用膜過濾去除內毒素的方法

2024年06月16日09:02:04 健康 1345

內毒素是一種具有熱穩定性的有毒物質,通常能耐受常用的滅菌溫度,例如乾熱或高壓滅菌,短時間可以承受高達 250°C 的溫度而不會明顯退化,所以僅靠傳統的加熱方法不足以消除內毒素,它與某些類型的革蘭氏陰性細菌的外膜有關,屬於細菌細胞壁的一部分,在細菌裂解或分裂時可以釋放出來,從化學角度來看,內毒素是脂多糖 (LPS) 的一種,由脂質和多糖通過共價鍵連接而成。

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內毒素 (LPS) 的分子結構由三個主要部分組成:

O-由菌體特異性多糖:這是一種向外延伸的多糖鏈, LPS 的最外層部分,由寡糖的重複單元組成,它在不同類型的細菌中可能有所不同,O 抗原在細菌菌株之間差異很大,在細菌識別和免疫反應中發揮作用。

非特異性核心多糖:該區域連接脂質 A 和 O 抗原,細菌的種類不同結構有所不同,它的存在有助於 LPS 的免疫原性

脂質 A:這是 LPS 分子的內毒素部分,它嵌入細菌外膜內。

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內毒素中特別是脂質 A,可以在人類和動物中引發強烈的免疫反應,當細菌感染或細胞裂解過程中釋放到血液,會與免疫細胞上的 Toll 樣受體 4 (TLR4) 結合,引發一系列炎症反應,會導致促炎細胞因子的釋放、免疫細胞的激活以及發燒、低血壓和器官功能障礙等全身效應。

有幾種常用的方法來去除或降低內毒素水平,如過濾法,吸附法,化學處理,高溫處理等,這裡主要介紹一下微孔膜過濾的方法。

內毒素中的脂質A是細菌物種中LPS最保守的結構,它主要負責內毒素的毒性活性,由高度醯化和磷酸化的二糖主鏈組成,由於磷酸根羧基的存在,內毒素帶有凈負電荷,它會影響了分子的溶解度、與其他分子的相互作用以及免疫細胞的識別,從膜過濾的角度來考慮消除內毒素,就可以選擇帶有正電荷的過濾膜。

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一些常規的過濾膜可以去除細菌,但不能去除它們釋放的內毒素,只有截留分子量 (MWCO) 小於內毒素大小的超濾膜可用於去除溶液中的內毒素,另外由於納濾膜和反滲透膜的孔徑較小,因此也可以使用,如果採用帶有正電荷的微孔過濾膜,則是比較合適的選擇,一方面可以通過孔徑進行截留,還可以利用吸附的功能去除內毒素。

從溶液中去除內毒素,特別是用於醫療或製藥用途的溶液,是一項複雜的任務,都是在受控條件下進行,為了確保完全去除這些潛在的有害物質,多選用最精密的過濾方法,或是各種措施的組合,以求達到最理想的效果。

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