[go: up one dir, main page]

RU2146944C1 - Method of insulin purification - Google Patents

Method of insulin purification Download PDF

Info

Publication number
RU2146944C1
RU2146944C1 RU99109630A RU99109630A RU2146944C1 RU 2146944 C1 RU2146944 C1 RU 2146944C1 RU 99109630 A RU99109630 A RU 99109630A RU 99109630 A RU99109630 A RU 99109630A RU 2146944 C1 RU2146944 C1 RU 2146944C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
insulin
gel
acetic acid
purification
content
Prior art date
Application number
RU99109630A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Т.Ю. Андреевичева
Л.В. Баландина
Г.А. Костакова
Original Assignee
Государственный институт кровезаменителей и медицинских препаратов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственный институт кровезаменителей и медицинских препаратов filed Critical Государственный институт кровезаменителей и медицинских препаратов
Priority to RU99109630A priority Critical patent/RU2146944C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2146944C1 publication Critical patent/RU2146944C1/en

Links

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)

Abstract

FIELD: medicine, endocrinology, biochemistry. SUBSTANCE: invention relates to methods of purification of insulin isolated from animal raw or prepared by biotechnology approach (for example, human genetic engineering insulin). Insulin to be purified is subjected for gel-chromatography using 0.7-1.2 M acetic acid on column filled with hydrophilic gel obtained by polycondensation of polyglucin with epichlorohydrin and equilibrated with 0.7-1.2 M acetic acid solution. Insulin loading on column is 4-7 g/l of equilibrated gel at insulin concentration in applied solution 5-15%. Insulin is eluted from column at 8-15 C at the flow rate 2.0-5.0 ml/cm2/h and the end product is isolated by zinc precipitation and subjected for citrate crystallization. The yield of insulin is 75-85%, content of insulin monofraction is 98.0-98.5%, content of proinsulin is less 2 p.p.m., content of bacterial peptides (in human genetic engineering insulin) - is less 1 p.p.m. (i. e. less 0.0001%), amount of deamidoinsulin and nonidentified impurities (by methods of RIA and HPLC) - 1%, not above, in all cases. EFFECT: improved method of purification, increased yield, high purity of insulin. 5 cl, 3 ex

Description

Изобретение относится к медицинской промышленности, а именно к очистке инсулина, применяемого в терапии сахарного диабета, от антигенных и других примесей, которые сопутствуют инсулинам природного происхождения (из поджелудочной железы свиней и крупного рогатого скота) и биосинтетическому инсулину человека, производимому методами биотехнологии. The invention relates to the medical industry, namely to the purification of insulin used in the treatment of diabetes mellitus from antigenic and other impurities that accompany natural insulin (from the pancreas of pigs and cattle) and biosynthetic human insulin produced by biotechnology.

Основной антигенной примесью в препаратах инсулина является проинсулин, вызывающий выраженные аллергические реакции при лечении больных сахарным диабетом. Содержание проинсулина в инсулиновых препаратах по современным фармакопейным требованиям не должно превышать 10 частей на миллион (10 п.п. м. ), т. е. не должно составлять более 0,001%. Такие же высокие требования предъявляются и к содержанию бактериальных пептидов в инсулине человека, получаемом методами биотехнологии. The main antigenic impurity in insulin preparations is proinsulin, which causes pronounced allergic reactions in the treatment of patients with diabetes mellitus. The content of proinsulin in insulin preparations according to modern pharmacopoeial requirements should not exceed 10 parts per million (10 ppm), i.e., should not be more than 0.001%. The same high demands are placed on the content of bacterial peptides in human insulin obtained by biotechnological methods.

Известен способ очистки инсулина [1] путем сорбции инсулинсодержащего сырья на макропористом сульфокатионите, смешанном с инертным силикатным наполнителем в равном объемном соотношении, с последующей промывкой смеси микродисперсии и наполнителя 0,2 - 0,3 М уксусноаммонийным буфером при pH 5,2 - 6,4 и десорбцией инсулина 0,02 - 0,03 М буферным раствором (трис: фосфатный буфер: ацетат аммония) при pH 6,4 - 7,6. К недостаткам этого способа относятся невысокий выход инсулина после очистки (64-70%) и его большая антигенность (содержание проинсулина 0,5% вместо 0,001%). A known method of purification of insulin [1] by sorption of insulin-containing raw materials on macroporous sulfocationite mixed with an inert silicate filler in an equal volume ratio, followed by washing the mixture of microdispersion and filler 0.2 - 0.3 M acetic ammonium buffer at pH 5.2 - 6, 4 and insulin desorption of 0.02-0.03 M buffer solution (Tris: phosphate buffer: ammonium acetate) at a pH of 6.4-7.6. The disadvantages of this method include the low yield of insulin after purification (64-70%) and its high antigenicity (proinsulin content of 0.5% instead of 0.001%).

Известен также способ получения высокоочищенного инсулина [2] путем многостадийной очистки, включающей вначале катионообменную хроматографию инсулина в фосфатном буфере на сульфокатионите КУ-23И (диаметр частиц 200-300 мкм) с применением для элюирования 0,018-0,022 М линейного фосфатного буфера в градиенте pH от 6,7 - 6,8 до 7,9 - 8,0 с последующим выделением инсулина изоэлектрическим осаждением; далее осажденный инсулин подвергают циркуляционной гель-проникающей хроматографии при 4 - 6oC на Сефадексе G-50 сверхтонкий (фирма Pharmacia, Швеция) в 1 М уксусной кислоте, после чего хроматографируют при 6-8oC на колонке с анионообменным силикагелем PAE-300 (фирма Amicon, США) в элюенте с pH 7,8 - 8,5, состоящем из ТРИС/HCl, трилона Б и этанола (50-60 об.%), с экспотенциальным градиентом хлорида натрия (0,0 - 1,0 М). После цитратной кристаллизации получают инсулин, отвечающий современным требованиям по антигенности, но достигается этот результат слишком большой затратой материальных и трудовых ресурсов, при этом выход инсулина невысокий - 55 - 65%. К недостаткам рассматриваемого способа очистки инсулина следует отнести также использование импортных носителей и оборудования для колоночной хроматографии, что дополнительно ограничивает возможность его практического использования.There is also known a method of producing highly purified insulin [2] by multistage purification, which includes first cation exchange chromatography of insulin in phosphate buffer on KU-23I sulfocationite (particle diameter 200-300 μm) using 0.018-0.022 M linear phosphate buffer in pH gradient from 6 to elute 7-6.8 to 7.9-8.0, followed by the release of insulin by isoelectric precipitation; the precipitated insulin is then subjected to gel permeation chromatography at 4-6 ° C on Sephadex G-50 ultrafine (Pharmacia, Sweden) in 1 M acetic acid, and then chromatographed at 6-8 ° C on a PAE-300 column with anion exchange silica gel (company Amicon, USA) in the eluent with a pH of 7.8 - 8.5, consisting of TRIS / HCl, Trilon B and ethanol (50-60 vol.%), with an exponential gradient of sodium chloride (0.0 - 1.0 M). After citrate crystallization, insulin is obtained that meets modern requirements for antigenicity, but this result is achieved by too much material and labor resources, while the insulin yield is low - 55 - 65%. The disadvantages of this method of purification of insulin should also include the use of imported media and equipment for column chromatography, which further limits the possibility of its practical use.

Наиболее близким к предлагаемому является способ очистки инсулина [3] посредством гель-проникающей хроматографии на сшитых декстрановых гелях в 0,5 М уксусной кислоте (прототип). После очистки по этому способу инсулина крупного рогатого скота (к.р.с.) с исходным содержанием инсулина и проинсулина соответственно 92,5 и 4,21% получают инсулин к.р.с., еще содержащий 0,44% проинсулина (вместо требуемого содержания не более 0,001%). При аналогичной гель-проникающей хроматографии свиного инсулина (содержание в исходном материале инсулина и проинсулина 90,7 и 2,42% соответственно) получают инсулин, также лишь частично очищенный от проинсулина: в целевом продукте его количество составляет 0,57%, т.е. превышает требуемое в 570 раз. Closest to the proposed method is the purification of insulin [3] by gel permeation chromatography on crosslinked dextran gels in 0.5 M acetic acid (prototype). After purification by this method of cattle insulin (cf.s.) with an initial content of insulin and proinsulin of 92.5 and 4.21%, respectively, insulin cf.s., still containing 0.44% of proinsulin, is obtained (instead the required content is not more than 0.001%). Using the same gel permeation chromatography of porcine insulin (the content of insulin and proinsulin in the starting material is 90.7 and 2.42%, respectively), insulin is obtained, which is also only partially purified from proinsulin: its amount in the target product is 0.57%, i.e. . exceeds the required 570 times.

Таким образом, известный способ не позволяет получать инсулин требуемой степени чистоты в отношении основной антигенной примеси - проинсулина. Thus, the known method does not allow to obtain insulin of the required degree of purity with respect to the main antigenic impurity - proinsulin.

Целью изобретения является разработка простого способа очистки инсулина, одновременно обеспечивающего его высокий выход и качество, отвечающее современным фармакопейным требованиям к инсулинам животного происхождения и к биосинтетическому инсулину человека. The aim of the invention is to develop a simple method for the purification of insulin, at the same time ensuring its high yield and quality that meets modern pharmacopoeial requirements for animal insulin and biosynthetic human insulin.

Для улучшения качества и обеспечения высокого выхода инсулина по заявляемому способу свиной инсулин, инсулин к.р.с. или биосинтетический, например, генно-инженерный инсулин человека подвергают гель-проникающей хроматографии в водной уксусной кислоте на гидрофильном геле ("Гефил-1") [4]. To improve the quality and ensure a high yield of insulin according to the claimed method, pig insulin, insulin k.s. or biosynthetic, for example, genetically engineered human insulin, is subjected to gel permeation chromatography in aqueous acetic acid on a hydrophilic gel (Gefil-1) [4].

Заявляемый способ осуществляется следующим образом. The inventive method is as follows.

В колонну с нейтральным носителем "Гефил-1", уравновешенным в 0,7-1,2 М уксусной кислоте, вводят раствор инсулина (с содержанием монофракции инсулина не менее 80%) в 0,7-1,2 М уксусной кислоте с концентрацией инсулина от 5 до 15% и с общим количеством инсулина от 4,0 до 7,0 г на 1 л уравновешенного геля. Инсулин элюируют 0,7-1,2М раствором уксусной кислоты при скорости потока от 2,0 до 5,0 мл (см2•ч) при 8 - 15oC. Из основной массы элюата известным способом (путем осаждения аморфного инсулина с последующей цитратной кристаллизацией) выделяют высокоочищенный монокомпонентный инсулин. Чистоту выделяемого инсулина определяют методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ), а содержание проинсулина и бактериальных пептидов (в случае биосинтетического, например, генно-инженерного инсулина человека) методом радиоиммунологического анализа (РИА).A solution of insulin (with a monofraction of insulin at least 80%) in 0.7-1.2 M acetic acid with a concentration of 0.7-1.2 M acetic acid is introduced into a column with a neutral Gefil-1 carrier balanced in 0.7-1.2 M acetic acid. insulin from 5 to 15% and with a total amount of insulin from 4.0 to 7.0 g per 1 liter of balanced gel. The insulin is eluted with a 0.7-1.2 M solution of acetic acid at a flow rate of 2.0 to 5.0 ml (cm 2 • h) at 8-15 ° C. From the bulk of the eluate in a known manner (by precipitation of amorphous insulin, followed by citrate crystallization) secrete highly purified monocomponent insulin. The purity of the released insulin is determined by high performance liquid chromatography (HPLC), and the content of proinsulin and bacterial peptides (in the case of biosynthetic, for example, genetically engineered human insulin) by radioimmunological analysis (RIA).

Выход целевого продукта составляет 75-85% с содержанием монофракции инсулина 98,0-98,5%, при этом содержание проинсулина составляет менее 2 п.п.м., а содержание бактериальных пептидов (в биосинтетическом инсулине человека) - менее 1 п.п.м. (т.е. менее 0,0001%), количества дезамидоинсулина и неидентифицированных примесей во всех случаях не превышают 1% (ВЭЖХ). The yield of the target product is 75-85% with the insulin monofraction content of 98.0-98.5%, while the proinsulin content is less than 2 ppm, and the content of bacterial peptides (in human biosynthetic insulin) is less than 1 p. lm (i.e., less than 0.0001%), the amounts of desamidoinsulin and unidentified impurities in all cases do not exceed 1% (HPLC).

Таким образом, получаемый по заявляемому способу инсулин (из животного сырья или человеческий биосинтетический) по своим характеристикам отвечает требованиям мировых стандартов, что не обеспечивается известным способом очистки инсулина. Thus, obtained by the present method, insulin (from animal raw materials or human biosynthetic) in its characteristics meets the requirements of world standards, which is not provided by the known method of purification of insulin.

Пример 1. 2,0 г свиного инсулина с активностью 25,0 ЕД/мг (по данным биотестирования) и содержанием проинсулина 2800 п.п.м. (по данным РИА) растворяют в 1 М растворе уксусной кислоты до концентрации инсулина, равной 10%. Раствор инсулина вводят в колонку (внутренний диаметр 5,0 см, высота 22 см), заполненную гидрофильным гелем "Гуфил-1", уравновешенным 1М уксусной кислотой (нагрузка инсулина на колонку составляет 4,6 мг/мл геля), и элюируют инсулин 1М раствором уксусной кислоты при 10oC со скоростью 2,4-2,6 мл/(см2•ч). Из основной части элюата выделяют высокоочищенный монокомпонентный инсулин известным способом. Получают 1,6 г свиного инсулина с содержанием принсулина 1,0 п.п.м. (по данным РИА) и активностью 27,7 ЕД/мг (по данным биотестирования). Выход по массе 80,0% от исходной субстанции инсулина. Выход по монофракции инсулина - 88,6%.Example 1. 2.0 g of porcine insulin with an activity of 25.0 U / mg (according to bioassay) and a proinsulin content of 2800 ppm (according to RIA) is dissolved in a 1 M solution of acetic acid to an insulin concentration of 10%. The insulin solution is injected into the column (inner diameter 5.0 cm, height 22 cm) filled with hydrophilic Gufil-1 gel balanced with 1M acetic acid (insulin load on the column is 4.6 mg / ml gel), and 1M insulin is eluted a solution of acetic acid at 10 o C with a speed of 2.4-2.6 ml / (cm 2 • h). Highly purified monocomponent insulin is isolated from the main part of the eluate in a known manner. Obtain 1.6 g of porcine insulin with a content of prulinulin 1.0 ppm (according to RIA) and activity of 27.7 U / mg (according to bioassay). The mass yield is 80.0% of the initial insulin substance. The yield of insulin monofraction is 88.6%.

Пример 2. 43,8 г свиного инсулина с активностью 25,2 ЕД/мг (по данным биотестирования) и содержанием проинсулина 3500 п.п.м. (по данным РИА) растворяют в 1 М уксусной кислоте до концентрации инсулина, равной 12%. Раствор инсулина вводят в колонну (внутренний диаметр 10,0 см, высота 100 см), заполненную гидрофильным гелем "гефил-1", уравновешенным 1М уксусной кислотой (нагрузка инсулина на колонну составляет 7,3 мг/мл геля) и элюируют инсулин 1М уксусной кислотой при 10oC со скоростью потока 1,9-2,1 мл/(см2•ч). Высокоочищенный могокомпонентный инсулин выделяют известным способом из части элюата, соответствующей основному пику. Получают 32,9 г свиного инсулина с содержанием проинсулина 1,7 п.п.м. (по данным РИА) и активностью 27,5 ЕД/мг (по данным биотестирования). Выход по массе - 75,1% от неочищенной субстанции инсулина. Выход по монофракции инсулина - 82,0%.Example 2. 43.8 g of porcine insulin with an activity of 25.2 U / mg (according to bioassay) and a proinsulin content of 3500 ppm (according to RIA) is dissolved in 1 M acetic acid to an insulin concentration of 12%. The insulin solution is injected into the column (inner diameter 10.0 cm, height 100 cm) filled with hydrophilic gel gefil-1 balanced with 1M acetic acid (insulin loading on the column is 7.3 mg / ml gel) and 1M acetic insulin elute acid at 10 o C with a flow rate of 1.9-2.1 ml / (cm 2 • h). Highly purified, multi-component insulin is isolated in a known manner from the portion of the eluate corresponding to the main peak. 32.9 g of porcine insulin with a proinsulin content of 1.7 ppm is obtained. (according to RIA) and activity of 27.5 U / mg (according to biotesting). The mass yield is 75.1% of the crude insulin substance. The yield of insulin monofraction is 82.0%.

Пример 3. В условиях, описанных в примере 1, проводят очистку 2,0 генно-инженерного инсулина человека с активностью 26 ЕД/мг (по данным биотестирования), с содержанием проинсулина 2840 п.п.м. и бактериальных пептидов 503,5 п.п.м. (по данным РИА). Получают 1,55 г инсулина человека с содержанием проинсулина 0,6 п.п.м. и бактериальных пептидов 0,5 п.п.м. (по данным РИА), и активностью 28,5 ЕД/мг (по данным биотестирования). Выход по массе составляет 77,5% от исходной субстанции инсулина. Выход по монофракции инсулина - 84,9%. Example 3. Under the conditions described in example 1, purify 2.0 genetically engineered human insulin with an activity of 26 PIECES / mg (according to bioassay), with a proinsulin content of 2840 ppm and bacterial peptides 503.5 ppm (according to RIA). 1.55 g of human insulin is obtained with a proinsulin content of 0.6 ppm. and bacterial peptides 0.5 pfd (according to RIA), and activity of 28.5 U / mg (according to bioassay). The mass yield is 77.5% of the initial insulin substance. The yield of insulin monofraction is 84.9%.

Литература
1. Авторское свидетельство СССР N 1007675, A 61 K 37/26, 30.03.83. (Институт высокомолекулярных соединений АН СССР, Ленинградский завод медпрепаратов "Ленмясопром").
Literature
1. USSR author's certificate N 1007675, A 61 K 37/26, 03.30.83. (Institute of Macromolecular Compounds of the Academy of Sciences of the USSR, Leningrad Plant of Medications "Lenmyasoprom").

2. Патент РФ N 2120299, A 61 K 38/28, 20.10.98 (Акционерное Курганское общество "Синтез"). 2. RF patent N 2120299, A 61 K 38/28, 10.20.98 (Joint-stock company Kurgan "Synthesis").

3. Патент ФРГ N 2505307, C 07 C 103/52, 29.11.84 (Eli Lilly and Co., Indianapolis, Ind., US)
4. Патент РФ N 2076871, C 08 B 37/02, 10.04.97.
3. German patent N 2505307, C 07 C 103/52, 11.29.84 (Eli Lilly and Co., Indianapolis, Ind., US)
4. RF patent N 2076871, C 08 B 37/02, 04/10/97.

Claims (5)

1. Способ очистки инсулина путем наслоения исходного препарата инсулина на хроматографическую колонку, содержащую гидрофильный гель, уравновешенный в водном растворе уксусной кислоты, элюирования целевого продукта раствором уксусной кислоты с последующим цинковым осаждением, отличающийся тем, что для хроматографии используют гель, приготовленный поликонденсацией полиглюкина с эпихлоргидрином в водно-щелочной среде, уравновешивание геля и элюирование осуществляют раствором уксусной кислоты в концентрации 0,7 - 1,2 М, а полученный целевой продукт подвергают цитратной кристаллизации. 1. The method of purification of insulin by layering the initial preparation of insulin on a chromatographic column containing a hydrophilic gel, balanced in an aqueous solution of acetic acid, eluting the target product with a solution of acetic acid followed by zinc precipitation, characterized in that the chromatography uses a gel prepared by polycondensation of polyglucin with epichlorohydrin in an aqueous alkaline medium, the gel is equilibrated and eluted with a solution of acetic acid at a concentration of 0.7 - 1.2 M, and the obtained target the product is subjected to citrate crystallization. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что проводят очистку биосинтетического и полусинтетического препарата инсулина. 2. The method according to claim 1, characterized in that the biosynthetic and semi-synthetic insulin preparation is purified. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что проводят очистку инсулина человека, полученного генно-инженерным методом (рекомбинантным). 3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the purification of human insulin obtained by genetic engineering method (recombinant). 4. Способ по пп.1 - 3, отличающийся тем, что концентрация инсулина при нанесении на колонку составляет 5 - 15% по весу на объем наносимого раствора. 4. The method according to PP.1 to 3, characterized in that the concentration of insulin when applied to the column is 5-15% by weight per volume of the applied solution. 5. Способ по пп. 1 - 4, отличающийся тем, что количество инсулина при загрузке на колонку составляет 4 - 7 г на литр уравновешенного геля. 5. The method according to PP. 1 to 4, characterized in that the amount of insulin when loaded onto the column is 4 to 7 g per liter of balanced gel.
RU99109630A 1999-04-29 1999-04-29 Method of insulin purification RU2146944C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99109630A RU2146944C1 (en) 1999-04-29 1999-04-29 Method of insulin purification

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99109630A RU2146944C1 (en) 1999-04-29 1999-04-29 Method of insulin purification

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2146944C1 true RU2146944C1 (en) 2000-03-27

Family

ID=20219552

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99109630A RU2146944C1 (en) 1999-04-29 1999-04-29 Method of insulin purification

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2146944C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BG65045B1 (en) * 2001-12-03 2007-01-31 "Софарма" Ад Method for the production of highly purified monocomponent insulin

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BG65045B1 (en) * 2001-12-03 2007-01-31 "Софарма" Ад Method for the production of highly purified monocomponent insulin

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kroef et al. Production scale purification of biosynthetic human insulin by reversed-phase high-performance liquid chromatography
EP2937359B1 (en) Chromatographic method for isolating and purifying high-purity recombined human serum albumin
EP2504350B1 (en) Process for the purification of glycoproteins
EA011673B1 (en) Method for purifying fsh
IL118201A (en) Preparation comprising a protein with human erythropoietin activity which is free of serum and non-recombinant mammalian protein and process for the preparation thereof
CA2469984C (en) Process for the purification and/or isolation of biologically active granulocyte colony stimulating factor
US4303650A (en) Process for production of erythropoietin
JPS63500309A (en) Inhibin and its purification method
US5196323A (en) Process for preparing and purifying alpha-interferon
EP0646594B1 (en) Protein purification method
EP0228452B1 (en) Protein purification
EA008924B1 (en) Method for purifying fsh
CN109929027B (en) Method for purifying recombinant fusion protein by linear elution step
WO2010133071A1 (en) Highly purified follicle stimulating hormone from urea and method for preparing thereof
RU2146944C1 (en) Method of insulin purification
Clauser et al. Adsorption chromatography of hypophyseal growth hormone and other proteins on hyflo super-cel columns
US5338834A (en) Ultrapure human interleukin-6
JPH02115196A (en) Purification of erythropoetin
KR102752764B1 (en) Method for Purifying Follicle stimulating hormone
JPWO1992014832A1 (en) Purification method for human BCDF
RU95109646A (en) Method of preparing the highly purified monocomponent insulin
JPH0224840B2 (en)
CN114426962B (en) T-PA purification method
CN111004316A (en) Activin A and preparation method thereof
Brizgys REMOVAL OF DRUGS FROM THE CIRCULATION USING IMMOBILIZED MONOCLONAL ANTIBODIES.