Хроматография в обработке крови

Эта статья нуждается в более надежных медицинских ссылках для проверки или слишком сильно полагается на первоисточники . Пожалуйста, просмотрите содержание статьи и добавьте соответствующие ссылки, если можете. Материалы без источников или с плохими источниками могут быть оспорены и удалены . Найти источники:  «Хроматография в обработке крови» – новости  · газеты  · книги  · ученый  · JSTOR ( ноябрь 2021 г. )

Хроматография — это физический метод разделения, который распределяет компоненты, которые вы хотите разделить, между двумя фазами, одна из которых неподвижна (стационарная фаза), а другая (подвижная фаза) движется в определенном направлении. Холодное осаждение этанолом, разработанное Коном в 1946 году, манипулирует pH, ионной силой, концентрацией этанола и температурой для осаждения различных фракций белка из плазмы. Хроматографические методы используют ионный обмен, гель-фильтрацию и аффинные смолы для разделения белков. С 1980-х годов он стал эффективным методом очистки компонентов крови для терапевтического использования.

Плазма крови — это жидкий компонент крови, который содержит растворенные белки, питательные вещества, ионы и другие растворимые компоненты. В цельной крови эритроциты , лейкоциты и тромбоциты находятся в плазме во взвешенном состоянии. Целью очистки и обработки плазмы является извлечение определенных материалов, которые присутствуют в крови, и использование их для восстановления и ремонта. Существует несколько компонентов, которые составляют плазму крови, одним из которых является белок альбумин . Альбумин — это высокорастворимый в воде белок со значительной структурной стабильностью. Он служит транспортным средством для таких материалов, как гормоны, ферменты, жирные кислоты, ионы металлов и лекарственные средства. Он также используется в терапевтических целях, будучи необходимым для восстановления и поддержания объема циркулирующей крови в неотложных ситуациях, таких как тяжелая травма или хирургическое вмешательство. С небольшим правом на ошибку, чрезвычайно чистые образцы, которые лишены примесей, должны быть под рукой в ​​хорошем количестве. Плазма крови человека важна для организма, так как в ней могут храниться питательные вещества и т. д.

Традиционно для очистки альбумина использовался процесс Кона , включающий фракционирование холодным этанолом. Однако хроматографические методы разделения начали внедряться в начале 1980-х годов. Разработки продолжались в период между началом использования фракционирования Кона в 1946 году и началом использования хроматографии в 1983 году. В 1962 году был создан процесс Кистлера и Нишмана, который стал ответвлением процесса Кона. Хроматографические процессы начали формироваться в 1983 году. В 1990-х годах были созданы процессы Zenalb и CSL Albumex, которые включали хроматографию с несколькими вариациями.

Общий подход к использованию хроматографии для фракционирования плазмы для определения альбумина заключается в следующем: извлечение супернатанта I, делипидирование, анионообменная хроматография , катионообменная хроматография и гель-фильтрационная хроматография.

Полученный очищенный материал смешивают с октаноатом натрия и N-ацетилтриптофанатом натрия, а затем подвергают процедурам вирусной инактивации, включая пастеризацию при температуре 60 °C.

Это более эффективная альтернатива процессу Кона по четырем основным причинам: 1) требовалась плавная автоматизация и относительно недорогая установка, 2) было проще стерилизовать оборудование и поддерживать хорошую производственную среду, 3) хроматографические процессы наносят меньший ущерб белку альбумина и 4) можно было достичь более успешного конечного результата по альбумину.

По сравнению с процессом Кона чистота альбумина выросла примерно с 95% до 98% при использовании хроматографии, а выход увеличился примерно с 65% до 85%. Небольшие процентные увеличения имеют значение в отношении чувствительных измерений, таких как чистота. Есть один большой недостаток в использовании хроматографии, который связан с экономикой процесса. Хотя метод был эффективен с точки зрения обработки, приобретение необходимого оборудования является большой задачей. Необходимы крупные машины, и в течение долгого времени отсутствие оборудования не способствовало его широкому использованию. Компоненты сейчас более доступны, но это все еще находится в процессе разработки и, возможно, будет готово в будущем, чтобы помочь миру.

Интеграция традиционных и современных методов является полезным способом переработки альбумина.

Существует три основных шага, которые объединяют фракционирование по Кону с хроматографией: 1) факторы I, II и III удаляются посредством фракционирования холодным этанолом, 2) проводятся процедуры ионного обмена Sepharose fast flow и хроматографии Sepharose fast flow, и 3) проводится гель-фильтрация. Результатом является альбумин с уровнем алюминия на 9% ниже, а время обработки почти в два раза меньше.

Хотя было трудно сделать методы хроматографической обработки широко распространенными, глобальное расширение находится в процессе разработки. Различные компоненты крови должны быть легко доступны в различных медицинских центрах по всему миру. Институт трансфузионной медицины в Скопье , Северная Македония, является центром фракционирования плазмы на Балканах. Их модернизированный процесс очистки альбумина состоит из пяти этапов:

1. Исходным материалом является плазма, предварительно обработанная центрифугированием .
2. Проводится цикл гель-фильтрации,
3. Для связывания альбумина с колонкой проводится ионный обмен на ДЭАЭ- сефарозе,
4. Альбумин элюируется буфером ацетата натрия , и
5. Окончательная полировка с помощью гель-фильтрации.

Конечный результат — высокочистая и безопасная партия альбумина, которая на 100% апирогенна , стерильна и не содержит активного вируса ВИЧ . Чистота продукта составляет более 98%, а содержание белка составляет около 50 г/л.

Существуют и другие методы обработки плазмы, но они, как правило, не обеспечивают разрешение или чистоту хроматографических методов. Двухфазная жидкостная экстракция может быть выполнена с использованием полиэтиленгликоль (ПЭГ)-фосфатных водных двухфазных систем с верхним слоем, богатым ПЭГ, и нижним слоем, богатым фосфатом. Хотя этот метод в некоторой степени полезен для восстановления белка, он не так хорошо работает для восстановления других компонентов крови. Мембранное фракционирование имеет преимущество минимальной потери белка при высоком удалении патологических компонентов плазмы. Этот метод включает такие процессы, как термофильтрация и применение пульсирующего потока. Последняя двухступенчатая мембранная система использует высокопоточную рециркуляционную схему, которая эффективна для удаления холестерина ЛПНП . Она может оказаться полезной для пациентов с закупоренными артериями и другими сердечно-сосудистыми проблемами, связанными с холестерином. Периодическая адсорбция, например, на ионообменной среде, полезна только при работе с небольшими образцами плазмы, обычно 200 мл или меньше. Периодическая адсорбция извлекает продукт в большем объеме элюирующего буфера, чем колоночная хроматография или фронтальная хроматография, а полученный более разбавленный продукт требует концентрирования, как правило, на мембранной системе, что может привести к потере продукта из-за необратимой адсорбции на мембране.