanizmi orqali olib tashlash

 

1.2 Elektrostatik shovqin

Elektrostatik o'zaro ta'sir virusni ajratishning yana bir muhim mexanizmi bo'lib, virusni ushlash va olib tashlash uchun keng qo'llaniladi (2-rasm).

Ushbu yondashuv membrana materiallari va virus zarralari o'rtasidagi adsorbsiya kuchlaridagi farqlardan foydalanadi. Membrananing sirt xususiyatlarini moslashtirib, viruslarni elektrostatik tortishish orqali samarali tarzda ushlash mumkin.

Odatda elektrostatik filtrlash materiallari nanofibroz membranalar, gözenekli materiallar va funktsional nanomateriallarni o'z ichiga oladi. Katta o'ziga xos sirt maydoni va ko'p funktsional guruhlar tufayli bu materiallar virusli zarralar bilan o'zaro ta'sirni kuchaytiradigan va virusni ushlab turishni yaxshilaydigan ko'plab faol bog'lanish joylarini ta'minlaydi.

 

Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, bir nechta ish sharoitlari elektrostatik viruslarni yo'q qilish samaradorligiga sezilarli ta'sir qiladi:

1. Past pH va past ion quvvati membrana yuzasi va virus zarralari orasidagi elektrostatik o'zaro ta'sirlarni kuchaytirish orqali virusni ushlab turishni maksimal darajada oshiradi.

2. Mg²⁺ va Ca²⁺ kabi ikki valentli kationlar elektrostatik oʻzaro taʼsirlarni susaytirib, virusni yoʻq qilish samaradorligini kamaytirishi mumkin.

3. Oqimning uzilishi vaqtida virusni ushlab turish, birinchi navbatda, membrana va bakteriofag PP7 o'rtasidagi elektrostatik tortishish va hidrofobik adsorbsiyaga bog'liq. Bunday sharoitda oqsilga yaqinligi past bo'lgan virusni yo'q qilish membranalari odatda Log Reduction Value (LRV) unumdorligini ko'rsatadi.

Shakl 2. Viruslarni filtrlashda elektrostatik o'zaro ta'sir mexanizmi

Biofarmatsevtika sanoatining jadal rivojlanishi bilan virusni filtrlash biologik preparatlarni tozalash va ishlab chiqarishda tobora muhim bosqichga aylandi. Biroq, an'anaviy virus filtrlash membranalari ko'pincha o'tkazuvchanlik oqimining etarli emasligi, etarli darajada uzoq{1}}barqarorligi va membrananing ifloslanishiga yuqori sezuvchanligi bilan cheklanadi, bularning barchasi jarayon samaradorligi va mahsulot unumdorligini buzishi mumkin.

Ushbu muammolarni hal qilish uchun tadqiqotchilar filtrlash samaradorligi, ifloslanishga chidamliligi va yuqori ish barqarorligi-bilan keyingi avlod membrana materiallarini ishlab chiqishga katta kuch sarfladilar.

So'nggi yutuqlarga quyidagilar kiradi:

1. Membrananing gidrofilligini yaxshilaydigan va oqsil adsorbsiyasini kamaytiradigan tsvitterionli SPP-payvandlangan polietersulfon (PES) ultrafiltratsion membranalari.

2. Mikrog'ovak PES membranalari zvitterionik polimer cho'tkalari bilan payvandlangan bo'lib, virusni yuqori darajada ushlab turishni ta'minlaydi.

3. PAN/PET tsellyuloza-asosidagi mikrofiltrlash membranalari mukammal mexanik mustahkamlik va filtrlash samaradorligini ta'minlaydi.

4. Elektrostatik o'zaro ta'sirlar orqali virusni ushlashni kuchaytiradigan elektrospinning va in situ fotokrosslink orqali ishlab chiqarilgan musbat zaryadlangan polivinil spirti (PVA) membranalari.

5. Oʻz-oʻzidan yigʻilgan suyuq kristall (LC) nanostrukturali materiallardan qurilgan qatlamli nanokanal membranalar, ular yuqori darajada boshqariladigan gözenek arxitekturasi va virusni yoʻq qilishning istiqbolli qobiliyatiga ega yangi membrana platformasini ifodalaydi.

Ushbu ilg'or membrana materiallarining uzluksiz rivojlanishi an'anaviy filtrlash vositalarining cheklovlarini engib o'tish bilan birga virus filtrlash ish faoliyatini sezilarli darajada yaxshilashi kutilmoqda.

 

3. Tijoriy virus filtrlari

Tijoriy virus filtrlari odatda ikkita asosiy konfiguratsiyada mavjud:

* Bo'shliq tolali membrana modullari

* Yassi{0}}parcha membranali kassetalar

Ushbu filtrlar odatda polimerlardan ishlab chiqariladi, masalan:

* Hidrofil poliviniliden ftorid (PVDF)

* Gidrofil polietersulfon (PES)

* Qayta tiklangan tsellyuloza (RC)

Tabiiy hidrofilik qayta tiklangan tsellyulozadan farqli o'laroq, PVDF va PES tabiiy ravishda hidrofobik materiallardir. Membranani filtrlash jarayonida hidrofobik yuzalar oqsillarni adsorbsiyalashga moyil bo'lib, bu teshiklarning tiqilib qolishiga, membrananing ifloslanishiga, o'tkazuvchanlik oqimining kamayishiga va natijada mahsulotning tiklanishini kamaytirishga olib kelishi mumkin.

Virusni filtrlash jarayonida uchraydigan asosiy ifloslantiruvchi moddalarga oqsil agregatlari, qoldiq DNK, qisman denatüratsiyalangan oqsillar va boshqa jarayonlar bilan bog'liq{0}} aralashmalar kiradi. Nopoklik nafaqat tozalash samaradorligini pasaytiradi, balki yakuniy mahsulot sifatiga ham salbiy ta'sir ko'rsatishi mumkin. Shunday qilib, tegishli prefiltratsiya bosqichini kiritish membrana ifloslanishini minimallashtirish va filtrning xizmat qilish muddatini uzaytirish uchun samarali strategiya hisoblanadi.

Ko'pgina ichi bo'sh tolali virus filtrlari texnik jihatdan tangensial oqim filtrlash (TFF) rejimida ishlashga qodir bo'lsa-da, ko'pgina tijoriy virus filtrlash jarayonlari hozirda -O'lik filtrlash (DFF) sharoitida amalga oshiriladi.

Murin daqiqali virusi (MVM) viruslarni olib tashlash samaradorligini tekshirish uchun eng qiyin model viruslardan biri sifatida keng tan olingan. Binobarin, biofarmatsevtika sanoati 20 nm virusni ushlab turuvchi filtrlarni viruslarni tozalashni tekshirish standarti sifatida keng miqyosda qabul qildi va filtrlarni kattaroq teshik o'lchamlari bilan almashtirdi.

 

4. Xulosa

Membranani loyihalash va ishlab chiqarish texnologiyalaridagi sezilarli yutuqlarga qaramay, viruslarni yo'q qilishning doimiy yuqori samaradorligiga erishish muhim muammo bo'lib qolmoqda.

Membrana gözenek tuzilishi va material xususiyatlarini optimallashtirish filtrlash samaradorligini oshirgan bo'lsa-da, mavjud texnologiyalar turli xil virus turlarini, ayniqsa kichik yoki tizimli noyob viruslarni olib tashlashda hali ham cheklovlarga duch keladi. Yagona jismoniy oʻlcham{1}}istisno mexanizmi virusni olib tashlash boʻyicha barcha talablarni qondirish uchun yetarli emas. Shu sababli, bir nechta ajratish mexanizmlarini -jumladan, elektrostatik adsorbsiya, sirt funksionalizatsiyasi va kimyoviy modifikatsiyani- birlashtirish virusni tozalashning umumiy samaradorligini oshirish uchun zarur bo'ladi.

Antikorlarni tozalash jarayonlari uchun joriy virusni olib tashlash membranalari membrana o'tkazuvchanligi, ifloslanish qarshiligi va virusni ushlab turish samaradorligi bilan bog'liq muammolarga duch kelishda davom etmoqda. Kelajakdagi tadqiqotlar membrana ish faoliyatini yanada yaxshilash va zamonaviy biofarmatsevtika ishlab chiqarishining tobora kuchayib borayotgan sifat talablariga javob berish uchun innovatsion membrana materiallari, ilg'or sirtni o'zgartirish texnologiyalari va optimallashtirilgan jarayon dizayniga yo'naltirilishi kerak.

 

Ma'lumotnomalar

Luo, X., Ye, H., Li, H., * va boshqalar. Antikorlarni tozalash jarayonlari uchun virusni olib tashlash membranalarini qo'llashdagi so'nggi yutuqlar. *Shandong kimyo sanoati*, 2024, 53(19): 153–157. DOI: 10.19319/j.cnki.issn.1008-021X.2024.19.048.