[發(fā)明專利]逆流切向色譜的方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080018318.2
• 申請日: 2010-03-14
• 公開（公告）號: CN102421494A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: O·申卡茲
• 申請（專利權(quán)）人: 卓曼坦公司
• 主分類號: B01D15/08
• 分類號: B01D15/08;G01N30/00
• 代理公司: 北京市鑄成律師事務(wù)所 11313
• 代理人: 劉博

相關(guān)申請的交叉引用

本申請是PCT申請并且要求于2009年3月14日提交的發(fā)明名稱為“逆流切向色譜的方法、系統(tǒng)及裝置”的第12/404,299號美國申請的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體涉及色譜。更具體地，本發(fā)明涉及利用逆流來促進(jìn)期望產(chǎn)物的分離并且提高整個色譜處理的效率的切向色譜的方法、系統(tǒng)及裝置。

背景技術(shù)

以單克隆抗體類及其他蛋白質(zhì)為主的新藥品生產(chǎn)已有顯著且持續(xù)的增長，每年約為15-20％。該增長歸因于擴(kuò)張藥品渠道以及更有效的細(xì)胞系和生物反應(yīng)器增長優(yōu)化。生物生產(chǎn)的年成本當(dāng)前估計(jì)為26億美元。藥品制造商必須進(jìn)行的最顯著投資之一為色譜處理(每年約30％或8.5億美元)。

色譜是藥品生產(chǎn)的構(gòu)成部分；其在生物技術(shù)工業(yè)中的目的在于從污染物質(zhì)從純化產(chǎn)物蛋白質(zhì)。業(yè)界已開始意識到用于純化產(chǎn)物蛋白質(zhì)的色譜步驟的效率不再跟得上生產(chǎn)需求。對此存在多個原因：

首先，在過去30年中未對柱型色譜處理進(jìn)行任何顯著的改進(jìn)-產(chǎn)業(yè)中的大部分工作著重于新樹脂研發(fā)。值得注意的例外是業(yè)界近來采用的膜色譜。

第二，在同一時(shí)期內(nèi)上游技術(shù)發(fā)生了驚人的改進(jìn)-生物反應(yīng)器更大(達(dá)到20,000升)，并且滴定率高得多(較之五年前的1-2g/L，達(dá)到15g/L)。由于較長的發(fā)酵時(shí)間，在生物反應(yīng)器流出物溶液中通常存在更多的雜志。所有上述原因?qū)е聦ο掠渭兓母氐呢?fù)荷。

第三，柱型色譜具有固有的物理局限性。直徑大于2米的柱無法按比例擴(kuò)大。市場中最大的柱具有2米直徑和40厘米底座高度。它們適合1,250L的樹脂。假定為樹脂的30g/L的粘合容量(對于單克隆抗體類的普遍的蛋白A樹脂的容量)，單個循環(huán)可粘合38kg。具有10g/L的輸出的20,000L生物反應(yīng)器將產(chǎn)生200kg的負(fù)荷。這意味著市場中最大的柱不得不運(yùn)行至少6個全循環(huán)來加工單批。操作會占用24小時(shí)并且會導(dǎo)致對制造工藝的顯著瓶頸。

最后，在現(xiàn)有的市場中，制造工藝中的一次性正得到普及。一次性加工步驟節(jié)約勞力、不需要清潔驗(yàn)證并且對于制造全體人員而言較易于運(yùn)作。大多數(shù)下游工藝中已大幅具有一次性系統(tǒng)。這些是-生物反應(yīng)器(達(dá)到2,000L容積，Xcellerex公司)、微孔過濾(來自Pall公司的KleenPak?TFF技術(shù))、深度過濾(POD，Millipore公司)、無菌過濾(所有主要制造商)、切向流過濾(所有主要制造商)以及膜色譜(Mustang，Pall公司，Sartobind和Sartorius公司)。柱型色譜技術(shù)由于其固有的局限性而無法成為一次性趨向的一部分。因此，當(dāng)前不能具有完全一次性的下游工藝-純化鏈必須包括無法成為一次性的色譜步驟。

因此，本發(fā)明發(fā)明人意識到目前技術(shù)水平的突破將包括對上述問題的解決方案。已意識到的是業(yè)界需要1)更大規(guī)模的操作；2)更快的加工時(shí)間；3)一次性；4)介質(zhì)/樹脂費(fèi)用的減少；以及5)固定設(shè)備投資的減少。

在此背景下提出了本發(fā)明的各實(shí)施例。

發(fā)明概述

因此，本發(fā)明的一個實(shí)施例是可量的、可靠的且為一次性的技術(shù)，其使用再循環(huán)原理來顯著增加處理效率、增加操作規(guī)模并且降低樹脂成本。

在本發(fā)明中，用由兩個或更多個連通的切向流動過濾器和靜態(tài)混合器組成的模塊替代色譜柱。色譜樹脂單程地流過該模塊，同時(shí)對樹脂進(jìn)行類似于常規(guī)色譜處理的操作(粘合、洗滌、洗脫、再生以及平衡)。沿著樹脂流動的逆流方向?qū)⒂糜谶@些操作的緩沖劑泵送到所述模塊中，并且將來自稍后階段的滲透物溶液反向循環(huán)到先前階段中。這沿著樹脂流動的逆流方向在所述切向流動過濾器的滲透物溶液中產(chǎn)生濃度梯度，從而節(jié)約緩沖劑容積并且提高處理效率。來自粘合、洗滌、平衡以及再生操作的滲透物溶液被廢棄。來自洗脫操作的滲透物溶液是被收集到單獨(dú)產(chǎn)物罐中的純化產(chǎn)物流。