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《山东大学》 2014年
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基于近红外光谱分析技术的人纤维蛋白原工艺过程控制研究

郑志华  
【摘要】:人纤维蛋白原(]Human Fibrinogen, Fg)是血浆的主要成分,含量高达2~4g/L。在人凝血反应的最后阶段在凝血酶与人凝血因子ⅩⅢ、Ca2+作用下形成纤维蛋白凝胶,将血液有形成分包绕其中,达到止血的目的。在临床上,对缺乏Fg所致的凝血机能障碍具有纠正作用,主要用于防治先天性Fg缺少或缺乏症,以及由于严重肝损伤、肝硬化、弥散性血管内凝血、产后大出血、大手术、外伤、内出血等导致的获得性Fg缺少症。截止2014年09月,国内获得Fg生产批文并可以生产Fg的厂家不超过10个,同时由于新建浆站审批难度加大,Fg的原料血浆供应不足,国内当前的Fg生产规模远不能满足市场的需求。Fg还是一种战略储备药品,国家每年都要有一定的储备。血液制品成本高、风险大,控制生产环节、提高产品收率、保证产品活性对于整个血液制品行业的发展具有重要意义。而目前公司Fg生产尚处于临床应用阶段,对生产工艺中的关键控制点了解不足,工艺过程控制环节薄弱,因此,掌控关键控制点、对Fg生产进行过程控制非常必要。 近红外光谱分析技术(Near-infrared Spectroscopy,NIRS)是重要的过程分析工具,具备快速、不破坏样品的特点,成功用于制药行业的原料筛查、混合、制剂等各个环节中,但是在血液制品生产过程分析中的应用仍是空白。 本课题以Fg生产工艺的层析流穿过程、超滤配制过程和冻干制备过程为研究对象,采用NIRS结合化学计量学方法,建立了Fg生产工艺的过程控制方法。 具体研究内容如下: 1.本研究选取层析过程流穿液为研究对象,收集流穿液制备了一系列不同浓度的样品,共60个,用透射模块采集其近红外光谱。建模过程中,首先用K-S方法将样品划分为40个校正集和20个验证集,然后确立了Autoscale作为光谱的预处理方法,最后通过考察,选择Forward iPLS方法进行光谱变量的筛选,最终建立的模型的各项参数为:R2=0.995, RMSEC=0.1911, RMSECV=0.2245, RMSEP=0.1662。所建立的方法,可以快速准确的对层析流穿液的蛋白含量进行在线检测,如果应用于生产,还可以对层析过程进行饱和度分析,确定最优的层析方案。 2.本研究选取超滤完成后配制前原液为研究对象,首先制备了纤原含量有一定梯度的样品,共54个,用透射模块采集其近红外光谱。建模过程中,最终确立了一阶导数+Autoscale的光谱预处理方法,以及GA的谱区选择方法,建立的模型的各项参数为:R2=0.999,RMSEC=0.3575,RMSECV=0.4894, RMSEP=0.5208,模型的准确度和精密度都非常理想。实验下一步将在生产过程中收集大量不同纤原纯度的原液样品,建立能够直接预测原液纤原纯度的近红外定量模型,实现真正的超滤完成直接配制。 3.本研究选取冻干完成后制品为研究对象本研究,首先制备了水分含量有一定梯度的样品,共60个,用积分球漫反射模块采集其近红外光谱,然后用卡尔费休容量滴定法测定每个样品的水分含量作为一级数据。在建立模型的过程中,考察了MSC、SNV、一阶导数、二阶导数以及多种方法同时使用等预处理方法,对比了相关系数法和iPLS两种光谱变量选择方法,最终依据所建立模型的参数优劣确定使用的方法为MSC+二阶导数进行预处理,相关系数法选择光谱区间,模型的各项参数为:R2=0.881,RMSEC=0.4426,RMSECV=0.8370, RMSEP=0.6311。此结果表明近红外光谱分析技术可以有效的对纤原冻干产品的水分含量进行测定,证实了该方法的有效性和可行性。此模型可作为在线监控纤原冻干过程水分含量的基础,将冻干设备进行相关的改造后,借助光纤可实现产品水分含量的实时监测,从而极大地优化冻干过程。 本论文的创新点主要有: (1)首次建立Fg层析流穿液中蛋白含量检测的定量模型; (2)首次建立了超滤完成后原液的Fg含量检测的定量模型; (3)首次建立了Fg冻干水分含量检测的定量模型。
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TQ464;O657.33

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