الترشيح الفائق للألياف المجوفة بقدرة 300 كيلو كيلو دي: تحليل عملية التركيز والتنقية عالية الكفاءة- لفيروسات القدم/القدم-و-فيروس/أ

مقدمة

مرض-الحمى القلاعية (FMD) هو مرض حيواني حاد وحمى ومعدٍ للغاية يسببه فيروس مرض الحمى القلاعية -و-فيروس الحمى القلاعية (FMDV). يؤثر هذا الفيروس على الحيوانات ذات الظلف المشقوق-، حيث يوجد أكثر من 70 نوعًا عرضة للإصابة. وينتشر بسرعة ولديه معدل إصابة مرتفع، وعادةً ما يؤثر على الماشية الرئيسية مثل الخنازير والأغنام والماشية، حيث يمكن أن يصل معدل الإصابة إلى 100٪. ينتمي FMDV إلى الجنسالقدم-و-فيروس الفممن عائلة MicroRNAviridae. الجسيمات كروية، يبلغ قطرها حوالي 27-30 نانومتر، مع معامل ترسيب 146S للجسيمات الفيروسية السليمة. تتوفر حاليًا لقاحات مختلفة لمرض الحمى القلاعية، بما في ذلك لقاحات الفيروسات الحية الموهنة، ولقاحات ناقلات الفيروسات الحية، واللقاحات المعطلة، ولقاحات الحمض النووي، ولقاحات الببتيد الاصطناعية، ولقاحات الوحدات الفرعية. إن لقاحات مرض الحمى القلاعية المعطلة عمومًا لها آثار جانبية أقل في الحيوانات، كما توفر اللقاحات متعددة التكافؤ فعالية تحصين أفضل، مما يجعلها الدعامة الأساسية للوقاية من مرض الحمى القلاعية في الصين.

الترشيح الفائق للتدفق العرضي

في الوقت الحالي، يعد الترشيح الفائق للتدفق العرضي طريقة شائعة الاستخدام للتنقية والتركيز في -الإنتاج على نطاق واسع للقاحات المعطلة متعددة التكافؤ لأمراض القدم والفم-. لا تحقق هذه الطريقة عامل التركيز المطلوب فحسب، بل تزيل أيضًا كمية كبيرة من الشوائب الأجنبية. يستخدم الترشيح الفائق للتدفق العرضي بشكل أساسي للتنقية والتركيز والترشيح (تحلية المياه واستبدال المخزن المؤقت). بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدامه أيضًا لتنقية مرق التخمير أو وسط زراعة الخلايا باستخدام الترشيح الدقيق للتدفق العرضي، وبالتالي استبدال الطرد المركزي أو التصفية الأولية.

في الترشيح العمودي التقليدي، تميل الجزيئات الكبيرة إلى التجمع على سطح الغشاء، مما يؤدي إلى انسداد الفلتر. ومع ذلك، يسمح ترشيح التدفق العرضي للتدفق بالتوازي مع الغشاء، مما يؤدي إلى تجنب مشكلة الانسداد هذه. أثناء ترشيح التدفق العرضي، يُطلق على المذيب والمواد الأصغر من حجم مسام الغشاء والتي تتخلل الغشاء اسم النافذ، بينما يتم الاحتفاظ بالمواد الأكبر من حجم المسام كمركز. ومن خلال الجمع بين عمليات الغسيل والترشيح الأمثل، يمكن تحقيق فصل وتنقية الجزيئات ذات الأحجام المختلفة. توفر هذه التقنية مزايا مثل التكلفة المنخفضة، وظروف التشغيل المعتدلة، والتنظيف والاستبدال المريحين، ومعدل تدفق مرتفع لتخلل الأغشية، والتشغيل البسيط، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص للتركيز على نطاق واسع - وتنقية المواد النشطة بيولوجيًا.

المواد والأساليب

النتائج والمناقشة

فيما يتعلق بالتنقية الأولية للفيروسات، يحقق تركيز الترشيح الفائق معدل إزالة يزيد عن 90% للشوائب مثل البروتينات التي لا تحتوي على فيروسات. من حيث الحجم، يمكنه تحقيق تركيزات عالية تصل إلى 10-50 مرة، مما يوفر دعمًا قويًا للتنقية اللاحقة. يتم اختيار عمود من الألياف المجوفة بوزن جزيئي يبلغ 300 كيلو دالتون. حجم المسام هذا، مع احتفاظه بأكثر من 85% من الفيروس، يمكنه إزالة أكثر من 90% من بروتينات الشوائب. تبلغ مساحة الغشاء 1600 سم²، ويبلغ الإنتاجية 2-5 مل/سم²، مما يتيح إكمال تركيز الترشيح الفائق خلال فترة زمنية فعالة (خلال ساعتين). وترد بيانات مفصلة عن تركيز الترشيح الفائق وتنقيته في الجدول 1.

جدول 1. نتائج الكشف الإجمالي عن مستضدات مرض القدم-و-مرض القدم (النوعان O وA)

اعتبارات طريقة التنقية

حاليًا، توجد طرق تنقية مختلفة، ولكن حتى مع نفس الطريقة لنفس المستضد، غالبًا ما يكون تأثير التنقية غير مرضٍ لأسباب عديدة، بما في ذلك توصيف المستضد ومعلمات العملية. على سبيل المثال، يمكن للتغيرات في التصميم الجزيئي الأولي أو أنظمة ثقافة التخمير أن تغير البنية الجزيئية الفيروسية، مما يؤدي إلى نتائج تنقية غير مرضية. يمكن أن تؤدي طرق التوضيح غير المناسبة إلى زيادة تكاليف المواد الخام أو كمية البروتين غير المتجانس، مما يزيد من الضغط على التنقية النهائية. يمكن أن يؤدي التركيز غير المناسب للترشيح الفائق، مثل أحجام مسام غشاء الترشيح الفائق المختلفة، وعوامل التركيز والشطف، ومعدلات تدفق المدخل، ومعدلات الترشيح، وTMP، إلى انخفاض معدلات استرداد المستضد. تظهر الممارسة الواسعة أن سوء التنقية يمكن أن يسبب ردود فعل سلبية كبيرة في الحيوانات بعد التحصين، مما قد يؤدي إلى الوفاة.