رزین رنگبر چیست و کاربرد آن چیست؟
استفاده از رزین های ارزان قیمت در بالادست باعث بهبود پالایش و عمر کوتاه ستون رزین می شود. در صنایع داروسازی و بیودارویی، جریان‌های فرآیندی زیادی وجود دارد که نیاز به درمان با روش‌های مختلف دارند و معمولاً نیاز به حذف ناخالصی خاص یا حذف طیفی از ناخالصی‌ها دارند. در مورد دوم، این ناخالصی ها هرگز به طور کامل شناسایی نمی شوند و به طور کلی رنگ-گونه نامیده می شوند. برای از بین بردن این ناخالصی ها از رزین رنگبر استفاده می شود که در این مقاله بیشتر به آن خواهیم پرداخت .
معرفی رزین رنگبر
امروزه یکی از بزرگترین چالش ها در تولید بیوداروها کاهش هزینه های تولید است. افزایش سرفصل های تولید در محصولاتی مانند mAbs باعث ایجاد گلوگاه در پردازش پایین دستی شده است. کشت باکتری‌های با عیار بالا می‌تواند رنگ بسیار تیره ایجاد کند و این رنگ می‌تواند محکم به محیط‌های تبادل آمین چهارتایی متصل شود. این ستون های تبادل آنیونی می توانند نسبتاً گران باشند و هر لیتر آن می تواند گران باشد. برای ستون های جذبی بزرگتر، هزینه نصب یک ستون رزینی شده می تواند به صدها هزار دلار برسد. بنابراین بسیار مهم است که عمر ستون رزین تا زمانی که توجیه اقتصادی داشته باشد افزایش یابد.
یکی از راهکارهای افزایش طول عمر ستون کروماتوگرافی استفاده از رزین های مبادله آنیونی ارزان با اندازه ذرات بزرگ یعنی رزین سفید کننده برای حذف اجسام رنگی رسوب در ستون است. هر لیتر رزین رنگ آمیزی که به آمبرلیت نیز معروف است قیمت پایینی دارد. بنابراین، آنها یک انتخاب مقرون به صرفه برای حذف رنگ بالادست و آلاینده ها هستند. این رزین ها اساسا به عنوان یک ستون محافظ برای رزین های گران تر عمل می کنند و نیاز به بسته بندی مجدد ستون ها و جایگزینی آنها را کاهش می دهند. رزین های رنگی زیر مجموعه ای از رزین های تبادل یونی آنیونی هستند.
برای پاک کردن رنگ از چه نوع رزین رنگبر استفاده می شود؟
رنگ به عنوان ناخالصی در نظر گرفته می شود که باید توسط رزین رنگ حذف شود تا از مشکلات کیفی نامطلوب در پایین دست محصول دارویی نهایی جلوگیری شود. حذف رنگ بالادست همچنین باعث بهبود عمر مفید رزین های گران قیمت در محیط های کروماتوگرافی مورد استفاده در تصفیه پایین دست می شود. رنگ در یک جریان فرآیند می تواند از منابع مختلفی مشتق شود، اما دو منبع اصلی برای آن وجود دارد:
این اولین منبع تخمیر است که از یک محصول یا یک واسطه فله به دست می آید. یعنی آن دسته از رنگ هایی که از منبع کربن مورد استفاده در تخمیر به دست می آیند، اغلب شبیه رنگ هایی هستند که در طی فرآوری قند با آن ها مواجه می شویم و معمولاً دارای مولکول های بزرگی هستند.
منبع دوم از محصولات مخرب مشتق شده است. آنها احتمالا بسته به نوع محصول مورد مطالعه متفاوت هستند. وزن مولکولی این محصولات تخریب شده و مخرب بسیار متفاوت است. اما احتمالاً عملکرد کربوکسیلیک دارند که معمولاً در داروهایی مانند آنتی بیوتیک ها یافت می شود. با وجود این واقعیت که یک محلول خاص را می توان کاملاً رنگی کرد، غلظت گونه های مسئول رنگ می تواند بسیار کم باشد.
متداول ترین روش اندازه گیری رنگ، جذب نور ماوراء بنفش در یک طول موج خاص است، اگرچه گاهی اوقات می توان از HPLC و تکنیک های دیگر استفاده کرد.
استفاده از رزین رنگبر
به طور کلی، رنگ های موجود در فرآیندهای تخمیر معمولی مشابه رنگ های موجود در صنایع غذایی است. این بسیار تعجب آور است. زیرا منبع کربن برای تخمیر ملاس یا برخی محصولات طبیعی دیگر مانند روغن کلزا است. در صنعت قند، این رنگها مورد مطالعه قرار می‌گیرند و به چهار گروه کاراملی، ملانوئیدی، محصولات تخریب قند و کمپلکس‌های آهن فنلی طبقه‌بندی می‌شوند.
همانطور که قبلاً ذکر شد، بیشتر محصولات تخریب تمایل دارند حاوی گونه های پلیمری حاوی یک یا چند گروه اسید کربوکسیلیک باشند. این رنگها معمولاً مولکولهای آلی بزرگی هستند که بار منفی ضعیفی دارند. رزین های رنگی یا آمبرلیت معمولاً در این موارد استفاده می شوند زیرا این رزین های تبادل یونی دارای ساختار منفذی خاص (ماکرو رتیکولار) یا ماتریس ژل و بار مثبت به دلیل آمین چهارتایی یا تابعی از آمین سوم هستند.
نتیجه
رزین رنگبر یا آمبرلیت انواع مختلفی دارد و به دلیل قیمت پایین و مولکول های بزرگ می تواند در فرآیند حذف رنگ با دست در تولید دارو و داروهای زیستی بسیار موثر باشد. استفاده از رزین های سفید کننده هزینه کلی تولید دارو را کاهش می دهد.
