Hayvan Plazması ve Kan Hücreleri için İşleme Teknolojisi

Hayvan Plazması ve Kan Hücreleri için İşleme Teknolojisi

"Tüm bileşenlerin verimli kullanımı" temel kavramına odaklanan hayvan plazması ve kan hücreleri işleme teknolojisi, hayvan kanını (çoğunlukla domuz, sığır ve koyunlardan) antikoagülasyon, ayırma ve saflaştırma, kurutma ve şekillendirme gibi işlemler yoluyla plazma protein tozu, kan hücresi tozu ve hem gibi yüksek katma değerli ürünlere dönüştürür. Tüm süreç boyunca, besleyici bileşenlerin tahrip olmasını önlemek için hijyen ve sıcaklığın sıkı kontrolü gereklidir. Detaylı süreç aşağıdaki gibidir:

I. Ön Tedavi Aşaması: Kan Alma ve Antikoagülasyon

Bu aşama, kan pıhtılaşmasını önlemek ve yab impurities maddeleri uzaklaştırmak gibi temel amaçlarla, sonraki işlemlerin temelini oluşturur.

1. Kan Alma

Hayvan kesiminden sonraki 1 saat içinde doğal pıhtılaşmayı önlemek için özel kan toplama ekipmanları (örneğin, otomatik kan toplama sistemleri) kullanılarak kan alınır. Toplama sırasında eş zamanlı olarak antikoagülanlar eklenmelidir: sodyum sitrat (genellikle kullanılır, toplam kan hacminin %0,8-%1,2'si oranında eklenir) veya EDTA (toplam kan hacminin %0,3-%0,5'i oranında eklenir). Antikoagülanın homojen dağılımını sağlamak için karışım boru hatları aracılığıyla karıştırılır.

Toplanan kanın, kıl ve doku artıkları gibi mekanik kirlilikleri gidermek ve daha sonraki ayırma ekipmanının tıkanmasını önlemek için 80-100 gözenekli bir filtreden geçirilmesi gerekir.

2. Düşük Sıcaklıkta Geçici Depolama

Antikoagüle edilmiş kan, geçici depolama için derhal 2-8°C'lik düşük sıcaklıklı bir depolama tankına aktarılır ve maksimum depolama süresi 24 saati geçmez. Bu, mikrobiyal üremeyi ve enzimatik hidroliz reaksiyonlarını yavaşlatır ve plazma proteinlerinin aktivitesini korur.

II. Çekirdek Ayırma Aşaması: Plazma ve Kan Hücrelerinin Ayrılması

Plazma ve kan hücrelerinin verimli bir şekilde ayrılması, sürecin kilit bir halkası olan santrifüj kuvveti kullanılarak sağlanır. Yaygın olarak kullanılan ekipmanlar arasında tüplü santrifüjler veya disk santrifüjler bulunur.

1. Santrifüj Ayırma

Düşük sıcaklıktaki kan santrifüje pompalanır:

Tüp tipi santrifüjler için: Dönme hızı 15.000-20.000 rpm, santrifüj kuvveti 12.000-15.000 G'dir;

Disk santrifüjler için: Dönme hızı 6.000-8.000 rpm, santrifüj kuvveti 3.000-5.000 G'dir.

Yüksek hızlı santrifüjleme altında:

Daha yüksek yoğunluğa sahip kan hücreleri (kırmızı kan hücreleri, beyaz kan hücreleri, trombositler) santrifüjün iç duvarına doğru itilir, katı bir tabaka oluşturur ve atık boşaltma ağzından dışarı atılır;

Daha düşük yoğunluğa sahip plazma (albümin, immünoglobulin ve fibrinojen içerir) merkezde kalır ve taşma portundan sürekli olarak boşaltılarak sonraki işleme aşamasına geçer.

Ayırma işleminden sonra saflık testi gereklidir: Plazmadaki kan hücrelerinin kalıntı oranı ≤ %0,5 (çıplak gözle görülebilen kırmızı tortu olmaması) ve kan hücrelerindeki plazma karışım oranı ≤ %5 olmalıdır; bu, ikisi arasında çapraz kontaminasyonun olmamasını sağlar.

2. Bölünmüş Rota Geçici Depolama

Ayrıştırılan plazma, 3-5°C'de steril bir saklama tankına aktarılır. Kan hücreleri için, yıkama amacıyla kan hücreleri ile fizyolojik serumun oranı 1:1 olacak şekilde %0,9'luk fizyolojik serum eklenir. Kalan plazmayı uzaklaştırmak ve "temiz kan hücreleri" elde etmek ve protein kaybını azaltmak için santrifüj işlemi tekrar yapılır (dönme hızı: 12.000 rpm).

III. Plazma İşleme Alt Süreci: Sıvı Plazmadan Nihai Ürünlere

Plazma esas olarak plazma protein tozuna işlenir; bazı üst düzey talepler için immünoglobulin daha da saflaştırılır. İşlem, iki aşamadan ("konsantrasyon → kurutma") veya üç aşamadan ("saflaştırma → kurutma") oluşur.

1. Geleneksel Yöntem: Plazma Protein Tozu Üretimi

(1) Vakum Konsantrasyonu

Sıvı plazma, çift etkili bir vakum yoğunlaştırıcıya pompalanır (vakum derecesi: -0,092 MPa ila -0,095 MPa, sıcaklık: 50-55°C). Düşük sıcaklıkta buharlaştırma yöntemi kullanılarak su uzaklaştırılır, plazmanın katı içeriği %6-8'den %25-30'a çıkarılır ve yüksek sıcaklıkların neden olduğu protein denatürasyonu (örneğin, albüminin denatürasyon sıcaklığı yaklaşık 60°C'dir) önlenir.

Konsantrasyon işlemi sırasında katı madde içeriği gerçek zamanlı olarak (refraktometre kullanılarak) izlenmeli ve standart karşılandığında işlem bir sonraki aşamaya geçilmelidir.

(2) Sprey Kurutma

Yoğunlaştırılmış plazma, santrifüjlü püskürtmeli kurutma kulesine beslenir (giriş hava sıcaklığı: 180-200°C, çıkış hava sıcaklığı: 80-85°C). Yüksek basınçlı atomizasyon altında (atomizör dönüş hızı: 20.000-25.000 rpm), plazma küçük damlacıklar oluşturur; bu damlacıklar hızla sıcak hava ile temas eder ve anında toz haline getirilerek kurutulur.

Kurutulmuş plazma protein tozu oda sıcaklığına soğutulur ve topaklanmaları gidermek için 100 gözenekli bir filtreden geçirilir. Nihai ürünün nem içeriği ≤ %5 ve protein içeriği ≥ %75'tir (ulusal standart GB/T 25166-2010'a uygun olarak) ve yem katkı maddesi veya gıda proteini zenginleştirici olarak kullanılabilir.

2. Üst Düzey İşlem: İmmünoglobulinin Saflaştırılması

(1) Tuzlama Çökeltisi

Amonyum sülfat (%40-45 konsantrasyon) sıvı plazmaya eklenir ve immünoglobulini çöktürmek için pH 4,8-5,2'ye ayarlanır (izoelektrik nokta çökeltme yöntemi). 2-3 saat bekletildikten sonra, çökeltiyi toplamak için santrifüj işlemi yapılır (dönme hızı: 8000 rpm).

(2) Diyaliz ve Tuzdan Arındırma

Çökelti 0,02 mol/L fosfat tamponunda çözülür, bir diyaliz torbasına (moleküler ağırlık kesme noktası: 10.000 Da) aktarılır ve kalan amonyum sülfatı uzaklaştırmak için 24 saat boyunca tamponda diyaliz edilerek ham immünoglobulin elde edilir.

( 3) Dondurarak Kurutma

Ham ürün, dondurarak kurutma cihazına aktarılır (vakum derecesi: ≤ 10 Pa, -40°C'de 4 saat ön dondurma, ardından 25°C'ye ısıtılarak 12 saat süblimasyon kurutma). Bu işlem, yüksek sıcaklıkların bağışıklık aktivitesini yok etmesini önler. Nihai ürünün immünoglobulin saflığı ≥ %90'dır ve biyomedikal alanda kullanılır.

IV. Kan Hücresi İşleme Alt Süreci: Temiz Kan Hücrelerinden Nihai Ürünlere

Kan hücreleri esas olarak kan hücresi tozuna işlenir veya heme ekstraksiyonu için kullanılır; ilki basit bir işlemdir, ikincisi ise daha yüksek katma değere sahiptir.

1. Geleneksel Yöntem: Kan Hücresi Tozu Üretimi

(1) Enzimatik Hidroliz (İsteğe Bağlı)

Kan hücresi tozunun çözünürlüğünü artırmak için, temizlenmiş kan hücrelerine proteaz (örneğin, nötral proteaz, %0,3-%0,5 oranında eklenir) ilave edilir. Makromoleküler hemoglobini küçük moleküler peptitlere ayrıştırmak için 50-55°C sıcaklıkta ve pH 7,0'de 2-3 saat süreyle enzimatik hidroliz gerçekleştirilir. Enzimatik hidrolizden sonra, enzim 90°C'de 10 dakika süreyle sıcak su ile inaktive edilir.

(2) Sprey Kurutma

Enzimatik olarak hidrolize edilmiş kan hücreleri (veya hidrolize edilmemiş temiz kan hücreleri) doğrudan püskürtmeli kurutma yöntemiyle kurutulur (parametreler plazma kurutma ile aynıdır: giriş hava sıcaklığı 170-190°C, çıkış hava sıcaklığı 75-80°C). Kurutulmuş kan hücresi tozunun nem içeriği ≤ %6, protein içeriği ≥ %80'dir ve demir açısından zengindir (demir içeriği ≥ 20 mg/100 g). Yem demir takviyesi veya gıda pigmentleri için hammadde olarak kullanılabilir.

2. Üst Düzey İşlem: Hem Ekstraksiyonu

(1) Hemoliz ve Asitlendirme

Kan hücrelerini temizlemek için deiyonize su (kan hücrelerinin hacminin 3 katı) eklenir ve karışım, hemoliz (kırmızı kan hücresi zarlarının kırılarak hemoglobinin salınması) sağlanması için 30 dakika boyunca karıştırılır. Daha sonra, hemoglobinin denatüre olmasına ve çökelmesine neden olmak için pH'ı 2,0-2,5'e ayarlamak üzere seyreltilmiş hidroklorik asit eklenir.

(2) Santrifüjle Toplama ve Saflaştırma

Denatüre edilmiş hemoglobin, çökeltiyi toplamak için santrifüjlenir (dönme hızı: 10.000 rpm). Çökelti, yağları ve safsızlıkları gidermek için asetonla 2-3 kez yıkanır (çökelti/aseton oranı: 1:5), böylece ham hem elde edilir. Daha sonra, %95 veya daha yüksek saflıkta hem kristalleri elde etmek için kolon kromatografisi (silika jel kromatografi kolonu kullanılarak) yoluyla daha ileri ayırma işlemi gerçekleştirilir; bu kristaller tıpta (anemi ilaçları) veya gıda katkı maddelerinde (doğal pigmentler) kullanılır.

V. Temel Kontrol Noktaları

1. Hijyen Kontrolü

Tüm ekipmanlar (kan alma boruları, santrifüjler, kurutma kuleleri) mikrobiyal kontaminasyonu önlemek için 121°C'de 30 dakika boyunca yüksek basınçlı buharla sterilize edilmeli veya %75 alkolle silinerek dezenfekte edilmelidir (bitmiş ürünlerin toplam bakteri sayısı ≤ 1.000 cfu/g, Escherichia coli tespit edilmemelidir).

2. Sıcaklık Kontrolü

İşlem boyunca düşük sıcaklıkta işleme devam edilir: kan geçici olarak 2-8°C'de saklanır, konsantrasyon 50-55°C'de yapılır ve kurutma çıkış havası sıcaklığı ≤ 85°C'dir. Bu, protein denatürasyonunu ve besin kaybını önler (örneğin, immünoglobulin aktivitesinin korunma oranı ≥ %80).

3. Nem Kontrolü

Kuruduktan sonra, plazma protein tozunun nem içeriğinin ≤ %5 ve kan hücresi tozunun nem içeriğinin ≤ %6 olmasını sağlamak için, ürünler hızla (vakumlu alüminyum folyo torbalar kullanılarak) paketlenmelidir. Bu, nem emilimini ve topaklanmayı önler ve raf ömrünü uzatır (oda sıcaklığında 6-12 ay).