BR112021000613A2

BR112021000613A2 - Método para prognóstico de uma distribuição de peso molecular de uma mistura de biopolímero

Info

Publication number: BR112021000613A2
Application number: BR112021000613-3A
Authority: BR
Inventors: Sailesh Haresh Daswani; Hoi Ting Wong
Original assignee: Arc Medical Devices Inc.
Priority date: 2019-03-05
Filing date: 2020-03-05
Publication date: 2021-09-21
Also published as: JP2021532482A; US20210391036A1; JP7227346B2; EP3959722A4; AU2020232990A1; ZA202100273B; WO2020176989A1; CA3106477A1; AU2020232990B2; MX2021000865A; KR20210135981A; PH12021550091A1; CN112513992A; IL280175A; EP3959722A1; SG11202100394RA

Abstract

método para prognóstico de uma distribuição de peso molecular de uma mistura de biopolímero. a presente invenção refere-se a métodos, sistemas, etc., para prognóstico e/ou obtenção consistente de composições de biopolímero uniformes através da mistura de uma pluralidade de composições de biopolímero de entrada com diferentes distribuições de peso molecular, a mistura com base nos dados de concentração em função do peso molecular para a pluralidade de composições de biopolímero de entrada.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO PARA PROGNÓSTICO DE UMA DISTRIBUIÇÃO DE PESO MOLECULAR DE UMA MISTURA DE BIOPOLÍMERO".

REIVINDICAÇÃO DE PRIORIDADE

[0001] O presente pedido reivindica o benefício do pedido de patente provisório dos Estados Unidos copendente no. 62/814.206, depositado em 05 de março de 2019, cujo conteúdo é aqui incorporado por referência em sua totalidade.

ANTECEDENTES

[0002] Os polímeros são compostos de alto peso molecular que podem ocorrer naturalmente (biopolímeros) ou são sintetizados por uma reação de polimerização. Uma unidade estrutural repetitiva de um polímero é chamada de unidade monomérica. Os polímeros podem ser delineados por seu grau de polimerização, distribuição de peso molecular, tacticidade, distribuição de copolímero, grau de ramificação, grupos terminais, reticulações, cristalinidade e/ou propriedades térmicas. Os polímeros apresentam uma ampla série de características em solução com relação à sua solubilidade, viscosidade e/ou formação de gel.

[0003] A distribuição de peso molecular de polímeros pode ser delineada utilizando várias métricas, tais como o peso molecular máximo (PMW), o peso molecular médio ponderado (WAMW), o peso molecular médio numérico (NAMW), a largura total meio máximo (FWHM) e o índice de polidispersidade (PDI). A distribuição do peso molecular de um polímero é indicativa de certas propriedades do polímero, por exemplo, a solubilidade e/ou a viscosidade do polímero em solução.

[0004] Alguns processos de produção de polímeros sintéticos resultam em polímeros com uma distribuição de peso molecular unimodal de polidispersidade relativamente baixa. Os polímeros de ocorrência natural, por outro lado, podem ter distribuições de peso molecular erráticas e imprevisíveis com polidispersidade indesejável. Tais biopolímeros incluem, por exemplo, polissacarídeos tais como amido, glicogênio, celulose, quitina, arabinoxilano, xiloglucano, alginato, laminarina, fucan, goma xantana, dextrano, goma de welan, goma gelana, goma guar, goma diotana e pululano.

[0005] Muitos usos médicos e/ou cirúrgicos foram encontrados para os biopolímeros, alguns dos quais estão relacionados a uma fração ou segmento de peso molecular específico do biopolímero. A utilidade de frações ou segmentos clinicamente relevantes de biopolímeros levou a numerosos métodos de produção, purificação e/ou extração das frações ou segmentos clinicamente relevantes, por exemplo, métodos utilizando diálise por membrana, filtração de fluxo tangencial e degradação controlada para obter um segmento de peso molecular desejado do biopolímero. Esses métodos sofrem variação natural no material de entrada, resultando em baixos rendimentos do segmento de peso molecular do biopolímero desejado. Estes desafios na preparação consistente de segmentos de peso molecular de biopolímero desejados tornam-se proporcionalmente maiores à medida que o peso molecular e a polidispersidade do biopolímero aumentam. Assim, existe uma necessidade não atendida de fornecer biopolímeros derivados de fontes naturais, mas com segmentos de peso molecular desejados e/ou distribuições unimodais. Os presentes sistemas e métodos, etc., fornecem essas e/ou outras vantagens.

SUMÁRIO

[0006] Métodos, sistemas, etc., são fornecidos para prognosticar e/ou obter consistentemente composições de biopolímero uniformes através da mistura de uma pluralidade de composições de biopolímero de entrada com diferentes distribuições de peso molecular, a mistura com base em dados de concentração em função do peso molecular para a pluralidade de composições de biopolímero de entrada.

[0007] Os presentes métodos, sistemas, etc., fornecem métodos para prognosticar e/ou obter consistentemente composições de biopolímero uniformes tendo distribuições de peso molecular desejadas, assim como composições compreendendo tais composições de biopolímero uniformes com distribuições de peso molecular desejadas e métodos de uso de tais composições. As composições de biopolímero uniformes obtidas podem ser utilizadas como uma composição de biopolímero de entrada em outros processos, por exemplo, processos de purificação, processos de modificação química, processos de fracionamento de peso molecular, etc.

[0008] Os presentes sistemas, dispositivos e métodos, etc., fornecem métodos para prognosticar uma distribuição de peso molecular de uma composição misturada de biopolímeros podendo compreender:

[0009] fornecer uma pluralidade de composições de biopolímero de entrada tendo distribuições de peso molecular substancialmente diferentes;

[0010] obter dados de concentração como uma função do peso molecular para cada uma da pluralidade de composições de biopolímero de entrada utilizando cromatografia;

[0011] para cada composição de biopolímero de entrada, normalizar os dados de concentração em função do peso molecular para fornecer dados de concentração normalizados; e

[0012] combinar os dados de concentração normalizados para cada composição de biopolímero de entrada em um número selecionado de valores de peso molecular correspondentes para obter uma distribuição de peso molecular de biopolímero prognosticada.

[0013] Em alguns aspectos, os presentes sistemas, dispositivos e métodos, etc., fornecem o prognóstico de uma distribuição de peso molecular unimodal de uma composição misturada de biopolímeros. Tais métodos podem compreender, por exemplo:

[0014] fornecer uma primeira pluralidade de composições de biopolímero de entrada tendo distribuições de peso molecular substancialmente diferentes;

[0015] obter os dados de concentração como uma função do peso molecular para cada uma da primeira pluralidade de composições de biopolímero de entrada utilizando cromatografia;

[0016] para cada uma da primeira pluralidade de composições de biopolímero de entrada, normalizar os dados de concentração em função do peso molecular para fornecer dados de concentração normalizados;

[0017] determinar os desvios padrão de distribuição de peso molecular e pesos moleculares médios numéricos para cada uma da primeira pluralidade de composições de biopolímero de entrada;

[0018] identificar entre a primeira pluralidade de composições de biopolímero de entrada uma composição de biopolímero de entrada de base;

[0019] selecionar entre a primeira pluralidade de composições de biopolímero uma segunda pluralidade de composições de biopolímero de entrada tendo pesos moleculares médios numéricos que diferem do peso molecular médio numérico da composição de biopolímero de entrada de base em menos de duas vezes o desvio padrão de distribuição de peso molecular da composição de biopolímero de entrada de base; e

[0020] combinar os dados de sinal de concentração normalizados de cada uma da segunda pluralidade de composições de biopolímero de entrada e da composição de biopolímero de entrada de base em um número selecionado de valores de peso molecular correspondentes para obter uma distribuição de peso molecular de biopolímero unimodal prognosticada.

[0021] Em alguns aspectos, os presentes sistemas, dispositivos e métodos, etc., fornecem a obtenção de uma composição misturada de biopolímero unimodal a partir da primeira e segunda composições de biopolímero de entrada. Tais métodos podem compreender, por exemplo:

[0022] determinar o peso molecular médio numérico e desvio padrão das respectivas primeira e segunda composições de biopolímero de entrada;

[0023] selecionar entre o primeiro e o segundo desvio padrão o menor desvio padrão;

[0024] misturar entre si a primeira e a segunda composições de biopolímero de entrada apenas se a diferença entre o primeiro e o segundo pesos moleculares médios numéricos puder ser menor que cerca de duas vezes o menor desvio padrão, e

[0025] se a primeira e a segunda composições de biopolímero de entrada puderem ser combinadas, obtendo a composição misturada de biopolímero unimodal.

[0026] Em alguns aspectos, os presentes sistemas, dispositivos e métodos, etc., fornecem a obtenção de uma composição misturada de biopolímero unimodal de pelo menos duas composições de biopolímero de entrada. Tais métodos podem compreender, por exemplo:

[0027] determinar para cada composição de biopolímero de entrada os respectivos dados de desvio padrão de distribuição de peso molecular médio numérico e peso molecular;

[0028] selecionar entre as composições de biopolímero de entrada uma composição de biopolímero de entrada de base; e

[0029] misturar com a composição de biopolímero de entrada de base apenas as composições de biopolímero de entrada que possuem um peso molecular médio numérico que difere do peso molecular médio numérico da composição de biopolímero de entrada de base em no máximo cerca de duas vezes o desvio padrão de distribuição de peso molecular da composição de biopolímero de entrada de base.

[0030] Os dados de concentração podem compreender um sinal de medição que indica a concentração da composição de biopolímero de entrada em função do peso molecular. O sinal de medição pode compreender, por exemplo, um sinal de medição de índice refrativo, um sinal de medição de absorção ultravioleta, um sinal de medição de absorção infravermelho, um sinal de medição de fluorescência, um sinal de medição eletroquímico, um sinal de medição de condutividade, um sinal de medição de quimioluminescência, um sinal de medição radiométrica ou um sinal de medição de dispersão da luz evaporativa.

[0031] A cromatografia pode ser, por exemplo, cromatografia de permeação em gel, cromatografia de exclusão por tamanho, cromatografia de eletroforese em gel ou cromatografia de troca iônica. A cromatografia pode compreender em primeiro lugar a coleta de dados de concentração em função do tempo de retenção e a conversão dos valores de tempo de retenção em valores de peso molecular utilizando uma curva de calibração de peso molecular-tempo de retenção.

[0032] A combinação dos dados de concentração normalizados pode compreender, por exemplo, em primeiro lugar, submeter os dados de concentração a uma correção de linha de base em um limite predeterminado antes de combinar os dados de concentração normalizados, combinando os dados de concentração normalizados em uma ponderação predeterminada. A ponderação predeterminada pode ser baseada, por exemplo, em múltiplas simulações que podem compreender a combinação dos dados de concentração normalizados com relação à pluralidade de composições de biopolímero de entrada para fornecer pelo menos um de um peso molecular médio ponderado desejado, peso molecular médio numérico e peso molecular máximo; através da resolução de pelo menos um de um peso molecular médio ponderado desejado, peso molecular médio numérico e peso molecular médio máximo; ou, ser baseado em uma fórmula predeterminada.

[0033] Em certas modalidades, os métodos podem ainda compreender a mistura da pluralidade de composições de biopolímero de entrada de acordo com a ponderação predeterminada para obter uma composição misturada de biopolímeros e/ou, antes de obter os dados de concentração, remover as impurezas indesejadas da composição de biopolímero de entrada.

[0034] Estes e outros aspectos, características e modalidades são apresentados neste pedido, incluindo a seguinte Descrição Detalhada e desenhos anexos. A menos que expressamente indicado de outra forma, todas as modalidades, aspectos, características, etc., podem ser misturadas e compatibilizadas, combinadas e permutadas de qualquer maneira desejada.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0035] A FIGURA 1 fornece um fluxograma que descreve um método exemplar para prognosticar a distribuição de peso molecular de uma composição misturada de biopolímeros obtida pela mistura de uma pluralidade de composições de biopolímero de entrada.

[0036] A FIGURA 2 fornece um fluxograma que descreve um método exemplar para prognosticar a distribuição de peso molecular unimodal de uma composição misturada de biopolímeros obtida pela mistura de uma pluralidade de composições de biopolímero de entrada.

[0037] A FIGURA 3 fornece um fluxograma que descreve um método exemplar para formar uma composição misturada de biopolímeros unimodal a partir de duas composições de biopolímero de entrada.

[0038] A FIGURA4 mostra um gráfico de calibração e ajuste de curva de peso molecular para tempo de retenção por cromatografia de permeação em gel utilizando dextrano como calibrador.

[0039] A FIGURA5 mostra o sinal de índice de refração versus gráficos de peso molecular de duas composições de matéria-prima fucoidan, uma composição de fucoidan misturada unimodal prognosticada compreendendo 60% da primeira matéria-prima fucoidan e 40% da segunda matéria-prima fucoidan e uma composição misturada unimodal real compreendendo 60% da primeira matéria- prima fucoidan com 40% da segunda matéria-prima fucoidan.

[0040] Os desenhos, incluindo os fluxogramas, apresentam modalidades exemplares da presente invenção. Os desenhos não estão necessariamente em escala e certos aspectos podem ser exagerados ou de outra forma representados de uma maneira para ajudar a ilustrar e explicar os presentes sistemas, métodos, etc. As modalidades reais dos sistemas, métodos, etc., nesta invenção podem incluir aspectos ou etapas adicionais ou diferentes não mostrados nos desenhos. As exemplificações aqui demonstradas ilustram as modalidades dos sistemas, métodos, etc., em uma ou mais formas, e tais exemplificações não devem ser interpretadas como limitativas do escopo da invenção de qualquer maneira. As modalidades nesta invenção não são exaustivas e não limitam a invenção na forma precisa divulgada, por exemplo, na seguinte descrição detalhada.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0041] Métodos, sistemas, etc., são fornecidos para prognosticar e obter de forma consistente uma composição de biopolímero uniforme tendo uma distribuição de peso molecular desejada através da mistura de uma pluralidade de composições de biopolímero de entrada, o método de mistura com base em dados de concentração de biopolímero em função do peso molecular com relação à pluralidade de composições de biopolímero de entrada.

[0042] Biopolímeros adequados para uso com os métodos aqui divulgados incluem, sem limitação, amido, glicogênio, celulose, quitina, arabinoxilano, xiloglucano, alginato, laminarina, fucana, goma xantana, dextrano, goma de welan, goma gelana, goma guar, goma diotana e pululano. Os métodos são debatidos nesta invenção utilizando composições de fucoidan como exemplos de fucana mais geral e outras composições de biopolímero, e são aqui debatidos utilizando cromatografia de permeação em gel com detecção de índice de refração como um método exemplar para obter dados de concentração de biopolímero em função do peso molecular.

[0043] Resumidamente, fucanas (incluindo fucoidan) são polissacarídeos sulfatados, são tipicamente derivadas de fontes naturais e possuem alta polidispersidade. Em termos gerais, isso significa que as fucanas são moléculas constituídas por uma série de monômeros ou grupos monossacarídeos e também possuem átomos de enxofre ligados aos grupos de açúcar. O principal grupo monossacarídeo é denominado "fucose", que é o açúcar que possui 6 átomos de carbono e possui a fórmula química C6H12O5. "Fucoidan" (ou fucoidina) indica fucanas derivadas de algas marrons (algas marinhas). As fucanas podem conter uma mistura de outras unidades de monômero ou monossacarídeo, por exemplo, uma mistura de monossacarídeos, tal como xilose, galactose, glicose, ácido glucurônico e/ou manose. Embora as fucanas sejam atualmente derivadas de fontes naturais, tais como as algas marrons (algas marinhas), pepinos do mar, etc., a "fucana" inclui moléculas de polímero tendo os motivos químicos e estruturais das fucanas conforme aqui debatido, independentemente das fontes finais das fucanas. Além disso, os métodos, etc., aqui se aplicam a quaisquer composições de entrada polidispersas relevantes, sejam ou não naturalmente derivadas ou à base de fucana.

[0044] Em algumas modalidades, por exemplo, onde as composições de biopolímero de origem natural, incluindo composições de matéria-prima fucana, são utilizadas como composições de biopolímero de entrada para as análises e mistura nessa invenção, as composições de biopolímero de entrada podem ser dissolvidas em água e pré-filtradas através de um pré-filtro para remover a matéria particulada indesejada. As composições de biopolímero polidispersas de entrada também podem ser pré-tratadas para remover componentes diferentes do biopolímero desejado.

[0045] Métodos exemplares para a determinação da concentração de uma composição de biopolímero de entrada em função do peso molecular, ou a distribuição do peso molecular, são cromatografia de exclusão por tamanho, cromatografia de permeação em gel, eletroforese em gel e cromatografia de troca iônica. Na cromatografia de permeação em gel, a concentração de biopolímero em um solvente de eluição é monitorada continuamente com um detector. Os tipos de detectores adequados incluem, sem limitação, detectores de absorção ultravioleta/visível (UV/Vis), detectores de índice de refração (IR), detectores de absorção infravermelho (IR), detectores de fluorescência (FLR), detectores de eletroquímicos, detectores de condutividade, detectores de quimioluminescência, detectores de radioatividade ou radiométricos e detectores de dispersão da luz evaporativa (ELS).

[0046] O fluxograma da FIGURA 1 representa um método exemplar [1650] para prognosticar a distribuição do peso molecular de uma composição misturada de biopolímeros obtida pela mistura de uma pluralidade de composições de biopolímero de entrada, o método compreendendo: fornecer [1652] uma pluralidade de composições de biopolímero de entrada tendo distribuições de peso molecular diferentes; obter dados de concentração [1654] em função do peso molecular para cada uma da pluralidade de composições de biopolímero de entrada; normalizar [1656] os dados de concentração em função do peso molecular para cada uma da pluralidade de composições de biopolímero de entrada; e combinar [1658] os respectivos dados de concentração normalizada de cada uma da pluralidade de composições de biopolímero de entrada em cada valor de peso molecular correspondente para obter uma distribuição de peso molecular do biopolímero misturado prognosticado.

[0047] Os dados de concentração podem ser, por exemplo, qualquer um ou mais de um sinal de medição do índice de refração, sinal de medição da absorção ultravioleta, sinal de medição da absorção infravermelho, sinal de medição da fluorescência, sinal de medição de eletroquímica, sinal de medição de condutividade, sinal de medição de quimioluminescência, sinal de medição radiométrica e sinal de medição de dispersão da luz evaporativa.

[0048] Os dados de concentração em função do peso molecular podem ser obtidos [1654], por exemplo, através de qualquer um de cromatografia de permeação em gel, cromatografia de exclusão por tamanho, eletroforese em gel ou cromatografia de troca iônica.

[0049] A obtenção [1654] dos dados de concentração em função do peso molecular pode compreender em primeiro lugar a coleta dos dados de concentração em função do tempo de retenção e a conversão do tempo de retenção em peso molecular através do uso de uma curva de calibração de peso molecular versus tempo de retenção.

[0050] O método [1650] pode, se desejável, ainda compreender o pré-tratamento das composições de biopolímero de entrada antes de obter [1654] os dados de concentração em função do peso molecular para cada uma da pluralidade de composições de biopolímero de entrada. O pré-tratamento pode compreender a diafiltração da composição de biopolímero de entrada com água destilada para dessalinizar a composição de biopolímero de entrada. O pré- tratamento pode compreender a diafiltração do biopolímero de entrada através de um filtro de filtração de fluxo tangencial (TFF) tendo um peso molecular de corte (MWCO) com base nas impurezas selecionadas a serem removidas. O método [1650] pode ainda compreender a pré-filtragem das composições de biopolímero de entrada antes de obter [1654] os dados de concentração como uma função do peso molecular para cada uma da pluralidade de composições de biopolímero de entrada para remover matéria particulada indesejada.

[0051] A combinação [1658] dos respectivos dados de concentração normalizados de cada uma da pluralidade de composições de biopolímero de entrada em cada valor de peso molecular correspondente selecionado pode compreender submeter os dados de concentração a uma correção de linha de base em um limite predeterminado antes de combinar os respectivos dados de concentração normalizados.

[0052] A combinação [1658] dos respectivos dados de concentração normalizados de cada uma da pluralidade de composições de biopolímero de entrada em cada valor de peso molecular correspondente pode envolver a combinação dos dados de concentração com base em uma ponderação predeterminada, a ponderação predeterminada configurada para resultar em uma distribuição do peso molecular de biopolímero prognosticada desejada. Em algumas modalidades, a ponderação predeterminada pode ser baseada em uma pré-calibração do método acima para diferentes composições de biopolímero de entrada e composições de biopolímero prognosticadas. Em outras modalidades, a ponderação predeterminada pode ser baseada em uma fórmula predeterminada. Em mais outras modalidades, a ponderação predeterminada pode ser baseada em múltiplas simulações de combinação dos dados de concentração normalizados de cada uma da pluralidade de composições de biopolímero até que um peso molecular médio ponderado desejado (WAMW), peso molecular médio numérico (NAMW) ou peso molecular máximo (PMW) na distribuição de peso molecular prognosticada seja obtido. Em mais outras modalidades, a ponderação predeterminada pode ser obtida através da resolução de uma ponderação que resultaria em um peso molecular médio ponderado desejado (WAMW), peso molecular médio numérico (NAMW) ou peso molecular máximo (PMW) na distribuição de peso molecular prognosticada resultante.

[0053] Muitas composições de biopolímero de entrada, por exemplo, composições de matéria-prima fucoidan, possuem grande polidispersidade, por exemplo, uma polidispersidade maior do que 4,0, 5,0 ou 6,0. Uma condição em relação à mistura das composições de biopolímero de entrada pode ser aquela em que a mistura fornece uma distribuição de peso molecular resultante com um único pico, também conhecida como uma "distribuição unimodal". Por exemplo, dadas duas distribuições de peso molecular de entrada diferentes, a mistura das duas distribuições de peso molecular de entrada resultará em uma distribuição unimodal se a diferença nos pesos moleculares médios numéricos das duas distribuições de peso molecular de entrada for no máximo cerca de duas vezes o valor do peso molecular do menor desvio padrão de distribuição de peso molecular das duas distribuições de peso molecular de entrada.

[0054] Em algumas modalidades, a composição de biopolímero de entrada com o menor desvio padrão de distribuição de peso molecular pode ser identificada a partir de uma primeira pluralidade de composições de fucoidan de entrada. O termo "composição de biopolímero de entrada de base" indica a composição de biopolímero de entrada com o menor desvio padrão de distribuição de peso molecular. Uma segunda pluralidade de composições de biopolímero de entrada, sendo um subconjunto da primeira pluralidade de composições de biopolímero de entrada, pode ser identificada entre a primeira pluralidade de composições de biopolímero de entrada como tendo valores de NAMW que diferem do NAMW da composição de biopolímero de entrada de base em menos de duas vezes o valor do peso molecular do desvio padrão da distribuição de peso molecular da composição de biopolímero de entrada de base.

[0055] Com a distribuição de peso molecular prognosticada da composição de biopolímero misturada obtida, o peso molecular médio ponderado, o peso molecular máximo, o peso molecular médio numérico, a largura total meio máximo e a polidispersidade da mistura podem ser determinados utilizando fórmulas para cada respectivo atributo. A criação de um modelo capaz de tomar a variável x, por exemplo, peso molecular, versus concentração para múltiplas composições de biopolímero de entrada e manipular esses conjuntos de dados para calcular o peso molecular médio ponderado, o peso molecular máximo, o peso molecular médio numérico, a largura total meio máximo e a polidispersividade das composições misturadas de biopolímero resultantes de uma dada relação de mistura de várias composições de biopolímero de entrada, elimina a necessidade de testes rigorosos de tentativa e erro de bancada durante a mistura de composições de biopolímero de entrada.

[0056] O fluxograma da FIGURA2 representa um outro método exemplar [1660] para o prognóstico da distribuição de peso molecular unimodal de uma composição misturada de biopolímeros obtida pela mistura de uma pluralidade de composições de biopolímero de entrada, o método compreendendo: fornecer [1661] uma primeira pluralidade de composições de biopolímero de entrada tendo diferentes distribuições de peso molecular; obter os dados de concentração [1662] em função do peso molecular para cada uma da primeira pluralidade de composições de biopolímero de entrada; normalizar [1664] os dados de concentração em função do peso molecular para cada uma da primeira pluralidade de composições de biopolímero de entrada; determinar [1665] os desvios padrão de distribuição de peso molecular e pesos moleculares médios numéricos para cada uma da primeira pluralidade de composições de biopolímero de entrada; identificar [1666] entre a primeira pluralidade de composições de biopolímero de entrada uma composição de biopolímero de entrada de base; selecionar [1667] entre a primeira pluralidade de composições de biopolímero de uma segunda pluralidade de composições de biopolímero de entrada tendo pesos moleculares médios numéricos que diferem do peso molecular médio numérico da composição de biopolímero de entrada de base em menos de duas vezes o desvio padrão de distribuição de peso molecular do composição do biopolímero de entrada de base; e combinar [1668] os respectivos dados de sinal de concentração normalizados de cada uma da segunda pluralidade de composições de biopolímero de entrada e da composição de biopolímero de entrada de base em cada valor de peso molecular correspondente selecionado para obter uma distribuição de peso molecular de biopolímero unimodal prognosticada.

[0057] O fluxograma da FIGURA3 representa outro método exemplar [1670] para a obtenção de uma composição misturada de biopolímero unimodal através da combinação de pelo menos duas composições de biopolímero de entrada compreendendo: determinar

[1671] para cada composição de biopolímero de entrada o respectivo peso molecular médio numérico e os dados de desvio padrão de distribuição de peso molecular; selecionar [1672] entre as composições de biopolímero de entrada uma composição de biopolímero de entrada de base; e misturar [1673] com a composição de biopolímero de entrada de base apenas as composições de biopolímero de entrada que possuem um peso molecular médio numérico que difere do peso molecular médio numérico da composição da composição de biopolímero de entrada de base em no máximo cerca de duas vezes o desvio padrão de distribuição de peso molecular da composição do biopolímero de entrada de base.

EXEMPLOS Exemplo 1: Mistura de duas composições de biopolímero de entrada após o prognóstico do resultado da mistura com base em uma ponderação predeterminada.

[0058] O fucoidan foi selecionado como o biopolímero de interesse e o método acima mostrado na FIGURA 2 foi aplicado em duas composições de matéria-prima fucoidan diferentes. A primeira distribuição de peso molecular da composição de matéria-prima fucoidan é mostrada na FIGURA 5 como a curva "a" e a segunda distribuição de peso molecular da composição de matéria-prima fucoidan é mostrada na FIGURA 5 como a curva “b”. Ambas as composições de matéria-prima fucoidan foram analisadas através da cromatografia de permeação em gel com um detector de índice de refração para obter seus dados de concentração em função do peso molecular.

[0059] O peso molecular médio numérico e o desvio padrão de distribuição do peso molecular foram calculados com relação às duas composições de matéria-prima fucoidan. A curva "b", ou a segunda composição de matéria-prima fucoidan, foi observada de ter um desvio padrão de distribuição de peso molecular menor. O peso molecular médio numérico das duas composições de matéria-prima fucoidan difere em menos de duas vezes o desvio padrão de distribuição de peso molecular da segunda composição de matéria-prima fucoidan. Um peso molecular médio ponderado alvo para a composição misturada de biopolímeros foi selecionado e uma ponderação prognosticada de 60% da primeira composição de matéria-prima fucoidan e 40% da segunda composição de matéria-prima fucoidan foi prognosticada de resultar no peso molecular médio ponderado alvo desejado. Os sinais de índice de refração normalizados da curva "a" e da curva "b" foram adicionados juntos de acordo com a ponderação prognosticada para obter uma curva de composição de fucoidan combinada unimodal prognosticada e os atributos de distribuição de peso molecular foram calculados e mostrados na tabela 1 abaixo.

[0060] 60 g da primeira composição de matéria-prima fucoidan foram misturados com 40 g da segunda composição de matéria-prima fucoidan em 1 L de água deionizada para resultar em uma composição misturada de fucoidan combinada real. Uma alíquota da composição misturada de fucoidan unimodal real foi analisada por meio da cromatografia de permeação em gel com um detector de índice de refração para obter dados de concentração em função do peso molecular.

[0061] Todas as análises de cromatografia de permeação em gel para determinação do peso molecular foram conduzidas utilizando a seguinte configuração de coluna: Ultrahydrogel® 2000/Ultrahydrogel® Linear em série com uma proteção de Ultrahydrogel®. A fase móvel era de nitrato de sódio 0,1 M operada em 0,6 ml/min, a não ser que mencionada de outra maneira. A coluna e o detector foram mantidos a 30 oC, a menos que indicado de outra forma. A detecção foi feita por meio de um detector de índice de refração Waters 2414. Os dados de concentração são, neste caso, um sinal de índice de refração indicado pelo símbolo “n” nas figuras.

[0062] As amostras manejadas foram quantificadas contra uma curva padrão compreendendo padrões rastreáveis da American Polymer Standards Corporation: Dextran 3755 kDa (peso molecular máximo = 2164 kDa), Dextran 820 kDa (peso molecular máximo = 745 kDa), Dextran 760 kDa (peso molecular máximo = 621 kDa), Dextran 530 kDa (peso molecular máximo = 490 kDa), Dextran 225 kDa (peso molecular máximo = 213 kDa), Dextran 150 kDa (peso molecular máximo = 124 kDa), Dextran 55 kDa (peso molecular máximo = 50 kDa) e Dextran 5 kDa (peso molecular máximo = 4 kDa), os pesos moleculares máximos destes padrões estando entre cerca de 4 kDa e cerca de 2.200 kDa. A curva padrão utilizada pode, por exemplo, incluir Dextran 3755 kDa e entre 4 a 7 padrões rastreáveis adicionais aqui examinados.

[0063] Um ajuste da curva linear foi efetuado para os dados com base em um gráfico do tempo de retenção log MW versus GPC. Esta curva é fornecida na FIGURA 4. A curva fornece o peso molecular como uma função do tempo de retenção GPC e permite a conversão dos tempos de retenção GPC em pesos moleculares correspondentes, conforme tratados nos métodos aqui divulgados.

[0064] Um peso molecular declarado para um biopolímero de fucana/fucoidan nessa invenção é um valor de peso molecular em torno do qual sempre haverá uma distribuição de moléculas de pesos moleculares mais elevados e mais baixos, o que aumenta ou diminui em quantidade ou porcentagem à medida que o peso molecular aumenta ou diminui longe do peso molecular especificado. A distribuição pode, mas não é obrigatório, ter uma forma geralmente gaussiana ou gaussiana distorcida.

[0065] A curva resultante da cromatografia de permeação em gel da composição misturada unimodal real foi comparada com a curva de composição misturada de fucoidan unimodal prognosticada. Os atributos de distribuição de peso molecular para as duas curvas são apresentados na Tabela 1 na qual algumas das curvas na FIGURA 5 são identificadas. A FIGURA5 mostra curvas normalizadas resultantes da cromatografia de permeação em gel da primeira (a) e da segunda (b) composições de matéria-prima fucoidan, uma curva normalizada (c) da composição misturada unimodal prognosticada compreendendo 60% da primeira composição de matéria-prima fucoidan e 40% da segunda composição de matéria-prima fucoidan e uma curva normalizada (c') resultante da cromatografia de permeação em gel da composição misturada de fucoidan unimodal real compreendendo 60% da primeira composição de matéria-prima fucoidan e 40% da segunda composição de matéria-prima fucoidan, o eixo vertical em cada um sendo o índice de refração, n.

[0066] Abreviações na tabela abaixo: Peso molecular máximo = PMW Peso molecular médio ponderado = WAMW Peso molecular médio numérico = NAMW Índice de polidispersidade = PDI Mistura unimodal real Mistura unimodal Diferença (c') prognosticada (c) percentual

WAMW (Da) 1152502 1125000 2% PMW (Da) 730966 688691 6%

NAMW (Da) 169832 162951 4% PDI 6,79 6,90 2% Tabela 1. Atributos de distribuição de peso molecular da composição misturada de fucoidan prognosticada e real

[0067] A Tabela 1 e a FIGURA 5 demonstram a capacidade de prognóstico dos métodos nesta invenção. Por exemplo, as curvas das composições misturadas de fucoidan unimodais prognosticadas versus reais são virtualmente indistinguíveis. Em outras palavras, os atributos de distribuição de peso molecular calculados na composição misturada de fucoidan unimodal prognosticada estão de acordo com os atributos de distribuição de peso molecular calculados da composição misturada de fucoidan unimodal real, particularmente para WAMW, NAMW e PDI onde a diferença é menor do que 5%. Isso está dentro da precisão estabelecida da cromatografia de permeação em gel.

[0068] O prognóstico de atributos de distribuição de peso molecular tal como peso molecular médio ponderado, peso molecular médio numérico, polidispersidade e peso molecular máximo de uma composição misturada de biopolímeros prognosticada remove a necessidade de experimentos de tentativa e erro tediosos para produzir consistentemente composições de biopolímero uniformes. O presente pedido é ainda direcionado ás composições preparadas de acordo com os métodos, sistemas, etc., tratados nesta invenção, assim como aos métodos de uso das composições criadas nesta invenção, e aos sistemas e dispositivos configurados para executar os métodos contidos neste documento e obter consistentemente composições de biopolímero uniformes com distribuições de peso molecular desejadas. Lista Numérica de Referência: 1650 Um método para prognosticar a distribuição de peso molecular de uma composição misturada de biopolímero obtida pela mistura de uma pluralidade de composições de biopolímero de entrada 1652 Fornecer uma pluralidade de composições de biopolímero de entrada tendo distribuições de peso molecular diferentes 1654 Obter os dados de concentração em função do peso molecular para cada uma da pluralidade de composições de biopolímero de entrada 1656 Normalizar os dados de concentração em função do peso molecular para cada uma da pluralidade de composições de biopolímero de entrada 1658 Combinar os respectivos dados de concentração normalizada para cada uma da pluralidade de composições de biopolímero de entrada em cada valor de peso molecular correspondente para obter uma distribuição de peso molecular de biopolímero misturada prognosticada 1660 Um método para prognosticar a distribuição de peso molecular unimodal de uma composição misturada de biopolímeros obtida pela mistura de uma pluralidade de composições de biopolímero de entrada 1661 Fornecer uma primeira pluralidade de composições de biopolímero de entrada tendo distribuições de peso molecular diferentes 1662 Obter os dados de concentração em função do peso molecular para cada uma da primeira pluralidade de composições de biopolímero de entrada 1664 Normalizar os dados de concentração em função do peso molecular para cada uma da primeira pluralidade de composições de biopolímero de entrada 1665 Determinar os desvios padrão de distribuição de peso molecular e pesos moleculares médios numéricos para cada uma da primeira pluralidade de composições de biopolímero de entrada 1666 Identificar dentre a primeira pluralidade de composições de biopolímero de entrada uma composição de biopolímero de entrada de base 1667 Selecionar dentre a primeira pluralidade de composições de biopolímero, uma segunda pluralidade de composições de biopolímero de entrada tendo pesos moleculares médios numéricos que diferem do peso molecular médio numérico da composição de biopolímero de entrada de base em menos de duas vezes o desvio padrão de distribuição do peso molecular da composição de biopolímero de entrada de base 1668 Combinar os respectivos dados de concentração normalizada de cada uma da segunda pluralidade de composições de biopolímero de entrada e da composição de biopolímero de entrada de base em cada valor de peso molecular correspondente para obter uma distribuição de peso molecular de biopolímero misturada unimodal prognosticada 1670 Um método para obter uma composição misturada de biopolímeros unimodal através da ciombinação de pelo menos duas composições de biopolímero de entrada 1671 Determinar para cada composição de biopolímero de entrada os respectivos peso molecular médio numérico e dados de desvio padrão de distribuição do peso molecular 1672 Selecionar dentre as composições de biopolímero de entrada, uma composição de biopolímero de entrada de base 1673 Misturar com a composição de biopolímero de entrada de base apenas as composições de biopolímero de entrada que possuem um peso molecular médio numérico que difere do peso molecular médio numérico da composição de biopolímero de entrada de base em no máximo cerca de duas vezes o desvio padrão de distribuição de peso molecular da composição de biopolímero de entrada de base

[0069] Todos os termos usados nesta invenção são utilizados de acordo com seus significados comuns, a menos que o contexto ou definição indique claramente o contrário. Da mesma forma, a não ser que expressamente indicado de outra maneira, no relatório descritivo, o uso de "ou" inclui "e" e vice-versa. Os termos não limitativos não devem ser interpretados como limitativos, a menos que expressamente declarado, ou o contexto indique claramente, de outra forma (por exemplo, "incluindo", "tendo" e "compreendendo" tipicamente indicam "incluindo sem limitação"). As formas singulares, inclusive nas reivindicações, tais como "um", "uma", "o" e "a", incluem a referência no plural, a menos que expressamente declarado, ou o contexto indique claramente, de outra maneira.

[0070] A não ser que mencionado de outra maneira, os adjetivos aqui tais como "substancialmente" e "cerca de" que modificam uma condição ou conexão característica de aspecto ou aspectos de uma modalidade, indicam que a condição ou característica é definida dentro das tolerâncias que são aceitáveis para a operação da modalidade de uma aplicação a que se destina.

[0071] O escopo dos presentes métodos, composições, sistemas, etc., inclui os conceitos tanto do meio acrescido da função quanto da etapa acrescida da função. No entanto, as reivindicações não devem ser interpretadas como indicando uma conexão de "meio acrescido da função", a menos que a palavra "meio" seja especificamente recitada em uma reivindicação, e devem ser interpretadas como indicando uma conexão de "meio acrescido de função" em que a palavra "meio" é especificamente recitada em uma reivindicação. Da mesma forma, as reivindicações não devem ser interpretadas como indicando uma relação "etapa acrescida de função", a menos que a palavra "etapa" seja especificamente recitada em uma reivindicação, e devem ser interpretadas como indicando uma relação "etapa acrescida da função" em que a palavra "etapa "é especificamente recitada em uma reivindicação.

[0072] A partir do precedente, será observado que, embora as modalidades específicas tenham sido tratadas nesta invenção para propósitos de ilustração, várias modificações podem ser feitas sem se desviar do espírito e escopo da argumentação nesta invenção.

Consequentemente, os sistemas e métodos, etc., incluem tais modificações, assim como todas as permutações e combinações da presente matéria aqui estabelecidas e não são limitativas, exceto pelas reivindicações anexas ou outra reivindicação tendo sustentação adequada na argumentação e nas figuras nessa invenção.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para prognosticar uma distribuição de peso molecular de uma composição misturada de biopolímeros, caracterizado pelo fato de que compreende: fornecer uma pluralidade de composições de biopolímero de entrada tendo distribuições de peso molecular substancialmente diferentes; obter os dados de concentração como uma função do peso molecular para cada uma da pluralidade de composições de biopolímero de entrada; para cada composição de biopolímero de entrada, normalizar os dados de concentração como uma função do peso molecular para fornecer dados de concentração normalizados; e combinar os dados de concentração normalizados para cada composição de biopolímero de entrada em um número selecionado de valores de peso molecular correspondentes para obter uma distribuição de peso molecular de biopolímero prognosticada que corresponde à pluralidade de composições de biopolímero de entrada.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os dados de concentração compreendem um sinal de medição do índice de refração que indica a concentração da composição de biopolímero de entrada em função do peso molecular.

3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os dados de concentração compreendem pelo menos um de a) um sinal de medição de absorção ultravioleta que indica a concentração da composição de biopolímero de entrada como uma função do peso molecular, b) um sinal de medição de absorção de infravermelho que indica a concentração da composição de biopolímero de entrada como uma função do peso molecular, c) um sinal de medição de fluorescência que indica a concentração da composição de biopolímero de entrada como uma função do peso molecular, d) um sinal de medição eletroquímica que indica a concentração da composição de biopolímero de entrada como uma função do peso molecular, e) um sinal de medição de condutividade que indica a concentração da composição de biopolímero de entrada como uma função do peso molecular, f) sinal de medição de quimioluminescência que indica a concentração da composição de biopolímero de entrada como uma função do peso molecular, g) um sinal de medição radiométrico que indica a concentração da composição de biopolímero de entrada como uma função do peso molecular ou h) um sinal de medição de dispersão de luz evaporativa que indica a concentração da composição de biopolímero de entrada como uma função do peso molecular.

4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a obtenção dos dados de concentração compreende a cromatografia de exclusão por tamanho.

5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a obtenção dos dados de concentração compreende a cromatografia de eletroforese em gel.

6. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a obtenção dos dados de concentração compreende a cromatografia de troca iônica.

7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 6, caracterizado pelo fato de que a cromatografia compreende em primeiro lugar a coleta de dados de concentração como uma função do tempo de retenção e a conversão dos valores de tempo de retenção em valores de peso molecular utilizando uma curva de calibração de peso molecular-tempo de retenção.

8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações1 a 7, caracterizado pelo fato de que a combinação dos dados de concentração normalizados compreende a combinação dos dados de concentração normalizados em uma ponderação predeterminada.

9. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a ponderação predeterminada se baseia em múltiplas simulações compreendendo a combinação dos dados de concentração normalizados pela pluralidade de composições de biopolímero de entrada para fornecer pelo menos um de um peso molecular médio ponderado desejado, peso molecular médio numérico e peso molecular máximo.

10. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a ponderação predeterminada é obtida mediante a resolução de pelo menos um de um peso molecular médio ponderado desejado, peso molecular médio numérico e peso molecular médio máximo.

11. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a ponderação predeterminada se baseia em uma fórmula predeterminada.

12. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que ainda compreende a mistura da pluralidade de composições de biopolímero de entrada de acordo com a ponderação predeterminada para obter uma composição misturada de biopolímeros.

13. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que o método ainda compreende, antes de obter os dados de concentração, a remoção de impurezas indesejadas da composição de biopolímero de entrada.

14. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que a distribuição de peso molecular de biopolímero prognosticada está dentro de 6% de uma mistura real das composições de biopolímero de entrada tendo as distribuições de peso molecular substancialmente diferentes.

15. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que a distribuição de peso molecular de biopolímero prognosticada está dentro de 4% de uma mistura real das composições de biopolímero de entrada tendo as distribuições de peso molecular substancialmente diferentes.

16. Método para o prognóstico de uma distribuição de peso molecular unimodal de uma composição misturada de biopolímeros, caracterizado pelo fato de que compreende: fornecer uma primeira pluralidade de composições de biopolímero de entrada tendo distribuições de peso molecular substancialmente diferentes; obter os dados de concentração como uma função do peso molecular para cada uma da primeira pluralidade de composições de biopolímero de entrada; para cada uma da primeira pluralidade de composições de biopolímero de entrada, normalizar os dados de concentração como uma função do peso molecular para fornecer os respectivos dados de concentração normalizados; determinar os desvios padrão de distribuição de peso molecular e os pesos moleculares médios numéricos para cada uma da primeira pluralidade de composições de biopolímero de entrada; identificar dentre a primeira pluralidade de composições de biopolímero de entrada uma composição de biopolímero de entrada de base; selecionar dentre a primeira pluralidade de composições de biopolímero uma segunda pluralidade de composições de biopolímero de entrada tendo pesos moleculares médios numéricos que diferem do peso molecular médio numérico da composição de biopolímero de entrada de base em menos de duas vezes o desvio padrão de distribuição de peso molecular da composição de biopolímero de entrada de base; e combinar os respectivos dados de concentração normalizados de cada uma da segunda pluralidade de composições de biopolímero de entrada e da composição de biopolímero de entrada de base em um número selecionado de valores de peso molecular correspondentes para obter uma distribuição combinada de peso molecular de biopolímero unimodal prognosticada.

17. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a distribuição de peso molecular de biopolímero unimodal prognosticada está dentro de 6% de uma mistura real da composição de biopolímero de entrada de base e da segunda pluralidade de composições de biopolímero de entrada.

18. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a distribuição de peso molecular de biopolímero unimodal prognosticada está dentro de 4% de uma mistura real da composição de biopolímero de entrada de base e da segunda pluralidade de composições de biopolímero de entrada.

19. Método para a obtenção de uma composição misturada de biopolímeros unimodal a partir de pelo menos duas composições de biopolímero de entrada, o método caracterizado pelo fato de que compreende: determinar para cada composição de biopolímero de entrada os respectivos dados de peso molecular médio numérico e de desvio padrão de distribuição do peso molecular; selecionar dentre as composições de biopolímero de entrada, uma composição de biopolímero de entrada de base; e misturar com a composição de biopolímero de entrada de base apenas as composições de biopolímero de entrada que possuem um peso molecular médio numérico que difere do peso molecular médio numérico da composição de biopolímero de entrada de base em no máximo cerca de duas vezes o desvio padrão de distribuição de peso molecular da composição de biopolímero de entrada de base.