Фракционирование плазмы крови — это общие процессы разделения различных компонентов плазмы крови , которая, в свою очередь, является компонентом крови, полученным путем фракционирования крови . Иммуноглобулины, полученные из плазмы, открывают новые горизонты в здравоохранении при широком спектре аутоиммунных воспалительных заболеваний.
Плазма крови — жидкий компонент цельной крови , составляющий приблизительно 55% от общего объема крови. Она состоит в основном из воды с небольшим количеством минералов, солей, ионов, питательных веществ и белков в растворе. В цельной крови эритроциты , лейкоциты и тромбоциты находятся во взвешенном состоянии в плазме. [ необходима цитата ]
Плазма содержит большое количество разнообразных белков, включая альбумин , иммуноглобулины и белки свертывания крови, такие как фибриноген . [1] Альбумин составляет около 60% от общего белка в плазме и присутствует в концентрациях от 35 до 55 мг/мл. [2] Он является основным фактором осмотического давления крови и функционирует как молекула-носитель для молекул с низкой растворимостью в воде, таких как жирорастворимые гормоны , ферменты , жирные кислоты , ионы металлов и фармацевтические соединения. [3] Альбумин структурно стабилен благодаря своим семнадцати дисульфидным связям и уникален тем, что имеет самую высокую растворимость в воде и самую низкую изоэлектрическую точку (pI) среди белков плазмы. Благодаря структурной целостности альбумина он остается стабильным в условиях, когда большинство других белков денатурируют . [ необходима цитата ]
Многие белки в плазме имеют важное терапевтическое применение. [1] Альбумин обычно используется для восполнения и поддержания объема крови после травматических повреждений , во время хирургических операций и во время плазмафереза . [3] Поскольку альбумин является наиболее распространенным белком в плазме, его использование может быть наиболее известным, но многие другие белки, хотя и присутствуют в низких концентрациях, могут иметь важное клиническое применение. [1] См. таблицу ниже. [1]
Когда конечной целью обработки плазмы является очищенный плазменный компонент для инъекции или переливания , плазменный компонент должен быть очень чистым. Первый практический крупномасштабный метод фракционирования плазмы крови был разработан Эдвином Дж. Коном во время Второй мировой войны . Он известен как процесс Кона (или метод Кона ). Этот процесс также известен как фракционирование холодным этанолом, поскольку он включает постепенное увеличение концентрации этанола в растворе при 5 °C и 3 °C. [3] Процесс Кона использует различия в свойствах различных плазменных белков, в частности, высокую растворимость и низкую pI альбумина. Поскольку концентрация этанола увеличивается поэтапно от 0% до 40% , [pH] понижается от нейтрального (pH ~ 7) до примерно 4,8, что близко к pI альбумина. [3] На каждом этапе определенные белки осаждаются из раствора и удаляются. Конечный осадок представляет собой очищенный альбумин. Существует несколько вариаций этого процесса, включая адаптированный метод Ничманна и Кистлера, который использует меньше этапов и заменяет центрифугирование и объемное замораживание фильтрацией и диафильтрацией. [1] [3]
Некоторые новые методы очистки альбумина добавляют дополнительные этапы очистки к процессу Кона и его вариациям, в то время как другие включают хроматографию , при этом некоторые методы являются чисто хроматографическими. [3] Хроматографическая обработка альбумина как альтернатива процессу Кона появилась в начале 1980-х годов, однако она не получила широкого распространения до более позднего времени из-за недостаточной доступности крупномасштабного хроматографического оборудования. [3] Методы, включающие хроматографию, обычно начинаются с криоистощенной плазмы, подвергающейся буферному обмену посредством диафильтрации или буферной хроматографии с обменом, чтобы подготовить плазму для последующих этапов ионообменной хроматографии . [3] После ионного обмена обычно следуют дальнейшие этапы хроматографической очистки и буферного обмена. [3]
Для получения дополнительной информации см. хроматография в обработке крови .
В дополнение к клиническому использованию различных плазменных белков, плазма имеет множество аналитических применений. Плазма содержит много биомаркеров , которые могут играть роль в клинической диагностике заболеваний , и разделение плазмы является необходимым шагом в расширении человеческого плазменного протеома . [ требуется цитата ]
Плазма содержит большое количество белков, многие из которых могут быть использованы в качестве биомаркеров, указывающих на наличие определенных заболеваний у человека. В настоящее время 2D-электрофорез является основным методом обнаружения и обнаружения биомаркеров в плазме. Он включает разделение белков плазмы на геле путем использования различий в их размере и pI . Потенциальные биомаркеры заболеваний могут присутствовать в плазме в очень низких концентрациях, поэтому образцы плазмы должны пройти процедуры подготовки для получения точных результатов с помощью 2D-электрофореза. Эти процедуры подготовки направлены на удаление загрязнений, которые могут помешать обнаружению биомаркеров, солюбилизацию белков, чтобы они могли пройти анализ 2D-электрофореза , и подготовку плазмы с минимальной потерей белков с низкой концентрацией, но оптимальным удалением белков с высокой концентрацией. [ необходима цитата ]
Будущее лабораторной диагностики направлено на технологию «лаборатория на чипе» , которая перенесет лабораторию в точку оказания медицинской помощи . Это подразумевает интеграцию всех этапов аналитического процесса, от первоначального удаления плазмы из цельной крови до конечного аналитического результата, на небольшом микрофлюидном устройстве . Это выгодно, поскольку сокращает время выполнения, позволяет контролировать переменные с помощью автоматизации и устраняет трудоемкие и нерациональные этапы в текущих диагностических процессах. [ требуется цитата ]
Протеом плазмы человека может содержать тысячи белков, однако их идентификация представляет собой проблему из-за широкого диапазона присутствующих концентраций. Некоторые белки с низким содержанием могут присутствовать в количествах пикограмм (пг/мл), в то время как белки с высоким содержанием могут присутствовать в количествах миллиграмм (мг/мл). Многие попытки расширить протеом плазмы человека преодолевают эту трудность, сочетая некоторые типы высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) или обращенно-фазовой жидкостной хроматографии (ОФЖХ) с высокоэффективной катионообменной хроматографией и последующей тандемной масс-спектрометрией для идентификации белков. [2] [4]