一种氢氧化铝佐剂的制备方法与流程

1.本发明具体涉及一种氢氧化铝佐剂的制备方法。


背景技术：

2.氢氧化铝佐剂是疫苗的重要组成成分，主要通过基团交换、静电引力等 作用吸附抗原，提高疫苗的效力。氢氧化铝具有多种形态结构，包括非晶型 和结晶型，其中结晶型包括拜耳石、三水铝石等。x
‑
射线衍射图(x
‑
raydiffraction,xrd)显示氢氧化铝佐剂结构有别于拜耳石和三水铝石，是弱结 晶勃姆石(poorly
‑
crystalline boehmite,pcb),又称一水铝石、羟基氧化铝， 化学式alo(oh)，具有颗粒粒径小，比表面积大(大约500m2/g)，吸附能力 强特点。
3.现有的氢氧化铝佐剂生产方法主要有氢氧化钠法和氨水法两种。氢氧化 钠法佐剂生产主要是由氢氧化钠和三氯化铝溶液反应，商业化氢氧化钠法生 产的佐剂粒径较大，是由4.5
×
2.2
×
10nm的纤维状初级粒子聚集形成1
‑
10um 的次级粒子，研究报道当佐剂与抗原结合物粒径变大时，抗原呈递细胞对于 抗原的呈递减弱，影响免疫效果。氨法生产的氢氧化铝佐剂粒径较小，为纳 米级，但是，氨法佐剂生产中，将氨水以流加的方式加至三氯化铝溶液中， 接触的瞬间会产生较多大颗粒物质，透析、高压后形成非羟基氧化铝的沉淀， 进而导致佐剂外观、粒径等批间差异较大，影响佐剂质量，不利于批间一致 性控制。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本发明提供了一种氢氧化铝佐剂的制备方法，它包括 如下步骤：
5.取三氯化铝溶液，以喷雾状加入氨水溶液至ph值为6.4～6.8，静置，取 下层溶液透析至氨含量低于0.04％，灭菌。
6.进一步地所述喷雾的设备中泵的转速为5～30rpm。
7.更进一步地，所述泵的转速在ph值不超过4.4时为20rpm，在ph值超 过4.4时为9rpm。
8.进一步地，所述三氯化铝溶液浓度为0.01～0.07g/ml，优选0.04g/ml。
9.更进一步地，所述三氯化铝溶液的温度为50～70℃，优选60℃。、
10.更进一步地，所述三氯化铝溶液的转速为100～300rpm，优选200rpm。
11.进一步地，所述氨水溶液是25～28％氨水加3倍体积的水稀释而成。
12.更进一步地，所述用水是注射用水。
13.进一步地，所述ph值为6.5～6.7。
14.进一步地，所述静置18～24h，优选21h；所述灭菌是121℃，高压灭菌 1h。
15.本发明最后提供了一种氢氧化铝佐剂，它是按照前述方法制备的佐剂。
16.本发明制备氢氧化铝佐剂的方法中，通过使氨水以喷雾状加入三氯化铝 溶液，氨水与三氯化铝反应更加均匀，形成的非羟基氧化铝大颗粒物质显著 减少，同时通过控制佐
剂终点在线ph 6.4～6.8，使氨水与三氯化铝溶液充分 反应，透析高压后制备的氢氧化铝佐剂外观、ph、粒径等重要质量指标一致 性相对现有技术中的佐剂更好，具备工业化大生产推广应用前景。
17.显然，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段， 在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、 替换或变更。
18.以下通过实例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的 详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡 基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。
附图说明
19.图1三批佐剂滴定过程ph变化情况
20.图2不同佐剂终点ph沉降情况a、b、c代表ph分别为6.22、6.27、 6.37
21.图3不同佐剂终点ph沉降情况a、b、c、d代表ph分别为6.41、6.50、 6.60、6.78
22.图4不同佐剂滴定终点ph灭菌后外观，a、b、c、d代表ph分别为 6.41、6.50、6.60、6.78
23.图5佐剂粒径，a、b、c三批代表喷雾添加氨水，a、b、c三批代表流 加方式添加氨水
24.图6佐剂外观，a、b、c三批代表喷雾添加氨水，a、b、c三批代表流 加方式添加氨水
25.图7透析袋中沉淀，a、b、c三批代表喷雾添加氨水，a、b、c三批代 表流加方式添加氨水
具体实施方式
26.本发明具体实施方式中使用的原料、设备均为已知产品，通过购买市售产 品获得，其中，喷雾设备是316l型材质的普通喷头，常压下通过管道连接 bt00
‑
300t型兰格恒流泵，并且通过设定泵的转速使氨水呈喷雾状加入三氯 化铝溶液中的设备。
27.实施例1、本发明三氯化铝佐剂的制备
28.1)三氯化铝溶液的制备：称取alcl3·
6h2o溶于注射用水中，制成浓度 为0.04g/ml的三氯化铝溶液，通过过滤器打入配制容器中。
29.2)氨水溶液的制备：取浓度为25
‑
28％的氨水，加3倍体积的注射用水 稀释，混匀即得；
30.3)取步骤1)制备的三氯化铝溶液，加热至60℃，在转速200rpm条件 下搅拌，同时以喷雾状加入步骤2)的氨水溶液，其中喷雾设备中泵的转速 为20rpm，当三氯化铝溶液的ph值超过4.4时，调节喷雾设备中泵的转速为 9rpm，直至三氯化铝溶液的ph值为6.50，静置21小时，取下层溶液，装入 无菌透析袋，再将透析袋放入透析槽中，用注射用水透析，过程中换水5～6 次，至透析袋内胶体溶液氨含量低于0.04％，将氢氧化铝溶液分装，121℃， 1h高压灭菌，即得。
31.实施例2、本发明三氯化铝佐剂的制备
32.1)三氯化铝溶液的制备：称取alcl3·
6h2o溶于注射用水中，制成浓度 为0.04g/ml的三氯化铝溶液，通过过滤器打入配制容器中；
33.2)氨水溶液的制备：取浓度为25
‑
28％的氨水，加3倍体积的注射用水 稀释，混匀
即得；
34.3)取步骤1)制备的三氯化铝溶液，加热至60℃，在转速200rpm条件 下搅拌，同时以喷雾状加入步骤2)的氨水溶液，其中喷雾设备中泵的转速 为20rpm，当三氯化铝溶液的ph值超过4.4时，调节喷雾设备中泵的转速为 9rpm，直至三氯化铝溶液的ph值为6.60，静置21小时，取下层溶液，装入 无菌透析袋，再将透析袋放入透析槽中，用注射用水透析，过程中换水5～6 次，至透析袋内胶体溶液氨含量低于0.04％，将氢氧化铝溶液分装，121℃， 1h高压灭菌，即得。
35.实施例3、本发明三氯化铝佐剂的制备
36.1)三氯化铝溶液的制备：称取alcl3·
6h2o溶于注射用水中，制成浓度 为0.04g/ml的三氯化铝溶液，通过过滤器打入配制容器中；
37.2)氨水溶液的制备：取浓度为25
‑
28％的氨水，加3倍体积的注射用水 稀释，混匀即得；
38.3)取步骤1)制备的三氯化铝溶液，加热至60℃，在转速200rpm条件 下搅拌，同时以喷雾状加入步骤2)的氨水溶液，其中喷雾设备中泵的转速 为20rpm，当三氯化铝溶液的ph值超过4.4时，调节喷雾设备中泵的转速为 9rpm，直至三氯化铝溶液的ph值为6.78，静置21小时，取下层溶液，装入 无菌透析袋，再将透析袋放入透析槽中，用注射用水透析，过程中换水5～6 次，至透析袋内胶体溶液氨含量低于0.04％，将氢氧化铝溶液分装，121℃， 1h高压灭菌，即得。
39.以下通过试验来说明本发明的有益效果。
40.试验例1喷雾状添加氨水氢氧化铝佐剂制备工艺筛选
41.1.溶液配制
42.三氯化铝溶液：称取alcl3·
6h2o溶于注射用水中，制成浓度为 0.04g/ml的三氯化铝溶液；通过过滤器打入配制容器中。
43.氨水溶液：取浓度为25
‑
28％的氨水，加3倍体积的注射用水稀释，混 匀即得。
44.2.佐剂配制过程
45.加热三氯化铝溶液至温度60℃，设置转速200rpm，再向三氯化铝溶液中 喷雾状添加氨水溶液(喷雾设备中泵的转速为20rpm，当三氯化铝溶液ph 值超过4.4时，调节喷雾设备中泵的转速为9rpm)，形成胶体溶液，在线监 测ph值变化，绘制ph变化曲线，然后再静置21小时，观察胶体溶液沉降 情况，废弃上清液，于层流罩下将氢氧化铝溶液装入无菌透析袋，再将透析 袋放入透析槽中，用注射用水透析，过程中换水5～6次，至氨含量低于0.04％， 期间监测ph值变化。将氢氧化铝溶液分装，121℃，1h高压灭菌，观察灭菌 后佐剂形态变化。
46.3、结果
47.3.1氨水与三氯化铝溶液反应的ph变化曲线
48.ph变化曲线结果见图1，从图1可见氨水加入过程中，初始ph约为2.80， 在线ph缓慢从2.80变化到4.0，接着快速从4.0变化到5.5，之后ph变化非 常剧烈，当ph为6.2
‑
6.3时，溶液迅速变成乳白色悬液，继续滴加氨水，记 录在线ph值为6.22、6.27、6.37、6.41、6.50、6.60、6.78的佐剂的静置沉降、 透析及高压灭菌变化情况，具体结果见3.2～3.3。
49.3.2佐剂21小时静置沉降
50.具体沉降情况见图2和表1。
51.表1不同ph条件佐剂沉降情况
[0052][0053]
图2和表1可见，当佐剂滴定终点ph为6.22、6.27、6.37时，三批氢氧 化铝溶液静置21小时后分层不明显，上层液体含有乳光，且上清体积很少， 分别为850ml、1260ml、1660ml。从图3和表1可见，当佐剂ph分别为 6.50、6.60、6.78时，静置21小时后分层明显，上清液体积几乎一致，分别 为1800ml、1790ml、1700ml，ph为6.41的佐剂分层明显，但上清液略少， 为1530ml。由此可见，当佐剂滴定终点ph为6.50、6.60、6.78时，氨水与 三氯化铝溶液充分反应，有利于佐剂批间一致性控制。
[0054]
3.3灭菌后佐剂外观
[0055]
灭菌后佐剂外观见图4，图4可见氢氧化铝溶液变成乳白色悬液后继续 添加氨水，终点ph分别为6.41、6.50、6.60、6.78时，灭菌后佐剂外观都为 乳白色悬液，差别不大。
[0056]
综上，佐剂制备过程中，在线ph为6.22～6.41时氢氧化铝溶液外观由澄 清变成胶状，此时反应并没有完成，当以此ph值作为反应终点反应没有充 分进行，且不利于批间一致性控制。
[0057]
当以喷雾状向三氯化铝溶液中加入氨水至溶液ph值为6.50～6.78时，静 置沉降后上层液体体积、下层佐剂体积、透析及灭菌后氢氧化铝佐剂批间一 致性好。
[0058]
故确定以喷雾状添加氨水的氢氧化铝佐剂制备工艺为：0.04g/ml的三氯 化铝溶液，加热至60℃，在转速200rpm条件下搅拌，同时以喷雾状加入 6.25～7％氨水溶液至三氯化铝溶液的ph值为6.50～6.78，静置21小时，取下 层溶液透析，至胶体溶液氨含量低于0.04％，将氢氧化铝溶液分装，121℃，1h高压灭菌，即得。
[0059]
试验例2本发明喷雾状添加氨水与流加添加氨水工艺对比
[0060]
1)溶液配制
[0061]
三氯化铝溶液：称取alcl3·
6h2o溶于注射用水中，制成浓度为 0.04g/ml的三氯化铝溶液；通过过滤器打入配制容器中。
[0062]
氨水溶液：取浓度为25
‑
28％的氨水，加3倍体积的注射用水稀释，混 匀即得。
[0063]
2)佐剂配制过程
[0064]
a、流加添加氨水工艺
[0065]
加热三氯化铝溶液至温度60℃，设置转速200rpm，向三氯化铝溶液中 流加氨水溶液(加入过程见表3)，形成胶体溶液，终点ph分别为6.70、6.71、 6.69，然后再静置21小时，观察胶体溶液沉降情况，废弃上清液，将氢氧化 铝溶液装入无菌透析袋中，每袋装量约850ml，再将透析袋放入透析槽中， 用注射用水透析，过程中换水5～6次，至氨含量低于0.04％。将氢氧化铝溶 液分装，121℃，1h高压灭菌，观察制得的氢氧化铝佐剂的外观、粒
径，ph 值以及透析后透析袋中产生的沉淀。
[0066]
b、喷雾添加氨水工艺
[0067]
加热三氯化铝溶液至温度60℃，设置转速200rpm，向三氯化铝溶液以喷 雾状加入氨水溶液(加入过程见表3)，形成胶体溶液，终点ph分别为6.68、 6.69、6.68，然后再静置21小时，观察胶体溶液沉降情况，废弃上清液，将 氢氧化铝溶液装入无菌透析袋中，每袋装量约850ml，再将透析袋放入透析 槽中，用注射用水透析，过程中换水5～6次，至氨含量低于0.04％。将氢氧 化铝溶液分装，121℃，1h高压灭菌，观察制得的氢氧化铝佐剂的外观、粒 径，ph值以及透析后透析袋中产生的沉淀。
[0068]
表3氨水添加过程
[0069][0070][0071]
3)结果
[0072]
具体结果见表4及图5～7。
[0073]
表4佐剂ph及粒径情况
[0074][0075]
由表4和图5所示，以喷雾状添加氨水，当胶体溶液ph不超过4.4时， 泵的转速为20rpm，胶体溶液ph大于4.4后，调节泵的转速为9rpm，制得三 批佐剂平均粒径为96.71
±
8.57nm，变异系数为0.090，ph为4.92
±
0.02，变异 系数为0.003；当氨水加入速度相同，但方式变为流加时，佐剂平均粒径为 161
±
24.74nm，变异系数为0.153，ph为4.85
±
0.06，变异系数为0.012。相 较于流加，以喷雾状添加氨水制得三批佐剂粒径更小，且ph和粒径批间差 异更小；由图7所示，喷雾状添加氨水的三批佐剂(a、b、c)，外观均呈 澄清的乳白色悬液，而流加方式添加氨水的三批佐剂(a、b、c)，外观差异较 大。
[0076]
从图7和表5可见，喷雾方式添加氨水三批佐剂(a、b、c)，沉淀量为 103.33
±
2.35g，变异系数为0.028；流加方式添加氨水三批佐剂(a、b、c)，沉 淀量为526.66
±
55.57g，变异系数为0.129。
[0077]
透析后大颗粒沉淀经高温处理不能完全脱水变成羟基氧化铝，无晶型氢 氧化铝在存放过程中会促使高结晶型三水铝石及拜耳石生成，该晶型的氢氧 化铝高度结晶，比面积小，吸附效果差，因此生产中需废弃该沉淀。
[0078]
流加方式加入氨水溶液，会产生大量非羟基氧化铝大颗粒物质，虽然透 析后大部
分沉淀被丢弃，但是还有少许被收集，因此制得的佐剂会出现粒径 偏大，外观及粒径批间差异大。相较于流加方式，采用喷雾方式添加氨水， 其与三氯化铝反应更加均匀，形成的非羟基氧化铝大颗粒物质显著减少，透 析后透析袋底部大颗粒沉淀也更少。
[0079]
由此可知：喷雾状的方式添加氨水溶液有助于提高氢氧化铝佐剂的批间 一致性，喷雾添加时设定泵的转速为9～20rpm能获得理想的氢氧化铝佐剂粒 径。
[0080]
综上，本发明制备氢氧化铝佐剂的方法，通过使氨水成喷雾状加入三氯 化铝溶液，氨水与三氯化铝反应更加均匀，形成的非羟基氧化铝大颗粒物质 显著减少，同时通过控制佐剂终点在线ph 6.4～6.8，使氨水与三氯化铝溶液 充分反应，透析高压后制备的氢氧化铝佐剂外观、ph、粒径等重要质量指标 一致性相对现有技术中的佐剂更好，具备工业化大生产推广应用前景。