基本信息
- 項目名稱：
- 注射劑中熱原專用超濾膜及在線檢測儀
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本作品設(shè)計的內(nèi)毒素專用超濾膜以及在線內(nèi)毒素檢測儀器，從根本上解決了超濾技術(shù)在注射劑生產(chǎn)中的熱原去除難題，在線檢測儀器實現(xiàn)了內(nèi)毒素污染狀況的實時監(jiān)控，提高注射劑用藥安全性。這兩件發(fā)明的有機組合串聯(lián)，達到了熱原指標零風險生產(chǎn)的最高技術(shù)要求，使注射液生產(chǎn)過程體系能夠保障內(nèi)毒素含量達到免檢的安全限量要求，確保注射液產(chǎn)品質(zhì)量。
- 詳細介紹：
- 1.內(nèi)毒素專用超濾膜 脂多糖結(jié)構(gòu)的內(nèi)毒素在水溶液中團聚成膠團狀締合物，在膜分離過程中，膠團與膜接觸時會影響其存在形式，其外緣親水鏈如果與膜的親合力很強，團聚分子會因糖鏈與膜之間過強的親合力而分散，改變了團聚狀態(tài)，因此，一般超濾膜截留的是在膜表面分散的單分子。 本項目發(fā)明的關(guān)鍵在于，調(diào)節(jié)膜材質(zhì)，減小超濾膜對膠團外緣糖鏈的親和力，使內(nèi)毒素在膜表面仍呈團聚態(tài)，從而實現(xiàn)對團聚大分子的截留。膜材質(zhì)及膜孔徑的優(yōu)選，使大孔徑膜在實現(xiàn)去除熱原的同時，不會對一般中藥成分（如人參皂苷類成分等）造成明顯影響。 內(nèi)毒素專用超濾膜孔徑為5-20萬分子量，試驗中測得內(nèi)毒素去除率達90%以上，對中藥成分（如三七或人參成分）無明顯影響，；待測藥液（內(nèi)毒素濃度5-5000EU/ml），超濾后（可二級超濾）內(nèi)毒素濃度在安全限度之內(nèi) 2.內(nèi)毒素在線監(jiān)測儀 實驗中偶然發(fā)現(xiàn)內(nèi)毒素的粒徑分布與內(nèi)毒素濃度具有相關(guān)性，高濃度內(nèi)毒素的粒徑分布主要在200~500 nm之間；低濃度內(nèi)毒素的粒徑主要分布于10~20 nm和200~500 nm之間，因此本項目從內(nèi)毒素存在的膠粒光學特征中獲得啟發(fā)，依據(jù)激光散射技術(shù)，研制符合注射劑生產(chǎn)中的內(nèi)毒素檢測的專屬儀器，此儀器應(yīng)以控制注射劑生產(chǎn)中內(nèi)毒素污染為目標，其特征為在線、快速、高靈敏，且價格低廉，實現(xiàn)生產(chǎn)線中的內(nèi)毒素在線監(jiān)控。 2.1 新型內(nèi)毒素檢測儀的研制 2.1.1針對細菌內(nèi)毒素團聚后的光學特征，使用高性能硬件，優(yōu)化光路和散射光接收器，提高內(nèi)毒素檢測靈敏度，并匹配適于內(nèi)毒素粒徑分布的計算分析軟件。進一步對檢測器結(jié)構(gòu)進行改造，適宜于在線檢測，并設(shè)計預(yù)警軟件，對生產(chǎn)線中實時取樣的樣品液中的細菌內(nèi)毒素采用檢測曲線控制，設(shè)定安全范圍，從而實現(xiàn)在線檢測、預(yù)警一體化的細菌內(nèi)毒素檢測儀器。 2.1.2內(nèi)毒素檢測儀裝置結(jié)構(gòu) 此新型的內(nèi)毒素在線檢測的內(nèi)部構(gòu)造包括：光源、光束處理單元、在線檢測池、散射光接收器及相應(yīng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理系統(tǒng)。 光源采用波長632.8nm的He-Ne激光器雙光束，只選擇顆粒真正產(chǎn)生的單散射信號部分，去除干擾信號，激光源在降低對樣品熱效應(yīng)的同時，加大功率，并針對樣品，選擇合適的發(fā)射功率和波長，自動調(diào)節(jié)激光衰減； 對散射光接受器為光電二極管(APD)檢測器，多角度多點接收，暗基數(shù)小，靈敏度高，速度快，性能穩(wěn)定，通過光電二極管將散射光信號接收并轉(zhuǎn)換成電信號，并配有相應(yīng)的電信號放大器。 數(shù)據(jù)處理器是對光強轉(zhuǎn)化的電信號，經(jīng)自相關(guān)運算得到相關(guān)曲線，再由相應(yīng)的軟件分析出平移擴散系數(shù)，最后經(jīng)stoken-Einstein公式，計算出粒徑分布。 2.1.3檢測池在線性改造 目前粒徑檢測儀中所采用的檢測池，均是針對樣品離線檢測而設(shè)計的,此檢測池通過外加樣品，將樣品池放于檢測器中進行檢測，無法避免環(huán)境中微粒對檢測結(jié)果的影響；在對不同樣品測試時，還需要通過清洗，更換藥液，容易引起待檢測樣品之間的交叉污染，此檢測池無法滿足注射劑的在線檢測的要求. 經(jīng)過本項目組的試驗考察，根據(jù)注射劑生產(chǎn)線特點，研制出適于注射劑生產(chǎn)線中在線檢測的樣品檢測池，采用類似流動比色池的方法，與檢測樣品溶液直接連接，實現(xiàn)注射劑生產(chǎn)的在線監(jiān)控.此檢測池可以實線與生產(chǎn)線的同步連接、監(jiān)控，根據(jù)注射劑品種設(shè)置采樣點間隔，關(guān)閉進液口和出液口，使待檢測溶液呈現(xiàn)靜止狀態(tài)，對注射劑內(nèi)毒素污染狀況進行監(jiān)控. 2.1.4在線預(yù)警軟件 根據(jù)內(nèi)毒素粒徑分布峰強度、粒徑分布范圍與內(nèi)毒素濃度的相關(guān)性。分別檢測不同細菌內(nèi)毒素濃度粒徑分布圖，并制作各濃度標準圖譜，在對注射劑進行生產(chǎn)線在線監(jiān)控時，對實時監(jiān)控的粒徑分布圖與內(nèi)毒素超標圖譜進行相似度計算，當相似度大于0.9時，觸發(fā)預(yù)警開關(guān). 對注射劑生產(chǎn)過程監(jiān)控時，當細菌內(nèi)毒素濃度超過注射液限度值時，粒徑分布峰會發(fā)生明顯變化，同時相似度曲線發(fā)生大幅波動，觸發(fā)預(yù)警系統(tǒng)，從而關(guān)閉生產(chǎn)管路，及時發(fā)現(xiàn)污染，最大程度的保證已生產(chǎn)出成品的安全性，減少企業(yè)的經(jīng)濟損失。 2.1.5內(nèi)毒素檢測儀樣機 本項目組研制出的內(nèi)毒素檢測儀是世界首臺基于內(nèi)毒素在溶液中存在狀態(tài)，能實現(xiàn)在線檢測的內(nèi)毒素檢測儀。測試過程在電腦控制下全自動完成，自動選擇最佳測試參數(shù)（如通道數(shù)、延時時間等），工作穩(wěn)定可靠，操作方便 ，測試速度快，每測一個樣品只需2～5分鐘，可多次全自動連續(xù)測試，達到最佳的測試精度和重復(fù)性。 ①技術(shù)性能：在3min內(nèi)可以完成樣品取樣、檢測、結(jié)果輸出，并通過預(yù)警曲線反映制劑中細菌內(nèi)毒素的水平，其檢測最低限達到0.25EU/ml，在注射用水（0.5EU/ml）及制劑的安全范圍之內(nèi)。 ②技術(shù)參數(shù)：儀器檢測指標：1、粒子檢測范圍：1-1000nm 2、波長準確度：誤差≤0.1° 3、細菌內(nèi)毒素檢測限：≤0. 25EU/ml 4、細菌內(nèi)毒素濃度范圍：0. 5-100EU/ml 5、重現(xiàn)性：重現(xiàn)性的典型誤差均小于1% 6、樣品檢測周期：1-3分鐘。 7、準確度：小于國際標準ISO13321允許誤差范圍； 8、儀器檢測類型：固定比色池與連續(xù)檢測的流動檢測池在線監(jiān)控指標：1、在線檢測結(jié)果與離線檢測結(jié)果的差異性低于5% 2、檢測池流速可調(diào)，樣品異常在6分種內(nèi)完成報警 3、檢測池體積：0.5-5ml 4、預(yù)警限度范圍：與內(nèi)毒素超標圖譜相似度大于0.9或內(nèi)毒素含量變化超過50%，自動預(yù)警軟件 5、連續(xù)檢測頻度：次/5-10分鐘，具體由實際生產(chǎn)條件確定。 ③技術(shù)水平：此儀器對細菌內(nèi)毒的檢測充分考慮了注射劑特別是中藥注射劑的生產(chǎn)特點，這在國內(nèi)外將是首次以檢測細菌內(nèi)毒素的粒徑分布特征，檢測周期低于3min，已經(jīng)研制出的內(nèi)毒素檢測儀靈敏度達到目前注射用水內(nèi)毒素含量限度指標（0.5EU/ml），超過制劑內(nèi)毒素含量限度指標（1-10EU/ml）
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 1.作品設(shè)計、發(fā)明的目的（1）熱原專用超濾膜：特異性地去除中藥注射液中的熱原，且對中藥成分無明顯影響，使制劑過程零風險（2）在線監(jiān)測儀：在不消耗試劑，不污染藥液的基礎(chǔ)上，快速、連續(xù)、在線檢測注射液中內(nèi)毒素是否超標 2.基本思路（1）熱原專用超濾膜：內(nèi)毒素在溶液中呈團聚態(tài)，通過優(yōu)選膜材質(zhì)，調(diào)節(jié)膜材質(zhì)中親水與疏水材料的比例，優(yōu)選膜孔徑，使得注射液中內(nèi)毒素很好地去除，有效成分基本不受影響。（2）在線檢測儀:實驗偶然發(fā)現(xiàn)內(nèi)毒素在溶液中呈團聚態(tài)，根據(jù)其光散射特征優(yōu)化普通檢測儀的軟硬件，制得可以快速檢測和在線監(jiān)控與預(yù)警的高靈敏度內(nèi)毒素檢測儀。 3.創(chuàng)新點 截留熱原的模式創(chuàng)新、內(nèi)毒素檢測原理有獨特的原創(chuàng)性；應(yīng)用領(lǐng)域創(chuàng)新；技術(shù)創(chuàng)新。 4.技術(shù)關(guān)鍵 4.1通過優(yōu)選膜材質(zhì)及膜孔徑，不破壞內(nèi)毒素在膜表面的團聚態(tài)，實現(xiàn)截留大分子的目的，且對一般中藥成分無明顯影響 4.2提高各硬件性能，優(yōu)化光路和散射光接收器，提高內(nèi)毒素檢測靈敏度，保證穩(wěn)定性，對檢測器結(jié)構(gòu)進行改造，實現(xiàn)在線檢測。 5.主要技術(shù)指標 5.1熱原專用超濾膜孔徑為5-20萬分子量、內(nèi)毒素濃度為5-5000EU/ml的待測藥液超濾后濃度在安全限度之內(nèi)。 5.2檢測最低限度達到0.25EU/ml
科學性、先進性
- 本作品研制出截留團聚態(tài)大分子的內(nèi)毒素專用超濾膜，并設(shè)計出細菌內(nèi)毒素在線檢測儀，保障注射劑生產(chǎn)體系中熱原指標零風險。 專用膜截留模式具有創(chuàng)新性，去熱原效率也超出常規(guī)大孔徑膜的效果；內(nèi)毒素檢測儀的檢測原理獨創(chuàng)，儀器結(jié)構(gòu)改造時進行系列技術(shù)創(chuàng)新，可將研究結(jié)果轉(zhuǎn)化成產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，對注射劑產(chǎn)業(yè)意義重大。 1.本項目研制出的混合材料超濾膜，使內(nèi)毒素在膜表面仍以聚合態(tài)存在，從而以截留團聚態(tài)大分子的方式進行超濾，能保證中西藥成分較好保留的同時，對注射劑中內(nèi)毒素進行特異性地去除。 2.本作品設(shè)計的內(nèi)毒素專用超濾膜以及在線內(nèi)毒素檢測儀，從根本上解決了超濾技術(shù)在注射劑生產(chǎn)中的熱原去除難題，在線檢測儀實現(xiàn)了內(nèi)毒素污染狀況的實時監(jiān)控，提高注射劑用藥安全性。這兩件發(fā)明的有機組合串聯(lián)，達到了熱原指標零風險生產(chǎn)的最高技術(shù)要求，使注射液生產(chǎn)過程體系能夠保障內(nèi)毒素含量達到免檢的安全限量要求，確保注射液產(chǎn)品質(zhì)量。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 本作品正申請3項專利，擬6月份提交申請。江蘇省食品藥品檢驗所對熱原專用膜和常州先鋒超濾膜的內(nèi)毒素去除效果、丹酚酸B透過率及熱原在線檢測儀靈敏度進行鑒定，熱原專用膜內(nèi)毒素去除率大于99.75%、丹酚酸B透過率87.65%；常州先鋒超濾膜內(nèi)毒素去除率大于99.34%、丹酚酸B透過率30.46%；熱原在線檢測儀靈敏度在0.5EU/ml以上。本發(fā)明超濾膜已進行技術(shù)服務(wù)。
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 本發(fā)明超濾膜已進行技術(shù)服務(wù)（參見與中國中醫(yī)科學院西苑醫(yī)院張鵬教授的合同）
作品可展示的形式
- 實物、產(chǎn)品、現(xiàn)場演示、圖片
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 1.使用說明 內(nèi)毒素專用超濾膜替代常規(guī)的微孔濾膜，在去除微粒的同時可除熱原。 內(nèi)毒素在線檢測儀，通過并聯(lián)管路將生產(chǎn)線中的藥液實時取樣進入流動檢測池，檢測內(nèi)毒素特征粒徑分布，通過數(shù)據(jù)分析器與各濃度內(nèi)毒素分布曲線進行相似度分析，當超過內(nèi)毒素限值，預(yù)警開關(guān)開啟，關(guān)閉蠕動泵，停止生產(chǎn)線超濾。 2.技術(shù)特點與優(yōu)勢 專用超濾膜解決了一些注射劑因常規(guī)超濾膜對有效成分透過有影響而應(yīng)用限制的難題。 檢測儀首次實現(xiàn)在制劑生產(chǎn)中細菌內(nèi)毒素的實時監(jiān)控，一旦出現(xiàn)污染，預(yù)警激活，關(guān)閉生產(chǎn)線，使污染降至最低。 3.應(yīng)用范圍與市場前景 注射劑生產(chǎn)線數(shù)量達數(shù)千條，以每年換膜二次計算，膜市場近4千萬元。且能解決目前十多個含人參皂苷的常用中藥注射劑無法用超濾技術(shù)保障產(chǎn)品質(zhì)量的難題。 新型檢測儀的潛在市場使用量將達數(shù)千至近萬臺，批量生產(chǎn)后不會為企業(yè)增加多少經(jīng)濟負擔，產(chǎn)品市場份額10億以上。
同類課題研究水平概述
- 近年來，中藥注射劑的安全性備受關(guān)注，甚至已上升到了社會問題，其中熱原反應(yīng)是最常見的不良反應(yīng)之一。熱原反應(yīng)能使人體體溫明顯升高，老弱體差者有時甚至會出現(xiàn)休克等嚴重問題,因此在制劑采用一系列措施去除熱原時應(yīng)樹立零風險的意識。 1.熱原去除方法 中藥注射劑中內(nèi)毒素去除通常采用活性炭吸附法。但由于活性炭吸附法受飽和吸附量的限制，在突發(fā)污染使藥液內(nèi)毒素含量異常升高時，難以保證藥液中內(nèi)毒素的有效清除。 超濾法是被國際上公認為本世紀最有發(fā)展前途的一項重大生產(chǎn)技術(shù)，利用超濾技術(shù)，可以在保留小分子成分的同時有效去除內(nèi)毒素，這與吸附法相比更符合中藥注射劑安全用藥零風險的理念。 2.細菌內(nèi)毒素的檢測方法 目前對熱原或細菌內(nèi)毒素的檢測可以分為兩個類別：定性檢測、定量檢測。藥典檢測方法目前仍是以家兔法，此法干擾因素多，靈敏度差，特別是對退熱作用的藥物或清熱解毒類的中藥注射劑，可能還會出現(xiàn)假陰性。 藥典內(nèi)毒素檢測均采用鱟試劑法，可半定量或定量，但此方法缺點是準備期長，檢測耗時，費用高，不能快速、連續(xù)、在線檢測。 其它方法的研究較多但未能形成應(yīng)用，其中有些是鱟試劑法的改良，如激光散射粒子計數(shù)法。另一些方法與鱟試劑法相比，不能克服需添加試劑或使用昂貴儀器等缺點，或無法達到對樣品直接檢測或在線檢測的技術(shù)要求，如熒光探針標記法用L-甘油酸-D-甘露庚糖為熒光標記對內(nèi)毒素定量分析。氣質(zhì)聯(lián)用檢測內(nèi)毒素根據(jù)內(nèi)毒素結(jié)構(gòu)裂解碎片進行檢測；電化學感應(yīng)器檢測內(nèi)毒素基于發(fā)酵菌的電化學感應(yīng)器；電化學阻抗譜在電化學檢測器點擊表面修飾脂多糖識別集團；變異螢火蟲熒光素酶鱟試劑法和生物熒光法相結(jié)合對內(nèi)毒素進行檢測。 目前納米粒子特征即粒徑分布的檢測方法也呈現(xiàn)多樣化，如透射電子顯微鏡法、熒光顯微法等，但上述方法大多數(shù)適宜于晶體化固體微粒，內(nèi)毒素有著較好的水溶性，為膠體粒子，此類方法難以應(yīng)用。
