技术领域
[0001] 本
发明涉及依诺肝素的领域,更具体地,本发明涉及一种使用切向流过滤纯化依诺肝素的方法,应用于依诺肝素的纯化。
背景技术
[0002] 肝素钠(Heparin)是广泛存在于人和
哺乳动物组织中的
生物活性物质,属于天然黏多糖类,其化学结构由右旋
葡萄糖醛酸和右旋葡萄糖胺交替连接而成,分子量分布5,000 - 30,000 道尔顿( 平均分子量为 20,000 道尔顿)。肝素钠是迄今为止人类已知的分子结构最复杂的有机化合物之一。肝素钠具有很强的抗凝血、抗血栓功能,即抗Ⅱ a 和抗Xa 功能。长期使用普通肝素钠有诱导血小板减少症的
风险(3%),而血小板减少症能导致血栓症和死亡率的增加。
[0003] 依 诺 肝 素 钠(Enoxaparin Sodium)为 低 分 子 肝 素 类(low molecular weightheparin,简称LMWH)品种之一,主要应用于抗血栓、抗凝血、
治疗急性心梗和不
稳定性心绞痛等。其抗血机理复杂,适应性比较广泛,对凝血的各个环节都有作用,拥有广泛的市场前景。目前依诺肝素的生产主要通过肝素在
碱性条件下裂解后,用
有机溶剂沉淀、烘干、
透析/
超滤,冻干等纯化手段得到药用级依诺肝素。
[0004] 与普通肝素钠相比,“依诺肝素钠”具有相似的抗凝效能,但是引起血小板减少的
副作用明显降低,出血并发症亦减少、皮下注射吸收好、体内
半衰期较长等诸多优点,市场占有率约占肝素类产品2/3 以上。
[0005] 当前依诺肝素钠纯化手段中的透析方法存在换
水量大,且不能自动操作,透析操作时间长,放大过程可操作性差,冻干过程
含水量高导致能耗高等
缺陷,而目前使用的普通的超滤技术处理量受限制,从实验室阶段到放大过程数据参考性不强,不能够很好地预测小试到中试以及规模生产所需要的过程参数,从而影响了整个生产过程的
质量控制。
发明内容
[0006] 本发明主要解决的技术问题是提供一种使用切向流过滤纯化依诺肝素的方法,在依诺肝素脱盐浓缩除杂中的应用,使得过滤滞留体积小,产品收率高,一步实现除杂脱盐浓缩,快速,高效温和,缩短操作时间和可操作性,降低成本;通过实时工艺数据记录而实现直接、简便稳定可靠地从研发规模放大到生产规模。
[0007] 为解决上述技术问题,本发明采用的一个技术方案是:提供了一种使用切向流过滤纯化依诺肝素的方法,包括以下步骤:a、预准备:将依诺肝素样品溶解在纯水中,定容后然后装至端口处理容器中形成依诺肝素溶液,并连接缓冲液容器,渗透天平上放置液体收集器,渗透天平归零;
b、参数设置:压
力监测器和
泵通过USB
接口数据线外接计算机,在计算机内通过
软件进行参数设置;
c、设置泵的流速:关闭透过液端口,断开端口处理容器与缓冲液容器,开启泵,通过泵从端口处理器中
抽取依诺肝素溶液,通过膜上出液口的管道进入中空
纤维膜组件,压力
传感器将数据反馈给压力监测器,依诺肝素溶液进入膜上回流液口的管道回流,通过自动背压
阀回流进入端口处理容器中;
d、浓缩阶段:使用计算机开始开始采集数据,运行5分钟后打开透过液端口,泵从端口处理容器中抽取依诺肝素溶液,通过膜上出液口的管道进入中空纤维膜组件,
压力传感器将数据反馈给压力监测器,依诺肝素溶液的小部分液体通过渗透口的管道渗透至液体收集器中,依诺肝素溶液的大部分液体通过膜上回流液口的管道回流进入端口处理容器中,逐步提高TMP,设置TMP来改变渗透口的管道内渗透液的流速,依诺肝素溶液进入浓缩阶段,同时对低分子杂质及盐进行脱除;
e、脱除低分子杂质和盐:当依诺肝素溶液浓缩至一定体积后,在缓冲液容器中加入纯水,由于
管道系统为内封闭状态,当缓冲液容器中渗透出液体时,端口处理容器内部形成
真空,将缓冲液容器中纯水吸入,依诺肝素溶液进入恒体积换液阶段,实现低分子杂质和盐的脱除,同时实现脱除低分子多糖而调节分子量分布,观察压力及渗透流量变化,调控TMP来改变渗透流速;
f、完成超滤:通过测定渗透液中盐含量,确定换水倍数,当换水达到4-8倍时,依诺肝素溶液完成超滤,断开缓冲液容器,浓缩依诺肝素至难以有液体滴出,计算机终止数据收集,保存数据,关闭泵,终止依诺肝素超滤的实验,清洗设备;
g、指标检测:将依诺肝素肝素样品冻干,称取质量,计算收率,产品指标检测。
[0008] 在本发明一个较佳
实施例中,所述的渗透天平通过透过液端口与中空纤维膜组件相连接,所述的中空纤维膜组件分别与自动背压阀和压力监测器相连接,所述的端口处理容器连接在自动背压阀和压力监测器之间,所述的缓冲液容器与端口处理容器相连接,所述的计算机与压力监测器外接,所述的液体收集器放置在渗透天平上面,所述的压力监测器设置在泵上。
[0009] 在本发明一个较佳实施例中,所述的泵的流速70-90ml/min,控制剪切力2500~3500/s。
[0010] 在本发明一个较佳实施例中,所述的中空纤维膜组件包括中空纤维
膜过滤器以及超滤膜,所述的超滤膜设置在中空纤维膜
过滤器内部。
[0011] 在本发明一个较佳实施例中,所述的超滤膜为改性聚醚砜膜,截留分子量1kD。
[0012] 在本发明一个较佳实施例中,所述的中空纤维膜过滤器上设置有三个接口,包括渗透口、膜上出液口以及膜上回流液口,所述的渗透口设置在中空纤维膜过滤器的一侧中部与透过液端口相连接,所述的膜上回流液口和膜上出液口分别安装在中空纤维膜过滤器的顶部和底部。
[0013] 在本发明一个较佳实施例中,所述的压力传感器包括Pp压力传感器、Pr压力传感器和Pf压力传感器,所述的Pp压力传感器和Pf压力传感器分别安装在膜上出液口和膜上回流液口的
位置,所述的Pr压力传感器安装在渗透口的位置。
[0014] 本发明的有益效果是:本发明的使用切向流过滤纯化依诺肝素的方法,在依诺肝素脱盐浓缩除杂中的应用,使得过滤滞留体积小,产品收率高,一步实现除杂脱盐浓缩,快速,高效温和,缩短操作时间和可操作性,降低成本;通过实时工艺数据记录而实现直接、简便稳定可靠地从研发规模放大到生产规模。
附图说明
[0015] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图,其中:图1是本发明的使用超滤纯化依诺肝素的方法一较佳实施例的
流程图;
图2是依诺肝素的超滤方法使用设备的结构
框图。
具体实施方式
[0016] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
[0017] 请参阅图1,本发明实施例包括:一种使用超滤纯化依诺肝素的方法,包括以下步骤:
a、预准备:将依诺肝素样品溶解在纯水中,定容后然后装至端口处理容器中形成依诺肝素溶液,并连接缓冲液容器,渗透天平上放置液体收集器,渗透天平归零;
b、参数设置:压力监测器和泵通过USB接口数据线外接计算机,在计算机内通过软件进行参数设置;
c、设置泵的流速:关闭透过液端口,断开端口处理容器与缓冲液容器,开启泵,通过泵从端口处理器中抽取依诺肝素溶液,通过膜上出液口的管道进入中空纤维膜组件,压力传感器将数据反馈给压力监测器,依诺肝素溶液进入膜上回流液口的管道回流,通过自动背压阀回流进入端口处理容器中;
d、浓缩阶段:使用计算机开始开始采集数据,运行5分钟后打开透过液端口,泵从端口处理容器中抽取依诺肝素溶液,通过膜上出液口的管道进入中空纤维膜组件,压力传感器将数据反馈给压力监测器,依诺肝素溶液的小部分液体通过渗透口的管道渗透至液体收集器中,依诺肝素溶液的大部分液体通过膜上回流液口的管道回流进入端口处理容器中,逐步提高TMP,设置TMP来改变渗透口的管道内渗透液的流速,依诺肝素溶液进入浓缩阶段,同时对低分子杂质及盐进行脱除;
e、脱除低分子杂质和盐:当依诺肝素溶液浓缩至一定体积后,在缓冲液容器中加入纯水,由于管道系统为内封闭状态,当缓冲液容器中渗透出液体时,端口处理容器内部形成真空,将缓冲液容器中纯水吸入,依诺肝素溶液进入换水阶段,实现低分子杂质和盐的脱除,同时对低分子多糖脱除而调节分子量分布,观察压力及渗透流量变化,调控TMP来改变渗透流速;
f、完成超滤:通过测定渗透液中盐含量,确定换水倍数,当换水达到4-8倍时,依诺肝素溶液完成超滤,断开缓冲液容器,浓缩依诺肝素至难以有液体滴出,计算机终止数据收集,保存数据,关闭泵,终止依诺肝素超滤的实验,清洗设备;
g、指标检测:将依诺肝素肝素样品冻干,称取质量,计算收率,产品指标检测。
[0018] 上述中,步骤b中的参数设置包括:1.日期;
2.过滤组件零件号,输入过滤零件号后,包括表面积、近似纤维支数、纤维长度、剪切率指南及膜类型在内的过滤信息会自动输入;
3.序号;
4.通过泵头和管道校正的管道尺寸,如:tubing size: 14,
5.组件表格日期。
[0019] 完成超滤后,需要外接少量纯净水冲洗超滤管道并收集,然后用纯净水冲洗超滤系统,最后使用0.4%氢
氧化钠溶液清洗超滤膜,并湿润保存。
[0020] 进一步的,所述的泵的流速为70-90ml/min, 控制剪切力2500~3500/s。
[0021] 如图2所示,所述的渗透天平通过透过液端口与中空纤维膜组件相连接,所述的中空纤维膜组件分别与自动背压阀和压力监测器相连接,所述的端口处理容器连接在自动背压阀和压力监测器之间,所述的缓冲液容器与端口处理容器相连接,所述的计算机与压力监测器外接,所述的液体收集器放置在渗透天平上面,所述的压力监测器设置在泵上。
[0022] 本发明中,所述的中空纤维膜组件包括中空纤维膜过滤器以及超滤膜,所述的超滤膜设置在中空纤维膜过滤器内部。其中,所述的超滤膜为改性聚醚砜膜,截留分子量1kD。
[0023] 上述中,所述的中空纤维膜过滤器上设置有三个接口,包括渗透口、膜上出液口以及膜上回流液口,所述的渗透口设置在中空纤维膜过滤器的一侧中部与渗透钳相连接,所述的膜上回流液口和膜上出液口分别安装在中空纤维膜过滤器的顶部和底部。
[0024] 再进一步的,所述的压力传感器包括Pp压力传感器、Pr压力传感器和Pf压力传感器,所述的Pp压力传感器和Pf压力传感器分别安装在膜上出液口和膜上回流液口的位置,所述的Pr压力传感器安装在渗透口的位置。
[0025] 实例一:a、称取依诺肝素92mg溶解于10ml超纯水中,定容,振荡均匀,置于端口处理容器中,并连接缓冲液容器,渗透天平上放置液体收集器,渗透天平归零;
b、压力监测器和
蠕动泵通过USB接口数据线外接计算机,在计算机内通过软件进行参
2
数设置,选用超滤膜为1kD,115cm ;
c、设定蠕动泵的流速70ml/min,剪切力2648/s,关闭透过液端口,断开端口处理容器与缓冲液容器,开启蠕动泵,依诺肝素溶液进入膜上回流液管道回流至端口处理容器中;
d、使用计算机开始开始采集数据,记录,运行5分钟后打开透过液端口,蠕动泵从端口处理容器中抽取依诺肝素溶液中的小部分液体,可通过渗透口的管道渗透至液体收集器中,大部分液体通过膜上回流液口的管道回流进入端口处理容器中,依诺肝素溶液进入浓缩阶段,同时对低分子杂质及盐进行脱除;
e、将自动背压阀调节至手动档,进行TMP压力设置,逐步升至10;
f、当依诺肝素溶液浓缩至一定体积时,在缓冲液容器中加入纯水,对依诺肝素溶液进行脱盐,除低分子多糖,调节分子量分布,调节TMP至10时,测定超滤渗透流速为0.95ml/min;TMP为12时,渗透流速1.05ml/min;
g、当换水达到3.5倍时,依诺肝素溶液渗透液测定无盐,断开缓冲液容器,浓缩依诺肝素至难以有液体滴出,计算机终止数据收集,保存数据,关闭蠕动泵,终止依诺肝素超滤的实验。冻干依诺肝素产品得到79mg,产品合格。
[0026] 实例二:a、称取依诺肝素98mg溶解于10ml超纯水中,定容,振荡均匀,置于端口处理容器中,并连接缓冲液容器,渗透天平上放置液体收集器,渗透天平归零;
b、压力监测器和蠕动泵通过USB接口数据线外接计算机,在计算机内通过软件进行参
2
数设置,选用超滤膜为1kD,115cm ;
c、设定蠕动泵的流速80ml/min,剪切力3018/s,关闭透过液端口,断开端口处理容器与缓冲液容器,开启蠕动泵;
d、计算机开始采集数据,此时为全回流阶段,运行5分钟后打开透过液端口;
e、设置TMP为8.0,蠕动泵从端口处理容器中抽取依诺肝素溶液,小部分渗透至液体收集器中,大部分回流进入端口处理容器中,依诺肝素溶液进入浓缩阶段,测定此时Pf为
8.1psi,Pp为-0.4psi,Pr为7.3psi,TMP为8.0psi,
f、当依诺肝素溶液浓缩至一定体积时,在缓冲液容器中加入纯水,对依诺肝素溶液进入换水脱盐除杂,逐步调节TMP至13时,Pf为13.1psi,Pp为-0.4psi,P r为12.3psi,TMP
2
为13.0psi,渗透流速为0.90ml/min,膜通量4.8L/m.h;
g、当换水达到4.7倍时,依诺肝素溶液渗透液测定无盐,断开缓冲液容器,浓缩依诺肝素至难以有液体滴出,计算机终止数据收集,保存数据,关闭蠕动泵,终止依诺肝素超滤的实验。冻干依诺肝素产品得到78mg,产品满足USP中GPC要求。
[0027] 实例三a、称取依诺肝素100g溶解于10L超纯水中,置于端口处理容器中,并连接缓冲液容器,渗透天平上放置液体收集器,渗透天平归零;
b、压力监测器和泵通过USB接口数据线外接计算机,在计算机内通过软件进行参数设
2
置,选用超滤膜为1kD,1.25m ;
c、设定泵的流速8L/min,剪切力为2716/s,关闭透过液端口,断开端口处理容器与缓冲液容器,开启泵,计算机开始采集数据,此时为全回流阶段,运行5分钟后打开透过液端口;
e、设置TMP为8.0,泵从端口处理容器中抽取依诺肝素溶液,小部分渗透至液体收集器中,大部分回流进入端口处理容器中,依诺肝素溶液进入浓缩阶段,
f、当依诺肝素溶液浓缩至4L时,在缓冲液容器中加入纯水,对依诺肝素溶液进入换水脱盐除杂,控制分子量分布,逐步调节TMP至13时,Pf为14.0psi,Pp为-0.4psi,Pr为
2
12.0psi,TMP为13.0psi,膜通量4L/m.h;
g、当换水达到6倍时,依诺肝素溶液渗透液测定无盐,断开缓冲液容器,浓缩依诺肝素至难以有液体滴出,计算机终止数据收集,保存数据,关闭泵,终止依诺肝素超滤的实验。冻干依诺肝素产品,满足USP中GPC要求。
[0028] 本发明揭示的使用超滤纯化依诺肝素的方法,在依诺肝素脱盐浓缩除杂中的应用,使得过滤滞留体积小,产品收率高,一步实现除杂脱盐浓缩,快速,高效温和,缩短操作时间和可操作性,降低成本;通过数据记录而实现直接、简便地从研发规模放大到生产容量。
[0029] 以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的
专利范围,凡是利用本发明
说明书内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其它相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。