Ultrafiltrasi Serat Berongga 300kd: Analisis Proses-Konsentrasi dan Pemurnian Efisiensi Tinggi Untuk Virus-dan-Penyakit O/A Mulut
Sep 03, 2026| Perkenalan
Penyakit kaki{0}}dan-mulut (FMD) adalah penyakit hewan akut, demam, dan sangat menular yang disebabkan oleh virus penyakit kaki-dan-mulut (FMDV). Virus ini menyerang hewan-berkuku terbelah, dengan lebih dari 70 spesies yang rentan. Penyakit ini menyebar dengan cepat dan memiliki tingkat kesakitan yang tinggi, biasanya menyerang hewan ternak besar seperti babi, domba, dan sapi, yang angka kejadiannya dapat mencapai 100%. FMDV termasuk dalam genusVirus Kaki-dan-Virus Mulutdari keluarga MicroRNAviridae. Partikelnya berbentuk bola, berdiameter sekitar 27-30 nm, dengan koefisien sedimentasi 146S untuk partikel virus utuh. Saat ini tersedia berbagai macam vaksin PMK, antara lain vaksin virus hidup yang dilemahkan, vaksin vektor virus hidup, vaksin inaktif, vaksin asam nukleat, vaksin peptida sintetik, dan vaksin subunit. Vaksin PMK yang dilemahkan umumnya memiliki efek samping yang lebih sedikit pada hewan, dan vaksin multivalen menawarkan efektivitas imunisasi yang lebih baik, menjadikannya andalan dalam pencegahan PMK di Tiongkok.
Ultrafiltrasi Aliran Tangensial
Saat ini, ultrafiltrasi aliran tangensial adalah metode pemurnian dan konsentrasi yang umum digunakan dalam-produksi vaksin tidak aktif multivalen penyakit mulut-skala besar. Metode ini tidak hanya mencapai faktor konsentrasi yang diinginkan tetapi juga menghilangkan sejumlah besar pengotor asing. Ultrafiltrasi aliran tangensial terutama digunakan untuk pemurnian, konsentrasi, dan filtrasi (penghilangan garam dan penggantian buffer). Selain itu, dapat juga digunakan untuk klarifikasi kaldu fermentasi atau media kultur sel menggunakan mikrofiltrasi aliran tangensial, sehingga menggantikan sentrifugasi atau klarifikasi primer.
Dalam filtrasi vertikal konvensional, molekul besar cenderung berkumpul pada permukaan membran, menyumbat filter. Namun, filtrasi aliran tangensial memungkinkan aliran mengalir sejajar dengan membran, sehingga menghindari masalah penyumbatan ini. Selama filtrasi aliran tangensial, pelarut dan zat yang lebih kecil dari ukuran pori membran yang menembus membran disebut permeat, sedangkan zat yang lebih besar dari ukuran pori dipertahankan sebagai konsentrat. Dikombinasikan dengan proses pencucian dan filtrasi yang optimal, pemisahan dan pemurnian molekul dengan berbagai ukuran dapat dicapai. Teknologi ini menawarkan keunggulan seperti biaya rendah, kondisi pengoperasian yang ringan, pembersihan dan penggantian yang mudah, laju aliran permeat membran yang tinggi, dan pengoperasian yang sederhana, sehingga sangat cocok untuk konsentrasi-skala besar dan pemurnian zat bioaktif.
Bahan dan Metode
Kolom Serat Berongga:Batasan berat molekul 300kd, luas membran 1600cm².
Bahan:Masing-masing supernatan dari FMDV tipe O dan tipe A masing-masing 5,6L setelah sentrifugasi dan klarifikasi.
Parameter Proses:Selama konsentrasi ultrafiltrasi, gaya geser disesuaikan hingga sekitar 3000⁻¹, dan TMP dikontrol agar tidak lebih tinggi dari 10 psi. Ketika faktor konsentrasi mendekati 11 kali, sampel dicuci dengan larutan Buffer 6CV. Setelah pencucian, udara steril dimasukkan ke dalam tabung masuk, dan semua sampel pekat di dalam tabung disuntikkan ke dalam botol konsentrasi sampel. Kemudian, PBS steril ditambahkan untuk membilas tabung sampai volume akhir cairan pekat adalah 500 mL, sehingga meningkatkan laju pemulihan secara keseluruhan.
Hasil dan Pembahasan
Dalam hal pemurnian virus awal, konsentrasi ultrafiltrasi mencapai tingkat penghilangan lebih dari 90% pengotor seperti protein yang tidak mengandung virus. Dari segi volume, dapat mencapai konsentrasi tinggi 10-50 kali lipat, memberikan dukungan kuat untuk pemurnian selanjutnya. Kolom serat berongga dengan batas berat molekul 300kd dipilih. Ukuran pori-pori ini, meskipun mampu menahan lebih dari 85% virus, dapat menghilangkan lebih dari 90% protein pengotor. Luas membran 1600 cm², dan throughput 2-5 mL/cm², memungkinkan konsentrasi ultrafiltrasi diselesaikan dalam waktu efektif (dalam 2 jam). Data konsentrasi dan pemurnian ultrafiltrasi terperinci ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 1. Hasil deteksi total antigen penyakit mulut dan kuku (tipe O dan A)
| Nama Sampel | Pakan Cair | Volumenya (mL) | Konten 146S (ug/mL) | Tingkat Pemulihan 146S (%) | Konsentrasi Protein (ug/mL) | Tingkat Penghapusan Protein (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| O-tipe | Solusi orisinal | 5600 | 2.53 | 87.94 | 5040 | 94.38 |
| O-tipe | Konsentrat | 500 | 24.92 | 87.94 | 3170 | 94.38 |
| Sebuah-tipe | Solusi orisinal | 5600 | 3.37 | 94.80 | 5980 | 93.55 |
| Sebuah-tipe | Konsentrat | 500 | 35.78 | 94.80 | 4318 | 93.55 |
Pertimbangan Metode Pemurnian
Saat ini terdapat berbagai metode pemurnian, namun meskipun dengan metode yang sama untuk antigen yang sama, efek pemurnian seringkali tidak memuaskan karena berbagai alasan, termasuk karakterisasi antigen dan parameter proses. Misalnya, perubahan desain molekul hulu atau sistem kultur fermentasi dapat mengubah struktur molekul virus, sehingga menghasilkan hasil pemurnian yang tidak memuaskan. Metode klarifikasi yang tidak tepat dapat meningkatkan biaya bahan baku atau jumlah protein heterolog, sehingga meningkatkan tekanan pada pemurnian hilir. Konsentrasi ultrafiltrasi yang tidak tepat, seperti ukuran pori membran ultrafiltrasi yang berbeda, faktor konsentrasi dan elusi, laju aliran masuk, laju filtrasi, dan TMP, dapat mengakibatkan tingkat pemulihan antigen yang rendah. Praktek yang luas menunjukkan bahwa pemurnian yang buruk dapat menyebabkan reaksi merugikan yang signifikan pada hewan setelah imunisasi, yang berpotensi menyebabkan kematian.
Kesimpulan:Studi ini menunjukkan bahwa, dalam proses aliran tangensial, dengan memilih ukuran pori membran yang sesuai (300kd), rasio pencucian, laju aliran masuk, dan TMP, tingkat pemulihan yang tinggi dan penghilangan pengotor maksimum dapat dipastikan.