Fig.3ESCA analyses of (A) untreated silica bead, (B) acid etched silica bead, (C)aminated silica bead and (D) lectingrafted silica bead[HT5][TS)] 3.3凝集素浓度对内毒素吸附的影响 以玻璃板为
Fig.3ESCA analyses of (A) untreated silica bead, (B) acid etched silica bead, (C)aminated silica bead and (D) lectingrafted silica bead[HT5][TS)]
3.3凝集素浓度对内毒素吸附的影响
以玻璃板为进行测试(表1),利用不同浓度凝集素(1, 2和5 g/L)与胺化后玻璃板表面反应,所制
成玻璃板凝集素吸附剂均能有效吸附胶原蛋白溶液(浓度为0.5g/L)内所含内毒素,内毒素含量由2.14×105 EU降低至10
Symbolm@@ 2-10
Symbolm@@ 3 EU间,其内毒素吸附率可达 99%。考虑制造成本,在后续的凝集素嫁接改质上均采用浓度为1 g/L凝集素进行制备。
3.4玻璃球凝集素吸附剂吸附内毒素测试
为测试玻璃球凝集素吸附剂吸附内毒素效率,利用2 g/L胶原蛋白溶液进行不同玻璃球颗数(提供不同吸附表面积)及不同体积胶原蛋白溶液内毒素吸附测试(表2)。结果表明,未经吸附处理胶原蛋白溶液内所含内毒素浓度为 2.34×108 EU,当玻璃球数目固定在30颗玻璃球时,嫁接在其上的凝集素能吸附8.4 mL胶原蛋白溶液中内毒素,其内毒素可降低至2.80×10
Symbolm@@ 3 EU。但当胶原蛋白溶液体积再增加时,其内毒素吸附效果却急剧下降,表明所嫁接凝集素均已吸附上内毒素。当胶原蛋白溶液体积固定在6 mL时,可发现70颗玻璃球吸附后,内毒素浓度为3.06×10
Symbolm@@ 5 EU,因其可提供较多大的接触面积,所以吸附效果提升。
由于不同浓度胶原蛋白溶液其内毒素含量均会不同,且胶原蛋白溶液黏度亦随浓度增加而增加,此黏度的增加会影响胶原蛋白溶液内内毒素与凝集素接触的机会而降低吸附效率。对1 mL的5和6 g/L胶原蛋白溶液进行内毒素吸附前后比较(表3)。嫁接上凝集素玻璃球虽能降低浓度6 g/L胶原蛋白溶液内毒素含量,由3.01×109 EU减少至2.39×105 EU,但其内毒素含量很高,显示在高浓度胶原蛋白溶液内毒素去除上仍有限制。
通常,胶原蛋白在萃取纯化过程中均需于4 ℃的低温环境下进行,若环境温度超过4 ℃时,所萃取纯化后胶原蛋白便会开始重组产生纤维的型态。本研究在不同环境温度下测试了凝集素吸附内毒素效率。在此实验中是以类似内毒素成份多醣体的醣蛋白作为测试样品,凝集素在室温25 ℃及 4 ℃的低温环境下也具有极佳内毒素吸附效果,显示凝集素内毒素吸附效果较不受温度的影响。
4结论
胶原蛋白的纯化及保存不易,限制了胶原蛋白于临床上的应用。在胶原蛋白萃取并纯化过程及内毒素含量测定后,进一步研究出简单、方便、易操作的去除内毒素方法,以有效缩短低内毒素胶原蛋白产品的成本,期望能发展出低内毒素的胶原蛋白材料。
本研究利用二氧化硅玻璃球为吸附内毒素载体,通过酸蚀令其表面形成OH基团,并以胺基硅烷进行胺化,令其表面产生具反应性胺基。其后利用EDC活化凝集素羧基,并利用NHS稳定活化区,最后再将凝集素与反应性胺基二氧化硅玻璃球载体作用,即可将凝集素固定于其上。采用ESCA进行表面元素分析,亦可确定凝集素成功嫁接于二氧化硅玻璃球载体上。探讨不同凝集素及胶原蛋白浓度对于内毒素吸附效率影响,利用不同浓度凝集素(1.0, 2.0和5.0 g/L)与胺化后二氧化硅玻片表面反应,各组均能有效吸附胶原蛋白溶液内所含内毒素(达99%以上内毒素吸附率),显现凝集素对于内毒素吸附效率甚佳,仅需低浓度凝集素即可得高吸附效率;而胶原蛋白溶液黏度随浓度增加而递增,该粘度变化会影响胶原蛋白溶液内内毒素与凝集素接触的机会而降低吸附效率。嫁接于三维立体玻璃球载体凝集素因其可提供较多接触面积,故随着胶原蛋白体积量增加,仍可维持高吸附效率,显示立体圆球型态由于其球体间接触面积与碰撞机率增加,对于其上凝集素吸附内毒素效能有显著裨益。未来可更进一步利用管柱分离操作原理,将嫁接凝集素玻璃球填充于管柱内部,设计一针对胶原蛋白中内毒素特异蛋白质醣类进行吸附系统,建立有效、操作简单且低成本的去胶原蛋白溶液内毒素装置,进而提升胶原蛋白产品整体应用的成效。
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