СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТУБЕРКУЛИНА Российский патент 1995 года по МПК A61K39/04 

Изобретение относится к биохимии, в частности, касается получения туберкулина (ППД - протеин пурифиод дериват), который применяют для аллегрической профилактики туберкулеза у сельскохозяйственных и других животных, а также птиц. Туберкулины выпускают в сухом виде или в виде стандартного раствора, готового к применению.

Промышленный способ производства туберкулина состоит из следующих технологических стадий:
1. Приготовление синтетической питательной среды.

2. Выращивание микробактерий туберкулеза на синтетической питательной среде с последующей стерилизацией автоклавированием.

3. Отделение культуральной жидкости от бактериальной массы фильтрованием и выделение белка из культуральной жидкости трихлоруксусной кислотой.

4. Обработка белка, включая переосаждение его сернокислым аммонием с последующим отделением осадка центрифугированием, и диализ через сосисочную оболочку для удаления остаточного сульфата аммония.

5. Стерилизация туберкулина и его расфасовка.

Одним из узких мест действующего производства туберкулина является стадия удаления остаточного сульфата аммония из раствора белка. В связи с применением диализа для утилизации сульфата аммония из раствора туберкулина эта стадия отягощена большим количеством сточных вод (10 тыс.м³/год) и имеет низкую производительность (48-50 ч). Кроме того, при диализе растворов туберкулина используется исключительно ручной труд.

Известно, что совершенствование технологии получения туберкулина проводилось в направлении поиска синтетических питательных сред, изыскания методик выделения туберкулина.

Наиболее близким по технической сути к предлагаемому способу является промышленный способ получения туберкулина.

Предлагаемый способ позволяет интенсифицировать процесс и сократить количество сточных вод.

Сущность способа заключается в том, что обессоливание растворов туберкулина проводят методом электродиализа при линейной скорости реакционной массы в камерах очистки 1,5-2,3 см/с, температуре 15-20^оС, плотности тока 0,5-1,0 А/дм² и рН раствора 6-8 при постоянном объеме раствора туберкулина.

Для осуществления способа реакционную массу туберкулина, полученную после растворения выделенного белка, направляют на электродиализное обессоливание. Процесс электродиализа проводят при линейной скорости раствора туберкулина в камерах очистки 1,5-2,3 см/с, температуре 15-20^оС, плотности тока 0,5-1,0 А/дм² и поддержании рН раствора в интервале 6-8.

При постоянном объеме раствора туберкулина, описанный способ позволяет исключить потери туберкулина, интенсифицировать процесс обессоливания, сократить сточные воды, улучшить условия труда.

Рекомендуемая плотность тока для электродиализного обессоливания растворов туберкулина 0,5-1,0 А/дм². Дальнейшее повышение плотности тока нецелесообразно, так как это приводит к снижению выхода по току и, следовательно, к увеличению расхода электроэнергии. С возрастанием плотности тока с 0,5 до 2,0 А/дм² выход по току снижается с 76% до 36%, а энергоемкость процесса возрастает с 90Вт˙ч/л до 580 Вт˙ч/л. Кроме того, с повышением плотности тока затрудняется регулирование температурного режима, при этом появляется большая возможность участия в ионном переносе белка.

Температура, при которой проводят процесс электродиализа в соответствии с предлагаемым изобретением, ограничивается свойствами туберкулина, а также термической стойкость анионообменных мембран.

В ходе электродиализа объем реакционной массы туберкулина уменьшается за счет переноса воды через мембраны, в результате чего концентрация туберкулина заметно возрастает, что приводит к возрастанию вязкости раствора, а следовательно, к снижению показателей процесса (выхода по току, производительности). В связи с этим требуется поддержание объема раствора туберкулина в процессе электродиализа путем добавления к нему дистиллированной воды.

В процессе электродиализа рН раствора туберкулина снижается в кислую область. При снижении рН раствора ниже 6 белок кристаллизуется из раствора, что делает невозможным осуществление процесса. Поэтому требуется поддержание рН раствора туберкулина в ходе электродиализа не ниже 6 добавлением к нему аммиачной воды.

Из данных, представленных в таблице, видно, что с большей эффективностью обессоливание растворов туберкулина протекает при наибольшей исследованной линейной скорости раствора в камерах очистки.

Увеличение линейной скорости свыше 2,3 см/с не улучшает показателей процесса.

П р и м е р 1. В 8-литровую колбу загружают 1 л суспензии туберкулина, полученной путем выделения белка из культуральной жидкости трихлоруксусной кислотой и переосаждением его сернокислым аммиаком с последующим центрифугированием, и добавляют 5,0 л дистиллированной воды, подщелоченную 10%-ным раствором аммиака до рН 7,4-7,6. Реакционную массу в количестве 0,35 л, содержащую 12 мг/мл туберкулина и 4,4% сульфата аммония, подвергают электродиализному обессоливанию в многокамерном аппарате электродиализаторе фильтрпрессного типа, состоящего из чередующихся мембран типа МА-40 и МК-40 с промежуточными рамками из паронита и сепараторами-турбулизаторами. Катодом служит пластина из нержавеющей стали марки Х18Н10Т с рабочей поверхностью 1 дм², анодом - платинированный титан с той же поверхностью. Электродиализатор состоит из 6 камер обессоливания и 7 камер концентрирования, а также двух электродных камер. Рабочая поверхность каждой мембраны - 1 дм², а расстояние между ними - 1,5 мм.

Реакционную массу туберкулина с сульфатом аммония насосом пропускают через камеры обессоливания электродиализатора с линейной скоростью 2,3 см/с, одновременно через камеры концентрирования и электродные камеры насосом прокачивают 0,1%-ный раствор сульфата аммония по замкнутому циклу. При 15^оС через электродиализатор пропускают постоянный ток, сила которого соответствует 0,5 А/дм². В ходе электродиализа поддерживают постоянный объем реакционной массы добавлением дистиллированной воды, а рН раствора корректируют добавлением аммиачной воды, чтобы он не понижался ниже 6. Поддержание температуры в процессе электродиализа осуществляют подачей захоложенной воды в змеевики промежуточных емкостей. В процессе электродиализной очистки получают 0,35 л обессоленного раствора туберкулина с концентрацией 12 мг/мл и сульфата аммония 0,03%. Продолжительность процесса составляет 2,5 ч, удельный расход сточных вод - 55 л/ч, а удельная производительность процесса - 2,0 л/м²ч. При этом выход по току составляет 76%. Обессоленный раствор туберкулина направляют на стерилизацию и расфасовку.

П р и м е р 2. Реакционную массу туберкулина, полученную аналогично примеру 1, подвергают электродиализному обессоливанию, подобно примеру 2, но при плотности тока 1,0 А/дм² и 20^оС. В процессе электродиализной очистки получают 0,355 л обессоленного раствора туберкулина с концентрацией 11,2 мг/мл и сульфата аммония 0,02%. Продолжительность процесса составляет 1,5 ч, удельный расход сточных вод - 34 л/л, а удельная производительность процесса - 3,6 л/м²ч. При этом выход по току составляет 66%.

П р и м е р 3. Реакционную массу туберкулина, полученную аналогично примеру 1, подвергают электродиализному обессоливанию, подобно примеру 2, не при плотности тока 2,0 А/дм² и 20^оС. В процессе электродиализной очистки получают 0,36 л обессоленного раствора туберкулина с концентрацией 11,2 мг/мл и сульфата аммония 0,02%. Продолжительность процесса составляет 1 ч, удельный расход сточных вод - 28 л/л, а удельная производительность процесса - 4,5 л/м²ч. При этом выход по току составляет 36%.

П р и м е р 4. Реакционную массу туберкулина, полученную аналогично примеру 1, подвергают электродиализному обессоливанию, подобно примеру 3, но при линейной скорости раствора туберкулина в камерах очистки 1,5 см/с. В процессе электродиализной очистки получают 0,36 л обессоленного раствора туберкулина с концентрацией 11,6 мг/мл и сульфата аммония 0,02%. Продолжительность процесса составляет 1,75 ч, удельный расход сточных вод - 40 л/л, а удельная производительность процесса - 3,1 л/м²ч. При этом выход по току составляет 57%.

П р и м е р 5 (сравнительный). Реакционную колбу туберкулина, полученную аналогично примеру 1, с концентрацией сульфата аммония 4,4% разливают по 300 мл в сосисочную оболочку и помещают в проточную захоложенную (8-10^оС) водопроводную воду для обессоливания диализным методом. Продолжительность обессоливания раствора туберкулина до конечной концентрации сульфата аммония 0,035% составляет 50 ч, удельный расход сточной воды - 1100 л на 1 л обессоленного раствора туберкулина, а удельная производительность процесса - 0,007 л/м²ч. Обессоленный туберкулин направляют на стерилизацию и расфасовку.

Таким образом, предлагаемый способ получения туберкулина позволяет интенсифицировать процесс обессоливания, сократить количество сточных вод в 18-20 раз и улучшить условия труда за счет механизации процесса.

Использование: биотехнология, получение туберкулина, аллергическая диагностика туберкулеза у сельскохозяйственных и других животных, а также птиц. Сущность изобретения: способ предусматривает выращивание микобактерий туберкулеза на синтетической питательной среде, отделение культуральной жидкости с последующим выделением из нее туберкулина трихлоруксусной кислотой и переосаждение его сернокислым аммонием с последующим обессоливанием раствора туберкулина до конечной концентрации сульфата аммония в растворе 0,02 - 0,04% и стерилизацией целевого продукта. Обессоливание раствора туберкулина проводят методом электродиализа при линейной скорости реакционной массы в камерах очистки 0,015 - 0,023 м/с, температуре 15 - 20°С, плотности тока 50-100 А/м² и pH раствора 6 - 8 при постоянной концентрации туберкулина в растворе. 1 табл.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТУБЕРКУЛИНА путем выращивания микобактерий туберкулеза на синтетической питательной среде, отделения культуральной жидкости, выделения из нее туберкулина трихлоруксусной кислотой и переосаждения его сернокислым аммонием с последующим обессоливанием раствора туберкулина до конечной концентрации сульфата аммония в растворе 0,02-0,04% и стерилизацией целевого продукта, отличающийся тем, что обессоливание проводят методом электродиализа при линейной скорости реакционной массы в камерах очистки 0,015-0,023 м/с, температуре 15-20^oС, плотности тока 50-100 А/м² и рН раствора 6,0-8,0 при постоянной концентрации туберкулина в растворе.