1.首先談談細菌內毒素的概念。
細菌內毒素,英文稱作Endotoxin,是G-菌細胞壁個層上的特有結構,內毒素為外源性致熱原,它可激活中性粒細胞等,使之釋放出一種內源性熱原質,作用于體溫調節中樞引起發熱。細菌內毒素的主要化學成分為脂多糖。.
一般細菌毒素可分為兩類,一類為外毒素(Exotoxin);它是一種毒性蛋白質,是細菌在生長過程中分泌到菌體外的毒性物質。產生外毒素的細菌主要是 革蘭氏陽性菌。如白喉桿菌、破傷風桿菌、肉毒桿菌、 金黃色葡萄球菌以及少數 革蘭氏陰性菌。另一類為內毒素(Endotoxin)。是 革蘭氏陰性菌的 細胞壁的產物。細菌在生活狀態時不釋放出來,只有當細菌死亡自溶或粘附在其它細胞時,才表現其毒性,內毒素的主要化學成分是 脂多糖中的類脂 A成分。
2.細菌內毒素和熱原的關系、熱原反應
熱原(pyrogen)系指能引起恒溫動物體溫異常升高的致熱物質。它包括細菌性熱原、內源性高分子熱原、內源性低分子熱原及化學熱原等。
熱原是否就是內毒素?細菌內毒素是熱原的一種,即細菌性熱原。細菌內毒素被認為是熱原的本質,此事在學術上仍有爭議,熱原不僅是細菌內毒素。但在藥檢的范疇,細菌內毒素是主要的熱原物質,可以說無內毒素就無熱原,控制內毒素就是控制熱原。
熱原反應:含有熱原的注射劑注入人體可引起發熱反應,使人體產生發冷、寒戰、體溫升高、出汗、惡心、嘔吐等癥狀,有時體溫可升至40℃,嚴重者甚至昏迷、虛脫,如不及時搶救,可危及生命。
3、去除細菌內毒素的方法
3.1吸附法
此法是利用活性炭對熱原的吸附作用達到去除作用的方法。常用的吸附劑中,活性炭對熱原的吸附作用最強,一般用量為總容量的 0.1%-0.5% ,將溶液加熱到 70 ℃左右保溫一定時間效果更好。使用的活性炭應符合藥典規定要求。
3.2蒸餾法
此法是利用熱原具有不揮發性而達到去除目的。因此,凡適于蒸餾的藥品均可用蒸餾法除去熱原。
3.3熱破壞法
此法是利用熱高溫能破壞熱原質達到去除目的。因此,凡適用于高溫處理的如熱原檢查試驗中接觸藥液的容器,可用 180 ℃干烤 3 小時,或 250 ℃干烤30min以上。
3.4強酸強堿處理法
此法利用強酸強堿能破壞熱原而達到去除的目的。
其他,也可以采用過濾等方法去除熱原。
4.熱原及內毒素檢驗方法
4.1家兔熱原法
由于家兔對熱原的反應與人基本相似,家兔法為各國藥典規定的檢查熱原的法定方法。
《中國藥典》2005年版規定的熱原檢查法系將一定劑量的供試品,靜脈注入家兔體內,在規定時間內,觀察家兔體溫升高的情況,以判定供試品中所含熱原的限度是否符合規定。
檢查結果的準確性和一致性取決于試驗動物的狀況、試驗室條件和操作的規范性。家兔法檢測內毒素的靈敏度為0.001μg/ml,試驗結果接近人體真實情況,但操作繁瑣費時,不能用于注射劑生產過程中的質量監控,且不適用于放射性藥物、腫瘤抑制劑等細胞毒性 藥物制劑。
4.2細菌內毒素檢查法(鱟試劑法)
細菌內毒素檢查法系利用鱟試劑來檢測或量化由革蘭陰性菌產生的細菌內毒素,以判斷供試品中細菌內毒素的限量是否符合規定的一種方法.細菌內毒素的量用內毒素單位(EU)表示。
細菌內毒素這個概念在1890年的時候就已被提了出來,它是在研究發熱物質過程所引起的,1933年Boivin最先由小鼠傷寒桿菌提取出來,進行化學免疫學方面的研究,到1940年時候,Morgan使用志賀氏痢疾菌闡明了細菌內毒素是由多糖脂質及蛋白質三部分所組成的復合體,到了1950年以后,隨著生物學,物理化學,免疫學以及遺傳學等的進步發展,細菌內毒素的研究工作,尤其是其化學結構組成及各種生物活性間的關系也更加明確起來。
1956年 美國人Bang發現美洲鱟血液遇 革蘭氏陰性菌時會產生凝膠。其后Levin和Bang又搞清楚微量 革蘭氏陰性菌內毒素也可以引起凝膠反應,從而創立了 鱟試劑檢測法。由于 鱟試劑法簡單﹑快速﹑靈敏﹑準確,已廣泛用于臨床、制藥工業藥品檢驗等方面。
細菌內毒素檢查包括凝膠法和光度測定法兩種方法,前者利用鱟試劑與細菌內毒素產生凝集反應的原理來檢測或半定量內毒素,后者包括濁度法和顯色基質法,系分別利用鱟試劑與內毒素反應過程中的濁度變化及產生的凝固酶使特定底物釋放出呈色團的多少來測定內毒素。
鱟試劑法檢查內毒素的靈敏度為0.0001μg/ml,比家兔法靈敏10倍,操作簡單易行,試驗費用低,結果迅速可靠,適用于注射劑生產過程中的熱原控制和家兔法不能檢測的某些細胞毒性藥物制劑,但其對革蘭陰性菌以外的內毒素不靈敏,鱟試劑法尚不能完全代替家兔法。
在 美國, 鱟試驗被稱作為“細菌內毒素試驗(Bacterial Endotoxin Test)收載于1980年20版美國藥典。隨后英、德、意、日以及 中國相繼在藥典中收載了這一檢查法。此后 鱟試驗逐漸替代家兔 熱原試驗,但由于部分藥品由于自身特殊性無法通過稀釋法消除干擾,因此鱟試驗還無法完全取代家兔熱原試驗。2005年版 中國藥典規定168個品種進行細菌內毒素檢查法,并收錄了2種細菌內毒素檢查法:包括凝膠法和光度測定法兩種方法。前者利用 鱟試劑與細菌內毒素產生凝集反應的原理來定性檢測或半定量內毒素,后者包括 濁度法和顯色基質(比色)法,系分別利用鱟試劑與內毒素反應過程中的濁度變化及產生的 凝固酶使特定底物釋放出呈色團的多少來定量測定內毒素。比色法又可分為終點顯(比)色法和動態比色法。該方法靈敏度、 精密度高。國內如 廈門鱟試劑廠早在05年即有顯色基質(終點顯色)鱟試劑盒上市。
4.3最常用方法:細菌內毒素凝膠法簡介
4.3.2常用英文縮寫
BET:細菌內毒素檢查 BET水:細菌內毒素檢查用水
MVD:供試品最大有效稀釋倍數 NC:陰性對照
MVC:供試品最低有效濃度 PC:陽性對照
λ:鱟試劑靈敏度 L:供試品細菌內毒素限值
4.3.3儀器:
4.3.3.1電熱恒溫鼓風干燥箱
作用:干烤去熱原
方式:250℃干烤30min以上。
注意事項:
從溫度達到250℃開始計時。
干烤過程中不得開啟干燥箱的門。
干烤物品不要疊放不要裝載過滿,以免影響空氣流通。
設備須進行熱穿透、熱分布、內毒素挑戰等項目的確認。