Способ очистки биологических растворов методом диафильтрации

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ЗОБРЕТЕН ОПИСАН АВТОРСКОМ ВИДЕТЕЛЬСТВ т атныи ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Всесоюзный научно-исследова ельский институт особо чистых биопрепаратов(56) 1, Лытнерский Ю.И. Обросмос,и ультрафильтрация. Ммия") 1978.2. Жемков В.П. и др.Исследованиезакономерностей микрофильтрации биологических суспензий. Третья Всесоюзная конференция по мембранным методам разделения смесей. - Тезисы докладов. Владимир 1981.3. Вгп 1 п 8., К 1 ЮеС А., Че 1 дгдпн,1. А.С. Очегпеч о 6 сопсепггагдоп ро 1 агдгаг.оп п ц 1 ггаГПггагоп,Л 0 еза 1 пагхоп", 1980, 35, В 1-3,223-242.4. Ча 1 ег. А., Сагкед С., Могапйх М., Репйе В., Яег 1 Р. Ьагяе-зса 1 ерог 1 Есаг 1 оп оГ пасгдчасес 1 дпГ 1 оепга часс 1 пе оз 1 па щещЬгапе ао 1 есц 1 аг К 11 Сга 11 оп. - "ЕхрегдщепГа",1977, 33, В 10, 1402-1403.(54)(57) СПОСОБ ОЧИСТКИ БИОЛОГИЧЕСКИХРАСТВОРОВ МЕТОДОМ ДИАФИЛЬТРАЦИИ,включающий промывку раствора растврителем под давлением при постояннтангенциальном потоке раствора в ап 1 парате над поверхностью мембраны,о т л и ч а ю щ и й с, я тем, что,с целью повьппения производительностипроцесса, промывку раствора растворителем осуществляют путем воздействияна него создаваемыми в аппарате импульсами давления продолжительностью0,1-20 с с интервалом 0,1-20 с, при, этом скорость тангенциального потока на входе в аппарат составляет0,05-0,2 м/с. ф112631Изобретение отнЪсится к прикладной вирусологии и микробиологии, аименно к процессам глубокой очисткирастворов методом диафильтрации.Известно применение диафильтрации для разделения растворов, содержащихкрупнодисперсный компонент(наример, вирусы, бактерии, клетки)и примесные мелкодисперсные компоненты (например, балластные белки, пеп Отиды, аминокислоты, соли и т,д.),при этом исходные или сконцентрированные растворы или суспензии промывают физиологическим или буфернымраствором в непрерывном режиме длявымывания мелкодисперсных частиц инизкомолекулярных примесей Щ ,Недостатком процессов диафильтрации данных систем является то что врезультате действия гелевой концентрационной поляризации не обеспечивается высокой степени разделения крупно- и мелкодисперсного компонента идостаточной производительности процесса, так как расходуется большое 25.количество буфера.Для повышения эффективности разделения прибегают к значительным скоростям танГенциального потока и повышению рабочего давления. Это приводит к усложнению фильтрационногооборудования, требует применения мощных высокопроизводительных насосов,резко повышает энергетические затраты и, в то же время, не приводит ксущественному улучшению процессаразделения 2 и 31,Наиболее близок к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату сПособ очистки биоло 40гических растворов методом диафильтрации, включающий промывку растворарастворителем под давлением при постоянном тангенциальном потоке .растчора в аппарате над поверхностью мембраны 14.Недостатком известного способа3является низкая эффективность процесса диафильтрации, обусловленная малой производительностью процессаочистки раствора и большими энергетическими затратами,Цель изобретения - ускорение процесса очистки растворов.Поставленная цель достигается тем 55что согласно способу очистки биоло гических растворов методом диафильтрации, включающему промывку раство 08Диафильтрацию концентрата прово.дят. трис -буФером (С =, 0,5 М,рН 7,2), Кратность отмывки 10.Диафильтрацию проводят в режимеподачи импульсов давления с амплитудой 0,033 МПа. Длительность импульсов 10 с, интервалы между ними10 с. Скорость тангенциального потока над поверхностью мембран 0,05 м/с.Производительность процесса1 О32 л/ч м, Объем концентрата ВАЖпосле очистки диафильтрацией1000 мл, титр вируса по РГА 1:8192,содержание общего белка по Лоури0,130 мг/мл, степень очистки вируса 15по белку 36.П р и м е р 2. Используют Фильтрационный модуль типа Фильтр-прессс рабочей поверхностью 520 см . Мем 16- рана типа Биопор (по приме" 20ру 1). Биологическая суспензия -сконцентрированная ВАЖ, содержащаяштамм вируса гриппа А,/Ленинград.Объем концентрата 1200 мл, титръ вируса по РГА 1:16384, содержание 25общего белка 5,0 мг/мл, концентрация овальбумина, измеренная методомреакции непрямой гемагглютинации(РНГА), 200 мкг/мл. Диафильтрациюконцентрата ВАЖ ведут тис -буфе- ЭОром. Кратность отмывки 13.Диафильтрацию проводят в режимеподачи импульсов давления с амплитудой О, 1 МПа. Скорость тангенциального потока над мембраной 0,18 м/с.Длительность импульсов давления 0,1 с,интервал между импульсами 0,1 с. Производительность процесса 36 л/ч м .Объем концентрата после диафильтрации 1200 мл, титр вируса 1:32768. 4 ОСодержание общего белка по Лоури0,230 мг/мл, содержание овальбумина1 мкг/мл. Степень очистки по белку22, степень очистки по овальбумину 200,45П р и м е р 3. Используют Фильтрационный модуль типа Фильтр-прессс рабочей поверхностью 3000 см . Мембрана типа "Биопор" (аналогична примеру 1), Исходная биологическая сус- опензия - сконцентрированная питательная среда, содержащая бактерии Е.Со 1 х в концентрации 72 10 1/мл. Содер 10жание общего белка в надосадочнойжидкости после центрифугирования2000 мкг/мп, объем суспензии 350 мл. Диафильтрацию проводят физиологическим раствором. Кратность диафильтрующего объема 5. Диафильтрацию проводят в режиме подачи импульсов давления величиной 0,08 МПа, длительность импульсов 20 с, промежуткимежду импульсами 20 с. Скорость тангенциального потока над мембраной0,1 м/с. Производительность процесса 27 л/ч м . После диафильтрациисодержание. общего белка в надосадочной жидкости 80 мкг/мл. Степень очистки по белку 25.П р и м е р 4. Для проведенияконтрольного опыта по способу-прототипу использовали оборудование имембраны, аналогичные примеру 1. Площадь модуля 11440 см . Исходная биологическая суспензия - сконцентрированная аллантоисная жидкость (ВАЖ),содержащая вирус гриппа А 2/Бангкок.Объем концентрата 1000 мл, тигр вируса по реакции гемагглютинации(РГА) 1:8192, содержание общего белка поЛоури 4,65 мг/мл,2000 мл концентрата ВАЖ разделилипоровну - для примера 1 и примера 4.Очистку концентрата ВАЖ вели до содержания общего белка по Лоури0,130 мг/мл. Диафильтрацию проводилипо режиму способа-прототипа. Скорость тангенциального потока над поверхностью мембраны 1,7 м/с при давлении 0,35 МПа. Диафильтрующий раствор - Трис -буфер (С=0,5 М, рН 7,2).Кратность отмывки 38. Производительность процесса 17 л/ч м . Объем концентрата ВАЖ после очистки диафильтрацией 1000 мл, титр вируса по РГА1:8192, содержание общего белка поЛоури 9,132 мг/мл. Степень очистки36.В результате осуществления предлагаемого способа при выбранных параметрах проведения его значительноувеличивается производительностьпроцесса, о чем свидетельствуютданные, представленные в таблице.По сравнению с известным предлагаемый способ позволяет в 2 раза ускорить процесс очистки биологическихрастворов без потери их начальнойактивности вследствие исключенияобразования гелеподобного концентрационного слоя над поверхностю мемб"раны.Ч 0 с м мл л л л о о о о 1д Е 1 Ц Х 1 ч ВЕЭ Э х ф х Ф 91, Э ю ф Э Э О Р,О о е И И И 0 0 0 ллл 3.б И 0 0 л л б Ф И И И И0л л лл И И И 0 0 0 0 л л л л Ф ,Ф О Р Е О ЭфЕ ло оо осч о о о И И о о л л о о дл0о ххахох .ои а х о1 О,ХЕ И И И о о о л л л о о о оло И И И о о о л л л о о о И О О- сЧ л л л л о о о оЮл лл СОЛ СЧ О 0сч сч сч и СЧ л л СЧ л О- О СЧО 00о 0 О О л л О О С 1 л о 0 О Ол О О с 1 О0 О О л л О О И И И И 0 0 0 0 л л л б О О О О О О О О О О О О л л л л л л лл л л л СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ О О м СЧ СЧИ И О О л л О О. сч м л л О О Ф.ИО ллО Еф со х 0 Х Ю с 6) Фф Х Х 1 О Э Э Х 0Х ООСЧ 0 "л М ОЮ О СЧ 0 (;Э СЧ л Лл л л 0 л 0 . О сЧ л сЧ с 1 с0 лО Ол 0 0 0 СЧ О О О- сЧ СЧ СЧ126308 О О О л л л 00 00 СЧ СЧ СЧ М О л л л О О ИСЧСЧ СЧ СО л л л М .СЧО О О л л л л Щ чеф СЧ Мс М СЧ л л В О ООлО ОфО МОф фО О Ол л лО Р О ИлО М Л И И И Л И %т Ю Ф %л л л л л л л л О О О О О О О. О О О О О О О О л л л .л л СЧ (Ч СЧ СЧ СЧ О О О, О л л л л .СЧ СЧ СЧ СЧ О О О О л л л л СЧ СЧ СЧ СЧ О О л л СЧ СЧ О О О1 л л СЧСЧ СЧ л еО, М О О О, О О О О ОСЧ СЧч- -ч- О чО О От СЧ л ОО О О, О,о О О О О О л лф- - л- - а- О О О О О О СЧ а- СЧ СЧ СЧ ИИ И Ф И О О О М О лл л . л л О О О О О И И И И И О О О О О О л л л л л л О ОО О О О И И И И И. О О О О О л л л л л О О О О О И И О О л л О О И И И О О - О л л л л О О О О И И М СЧ О О л л л л О О О О СЧ л Оо о оо Х 0 Э ,3 х Гч о х о О11 Ф д о ф Е о д о о Юл лч сч Ц ю мСЧ СЧ5 В ло ооо о о о о о о в а а о о м л л л о о о о ж И о ж Рф о А х о Еф о д Ио Ц о 0а и 4О ал л ло о р а а о о о л л л о о о ФЦ д о - 3 д ф л 1 оО.щ 0 л л л л л о сцо СО л- м Р 4 (4(Ч (Ч фа л иФ%л л ло о о ю о о ол лл СЧ (Ч СЧ и а. и о о о л л л о о о Е Ф Ф о оо Е о о фхд И АЕф о оо ф ж о д 1