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內毒素及其去除,內毒素結構和性質,內毒素的危害及檢測,內毒素去除的方法,構建生物經濟體系 打造生物經濟旗艦,,內毒素也稱為脂多糖或LPS，是革蘭氏陰性菌胞壁上一種成分（少數(shù)陽性菌也能產生）。其細胞壁外膜的外部脂質成分完全由內毒素分子組成 ，死亡時則會釋放大量內毒素。一個大腸桿菌細胞約含有200萬個LPS分子,內毒素是什么,構建生物經濟體系 打造生物經濟旗艦,,疏水性，毒性部分,結構復雜，特異性部分,帶負電,功能部分,構建生物經濟體系 打造生物經旗艦,,結 構,不同的革蘭氏陰性細菌,其 LPS的化學組成有一定的差別,但都含有內脂 A 部分,,內毒素性質,,單體,膠束,囊狀,內毒素存在形式,構建生物經濟體系 造生物經濟旗艦,構建生物經濟體系 打造生物經濟旗艦,內毒素的危害,冷顫,發(fā)熱，頭痛,惡心，嘔吐，臉色蒼白,血液循環(huán)障礙,休克,死亡,醫(yī)藥制劑 本身不合格或放置時間過長,輸液器 未消毒徹底,注射器 操作污染,2ng/kg體重即能引起發(fā)熱,構建生物經濟體系 打造生物經濟旗艦,藥品、生物制品的細菌內毒素限值（L，EU/mg）一般按以下公式確定：,,,K 為人每公斤體重每小時最大可接受的內毒素劑量，單位 EU/（kg h） M 為人每公斤體重每小時的最大供試品劑量，單位mg/（kg h）,生物制品中內毒素標準,細菌內毒素標準在制定時應定為計算值的1/3~1/2。,我國藥典要求注射劑中細菌內毒素＜1EU/ml,內毒素與鱟試劑的凝膠反應,簡單,經濟, 不需專用測定設備,特異性不強 精密度、定量性差,簡單、快速、靈敏度高、檢測范圍寬,需精密的專用儀器,精度高、靈敏度高,儀器和試劑貴,操作比較復雜,部分藥品由于自身特殊性無法通過稀釋法消除干擾，因此鱟試驗還無法完全取代家兔熱原試驗,常用內毒素檢測方法,內毒素去除的難點,構建生物經濟體系 打造生物經濟旗艦,內毒素,去除內毒的方法,1.高溫烘烤 熱原的耐熱性能良好，60℃加熱1h不被分解破壞，100℃不降解，但180℃3～4h、200℃60min或250℃30～45min可使熱原徹底破壞。此法適合玻璃器皿的去內毒,2.堿消毒（室溫條件下）,,主要用于玻璃、 塑料和其它高分子材料器皿上內毒素的去除,4.蒸餾法，超濾法，反滲透，此法一般在生產注射用水時用到，蒸餾需要多級蒸餾并且加隔沫裝置，反滲透成本高。,5.吸附法，內毒素在水溶液中可被活性炭、石棉、白陶土等吸附而除去。由于對蛋白有吸附故不適合用于生物制品。,6.層析法，選用合適的層析填料和溶液體系，能夠有效去除產品中的內毒素，是目前單抗純化生產中的主流工藝。,內毒素去除方法存在選擇性差，樣品回收率低等問題。下面主要介紹幾種生產中常用的方法,構建生物經濟體系 打造生物經濟旗艦,7.相分離法、適用于蛋白制品，但各有缺點。,相分離法Triton X-114,此法用于較大重組蛋白質（rCK-bb、Rck-mb）中LPS的去除，經過三次相分離后，LPS從104 EU/ml降到了幾個EU/ml，去除率超過97%，蛋白的回收率大于90%。,適用于親水性蛋白的內毒去除，會使一些有毒的 Triton X-114 殘存在蛋白溶液中,構建生物經濟體系 打造生物經濟旗艦,離子交換層析的速度快、載量高、濃縮效應好,在早期下游純化中擔當重要角色。一般而言,內毒素比蛋白質在陰離子交換介質上的結合強很多,分子量越小的內毒素結合得越強,多數(shù)要在柱再生(1M氯化鈉) 或在位清洗(1M氫氧化鈉)時才從介質上洗脫下來,構建生物經濟體系 打造生物經濟旗艦,陰離子交換層析,,,,,內毒素在pH〉2時都是帶負電。陰離子層析填料自身帶正電能夠吸附內毒?？墒褂昧鞔┠Ｊ剑蠘忧皹悠稰H控制在目的蛋白PI以下，使其帶正電。這樣內毒素結合在填料上，目的蛋白直接流穿,,如二乙胺乙基（DEAE）陰離子交換介質適于從堿性蛋白質（即帶正電的蛋白質，如尿激酶）中去除內毒素，,,成本低，吸附容量大，但這種方法不適用于帶負電荷的蛋白,構建生物經濟體系 打造生物經濟旗艦,疏水與分子篩,疏水層析法利用高鹽增加蛋白疏水性與介質結合，而在高鹽體系中內毒素由于脂質A部分有很強的疏水性發(fā)凝 集，無法與層析介質結合，因此能夠有效去除內毒素,分子篩是利用凝膠的網狀結構根據分子大小進行分離的一種方法。一般抗體分子量為幾萬道爾頓,而內毒素分子量為幾十萬至上百萬道爾頓,常是多聚體,因此利用分子篩可以有效去除內毒素,但其處理量小,處理時間較長。,構建生物經濟體系 打造生物經濟旗艦,親和層析 以組氨酸 、 組胺、 多粘菌素 B、聚陽離子等為配基,,將內毒素底物LAL或多粘菌素B(PMB)偶聯(lián)于CNBr-Sepharose 或NHS-Sepharose上,以此介質特異性吸附內毒素,而讓蛋白通過 。,親和層析,構建生物經濟體系 打造生物經濟旗艦,親和層析,親和配基 PMB 與內毒素之間的作用主要是疏水與靜電作用,而鹽濃度即離子強度的變化會反方向影響這兩種作用 : 離子強度增大會增強親和配基PMB與內毒素之間的疏水作用,同時又會減小兩者之間的靜電作用 ; 離子強度減小會減小親和配基PMB與內毒素之間的疏水作用,同時又會增大兩者之間的靜電作用。疏水作用與靜電作用的協(xié)同作用導致了上述結果。,構建生物經濟體系 打造生物經濟旗艦,在低pH時,內毒素分子中磷酸酯基和羧基離子化減小。在分子內疏水作用的驅使下內毒素分子趨于更為緊湊的結構,從而減少了相互作用的位點,導致去除率的下降。隨著溶液pH的增大,內毒素分子的緊湊結構被分子內靜電相互作用破壞,舒展的結構使內毒素分子與固載于瓊脂糖上的配基產生更為有效的作用,導致去除率的升高。 在高 pH 下內毒素去除率的下降可能是因為鍵合于基質上的疏水配基的構像發(fā)生扭曲變形所致。,親和層析,多種層析方法組合效果,,構建生物經濟體系 打造生物經濟旗艦,生物技術藥品的純化,主要是采用各種柱層析技術,如疏水層析、離子交換、親和層析、分子篩等,這些技術純化目標產品的同時也可以有效去除內毒素,雖然生物制品中內毒素的除去方法很多，但還是很難將內毒素徹底去除，為了從根本上解決內毒素的困擾，在生產前我們應該對生產環(huán)境，生產器具，操作方法等進行嚴格控制，將內毒素污染風險降到最低,Thank You,