JP2006256995A - Purified solution of biocomponent, and method and apparatus for separating biocomponent - Google Patents

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山田  智子
Shigehisa Wada
茂久 和田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a method for removing excess protein which disturbs the detection of a trace component when carrying out clinic proteome analysis. <P>SOLUTION: The method and apparatus for separating a biocomponent comprises reducing the concentration of a specific protein to a concentration of ≤10% compared to the case not using an affinity ligand and/or antibody against the specific protein from a blood-derived sample by using a separation system using a separation membrane having ≥0.001 and ≤0.5 sieving coefficient of a dextran having 60,000 molecular weight and ≥3 permeation ratio of the dextran having 30,000 molecular weight to the dextran having 60,000 molecular weight and further using the affinity ligand and/or antibody against the specific protein having ≥30,000 molecular weight. The solution obtained by the separation method and apparatus is used for protein analysis targeting the proteome analysis such as mass analysis, electrophoresis and liquid chromatography, and enables the high-sensitivity analysis. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は血液由来試料から特定のタンパク質を、分離膜と抗体とを組み合わせて分離する方法および分離装置に関する。   The present invention relates to a method and a separation apparatus for separating a specific protein from a blood-derived sample by combining a separation membrane and an antibody.

近年、ポストゲノム研究として、プロテオーム解析(プロテオミクス)研究が注目され始めた。遺伝子産物であるタンパク質は遺伝子よりも疾患の病態に直接リンクしていると考えられることから、タンパク質を網羅的に調べるプロテオーム解析の研究成果は診断と治療に広く応用できると期待されている。しかも、ゲノム解析では発見できなかった病因タンパク質や疾患関連因子を多く発見できる可能性が高い。   In recent years, proteomic analysis (proteomics) research has begun to attract attention as post-genomic research. Since protein, which is a gene product, is thought to be directly linked to disease pathology rather than gene, research results of proteome analysis that comprehensively examines proteins are expected to be widely applicable to diagnosis and treatment. Moreover, it is highly possible that many pathogenic proteins and disease-related factors that could not be found by genome analysis can be found.

プロテオーム解析の急速に進展しだしたのは、技術的には質量分析装置(mass spectrometer: MS)による高速構造分析が可能となってきたことが大きく、MALDI-TOF-MS (matrix assisted laser desorption ionization time-of-flight mass spectrometry)等の実用化によって、ポリペプチドのハイスルースループット超微量分析が可能となり、従来検出し得なかった微量タンパク質までが同定可能となり、疾患関連因子の探索に強力なツールとなってきている。   The rapid progress of proteome analysis is technically due to the fact that high-speed structural analysis by mass spectrometer (MS) has become possible, and MALDI-TOF-MS (matrix assisted laser desorption ionization) Practical use such as time-of-flight mass spectrometry) enables high-throughput ultra-trace analysis of polypeptides, enables identification of trace proteins that could not be detected in the past, and is a powerful tool for searching for disease-related factors It has become.

プロテオーム解析の臨床応用の第一目的は、疾患によって誘導あるいは消失するバイオマーカータンパク質の発見である。バイオマーカーは、病態に関連して挙動するため、診断のマーカーとなり得るほか、創薬ターゲットとなる可能性も高い。すなわち、プロテオーム解析の成果は、特定遺伝子よりも診断マーカーや創薬ターゲットとなる可能性が高いため、ポストゲノム時代の診断と治療の切り札(エビデンス)技術となり、同定されたバイオマーカーは患者の薬剤応答性評価や副作用発現予測という直接的に患者が享受しえる利益につながることから、いわゆるテーラーメード医療(オーダーメード医療)の推進に大きな役割を果たすといえる。   The primary purpose of clinical application of proteome analysis is the discovery of biomarker proteins that are induced or lost by disease. Biomarkers behave in relation to pathological conditions, and thus can be diagnostic markers, and are highly likely to be drug discovery targets. In other words, the results of proteome analysis are more likely to be diagnostic markers and drug discovery targets than specific genes, and thus become a post-genome diagnostic and therapeutic trump card (evidence) technology. It can be said that it plays a major role in the promotion of so-called tailor-made medicine (custom-made medicine) because it leads directly to benefits that patients can enjoy, such as responsiveness evaluation and side effect expression prediction.

臨床研究にプロテオーム解析を導入する場合(臨床プロテオミクス)には、大量の検体を迅速、確実に解析することが求められており、しかも臨床検体は微量で貴重なために高分解能・高感度・高機能測定を迅速に行う必要がある。この大きな推進力となったのは質量分析(mass spectrometry)であり、質量分析装置のもつ超高感度でハイスループットの特性の貢献するところが大きい。しかしながら、その手法や機器が急速に改良されてきてはいるものの、プロテオーム解析が臨床現場で簡便かつ迅速に実施できる状況にはまだない。   When proteomic analysis is introduced into clinical research (clinical proteomics), it is required to analyze a large amount of specimens quickly and reliably, and because clinical specimens are precious and valuable, they have high resolution, high sensitivity, and high sensitivity. Functional measurements need to be made quickly. Mass spectrometry has been a major driving force, and contributes greatly to the ultra-sensitive and high-throughput characteristics of mass spectrometers. However, although the techniques and instruments have been improved rapidly, there is still no situation where proteome analysis can be easily and rapidly performed in clinical practice.

ヒト・タンパク質は10万種以上とも推定されているが、血清中に含まれるタンパク質だけでも約1万種類にものぼるといわれ、総量としての血清中濃度は約60〜80mg/mLである。血清中の高含量のタンパク質は、アルブミン(分子量66kDa)、免疫グロブリン(150〜1000kDa)、トランスフェリン(80kDa)、ハプトグロビン(>85kDa)、リポタンパク質(数100kDa)等であり、いずれも大量(>mg/mL)に存在する。一方、病態のバイオマーカーや病因関連因子と考えられているペプチドホルモン、インターロイキン、サイトカイン等の生理活性タンパク質の多くは、極微量(<ng/mL)にしか存在せず。その含有量比は高分子の高含量成分に比べて、実にナノからピコレベルである。タンパク質の大きさという点では、タンパク質全種類の70%以上は分子量60kDa以下であり、上記の極微量なバイオマーカータンパク質はいずれもこの領域に含まれる場合がほとんどである(例えば非特許文献1)。これらのタンパク質は腎臓を通過して尿中に一部排泄されるため、血液のみならず尿を検体として測定することも可能である。   It is estimated that there are more than 100,000 human proteins, but it is said that the number of proteins contained in serum alone amounts to about 10,000, and the total serum concentration is about 60-80 mg / mL. High content of protein in serum is albumin (molecular weight 66 kDa), immunoglobulin (150-1000 kDa), transferrin (80 kDa), haptoglobin (> 85 kDa), lipoprotein (several hundred kDa), etc. / mL). On the other hand, most bioactive proteins such as peptide hormones, interleukins, and cytokines, which are considered to be pathological biomarkers and pathogenesis-related factors, exist only in trace amounts (<ng / mL). The content ratio is actually nano to pico level compared to the high content component of the polymer. In terms of protein size, 70% or more of all types of proteins have a molecular weight of 60 kDa or less, and most of the above-mentioned trace amounts of biomarker proteins are mostly included in this region (for example, Non-Patent Document 1). . Since these proteins pass through the kidney and are partially excreted in the urine, it is possible to measure not only blood but also urine as a specimen.

一般的な血清学的検査でプロテオーム解析するには、病因関連の微量成分検出の妨害となる分子量6万以上の高分子成分を除外することがまず必須となる。また、分子量6万未満の成分についてはできるだけ多く回収することが必須となるが、分子量3万以上の特定の成分については除外することが必須となる。   For proteomic analysis in general serological tests, it is first essential to exclude high molecular weight components with a molecular weight of 60,000 or more that interfere with the detection of pathogenic trace components. In addition, it is essential to recover as much as possible of components having a molecular weight of less than 60,000, but it is essential to exclude specific components having a molecular weight of 30,000 or more.

この高分子量タンパク質の分離手段として、現状では高速液体クロマトグラフィー(liquid chromatography: LC)や二次元電気泳動(2 dimensional-polyacrylamide gel electrophoresis: 2D-PAGE)が用いられているが、これらは、微量のサンプルしか処理できないために、目的とするサンプル量も少なく、MS分析、2次元電気泳動分析などの手法を用いて特定タンパク質の分析を試みても検出されない場合がある。   Currently, high-performance liquid chromatography (LC) and two-dimensional electrophoresis (2 dimensional-polyacrylamide gel electrophoresis: 2D-PAGE) are used as means for separating high molecular weight proteins. Since only the sample can be processed, the target sample amount is small, and it may not be detected even if an analysis of a specific protein is attempted using a technique such as MS analysis or two-dimensional electrophoresis analysis.

この点が解決されると、臨床プロテオミクスによる臨床検査の診断の迅速性は飛躍的に向上すると期待できる。具体的には、効率的に目的タンパク質群を分離・分画できるデバイスがあればよい。   When this point is resolved, it can be expected that the speed of diagnosis of clinical tests by clinical proteomics will be dramatically improved. Specifically, a device that can efficiently separate and fractionate a target protein group is sufficient.

アルブミンを主な対象物質として、すでに実用化されている製品あるいは開示されている技術としては、ブルー色素などのアフィニティーリガンドを固定化した担体(たとえば、日本ミリポア社:Montage Albumin Deplete Kit(登録商標)、日本バイオ・ラッド社:AffiGel Blueゲル(登録商標))、高分子量成分を遠心分離ろ過によって分離する遠心管形式の装置(たとえば、日本ミリポア社:アミコンウルトラ(登録商標))、特表2002−542163号公報(特許文献1)に開示されている電気泳動原理によって分画する方法(たとえば、グラディポア社:Gradiflow(登録商標)システム)、Cohnのエタノール沈澱などの伝統的な沈殿法やクロマトグラフィーによって分画する方法(例えば非特許文献2)などがある。   Products that have already been put to practical use with albumin as the main target substance or disclosed technologies include carriers with immobilized affinity ligands such as blue dyes (for example, Japan Millipore: Montage Albumin Deplete Kit (registered trademark)) , Nippon Bio-Rad Co., Ltd .: AffiGel Blue Gel (registered trademark), a centrifuge tube type device for separating high molecular weight components by centrifugal filtration (for example, Nihon Millipore: Amicon Ultra (registered trademark)), Special Table 2002 Fractionation based on the electrophoresis principle disclosed in Japanese Patent No. 542163 (Patent Document 1) (for example, Gradipore: Gradiflow (registered trademark) system), traditional precipitation methods such as ethanol precipitation by Cohn, and chromatography There is a method of fractionation (for example, Non-Patent Document 2).

しかしこれらは、いずれも分離分画性能が十分ではなかったり、微量サンプルには不適当であったり、サンプルが希釈されてしまったり、あるいは質量分析等に障害となる薬剤が混入したりするなどの問題点がある。   However, these are not sufficient for separation and fractionation, are unsuitable for trace samples, diluted with samples, or mixed with drugs that interfere with mass spectrometry, etc. There is a problem.

また、人工腎臓、人工肺、血漿分離装置などに使用されている分離膜はその用途に応じて様々な大きさのものが開発され、生体成分との適合性を向上させるような改善もされているが(特許文献2)、臨床プロテオミクスが抱えている問題の解決を示唆するものはない。   Separation membranes used in artificial kidneys, artificial lungs, plasma separators, etc. have been developed in various sizes depending on the application, and improvements have been made to improve compatibility with biological components. However, there is nothing that suggests a solution to the problems of clinical proteomics (Patent Document 2).

これらを解決する溶液の開発により、医学研究ならびに臨床現場でプロテオーム解析が広く行われるようになり、より迅速で高精度な検査や診断が可能となって、有用な治療法がない難治性の疾患の原因究明や早期の診断法の開発には強力なツールとなると期待できる。
特表2002−542163号公報 特許3297707 アンダーソン・NL(Anderson NL),アンダーソン・NG( Anderson, NG)著,「ザ・ヒューマン・プラズマ・プロテオーム:ヒストリー・キャラクター・アンド・ダイアグノスティック・プロスペクツ(The human plasma proteome: history, character, and diagnostic prospects)」,モレキュラー・アンド・セルラー・プロテオミクス(Molecular & Cellular Proteomics),(米国),ザ・アメリカン・ソサエティー・フォー・バイオケミストリー・アンド・モレキュラー・バイオロジー・インコーポレーテッド(The American Society for Biochemistry and Molecular Biology, Inc.),2002年,第1巻,p845-867. 日本生化学会編,「新生化学実験講座(第1巻)タンパク質(1)分離・精製・性質」, 東京化学同人, 1990年
The development of solutions that solve these problems has led to the widespread use of proteome analysis in medical research and clinical settings, enabling faster and more accurate testing and diagnosis, and intractable diseases that have no useful treatment It can be expected to be a powerful tool for investigating the cause of the disease and developing early diagnostic methods.
Japanese translation of PCT publication No. 2002-542163 Patent 3297707 By Anderson NL and Anderson NG, "The Human Plasma Proteome: history, character, and diagnostic" prospects) ", Molecular & Cellular Proteomics, (USA), The American Society for Biochemistry and Molecular Biology, Inc.), 2002, Volume 1, p845-867. Edited by the Japanese Biochemical Society, “Seminar in Experimental Chemistry of Volunteers (Vol. 1) Protein (1) Separation, Purification, and Properties”, Tokyo Chemical Doujin, 1990

上述のとおり、プロテオーム解析をする際に、妨害となる過剰な高分子量のタンパク質を除去することが必要である。   As described above, when proteome analysis is performed, it is necessary to remove an excessively high molecular weight protein which becomes an obstacle.

極最近でも、Affi-Gel Blueゲルを用いた方法(N. Ahmed et al., Proteomics, On-line版, 2003/06/23)が有効な改良されたアルブミン除去法として発表されているが、 Blueゲルは、アルブミンのみを特異的に除去するものではなくプロテオーム解析のターゲットタンパク質をも同時に除去する可能性は否定できず、より多くの情報を得るための分析用溶液を得ることができる生体成分分離溶液と、それを得るための生体成分分離方法および生体成分分離装置はない。このことは本発明が解決しようとする課題である。   Most recently, a method using an Affi-Gel Blue gel (N. Ahmed et al., Proteomics, On-line version, 2003/06/23) has been published as an effective and improved albumin removal method. Blue gel does not specifically remove albumin alone, but the possibility of simultaneously removing the target protein for proteome analysis cannot be denied, and it is a biological component that can provide an analytical solution for obtaining more information There is no separation solution, biological component separation method and biological component separation apparatus for obtaining it. This is a problem to be solved by the present invention.

本発明に係る生体成分精製溶液とそれを得るための生体成分分離方法および生体成分分離装置は以下の(1)から(20)のような構成をとる。
(1) 血液由来試料から得られる、分子量6万のデキストランのふるい係数が0.001以上0.5以下であり、分子量3万のデキストランと分子量6万のデキストランの透過比率が3以上である分離膜を用いた分離システムを用い、更に分子量3万以上の特定のタンパク質に対するアフィニティーリガンドおよび/または抗体を用いて、特定のタンパク質に対するアフィニティーリガンドおよび/または抗体を用いない場合に比べ、特定のタンパク質を10%以下の濃度に低減させたことを特徴とする生体成分分離溶液。
(2) 特定のタンパク質がアルブミン、免疫グロブリンG、トランスフェリン、フィブリノゲン、免疫グロブリンA、α2マクログロブリン、免疫グロブリンM、α1アンチトリプシン、補体C3因子、ハプトグロビン、アポリポプロテインA1、アポリポプロテインB、α1酸性糖タンパク、リピドプロテインa、ファクターH、セルロプラスミン、補体C4因子、補体ファクターB、プレアルブミン、補体C9因子、補体C1q因子、補体C8因子、コラーゲン、ミオシン、アクチン、サイトケラチン、ケラチン、フィブロネクチンのいずれかであることを特徴とする(1)に記載の生体成分精製溶液
(3) 複数の特定のタンパク質を10%以下の濃度に低減させたことを特徴とする(1)または(2)に記載の生体成分精製溶液
(4) 分離膜が中空糸膜であることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の生体成分分離溶液。
(5) 分離膜に親水性成分が含有されていることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の生体成分分離溶液。
(6) 親水性成分の含有率が1重量%以上の分離膜であることを特徴とする(5)に記載の生体成分分離溶液。
(7) 血液由来試料から生体成分を分離する方法であって、分子量6万のデキストランのふるい係数が0.001以上0.5以下であり、分子量3万のデキストランと分子量6万のデキストランの透過比率が3以上である分離膜を用いた分離システムを用い、更に分子量3万以上の特定のタンパク質に対するアフィニティーリガンドおよび/または抗体を用いて、特定のタンパク質に対するアフィニティーリガンドおよび/または抗体を用いない場合に比べ、特定のタンパク質を10%以下の濃度に低減することを特徴とする生体成分分離方法
(8) 特定のタンパク質に対するアフィニティーリガンドおよび/または抗体が、少なくとも分離膜もしくは分離膜によって処理された溶液が通過する流路、の一部に組み込まれていることを特徴とする(7)に記載の生体成分分離方法
(9) 分離膜モジュールを多段に組み合わせたユニットであり、特定のタンパク質に対するアフィニティーリガンドおよび/または抗体が、第一段目の分離膜の下流側に組み込まれていることを特徴とする(7)または(8)に記載の生体成分分離方法。
(10) アフィニティーリガンドおよび/または抗体で処理した溶液を、50%カットオフ値が分子量1000以下の膜を用いてさらに溶媒を取り除くことを特徴とする(7)〜(9)のいずれかに記載の生体成分分離方法。
(11) 分離膜が中空糸膜であることを特徴とする(7)〜(10)のいずれかに記載の生体成分分離方法。
(12) 分離膜に親水性成分が含有されていることを特徴とする(7)〜(11)のいずれかに記載の生体成分分離方法。
(13) 親水性成分の含有率が1重量%以上の分離膜であることを特徴とする(12)に記載の生体成分分離方法。
(14) 血液由来試料から生体成分を分離する装置であって、分子量6万のデキストランのふるい係数が0.001以上0.5以下であり、分子量3万のデキストランと分子量6万のデキストランの透過比率が3以上である分離膜を有し、分子量3万以上の特定のタンパク質を、特定のタンパク質に対するアフィニティーリガンドおよび/または抗体を用いない場合に比べ10%以下の濃度に低減する、特定のタンパク質に対するアフィニティーリガンドおよび/または抗体を内蔵することを特徴とする生体成分分離装置
(15) 特定のタンパク質に対するアフィニティーリガンドおよび/または抗体が、分離膜もしくは、分離膜によって処理された溶液が通過する流路の一部に組み込まれていることを特徴とする(14)に記載の生体成分分離装置
(16) 分離膜モジュールを多段に組み合わせたユニットであり、特定のタンパク質に対するアフィニティーリガンドおよび/または抗体が、第一段目の分離膜の下流側に組み込まれていることを特徴とする(14)または(15)
に記載の生体成分分離装置。
(17) アフィニティーリガンドおよび/または抗体で処理した溶液を、50%カットオフ値が分子量1000以下、好ましくは100以下の膜を用いてさらに溶媒を取り除くことを特徴とする(14)〜(16)のいずれかに記載の生体成分分離装置。
(18) 分離膜が中空糸膜であることを特徴とする(14)〜(17)のいずれかに記載の生体成分分離装置。
(19) 分離膜に親水性成分が含有されていることを特徴とする(14)〜(17)のいずれかに記載の生体成分分離装置。
(20) 親水性成分の含有率が1%以上の分離膜であることを特徴とする(19)に記載の生体成分分離装置。
The biological component purification solution according to the present invention, the biological component separation method and the biological component separation apparatus for obtaining the same have the following configurations (1) to (20).
(1) Separation in which dextran having a molecular weight of 60,000 obtained from a blood-derived sample has a sieving coefficient of 0.001 or more and 0.5 or less, and a transmission ratio of dextran having a molecular weight of 30,000 and dextran having a molecular weight of 60,000 or more. Using a separation system using a membrane, and using an affinity ligand and / or antibody for a specific protein with a molecular weight of 30,000 or more, a specific protein can be selected as compared with the case where an affinity ligand and / or antibody for a specific protein is not used. A biological component separation solution characterized by being reduced to a concentration of 10% or less.
(2) Specific proteins are albumin, immunoglobulin G, transferrin, fibrinogen, immunoglobulin A, α2 macroglobulin, immunoglobulin M, α1 antitrypsin, complement factor C3, haptoglobin, apolipoprotein A1, apolipoprotein B, α1 acidity Glycoprotein, lipid protein a, factor H, ceruloplasmin, complement C4 factor, complement factor B, prealbumin, complement C9 factor, complement C1q factor, complement C8 factor, collagen, myosin, actin, cytokeratin, The biological component purification solution according to (1), which is either keratin or fibronectin (3), wherein a plurality of specific proteins are reduced to a concentration of 10% or less (1) or The biological component purification solution (4) according to (2) Separation membrane wherein the is a hollow fiber membrane (1) biological component separation solution according to any one of the - (3).
(5) The biological component separation solution according to any one of (1) to (3), wherein the separation membrane contains a hydrophilic component.
(6) The biological component separation solution according to (5), which is a separation membrane having a hydrophilic component content of 1% by weight or more.
(7) A method for separating a biological component from a blood-derived sample, wherein the dextran having a molecular weight of 60,000 has a sieving coefficient of 0.001 or more and 0.5 or less, and permeates dextran having a molecular weight of 30,000 and dextran having a molecular weight of 60,000. When a separation system using a separation membrane with a ratio of 3 or more is used, and an affinity ligand and / or antibody for a specific protein having a molecular weight of 30,000 or more is used, and an affinity ligand and / or antibody for a specific protein is not used. A biological component separation method characterized by reducing a specific protein to a concentration of 10% or less as compared to (8) a solution in which an affinity ligand and / or antibody for a specific protein is treated with at least a separation membrane or a separation membrane It is built in a part of the flow path that passes through The biological component separation method according to (7) (9) A unit in which separation membrane modules are combined in multiple stages, and an affinity ligand and / or antibody for a specific protein is incorporated downstream of the separation membrane in the first stage The biological component separation method according to (7) or (8), wherein
(10) The solution treated with the affinity ligand and / or the antibody is further subjected to removal of the solvent using a membrane having a 50% cut-off value of a molecular weight of 1000 or less, according to any one of (7) to (9) The biological component separation method.
(11) The biological component separation method according to any one of (7) to (10), wherein the separation membrane is a hollow fiber membrane.
(12) The biological component separation method according to any one of (7) to (11), wherein the separation membrane contains a hydrophilic component.
(13) The biological component separation method according to (12), wherein the separation component has a hydrophilic component content of 1% by weight or more.
(14) An apparatus for separating a biological component from a blood-derived sample, wherein the dextran having a molecular weight of 60,000 has a sieving coefficient of 0.001 or more and 0.5 or less, and permeates dextran having a molecular weight of 30,000 and dextran having a molecular weight of 60,000. A specific protein having a separation membrane with a ratio of 3 or more and reducing a specific protein having a molecular weight of 30,000 or more to a concentration of 10% or less compared to the case where an affinity ligand and / or antibody for the specific protein is not used Biological component separation device (15) characterized by containing affinity ligand and / or antibody against a flow path through which a separation membrane or a solution treated with the separation membrane passes an affinity ligand and / or antibody for a specific protein Embedded in a part of the living body as described in (14) Separation device (16) A unit in which separation membrane modules are combined in multiple stages, and is characterized in that an affinity ligand and / or antibody for a specific protein is incorporated downstream of the separation membrane in the first stage ( 14) or (15)
The biological component separation apparatus according to 1.
(17) The solution treated with the affinity ligand and / or antibody is characterized in that the solvent is further removed using a membrane having a 50% cutoff value of 1000 or less, preferably 100 or less (14) to (16) The biological component separation device according to any one of the above.
(18) The biological component separation device according to any one of (14) to (17), wherein the separation membrane is a hollow fiber membrane.
(19) The biological component separation device according to any one of (14) to (17), wherein the separation membrane contains a hydrophilic component.
(20) The biological component separation apparatus according to (19), wherein the separation component has a hydrophilic component content of 1% or more.

本発明によって得た生体成分精製溶液とそれを得るための生体成分分離方法および生体成分分離装置によって、血漿をはじめとする血液由来試料から従来検出されなかった微量のタンパク質を数多く検出することが可能となる。   The biological component purification solution obtained by the present invention and the biological component separation method and biological component separation apparatus for obtaining the same can detect a large amount of protein that has not been detected in the past from blood and other blood-derived samples. It becomes.

本発明者らは、生体成分精製溶液とそれを得るための生体成分分離方法および生体成分分離装置を得る方法として、血液由来試料溶液から分子量6万のデキストランのふるい係数が0.001以上0.5以下であり、分子量3万のデキストランと分子量6万のデキストランの透過比率が3以上である膜分離システムを用い、特定のタンパク質、例えばアルブミン、免疫グロブリンG、トランスフェリン、フィブリノゲン、免疫グロブリンA、α2マクログロブリン、免疫グロブリンM、α1アンチトリプシン、補体C3因子、ハプトグロビン、アポリポプロテインA1、α1酸性糖タンパク、リピドプロテインa、ファクターH、セルロプラスミン、補体C4因子、補体ファクターB、プレアルブミン、補体C9因子、補体C1q因子、補体C8因子、コラーゲン、ミオシン、アクチン、サイトケラチン、ケラチン、フィブロネクチン等のタンパク質、に対するアフィニティーリガンドおよび/または抗体を用いてアルブミンに代表される分子量3万以上の特定のタンパク質を特異的に除去し、アフィニティーリガンドおよび/または抗体を用いなかった場合の10%以下の濃度に低減させることが好ましいことを見い出した。   As a method for obtaining a biological component purification solution, a biological component separation method and a biological component separation device for obtaining the biological component purification solution, the present inventors have a screening coefficient of 0.001 or more for dextran having a molecular weight of 60,000 from a blood-derived sample solution. 5 or less, and a membrane separation system having a permeation ratio of dextran having a molecular weight of 30,000 and dextran having a molecular weight of 60,000 is used, and specific proteins such as albumin, immunoglobulin G, transferrin, fibrinogen, immunoglobulin A, α2 Macroglobulin, immunoglobulin M, α1 antitrypsin, complement C3 factor, haptoglobin, apolipoprotein A1, α1 acidic glycoprotein, lipid protein a, factor H, ceruloplasmin, complement C4 factor, complement factor B, prealbumin, Complement C9 factor, complement C1q factor, complement C Affinity ligands and / or antibodies for proteins such as factor, collagen, myosin, actin, cytokeratin, keratin, fibronectin, etc. are used to specifically remove specific proteins with a molecular weight of 30,000 or more, typically albumin, and affinity ligands It has also been found that it is preferable to reduce the concentration to 10% or less when no antibody is used.

本発明で言う「生体成分精製溶液」とはプロテオーム解析を主目的としたタンパク質分析に用いられる溶液のことであり、「生体成分分離方法」とはタンパク質分析に用いられる溶液を得る方法のことであり「生体成分分離装置」とはタンパク質分析に用いられる溶液を得る方法を有する装置・システムのことである。タンパク質分析の手法としては特に限定しないがLC(液体クロマトグラフィー)や2D-PAGE(二次元ポリアクリルアミドゲル電気泳動)、核磁気共鳴(NMR)、MALDI-TOF-MSやESI-MS(electro spray ionization-MS)等を例示することができる。これらは、分子量3万以上の特定のタンパク質、例えばアルブミンが大量に含まれていることによって、分析感度が低くなる分析方法であり、本発明の生体成分分離溶液、あるいは生体成分分離方法や生体成分分離装置により得られた溶液を用いることによって、高感度分析が可能となる。   The “biological component purification solution” in the present invention is a solution used for protein analysis mainly for proteome analysis, and the “biological component separation method” is a method for obtaining a solution used for protein analysis. A “biological component separation device” is a device / system having a method for obtaining a solution used for protein analysis. The protein analysis method is not particularly limited, but LC (liquid chromatography), 2D-PAGE (two-dimensional polyacrylamide gel electrophoresis), nuclear magnetic resonance (NMR), MALDI-TOF-MS and ESI-MS (electro spray ionization) -MS) and the like. These are analysis methods in which the analysis sensitivity is lowered by containing a large amount of a specific protein having a molecular weight of 30,000 or more, such as albumin. The biological component separation solution of the present invention, the biological component separation method, or the biological component By using the solution obtained by the separation device, high sensitivity analysis becomes possible.

アルブミンの他にも一般に生体中に多く含まれる免疫グロブリン類や比較的多く含まれる、補体成分やフィブリノーゲン等の、分子量3万以上の特定のタンパク質を除去することによって高感度分析が可能となる。また、複数の分子量3万以上の特定のタンパク質を同時に除去することで、さらに高感度分析が可能となる。   In addition to albumin, high-sensitivity analysis can be achieved by removing specific proteins with a molecular weight of 30,000 or more, such as complements and fibrinogen, which are generally abundant in immunoglobulins and relatively abundant. . Further, by simultaneously removing a plurality of specific proteins having a molecular weight of 30,000 or more, it becomes possible to perform a more sensitive analysis.

「アルブミン」とはヒト、ウシ、その他哺乳動物及び鳥類由来のアルブミンのことをいう。本発明はアルブミンを指標とした溶液分離方法および装置により得られた溶液がタンパク質の分析液として優れた特性を示すことを発見したものである。具体的には膜分離システムを用いて分子量6万以下の物質の存在比が上昇するように処理された溶液から更にアルブミンを特異的に除去するということは、アルブミンより分子量の小さいタンパク質がさらに高濃度に濃縮され、従来アルブミンの存在によって分析が難しかった非常に多くのタンパク質についての情報を得ることが可能となる。   “Albumin” refers to albumin derived from humans, cows, other mammals and birds. The present invention has been found that a solution obtained by a solution separation method and apparatus using albumin as an indicator exhibits excellent characteristics as a protein analysis solution. Specifically, the specific removal of albumin from a solution that has been treated to increase the abundance ratio of substances having a molecular weight of 60,000 or less using a membrane separation system means that a protein having a molecular weight lower than that of albumin is higher. It is possible to obtain information on a large number of proteins that have been concentrated to a concentration and that have been difficult to analyze by the presence of albumin.

「免疫グロブリン類」とはヒト、ウシ、その他哺乳動物、魚類、両生類、は虫類および鳥類由来の各種の免疫グロブリン及びその構成成分のことをいう。免疫グロブリンは一般にアルブミンよりも分子量が大きいために、アルブミンを除去可能な膜分離システムを用いて得た溶液中には分子的に欠けのない免疫グロブリンとしては多くは存在しないが低分子量化した構成成分の一部が含まれることがある。そう言った場合にはアルブミンだけでなく免疫グロブリン類およびそれらのフラグメントを除去することによってさらに多くのタンパク情報を得ることが可能となる。このことは免疫グロブリン類に限らず、補体成分やフィブリノーゲン等の他のタンパク質にも同様にいえることである。   “Immunoglobulins” refers to various immunoglobulins derived from humans, cows, other mammals, fish, amphibians, reptiles and birds and their constituent components. Since immunoglobulins generally have a higher molecular weight than albumin, there are few molecular immunoglobulins in a solution obtained using a membrane separation system that can remove albumin, but the structure has a low molecular weight. Some of the ingredients may be included. In such a case, it is possible to obtain more protein information by removing not only albumin but also immunoglobulins and their fragments. This applies not only to immunoglobulins but also to other proteins such as complement components and fibrinogen.

「血液由来試料」とはヒトなどの動物血液のことであり、血液そのものに加え血清、血漿さらにはそれらを希釈・分画して得た溶液など血液中の一部の成分からなる溶液も含まれる。   “Blood-derived sample” refers to blood from animals such as humans. In addition to blood itself, it includes serum, plasma, and solutions made up of some components of blood such as solutions obtained by diluting and fractionating them. It is.

本発明でいう「分離」とは回収目的のタンパク質と廃棄目的のタンパク質を弁別することをいう。「分離」の意味で「分画」を用いる場合もある。分画とは膜孔径を利用した分離方法以外の方法を用いて試料を分離することをいう。主なタンパク質を分離・分画する手法は、濃度差による凝集沈殿法、分子ふるい効果、イオン的相互作用、疎水的相互作用、水素結合、アフィニティーによる特異的結合などを利用したクロマトグラフィー、さらに電気泳動などが挙げられる。分離能を上げるためには、一般的には単一の手法では難しく、通常、複数の分離モードを利用して達成される。たとえば、陽イオンクロマトグラフィーと逆相液体クロマトグラフィーの組み合わせや、ゲルろ過とアフィニティークロマトグラフィーの組み合わせ、逆相液体クロマトグラフィーとSDS-PAGE(ドデシル硫酸ナトリウムポリアクリルアミドゲル電気泳動)の組み合わせなどである。   In the present invention, “separation” refers to discriminating a protein for recovery from a protein for disposal. In some cases, “fraction” is used to mean “separation”. Fractionation means separating the sample using a method other than the separation method using the membrane pore size. The main protein separation / fractionation methods include aggregation / precipitation based on concentration differences, molecular sieving effect, ionic interaction, hydrophobic interaction, hydrogen bonding, chromatography using specific binding by affinity, etc. Examples include electrophoresis. In order to increase the resolution, it is generally difficult to use a single method, and it is usually achieved by using a plurality of separation modes. For example, a combination of cation chromatography and reverse phase liquid chromatography, a combination of gel filtration and affinity chromatography, or a combination of reverse phase liquid chromatography and SDS-PAGE (sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis).

本発明の生体成分精製溶液を得る方法および/または生体成分精製溶液を得るために用いる装置の構成は以下のとおりである。
(1)膜分離工程
「膜分離工程」とは試料から廃棄目的の分子量6万以上のタンパク質と、回収目体である分子量6万以下のタンパク質を分離膜を使って分離する工程を意味する。
The method for obtaining the biological component purification solution of the present invention and / or the configuration of the apparatus used for obtaining the biological component purification solution are as follows.
(1) Membrane Separation Step “Membrane separation step” means a step of separating a protein having a molecular weight of 60,000 or more from a sample and a protein having a molecular weight of 60,000 or less, which is a recovery target, from a sample using a separation membrane.

また本発明で言う「分離膜」とは多孔性の分離膜のことであり、平面フィルター、カートリッジ式フィルター等の平膜型分離膜、中空糸膜等の中空状分離膜のいずれも用いることができる。特に、中空糸膜は処理液量あたりの膜表面積が大きく、圧損も少なくできるため、効率よく用いることができる。   The “separation membrane” referred to in the present invention is a porous separation membrane, and any of flat membrane type separation membranes such as flat filters and cartridge type filters, and hollow separation membranes such as hollow fiber membranes can be used. it can. In particular, the hollow fiber membrane can be used efficiently because it has a large membrane surface area per amount of processing liquid and can reduce pressure loss.

処理液量あたりの膜表面積を大きくするためには、中空糸膜の内径は小さい方が好ましく、1000μm以下が好ましく、500μm以下がより好ましい。また、平面フィルターは製膜が容易で安価に作成することができると言う利点がある。分離膜素材としては、セルロース、セルロースアセテート、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリメチルメタクリレート等のポリメタクリル酸エステル、ポリアクリル酸エステル、ポリアミド、ポリ弗化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポリエステル、ポリエチレンおよびポリプロピレンおよびこれらの誘導体からなる群より1種類以上選択される素材を例示することができる。この中でも近年透析器などに良く用いられているポリスルホンは分画特性が良好であるために好ましい素材である。   In order to increase the membrane surface area per treatment liquid volume, the hollow fiber membrane preferably has a smaller inner diameter, preferably 1000 μm or less, and more preferably 500 μm or less. Further, the flat filter has an advantage that it can be easily formed at a low cost. Examples of the separation membrane material include cellulose, cellulose acetate, polycarbonate, polysulfone, polymethacrylate such as polymethyl methacrylate, polyacrylate, polyamide, polyvinylidene fluoride, polyacrylonitrile, polyester, polyethylene and polypropylene, and derivatives thereof. A material selected from one or more types can be exemplified. Of these, polysulfone, which is often used in dialysis machines in recent years, is a preferred material because of its good fractionation characteristics.

分離膜にはできるだけタンパク質が吸着しないことが好ましく、親水性の分離膜が好ましい。親水性の分離膜であるためには、親水性成分が含有されていることが好ましい。親水性成分を含有させる方法としては、親水性の単量体と疎水性の単量体を共重合させたり、親水性の高分子と疎水性の高分子をブレンド製膜したり、あるいは疎水性の高分子からなる膜の表面に親水性ポリマーを結合、付着させたり、疎水性の高分子からなる膜の表面を化学処理、プラズマ処理、放射線処理したり、などの方法が挙げられる。   It is preferable that protein is not adsorbed to the separation membrane as much as possible, and a hydrophilic separation membrane is preferable. In order to be a hydrophilic separation membrane, it is preferable that a hydrophilic component is contained. As a method of containing a hydrophilic component, a hydrophilic monomer and a hydrophobic monomer are copolymerized, a film is formed by blending a hydrophilic polymer and a hydrophobic polymer, or hydrophobic. Examples thereof include a method in which a hydrophilic polymer is bonded and attached to the surface of a film made of the above polymer, and the surface of the film made of a hydrophobic polymer is chemically treated, plasma treated, or radiation treated.

親水性成分は特に限定しないが、ポリエチレングリコールなどのポリアルキレンオキサイド、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリヒドロキシエチルメタクリレートなどの親水性高分子が好ましい。また親水性成分は、膜中に1重量%以上含まれていることが好ましい。これらの親水性膜は必要とするタンパク質の吸着を抑え、無駄なく回収する効果がある。   The hydrophilic component is not particularly limited, but a hydrophilic polymer such as polyalkylene oxide such as polyethylene glycol, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl alcohol, and polyhydroxyethyl methacrylate is preferable. The hydrophilic component is preferably contained in the film in an amount of 1% by weight or more. These hydrophilic membranes have the effect of suppressing adsorption of necessary proteins and recovering them without waste.

また本発明で言う「分離膜モジュール」とは、分離膜をハウジング内に収納してなるものである。このハウジングには、分離される溶液が流入する入口及び流出する出口と、分離膜を透過して分離された溶液が流出する透過液流出口が備えられている。上記ハウジングの素材は特に限定しないが、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン等のプラスチック製のものを挙げることができる。   The “separation membrane module” referred to in the present invention is one in which the separation membrane is housed in a housing. This housing is provided with an inlet through which the solution to be separated flows in and an outlet through which the solution is separated, and a permeate outlet through which the solution separated through the separation membrane flows. The material of the housing is not particularly limited, and examples thereof include those made of plastic such as polycarbonate, polypropylene, polystyrene, polysulfone, and polyethersulfone.

本発明で得られる生体成分含有溶液の組成が変化した溶液は、タンパク質分析、特にプロテオーム解析のためのタンパク質分析に好ましく用いられるものである。分析法としては特に限定しないがLCや2D-PAGE、核磁気共鳴(NMR)、MALDI-TOF-MSやESI-MS等を例示することができる。これらは、一部の溶液中にアルブミン等の分子量3万以上の特定のタンパク質が高い含有率で含まれていることによって、分析感度が低くなる分析方法であり、本発明で得られた生体成分分離溶液、あるいは生体成分分離方法や生体成分分離装置により得られた溶液を用いることによって、高感度分析が可能となる。またMS、電気泳動を用いたプロテオーム解析にも有用である。   The solution in which the composition of the biological component-containing solution obtained in the present invention is changed is preferably used for protein analysis, particularly protein analysis for proteome analysis. Although it does not specifically limit as an analysis method, LC, 2D-PAGE, nuclear magnetic resonance (NMR), MALDI-TOF-MS, ESI-MS, etc. can be illustrated. These are analytical methods in which the analytical sensitivity is lowered when a specific protein having a molecular weight of 30,000 or more such as albumin is contained in a high content in a part of the solution, and the biological component obtained in the present invention By using a separation solution or a solution obtained by a biological component separation method or a biological component separation device, a highly sensitive analysis can be performed. It is also useful for proteome analysis using MS and electrophoresis.

本発明の溶液調製装置が直接あるいは間接的に連結できるMSは特に限定されないが、好ましくは、電子スプレーイオン化型、大気圧イオン化型、四重極(QQQ)型、磁気セクター型、飛行時間型、MS/MS、MSn、FT-MS型、イオン捕捉型およびこれらの組合せ型のものである。また、MS/MSまたはMSn(例えばMS3)のようなタンデムMSを含む。タンデムMSの場合は、全てのタイプのMSが適用可能であるが、特にイオン捕捉、四重極−飛行時間(Q-TOF)、FT-MS、および四重極およびイオン捕捉とのセクター機器の組合せを使用することが効率がよい。これにより、MS/MSおよび/またはMSn測定において生じるピークの選択的な検出が可能となる。   MS to which the solution preparation apparatus of the present invention can be directly or indirectly connected is not particularly limited, but preferably, an electrospray ionization type, an atmospheric pressure ionization type, a quadrupole (QQQ) type, a magnetic sector type, a time-of-flight type, MS / MS, MSn, FT-MS type, ion trapping type and combinations thereof. It also includes tandem MS such as MS / MS or MSn (eg MS3). In the case of tandem MS, all types of MS are applicable, but in particular for ion capture, quadrupole-time of flight (Q-TOF), FT-MS, and sector equipment with quadrupole and ion capture It is efficient to use a combination. This allows selective detection of peaks that occur in MS / MS and / or MSn measurements.

本発明で得られた生体成分分離溶液、あるいは生体成分分離方法又は生体成分分離装置で得られた溶液を用いて、上記分析装置を使用することにより、さらに発展されれば各種微量タンパク質成分の構造情報を集めることができる。それらはペプチド・マスフィンガープリント(peptide-mass fingerprint: PMF)のみならず、各ペプチドの一次構造情報(アミノ酸配列)も含まれる。   The structure of various trace protein components if further developed by using the above-described analyzer using the biological component separation solution obtained by the present invention or the solution obtained by the biological component separation method or the biological component separation device. Information can be collected. They include not only peptide-mass fingerprint (PMF) but also primary structure information (amino acid sequence) of each peptide.

本発明では、血液由来試料の組成を変化させ、タンパク質分析の行いやすいアルブミン等の分子量3万以上の特定のタンパク質の濃度組成比が低い溶液を得るためには、血液由来試料を分子量3万のデキストランのふるい係数を分子量6万のデキストランのふるい係数で除した値である透過比率が3以上である分離膜に供給し、分離膜を透過した液を採取する方法が採用される。   In the present invention, in order to change the composition of a blood-derived sample and obtain a solution having a low concentration composition ratio of a specific protein having a molecular weight of 30,000 or more, such as albumin, which is easy to perform protein analysis, A method is adopted in which the permeation ratio, which is a value obtained by dividing the dextran sieving coefficient by the dextran sieving coefficient having a molecular weight of 60,000, is supplied to a separation membrane of 3 or more, and the liquid that has permeated the separation membrane is collected.

分子量1万以下のより低分子量の物質のみを効率よく分離するのであれば、分離膜を多段に組合せ、分子量の大きい物質を排除すればよいが、本発明の特徴は、分子量1万から6万程度の分子量領域に存在する含有量の高くない(血漿中の総タンパク量の1%以下の含有量)タンパク質を濃縮できることにある。その方法のためには、分子量6万のデキストランのふるい係数が0.001以上0.5以下であり、なおかつ分子量3万のデキストランと分子量6万のデキストランの透過比率が3以上である分離膜を使用し、さらにアフィニティーリガンドや抗体を組み合わせることが必要である。前記分離膜のデキストランのふるい係数は0.01以上であることが好ましく、また分子量3万のデキストランと分子量6万のデキストランの透過比率は5以上であることが好ましく、更には10以上であることが好ましい、上限値は特に設けないが、この値があまりにも高い膜分離ユニットでは、所望の分子量領域のタンパク質を回収する量が少なくなってしまうことが懸念されるため、好ましくは100以下である方がよい。   If only a lower molecular weight substance having a molecular weight of 10,000 or less can be efficiently separated, a separation membrane may be combined in multiple stages to eliminate a substance having a high molecular weight. However, the present invention is characterized by a molecular weight of 10,000 to 60,000. It exists in the ability to concentrate a protein which is not high in the molecular weight region (content of 1% or less of the total protein content in plasma). For this method, a separation membrane in which the dextran having a molecular weight of 60,000 has a sieving coefficient of 0.001 or more and 0.5 or less, and the permeation ratio of dextran having a molecular weight of 30,000 and dextran having a molecular weight of 60,000 is 3 or more. It is necessary to use and further combine affinity ligands and antibodies. The separation coefficient of dextran in the separation membrane is preferably 0.01 or more, and the transmission ratio of dextran having a molecular weight of 30,000 and dextran having a molecular weight of 60,000 is preferably 5 or more, and more preferably 10 or more. The upper limit is not particularly set, but in a membrane separation unit having this value that is too high, there is a concern that the amount of protein recovered in the desired molecular weight region may be reduced. Better.

この分離膜には中空糸膜を用いることが好ましい。中空糸膜はタンパク質を透過する目的では、従来より人工腎臓と言われる透析モジュールの素材として多く利用されている。人工腎臓に使用される分離膜は、アルブミン等のタンパク質をなるべく透過させないようにし、クレアチニンや尿素などの低分子成分を透過させるよう設計されており、中空糸内腔側に血液を流し、中空糸外腔から、生体にとって不要な老廃物や低分子のタンパク質を流出させることにより血液を浄化している。   A hollow fiber membrane is preferably used for the separation membrane. Hollow fiber membranes have been widely used as a material for dialysis modules, which are conventionally called artificial kidneys, for the purpose of permeating proteins. Separation membranes used in artificial kidneys are designed to prevent as much as possible the penetration of proteins such as albumin, and to allow low-molecular components such as creatinine and urea to permeate. Blood is purified by letting out waste and low molecular weight proteins unnecessary for the living body from the outer space.

本発明の分離膜においては、中空糸膜を通じて中空糸内腔側から外側に透過していく手法が好ましい。特に、中空糸内腔側にはアルブミン等の高分子量成分をなるべく透過せず、一方、主に分子量3万以下のタンパク質成分を透過させることにより、溶液を得る方法が好ましい。平膜の分離膜を用いても同様の結果を得ることは可能であるが、中空糸膜の利用は処理液量あたりの表面積を大きくする事が容易であること、また操作上の圧力損失が少ないため、効率よく本発明を実施することができる。また、中空糸膜の内径は、1000μm以下であることが好ましく、更に500μm以下であることが好ましい。特に下限は設けないが、中空糸膜の圧力損出が大きくなり過ぎないように50μm以上であることが好ましい。また中空糸型分離膜に親水性成分が1重量%以上含まれていることが好ましい。   In the separation membrane of the present invention, a method of permeating from the hollow fiber lumen side to the outside through the hollow fiber membrane is preferable. In particular, a method is preferred in which a solution is obtained by allowing a high molecular weight component such as albumin to penetrate as little as possible into the hollow fiber lumen, while allowing a protein component having a molecular weight of 30,000 or less to penetrate. Although similar results can be obtained using a flat membrane separation membrane, the use of a hollow fiber membrane makes it easy to increase the surface area per volume of processing liquid, and there is no operational pressure loss. Since there are few, this invention can be implemented efficiently. Further, the inner diameter of the hollow fiber membrane is preferably 1000 μm or less, and more preferably 500 μm or less. Although there is no particular lower limit, it is preferably 50 μm or more so that the pressure loss of the hollow fiber membrane does not become too large. The hollow fiber type separation membrane preferably contains 1% by weight or more of a hydrophilic component.

本発明においては、分離膜の原液側に、生体成分含有溶液を流入開始後に、生体成分含有溶液に対する希釈液を流入させる。希釈液を追加すると、膜の表面での過剰な濃縮が防止され、分離膜の透過比率の悪化が防止されるからである。   In the present invention, after starting the inflow of the biological component-containing solution, the diluent for the biological component-containing solution is allowed to flow into the stock solution side of the separation membrane. This is because when the diluent is added, excessive concentration on the surface of the membrane is prevented, and deterioration of the permeation ratio of the separation membrane is prevented.

また、希釈液には生理的食塩水または「緩衝溶液」を用いることが好ましい。「緩衝溶液」としては、MES、BIS−TRIS、ADA、ACES、PIPES、MOPSO、BIS−TRIS PROPANE、BES、MOPS、TES、HEPES、DIPSO、MOBS、TAPSO、TRIZMA、HEPPSO、POPSO、TEA、EPPS、TRICINE、GLY−GLY、BICINE、PBS、TAPS、AMPD、TABS、AMPSO、CHES、CAPSO、AMP、CAPS、CABS等を挙げることができる。上記緩衝溶液は略称で示してあるが、詳細な内容は和光純薬工業(株)、シグマアルドリッチジャパン(株)などの試薬メーカーのカタログ(例えば2004年度版)やMSDS(安全性データシート)を参照すれば理解できる。   In addition, it is preferable to use physiological saline or “buffer solution” as the diluent. As the “buffer solution”, MES, BIS-TRIS, ADA, ACES, PIPES, MOPSO, BIS-TRIS PROPANE, BES, MOPS, TES, HEPES, DIPSO, MOBS, TAPSO, TRIZMA, HEPPSO, POPSO, TEA, EPPS, TRICINE, GLY-GLY, BICINE, PBS, TAPS, AMPD, TABS, AMPSO, CHES, CAPSO, AMP, CAPS, CABS and the like can be mentioned. Although the above buffer solutions are indicated by abbreviations, the detailed contents include catalogs of reagent manufacturers such as Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Sigma Aldrich Japan Co., Ltd. (for example, 2004 edition) and MSDS (safety data sheet). It can be understood by referring.

本発明の分離膜ユニットとは、分離膜を内蔵し、分離膜の原液側流路に連結された原液入口および原液出口、ならびに分離膜の透過液の出口を有するモジュール、原液入口と原液出口とを連結し、途中にポンプおよび分離用対象液入口を有する溶液循環回路、ならびに分離用対象液入口の上流の位置に、又は溶液循環回路の途中の位置に、設けられた希釈液流入口を具備することを特徴とする生体成分の組成が変化した溶液を調製するための液流回路を備えたものをさす。複数の分離膜モジュールを多段に組み合わせることが好ましい。   The separation membrane unit of the present invention is a module having a separation membrane built-in and having a stock solution inlet and a stock solution outlet connected to a flow path on the stock solution side of the separation membrane, and a permeate exit of the separation membrane, a stock solution inlet and a stock solution outlet A solution circulation circuit having a pump and a separation target liquid inlet in the middle, and a dilution liquid inlet provided at a position upstream of the separation target liquid inlet or at a position in the middle of the solution circulation circuit. The liquid flow circuit for preparing the solution in which the composition of the biological component changed is characterized. It is preferable to combine a plurality of separation membrane modules in multiple stages.

分離膜モジュールを多段に組み合わせたユニットとは、前記分離膜モジュールを少なくとも2個含み、前記の液流回路の分離対象液出口と他の液流回路の分離対象液入口が液流路で直接又は間接に連結されていることを特徴とする、生体成分の組成が変化した溶液を調製するための装置のことである。また、第1段目のユニットは分離膜の原液側に流入する生体成分含有溶液の流量Q1、透過した液の流量Q2が、0.005≦Q2/Q1≦0.5を満たす条件で分離されることを特徴としているものであり、透過した液の流量Q2と分離膜の原液側に流入する生体成分含有溶液および希釈液の流量の和Q3は、ほぼ等量である。   The unit in which the separation membrane modules are combined in multiple stages includes at least two separation membrane modules, and the separation target liquid outlet of the liquid flow circuit and the separation target liquid inlet of another liquid flow circuit are directly or directly in the liquid flow path. It is an apparatus for preparing a solution in which the composition of a biological component is changed, which is indirectly connected. The first-stage unit is separated under the condition that the flow rate Q1 of the biological component-containing solution flowing into the stock solution side of the separation membrane and the flow rate Q2 of the permeated liquid satisfy 0.005 ≦ Q2 / Q1 ≦ 0.5. The sum Q3 of the flow rate Q2 of the permeated liquid and the flow rate of the biological component-containing solution and the diluted solution flowing into the stock solution side of the separation membrane is substantially equal.

さらに、2個のモジュールを準備し、第1のモジュールにおいて、上述のように希釈液を追加流入させつつ、生体成分の組成が変化した溶液を得た後、当該溶液を第2のモジュールに流入させ、さらに希釈液を追加流入させつつ、さらに生体成分の組成が変化した溶液を調整すれば、プロテオーム解析にさらに好適な高分子量のタンパク質が除去された溶液を調整することができる。   Further, two modules are prepared, and in the first module, a solution in which the composition of the biological component is changed is obtained while adding the diluent as described above, and then the solution is introduced into the second module. If a solution in which the composition of the biological component is further changed is adjusted while further diluting the diluent, the solution from which the high molecular weight protein more suitable for proteome analysis is removed can be prepared.

さらに、第3、第4など追加のモジュールを準備し、同様の工程を行うこともできる。分離膜は分子量1万以上6万以下のタンパク質を得ることを目的とするものであるが、膜による分離後、余分な水分などの溶媒を取り除きタンパク質を濃縮する機能を有したユニットを必要に応じて組み合わせてもよい。濃縮用に使用される分離膜の分子分画性能に関しては、生理的食塩水中でペプチドを通過させない程度の分子分画能、すなわち50%カットオフ値が分子量1000以下が好ましく、さらに好ましくは100以下である分離膜が用いられる。この、タンパク質を濃縮するためのユニットを「濃縮ユニット」とよぶ。濃縮については(3)の濃縮工程で子細説明する。   Furthermore, it is possible to prepare additional modules such as third and fourth and perform the same process. The purpose of the separation membrane is to obtain a protein with a molecular weight of 10,000 or more and 60,000 or less. After separation by the membrane, a unit with the function of concentrating the protein by removing the solvent such as excess water is needed as needed. May be combined. With respect to the molecular fractionation performance of the separation membrane used for concentration, the molecular fractionation ability that does not allow the peptide to pass through in physiological saline, that is, the 50% cutoff value is preferably a molecular weight of 1000 or less, more preferably 100 or less. A separation membrane is used. This unit for concentrating proteins is called a “concentration unit”. Concentration will be described in detail in the concentration step (3).

「膜分離システム」とは膜を用いて血清などの血液由来試料から回収目的である分子量1万以上3万以下のタンパク質を分離する膜分離工程を単独であるいは連結された多段膜で有するシステムのことである。
(2)吸着工程
「吸着工程」とは水溶液中のアルブミン等の分子量3万以上の特定タンパク質を吸着する工程を意味する。ここでいう「吸着」とは水溶液中に可溶化しているアルブミンおよび他の特定タンパク質がアフィニティーリガンドおよび/または抗体との相互作用により捕捉されることをいう。分子量3万以上の特定のタンパク質に対するアフィニティーリガンドおよび/または抗体は、特定のタンパク質に対するアフィニティーリガンドおよび/または抗体を用いない場合に比べ、特定のタンパク質を10%以下の濃度に低減するものである。
“Membrane separation system” refers to a system having a membrane separation step for separating a protein having a molecular weight of 10,000 or more and 30,000 or less from a blood-derived sample such as serum using a membrane, either alone or in a multistage membrane connected thereto. That is.
(2) Adsorption process "Adsorption process" means a process of adsorbing a specific protein having a molecular weight of 30,000 or more such as albumin in an aqueous solution. As used herein, “adsorption” means that albumin and other specific proteins solubilized in an aqueous solution are captured by interaction with an affinity ligand and / or antibody. An affinity ligand and / or antibody for a specific protein having a molecular weight of 30,000 or more reduces the specific protein to a concentration of 10% or less as compared with the case where the affinity ligand and / or antibody for the specific protein is not used.

本発明において、アフィニティーリガンドおよび/または抗体の存在場所は第一段目の膜分離工程で処理された液が接触する部位であれば特に特定しないが分離膜もしくは分離膜によって処理された溶液が通過する流路、の一部に組み込まれていることが好ましい。また、分離膜モジュールを多段に組み合わせたユニットの場合には、特定のタンパク質に対するアフィニティーリガンドおよび/または抗体が、第一段目の分離膜の下流側に組み込まれていることが好ましい。まず第1段目の分離膜で分子量6万以上の高分子成分を除外することが効果的だからである。   In the present invention, the location of the affinity ligand and / or antibody is not particularly specified as long as it is a site that comes into contact with the liquid treated in the first-stage membrane separation step, but the separation membrane or the solution treated with the separation membrane passes. It is preferably incorporated in a part of the flow path. In the case of a unit in which separation membrane modules are combined in multiple stages, it is preferable that an affinity ligand and / or antibody for a specific protein is incorporated on the downstream side of the first separation membrane. First, it is effective to exclude a polymer component having a molecular weight of 60,000 or more from the first stage separation membrane.

存在形態としてはビーズに固定化したアフィニティーリガンドおよび/または抗体を回路の一部もしくは全体に充填して用いることや、アフィニティーリガンドおよび/または抗体を平面フィルター、あるいは中空糸モジュールの膜に固定化させることが好ましい。   As the existence form, the affinity ligand and / or antibody immobilized on the beads is used by filling a part or the whole of the circuit, or the affinity ligand and / or antibody is immobilized on the flat filter or the membrane of the hollow fiber module. It is preferable.

補足される目的の特定のタンパク質は、血液試料中に存在するものから少なくとも1種類選ばれ、通常は存在量の多いものから選ばれるが、この生体成分分離溶液を分析などに使用するときに分析感度に影響を与えるものが適宜選択される。好ましくは、具体的にはアルブミン、免疫グロブリンG、トランスフェリン、フィブリノゲン、免疫グロブリンA、α2マクログロブリン、免疫グロブリンM、α1アンチトリプシン、補体C3因子、ハプトグロビン、アポリポプロテインA1、α1酸性糖タンパク、リピドプロテインa、ファクターH、セルロプラスミン、補体C4因子、補体ファクターB、プレアルブミン、補体C9因子、補体C1q因子、補体C8因子、コラーゲン、ミオシン、アクチン、サイトケラチン、ケラチン、フィブロネクチンを例示することができる。   The specific protein of interest to be supplemented is selected from at least one protein present in the blood sample, and usually selected from those having a large abundance, but is analyzed when this biological component separation solution is used for analysis or the like. Those that affect the sensitivity are appropriately selected. Preferably, specifically albumin, immunoglobulin G, transferrin, fibrinogen, immunoglobulin A, α2 macroglobulin, immunoglobulin M, α1 antitrypsin, complement factor C3, haptoglobin, apolipoprotein A1, α1 acidic glycoprotein, lipid Protein a, Factor H, Ceruloplasmin, Complement C4 Factor, Complement Factor B, Prealbumin, Complement C9 Factor, Complement C1q Factor, Complement C8 Factor, Collagen, Myosin, Actin, Cytokeratin, Keratin, Fibronectin It can be illustrated.

また、ミオシン、アクチン、サイトケラチン、ケラチン等は通常血液には含まれない成分であるが、組織からの混入や、採血の際の皮膚からの混入などによって、この生体成分分離溶液を分析などに使用するときに分析感度に影響を与える場合があり、除去することが必要となった場合に特定のタンパク質として選択される。   In addition, myosin, actin, cytokeratin, keratin, etc. are components that are not usually contained in blood, but this biological component separation solution can be used for analysis, etc. by mixing from tissues or mixing from the skin during blood collection. When used, it may affect the analytical sensitivity and is selected as a specific protein when it is necessary to remove it.

この中で、血液由来試料中に大量に含まれることから、アルブミンは好ましい物質である。アルブミン以外にも免疫グロブリンGや免疫グロブリンAに代表される免疫グロブリン類、トランスフェリン、ハプトグロビン、アンチトリプシン等の血液中に特に高濃度で存在するタンパク質を選択することは特に好ましい選択方法である。また、複数の特定のタンパク質を同時に除去することは好ましい。ここで、他の方法により取り除くことが可能であれば、特に帆属されるタンパク質として選定しなくても良い。   Among them, albumin is a preferable substance because it is contained in a large amount in a blood-derived sample. In addition to albumin, it is a particularly preferable selection method to select a protein present in blood at a particularly high concentration, such as immunoglobulins represented by immunoglobulin G and immunoglobulin A, transferrin, haptoglobin, antitrypsin and the like. Moreover, it is preferable to remove a plurality of specific proteins simultaneously. Here, as long as it can be removed by other methods, it may not be selected as a protein to be sailed.

補足される目的の特定タンパク質が免疫グロブリン類である場合には、免疫グロブリンに対する抗体を用いる代わりにアフィニティーリガンドであるプロテインAやプロテインGあるいはプロテインL等を用いることが好ましい。   When the specific protein to be supplemented is an immunoglobulin, it is preferable to use an affinity ligand such as protein A, protein G or protein L instead of using an antibody against the immunoglobulin.

抗体の固定化方法としては、特に限定しないが、抗体の−NH2末端を固定する方法や抗体の糖部分を酸化処理して固定化する方法、プロテインAやプロテインG等のリガンドに固定化する方法等が効率よく抗体を固定化する方法として使用できる。 The method for immobilizing the antibody is not particularly limited, but is a method for immobilizing the —NH 2 terminal of the antibody, a method for immobilizing the sugar moiety of the antibody by oxidation treatment, and immobilization to a ligand such as protein A or protein G. The method can be used as a method for efficiently immobilizing an antibody.

用いる抗体はポリクローナル抗体でもモノクローナル抗体でも限定されることなく使用できる。また抗体を構成するタンパク質は免疫グロブリン類であれば特に限定されるものではないが、免疫グロブリンGが好ましい。   The antibody to be used may be a polyclonal antibody or a monoclonal antibody without limitation. The protein constituting the antibody is not particularly limited as long as it is an immunoglobulin, but immunoglobulin G is preferred.

本発明で用いる担体の素材は特に限定しないが、セルロース、セルロースアセテート、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリメタクリレート、ポリアクリレート、ポリアミド、ポリ弗化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポリエステル、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリエチレンおよびポリプロピレンからなる群より1種類以上選択される高分子を含むの素材が使用されるのが好ましい。膜構造に関しては、均一構造に近いスポンジ構造を有するものや、緻密層と空隙率が高く膜強度を維持する支持層の二層構造からなるもののいずれも用いることができる。   The carrier material used in the present invention is not particularly limited, but the group consisting of cellulose, cellulose acetate, polycarbonate, polysulfone, polymethacrylate, polyacrylate, polyamide, polyvinylidene fluoride, polyacrylonitrile, polyester, polyurethane, polystyrene, polyethylene and polypropylene. It is preferable to use a material containing a polymer selected from one or more types. As for the membrane structure, any of those having a sponge structure close to a uniform structure and those having a two-layer structure of a dense layer and a support layer having a high porosity and maintaining membrane strength can be used.

また素材形態としては、球状ビーズ、繊維等の形態、繊維を編地、不織布、ステープルを用いた平面状の形態、中空糸の形態などが挙げられ、それぞれに表面の凹凸が大きい多孔体形状であることが吸着表面積を増大させる効果のために好ましい。また、平膜や中空糸膜等の分離膜の形態であれば、分離と吸着を同時に達成できるため、特に好ましい。   Examples of the material form include spherical beads, fibers, etc., fibers knitted fabric, non-woven fabric, flat form using staples, hollow fiber form, etc. It is preferable for the effect of increasing the adsorption surface area. Further, a separation membrane such as a flat membrane or a hollow fiber membrane is particularly preferable because separation and adsorption can be achieved simultaneously.

膜基材自体の特性としては、非特異的タンパク質吸着を抑えるために親水性化されたものや、アルブミン等の高分子量タンパク質を選択的に吸着するために疎水性化されたものが、分離と吸着の各工程に応じて、適宜選択されて使用される。   The characteristics of the membrane substrate itself include those that have been made hydrophilic to suppress nonspecific protein adsorption and those that have been made hydrophobic to selectively adsorb high molecular weight proteins such as albumin. Depending on each step of adsorption, it is appropriately selected and used.

親水性膜では、親水性の単量体と疎水性の単量体を共重合させたものや、親水性の高分子と疎水性の高分子をブレンド製膜したもの、あるいは疎水性の高分子からなる膜の表面に親水性ポリマーを結合、付着させたもの、疎水性の高分子からなる膜の表面を化学処理、プラズマ処理、放射線処理したものなどがあげられるが、親水化されていればその方法は特に限定されない。親水性成分は特に限定しないが、ポリエチレングリコールなどのポリアルキレンオキサイド、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリヒドロキシエチルメタクリレートなどの親水性高分子が好ましい。疎水性膜では、疎水性成分を混入させたり、疎水性リガンドを膜表面に導入したものが用いられる。疎水性成分としてはメタクリル酸エステル、アクリル酸エステル、エチレン、プロピレン等のオレフィン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等の炭素−炭素二重結合を有する付加重合性化合物からなる重合体や、ポリスルホン、セルロースなどの重合体を例示することができるが、膜素材として用いることができるものであれば特に限定されるものではない。   For hydrophilic membranes, a copolymer of a hydrophilic monomer and a hydrophobic monomer, a membrane formed by blending a hydrophilic polymer and a hydrophobic polymer, or a hydrophobic polymer For example, the surface of a membrane composed of a hydrophilic polymer is bonded and adhered, or the surface of a membrane composed of a hydrophobic polymer is chemically treated, plasma treated, or radiation treated. The method is not particularly limited. The hydrophilic component is not particularly limited, but a hydrophilic polymer such as polyalkylene oxide such as polyethylene glycol, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl alcohol, and polyhydroxyethyl methacrylate is preferable. As the hydrophobic membrane, a membrane in which a hydrophobic component is mixed or a hydrophobic ligand is introduced on the membrane surface is used. Examples of hydrophobic components include methacrylate polymers, acrylate esters, olefins such as ethylene and propylene, polymers composed of addition polymerizable compounds having a carbon-carbon double bond such as acrylonitrile and methacrylonitrile, polysulfone, and cellulose. Although a polymer can be illustrated, it will not specifically limit if it can be used as a film | membrane material.

さらには、ポリエチレンイミン、アミノメチルピリジン、ポリフェノール、ブルー色素、2価金属イオン、疎水性芳香族化合物等のうち、少なくともいずれかひとつ以上を固定化した素材を用いることもできる。   Furthermore, it is also possible to use a material in which at least one of polyethyleneimine, aminomethylpyridine, polyphenol, blue dye, divalent metal ion, hydrophobic aromatic compound and the like is immobilized.

担体固定用膜の分子分画性能に関しては特に限定しないが、分子量6万のデキストランのふるい係数が0.001以上0.5以下であり、分子量3万のデキストランと分子量6万のデキストランの透過比率が3以上である膜を用いることが好ましい。   The molecular fractionation performance of the membrane for fixing the carrier is not particularly limited, but the sieving coefficient of dextran having a molecular weight of 60,000 is 0.001 or more and 0.5 or less, and the transmission ratio of dextran having a molecular weight of 30,000 and dextran having a molecular weight of 60,000. Is preferably 3 or more.

この工程で得られた非吸着画分は必要に応じ次の再膜分離工程に供される。再膜分離工程は省略してもよい。   The non-adsorbed fraction obtained in this step is subjected to the next re-membrane separation step as necessary. The re-membrane separation step may be omitted.

吸着工程と再膜分離工程では、展開する緩衝液中に、各種の薬剤を加えて、吸着あるいは分離性能を向上させることができる。具体的には、工程に用いる水溶液中に、界面活性剤、乳化剤、有機溶媒、アルコール、エチレングルコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレンイミン、アミノメチルピリジン、硫酸プロタミン、硫酸アンモニウム、ポリフェノール、ブルー色素、カオトロピック塩および疎水性化合物からなる群より1種類以上選択される物質を含むことを特徴とする
たとえば、吸着工程ではアルブミンの凝集を促進させる硫酸アンモニウム、ポリエチレングリコール、ポエチレンイミン、カオトロピック塩等を適宜加えることにより、高分子成分のタンパク質の凝集による巨大分子化を促進し、吸着の促進や膜からの漏出を抑制し、高分子成分を効率的にカットオフすることができる。一方、再膜分離工程では、界面活性剤(両性界面活性剤や陰イオン性海面活性剤等)を適宜加えることにより、タンパク質間の相互作用を抑制し、分子量分画を効率的に行うことができる。
In the adsorption step and the re-membrane separation step, adsorption or separation performance can be improved by adding various chemicals to the developing buffer. Specifically, a surfactant, an emulsifier, an organic solvent, an alcohol, ethylene glycol, polypropylene glycol, polyethyleneimine, aminomethylpyridine, protamine sulfate, ammonium sulfate, polyphenol, blue dye, chaotropic salt and an aqueous solution used in the process For example, in the adsorption step, ammonium sulfate, polyethylene glycol, polyethyleneimine, chaotropic salt, or the like that promotes the aggregation of albumin is added as appropriate, including at least one substance selected from the group consisting of hydrophobic compounds. It is possible to promote macromolecularization due to protein aggregation of the polymer component, to promote adsorption and to prevent leakage from the membrane, and to efficiently cut off the polymer component. On the other hand, in the re-membrane separation step, the interaction between proteins can be suppressed and molecular weight fractionation can be efficiently performed by appropriately adding a surfactant (such as an amphoteric surfactant or an anionic surfactant). it can.

この工程で得られたろ過画分は次の濃縮工程に供される。吸着工程や再膜分離工程で溶液を十分に分離分画できる場合には、濃縮工程は省略される。
(3)濃縮工程
「濃縮工程」とは水溶液中のタンパク質を濃縮する工程を意味する。ここでいう「濃縮」とは水溶液中から過剰な水及び分子量1000以下の低分子成分を除去し、残液中のポリペプチド部分が濃縮されることをいう。本工程では、平面フィルターあるいは中空糸モジュールの膜に分子ふるい効果を有する多孔性膜を用い、分子ふるいによる濃縮を行う。サンプルが少量の場合には、遠心型のチューブに平面フィルターを貼り付けた濃縮デバイスを、大量のサンプルの場合には、中空糸を用いることが有効である。
The filtered fraction obtained in this step is subjected to the next concentration step. In the case where the solution can be sufficiently separated and fractionated in the adsorption step and the re-membrane separation step, the concentration step is omitted.
(3) Concentration step “Concentration step” means a step of concentrating proteins in an aqueous solution. As used herein, “concentration” means that excess water and low molecular components having a molecular weight of 1000 or less are removed from an aqueous solution, and the polypeptide portion in the residual liquid is concentrated. In this step, a porous membrane having a molecular sieving effect is used for the flat filter or the membrane of the hollow fiber module, and concentration by molecular sieving is performed. In the case of a small amount of sample, it is effective to use a concentration device in which a flat filter is attached to a centrifugal tube. In the case of a large amount of sample, it is effective to use a hollow fiber.

本発明で用いる膜の素材は特に限定しないが、セルロース、セルロースアセテート、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリメチルメタクリレート等のポリメタクリレート、ポリアクリレート、ポリアミド、ポリ弗化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポリエステル、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリエチレンおよびポリプロピレンからなる群より1種類以上選ばれる高分子を含む素材が使用される。膜構造に関しては、均一構造に近いスポンジ構造を有するものや、緻密層と空隙率が高く膜強度を維持する支持層の二層構造からなるもののいずれも用いることができる。   The material of the membrane used in the present invention is not particularly limited, but cellulose, cellulose acetate, polycarbonate, polysulfone, polymethacrylate such as polymethyl methacrylate, polyacrylate, polyamide, polyvinylidene fluoride, polyacrylonitrile, polyester, polyurethane, polystyrene, polyethylene In addition, a material containing one or more polymers selected from the group consisting of polypropylene is used. As for the membrane structure, any of those having a sponge structure close to a uniform structure and those having a two-layer structure of a dense layer and a support layer having a high porosity and maintaining membrane strength can be used.

濃縮工程に使用する膜の分子分画性能に関しては、生理的食塩水中でペプチドを通過させない程度の分子分画能(50%カットオフ値が分子量1000以下、好ましくは100以下)を有する膜か限外ろ過膜が好ましく用いられる。
(4)全体の構成ならびに運転条件
各工程は水溶液流路で直結され、連続して稼動できることによって、簡便かつ自動的に連続運転できるという効果が得られるが、必要により、各工程を独立して稼動させてもよい。チューブにはポンプが装着され、ポンプにより送液されるが、小規模の場合にはシリンジによる送液、濃縮行程では遠心チューブ型装置による濃縮を行っても構わない。また、本発明のいう「組み合わされた各工程が、水溶液流路によって直結され、連続して稼働できる」とは、複数の工程が水溶液流路で結ばれた複数の装置で行われていることを意味し、単独で複数の工程を行う装置を複数個水溶液流路によって直結される態様も含む。すなわち、分子量6万以下の分子量を有するタンパク質を効率よく得る第一工程の中空糸モジュールと、アルブミン等の特定のタンパク質を吸着除去する工程とタンパク質溶液を濃縮する工程を同時に行う第二の中空糸モジュールが水溶液流路で直結されているような態様も含まれる。
Regarding the molecular fractionation performance of the membrane used in the concentration step, the membrane fraction having a molecular fractionation ability (50% cutoff value is 1000 or less, preferably 100 or less) that does not allow peptides to pass through in physiological saline. An outer filtration membrane is preferably used.
(4) Overall configuration and operating conditions Each process is directly connected by an aqueous solution flow path and can be operated continuously, thereby obtaining an effect that it can be easily and automatically continuously operated. It may be operated. A pump is attached to the tube, and liquid is fed by the pump. However, in a small scale, liquid feeding by a syringe may be performed, and concentration by a centrifugal tube type device may be performed in a concentration process. In addition, “each combined process is directly connected by an aqueous solution flow path and can be operated continuously” as referred to in the present invention is performed by a plurality of apparatuses in which a plurality of processes are connected by an aqueous solution flow path. And a mode in which a plurality of apparatuses that perform a plurality of steps independently are directly connected by an aqueous solution flow path. That is, the hollow fiber module of the first step for efficiently obtaining a protein having a molecular weight of 60,000 or less, and the second hollow fiber for simultaneously performing the step of adsorbing and removing a specific protein such as albumin and the step of concentrating the protein solution A mode in which the modules are directly connected by the aqueous solution flow path is also included.

上記の(1)(2)の工程はこの順列で組み合わせることが必須であるが、(3)は組み合わせることによって、より優れた効果を得ることができる。また、(1)の前処理として更に膜分離工程を組み合わせることや、(1)と(2)の工程の間に濃縮工程を挟み込むこと、更には(2)の後で再度膜分離工程を組み合わせることについての判断は、検体に含まれるタンパク質の組成の程度によって判断される。また、(1)と(2)の機能を併せ持つ分離膜ユニットの繰り返しや(3)の工程との組合せも検体によって適宜判断される。   Although it is essential to combine the steps (1) and (2) in this permutation, a more excellent effect can be obtained by combining (3). Further, the membrane separation step is further combined as the pretreatment of (1), the concentration step is sandwiched between the steps (1) and (2), and the membrane separation step is combined again after (2). This is determined by the degree of composition of the protein contained in the specimen. Further, the repetition of the separation membrane unit having the functions (1) and (2) and the combination with the process (3) are also appropriately determined depending on the specimen.

本発明は血液由来試料、特にヒトの血漿、血清等からの生体分子の分離に適する。上記の各フィルターならびに中空糸モジュールのサイズならびに還流液の流速は、試料の質と量に依存して適宜決められるが、いわゆる卓上サイズで実施する場合、血漿では0.1〜400mL好ましくは1〜20mLで実施され、流速は0.2〜20mL/min好ましくは1〜10mL/minで行われる。   The present invention is suitable for the separation of biomolecules from blood-derived samples, particularly human plasma, serum and the like. The size of each filter and the hollow fiber module and the flow rate of the reflux liquid are appropriately determined depending on the quality and quantity of the sample, but when the so-called desktop size is used, the plasma is 0.1 to 400 mL, preferably 1 to 20 mL. The flow rate is 0.2 to 20 mL / min, preferably 1 to 10 mL / min.

また、膜分離システムは高速処理が可能であり、所要時間としては、1回の処理時間が0.5〜6時間以内で、検体のコンタミネーションおよびバイオハザードの防止の点から、一連のデバイスは一回使用とする装置を作製する事が可能である。電気泳動システムや液体クロマトグラフィーを用いる分析では、機器を再使用して用いるため、検体による汚染の危険性や再生した分析カラムによる再現性への影響などが問題となることがあり、操作の煩雑さも含めて必ずしも多数の検体の頻回処理には向いていない。本発明になるタンパク質分画デバイスはディスポーザブル仕様化が可能であり、検体からの汚染の回避や分析の再現性の確保の点からも大きな利点である。   In addition, the membrane separation system is capable of high-speed processing, and the time required for one treatment is 0.5 to 6 hours. From the viewpoint of preventing sample contamination and biohazard, a series of devices is required once. It is possible to produce a device to be used. In analysis using electrophoresis systems and liquid chromatography, the equipment is reused, so the risk of contamination by the sample and the effect on reproducibility of the regenerated analytical column may be problematic, and the operation is complicated. In addition, it is not necessarily suitable for frequent processing of a large number of specimens. The protein fractionation device according to the present invention can be made disposable, which is a great advantage from the viewpoint of avoiding contamination from the specimen and ensuring the reproducibility of the analysis.

以下、本発明の分離膜の使用の一態様例につき、図を用いながら説明する。図1は、溶液を調製する装置の例を示した概略図である。液の流れを矢印で示してある。血清など生体成分である検体又はそれを含む生体成分含有溶液は、注入用ポンプ100から、三方バルブ101を通じて、第1工程の特定の透過比率を有する分離膜を内蔵する第1分離膜モジュール105に注入され、チューブからなる溶液循環回路102の中を循環用ポンプ103によって送液せられ、循環する。第1工程で分離膜を透過した透過液は、透過液の出口である1段目の膜ユニット処理液回収口104から得られる。この態様が1工程の基本単位(ユニット)である。高分子量のタンパク質をさらに除去したい場合には、複数のモジュールを連結することができる。図2は2本のモジュールを連結して2段処理を行う例を示している。   Hereinafter, one embodiment of the use of the separation membrane of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing an example of an apparatus for preparing a solution. The liquid flow is indicated by arrows. A specimen, which is a biological component such as serum, or a biological component-containing solution containing the biological component is passed from the infusion pump 100 through the three-way valve 101 to the first separation membrane module 105 containing a separation membrane having a specific permeation ratio in the first step. The solution is injected and sent through the solution circulation circuit 102 formed of a tube by the circulation pump 103 to circulate. The permeate that has permeated the separation membrane in the first step is obtained from the first-stage membrane unit treatment liquid recovery port 104 that is the outlet of the permeate. This aspect is a basic unit (unit) of one process. When it is desired to further remove a high molecular weight protein, a plurality of modules can be connected. FIG. 2 shows an example in which two modules are connected to perform two-stage processing.

透過した液は、透過液出口である膜分離ユニットの処理液回収口に直結されたチューブによって次工程のユニットに注入される。目的とする溶液は工程の最下流のユニットに存在する回収口(図1の装置においては104,図2の装置においては204)から得られる。   The permeated liquid is injected into the next process unit through a tube directly connected to the treatment liquid recovery port of the membrane separation unit which is the permeate outlet. The target solution is obtained from a recovery port (104 in the apparatus shown in FIG. 1 and 204 in the apparatus shown in FIG. 2) existing in the most downstream unit in the process.

図3は2段処理を行った後3段目に濃縮用の分離膜ユニットを連結して3段処理を行う例を示している。目的とする溶液は濃縮用のユニットの処理液回収口308から回収される。   FIG. 3 shows an example in which a concentration separation membrane unit is connected to the third stage after the two-stage process, and the three-stage process is performed. The target solution is recovered from the processing liquid recovery port 308 of the concentration unit.

本発明においてアフィニティーリガンドあるいは抗体で特定タンパク質を除去するのは、第1段目の分離によって大分子量領域の物質排除後の工程に限定される。すなわち図1および図2においては107の膜の外側から回収口に至る間であり、図3においては107の膜の外側から307の膜の内側に限定される。図3の装置の様に濃縮用のユニットを連結している場合には回収液への抗体の混入を防止するために、抗体は107の膜の外側から207の膜の内側に存在することが好ましい。図4は、特定タンパク質を除去するための抗体を抗体モジュールとして1段処理した後の工程に組み込む例を示している。   In the present invention, the removal of a specific protein with an affinity ligand or antibody is limited to the step after substance exclusion in the large molecular weight region by the first-stage separation. That is, in FIG. 1 and FIG. 2, it is between the outside of the 107 film and the recovery port, and in FIG. 3, it is limited to the inside of the 307 film from the 107 film. When the unit for concentration is connected as in the apparatus of FIG. 3, the antibody may be present from the outside of the 107 membrane to the inside of the 207 membrane to prevent the antibody from being mixed into the recovered solution. preferable. FIG. 4 shows an example in which an antibody for removing a specific protein is incorporated into a process after one-stage processing as an antibody module.

以下実施例にて本発明を詳細に説明するが、本発明の範囲がこれらの実施例にのみ限定されるものではない
(透過比率の測定方法)
内径200μmの中空糸膜100本を、直径約5mm、長さ12cmのガラス製ハウジングに充填し、分離される溶液が流入する入口及び流出する出口をコニシ(株)製エポキシ樹脂系化学反応形接着剤クイックメンダー(登録商標)でポッティングすることによって、分離膜モジュールを作製する。次いで、該モジュールの中空糸およびモジュール内部を蒸留水にて、1時間洗浄する。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. However, the scope of the present invention is not limited only to these examples (transmission ratio measurement method).
100 hollow fiber membranes with an inner diameter of 200μm are filled in a glass housing with a diameter of about 5mm and a length of 12cm, and the inlet where the solution to be separated flows in and the outlet where it flows out are bonded with epoxy resin chemical reaction type manufactured by Konishi Co., Ltd. A separation membrane module is prepared by potting with an agent Quick Mender (registered trademark). Next, the hollow fiber of the module and the inside of the module are washed with distilled water for 1 hour.

デキストランの透過率の測定方法は次のように行った。FULKA社製デキストラン 平均分子量〜1500(No.31394)、平均分子量〜6000(No.31388)、平均分子量15000〜20000(No.31387)、平均分子量〜40000(No.31389)、平均分子量〜60000(No.31397)、平均分子量〜200000(No.31398)を各々0.5mg/mL(溶質全体では3.0mg/mL)になるように蒸留水で溶解し、デキストラン水溶液(原液)を作成する。モジュールに対して、原液側の液を循環するポンプと濾過をかけるポンプを準備し、限外濾過水を用いて、原液循環流量が5ml/min、濾過流量が0.2mL/minになるように流速を調整する。次いで、充填している限外濾過水を原液に置換した後、室温(25℃)にて濾過を開始する。この時、モジュール出口の原液および濾液は戻さずに廃棄する。60分から75分後の液を採取し、モジュール原液入口、出口および濾液中のデキストランの示差屈折率を測定し、これらの測定値からデキストランのふるい係数を算出する。   The method for measuring the transmittance of dextran was as follows. Dextran manufactured by FULKA average molecular weight ~ 1500 (No. 31394), average molecular weight ~ 6000 (No. 31388), average molecular weight 15000 ~ 20000 (No. 31387), average molecular weight ~ 40000 (No. 31389), average molecular weight ~ 60000 ( No.31397) and an average molecular weight of ˜200,000 (No.31398) are dissolved in distilled water so as to be 0.5 mg / mL (3.0 mg / mL in the whole solute), respectively, to prepare a dextran aqueous solution (stock solution). Prepare a pump that circulates the liquid on the stock side and a pump that filters the module, and use ultrafiltered water so that the stock solution circulation flow rate is 5 ml / min and the filtration flow rate is 0.2 mL / min. Adjust. Next, after the filled ultrafiltrated water is replaced with the stock solution, filtration is started at room temperature (25 ° C.). At this time, the stock solution and filtrate at the module outlet are discarded without being returned. The liquid after 60 to 75 minutes is collected, the differential refractive index of dextran in the module stock solution inlet and outlet, and the filtrate is measured, and the sieve coefficient of dextran is calculated from these measured values.

デキストラン濃度の測定は、次のように行った。サンプリングした溶液を細孔径0.5ミクロンのフィルターで濾過し、その濾液をGPC用カラム(東ソーTSK-gel-G3000PWXL)、カラム温度40℃、移動相を液クロ用蒸留水1mL/min、サンプル打ち込み量100μlで分析を行い、示差屈折率計(東ソー社製 RI-8020)にてslice time 0.02min、base-line-range 4.5〜11.0minで測定する。カラムのキャリブレーションは、測定直前に単分散のデキストラン(Fluka社製デキストランスタンダードNo.31416, No.31417, No.31418, No.31420, No.31422)を用いて行う。キャリブレーションでは、各デキストランスタンダードをNo.31416, No.31418, No.31422とNo.31417, No.31420に分けて、各々0.5mg/mLに溶解し、各々のピークトップのretention timeと重量平均分子量をプロットし、指数近似曲線を求めることでretention timeと重量平均分子量の関係を求めた。ふるい係数は、モジュール原液入口の示差屈折率値(Ci)、出口の示差屈折率値(Co)、濾液の示差屈折率値(Cf)を測定し、以下の式によりふるい係数(SC)を算出することができる。   The dextran concentration was measured as follows. The sampled solution is filtered through a filter with a pore size of 0.5 micron, the filtrate is a GPC column (Tosoh TSK-gel-G3000PWXL), the column temperature is 40 ° C, the mobile phase is 1 mL / min of distilled water for liquid chromatography, and the sample injection amount is 100 μl. And measured with a differential refractometer (RI-8020 manufactured by Tosoh Corporation) at a slice time of 0.02 min and a base-line range of 4.5 to 11.0 min. The column is calibrated using monodispersed dextran (Dextran Standard No.31416, No.31417, No.31418, No.31420, No.31422 manufactured by Fluka) immediately before the measurement. In calibration, each dextran standard is divided into No.31416, No.31418, No.31422 and No.31417, No.31420, each dissolved at 0.5 mg / mL, and the retention time and weight average of each peak top The relationship between retention time and weight average molecular weight was obtained by plotting molecular weight and obtaining an exponential approximation curve. For the sieve coefficient, the differential refractive index value (Ci) at the module stock solution inlet, the differential refractive index value at the outlet (Co), and the differential refractive index value (Cf) of the filtrate are measured, and the sieve coefficient (SC) is calculated by the following formula. can do.

SC=2Cf/(Ci+Co)
得られたデキストラン重量平均分子量3万のふるい係数をデキストラン重量平均分子量6万のふるい係数で除した値を透過比率とする。
(電気泳動によるタンパク質分析)
得られた生体成分分離溶液(分析用溶液)を電気泳動法によって分析した。方法は次の通りである。
SC = 2Cf / (Ci + Co)
The value obtained by dividing the obtained dextran weight average molecular weight 30,000 sieve coefficient by the dextran weight average molecular weight 60,000 sieve coefficient is defined as the transmission ratio.
(Protein analysis by electrophoresis)
The obtained biological component separation solution (analysis solution) was analyzed by electrophoresis. The method is as follows.

1.生体成分分離溶液にサンプルバッファーを等量加え、100℃3分加温し、泳動用サンプルとする。サンプルバッファーとして、グリセリン10ml、SDS 1g、BPB 0.05g、0.2M Tris-HCl pH6.8(TrisにHClを加え、pH6.8にしたもの)25ml、蒸留水14mlを混合したものを用いる。   1. Add an equal amount of sample buffer to the biological component separation solution and heat at 100 ° C for 3 minutes to prepare a sample for electrophoresis. As a sample buffer, a mixture of 10 ml of glycerin, 1 g of SDS, 0.05 g of BPB, 25 ml of 0.2 M Tris-HCl pH6.8 (pH adjusted to 6.8 by adding Tris to HCl) and 14 ml of distilled water is used.

2.市販のSDS-PAGE用ゲルであるSDS-PAGEmini 4-20% 1.0mm厚 10well(TEFCO製)を用いて、非特許文献6に記載の方法にて泳動する。   2. Electrophoresis is carried out by the method described in Non-Patent Document 6 using SDS-PAGEmini 4-20% 1.0 mm thickness 10 well (manufactured by TEFCO), which is a commercially available gel for SDS-PAGE.

3.ゲルカセットからゲルを取り出し、蛍光染色を行う。蛍光染色は、市販のキットであるDeep Purple Total Protein Stain(アマシャムバイオサイエンス社製)を使用する。   3. Remove the gel from the gel cassette and perform fluorescent staining. For fluorescent staining, a commercially available kit Deep Purple Total Protein Stain (manufactured by Amersham Bioscience) is used.

(実施例1)
東レ製人工腎臓であるトレスルホンBS−Pから取り出したポリスルホン中空糸100本を束ね、中空糸中空部を閉塞しないようにエポキシ系ポッティング剤で両末端をガラス管モジュールケースに固定し、ミニモジュールを同様に2本作成した。該ミニモジュールの内直径は約7mm、長さは約12cmであり、一般的な中空糸膜型透析器同様に透析液ポートを2個有している。該ミニモジュールの中空糸およびモジュール内部を蒸留水にて洗浄した。内1本の分子量6万のデキストランふるい係数は0.15、3万のデキストランのふるい係数は0.857であり、分子量3万と6万のデキストラン透過比率は5.7であった。その後、PBS溶液(生化学工業製、ダルベッコPBS(-)粉末「ニッスイ」を調整したもの。以降PBSと略す)を充填し、中空糸膜ミニモジュール(以降、ミニモジュール1と略す)を得た。
Example 1
Bundling 100 polysulfone hollow fibers taken from Toraysulfone BS-P, an artificial kidney made by Toray, and fixing both ends to a glass tube module case with an epoxy potting agent so as not to block the hollow portion of the hollow fiber Two were made. The mini-module has an inner diameter of about 7 mm and a length of about 12 cm, and has two dialysate ports like a general hollow fiber membrane dialyzer. The hollow fiber of the mini module and the inside of the module were washed with distilled water. The dextran sieving coefficient of one molecular weight of 60,000 was 0.15, the dextran sieving coefficient of 30,000 was 0.857, and the dextran permeation ratio of 30,000 and 60,000 was 5.7. Thereafter, a PBS solution (manufactured by Seikagaku Corporation, prepared with Dulbecco's PBS (-) powder “Nissui”, hereinafter abbreviated as PBS) was filled to obtain a hollow fiber membrane mini-module (hereinafter abbreviated as mini-module 1). .

ヒト血清(SIGMA社 H1388、 Lot 28H8550)を3000rpm15分の条件にて遠心処理を行い沈殿物を取り除いた後0.45μmのフィルター処理を行った。ミニモジュール1の透析液側の一方をキャップし、一方はシリコーンチューブをつなぎ、ペリスタリックポンプに接続した。中空糸膜内側の液は入口と出口をシリコーンチューブでつなぎ、ペリスタリックポンプを用いて血清を循環できるようにした。1mlの血清をPBSで4mlに希釈し、循環流量5ml/min、濾過流量0.2mL/minの流速で20℃、2時間濾過を実施した(本工程は、廃棄目的の分子量6万以上のタンパク質と回収目的の分子量6万以下のタンパク質を分離する工程に相当する)。この時濾過された容量分はPBSを血清に加えて、循環する液量は一定に保った。分画前の血清中の総アルブミン量をHuman Albumin ELISA Quantitation Kit(BETHYL社製Cat No. E80-129)にて測定した結果は22872μgであり、2時間で得た濾液中の総アルブミン量をHuman Albumin ELISA Quantitation Kitにて測定した結果は9456μgであった。   Human serum (SIGMA H1388, Lot 28H8550) was centrifuged at 3000 rpm for 15 minutes to remove precipitates, and then filtered to 0.45 μm. One of the mini-module 1 on the dialysate side was capped, and one was connected with a silicone tube and connected to a peristaltic pump. The liquid inside the hollow fiber membrane was connected at the inlet and outlet with a silicone tube so that serum could be circulated using a peristaltic pump. 1 ml of serum was diluted to 4 ml with PBS, and filtered at 20 ° C for 2 hours at a circulation flow rate of 5 ml / min and a filtration flow rate of 0.2 mL / min. This corresponds to a step of separating a protein having a molecular weight of 60,000 or less for the purpose of recovery). At this time, PBS was added to the serum for the filtered volume, and the amount of circulating liquid was kept constant. The total amount of albumin in the serum before fractionation was measured by Human Albumin ELISA Quantitation Kit (Cat No. E80-129 manufactured by BETHYL). The result was 22872 μg, and the total amount of albumin in the filtrate obtained in 2 hours The result measured by Albumin ELISA Quantitation Kit was 9456 μg.

得られた濾液を遠心分離型分離膜(ザルトリウス製vivaspin, 3000MWCO)を用いて1mLまで濃縮し、さらに緩衝液A(アジレント製No.5185-5987)4mlを加え、0.22μmの遠心フィルターにて濾過した。この濾過液の内500ulを6種の抗体を組み合わせたカラムであるMultiple Affinity Removal Column(アジレント製No.5185-5985)にアプライした。このカラムに固定化されている抗体は表1に示した6種類である。   The obtained filtrate is concentrated to 1 mL using a centrifugal separation membrane (Valaspin, 3000 MWCO manufactured by Sartorius), and 4 ml of buffer A (Agilent No. 5185-5987) is added, followed by filtration through a 0.22 μm centrifugal filter. did. 500 ul of this filtrate was applied to a Multiple Affinity Removal Column (No. 5185-5985, manufactured by Agilent), which is a column combining six types of antibodies. The antibodies immobilized on this column are the six types shown in Table 1.

次に緩衝液Aをカラムボリュームの10倍量流し、得た溶液を素通り画分とした。つぎに、カラムに吸着したタンパク質を緩衝液B(アジレント製No.5185-5988)をカラムボリュームの10倍量流し、得た溶液を吸着画分とした。素通り画分、吸着画分を遠心分離型分離膜(ザルトリウス製vivaspin, 3000MWCO)を用いて濃縮し、SDS-PAGEにて分析した。分析の結果を図5に示す。素通り画分から分離されたバンドと吸着画分から分離されたバンド位置には重なりはほとんどなく、6種類のタンパク質は抗体によってほぼ吸着除去され、特定のタンパク質の濃度は抗体カラムを用いない場合に比べて10%以下の濃度であった。プロテオーム解析に好ましく用いることができた。   Next, Buffer A was flowed 10 times the column volume, and the obtained solution was used as a flow-through fraction. Next, the buffer B (Agilent No.5185-5988) was flowed 10 times the column volume of the protein adsorbed on the column, and the resulting solution was used as the adsorption fraction. The flow-through fraction and the adsorbed fraction were concentrated using a centrifugal separation membrane (vivaspin, 3000 MWCO manufactured by Sartorius) and analyzed by SDS-PAGE. The result of the analysis is shown in FIG. There is almost no overlap between the band separated from the pass-through fraction and the band separated from the adsorbed fraction, and the six proteins are almost adsorbed and removed by the antibody, and the concentration of the specific protein is compared to the case where the antibody column is not used. The concentration was 10% or less. It could be preferably used for proteome analysis.

(比較例1)
実施例1で用いたのと同一ロットのヒト血清(SIGMA社 H1388、 Lot 28H8550)40μLを実施例1で用いた抗体カラム専用緩衝液にて5倍に希釈し分離した。素通り画分、吸着画分を遠心分離型分離膜(ザルトリウス製vivaspin, 3000MWCO)を用いてそれぞれ0.2mLまで濃縮し、内、各5μLをSDS-PAGEにて分析した。分析の結果を図6に示す。抗体によってアルブミンをはじめいくつかのバンドが消失し、特定のタンパク質の濃度は抗体カラムを用いない場合に比べて10%以下の濃度であったが、図5のレーン3に比べ広範囲の分子量領域に渡り多くのバンドが存在していた。プロテオーム解析に好ましく用いることができなかった。
(Comparative Example 1)
40 μL of the same lot of human serum (SIGMA H1388, Lot 28H8550) used in Example 1 was diluted 5 times with the antibody column dedicated buffer used in Example 1 and separated. The flow-through fraction and the adsorbed fraction were each concentrated to 0.2 mL using a centrifugal separation membrane (Sartorius vivaspin, 3000 MWCO), and 5 μL of each was analyzed by SDS-PAGE. The result of the analysis is shown in FIG. Some bands, including albumin, disappeared by the antibody, and the concentration of the specific protein was 10% or less compared to the case where the antibody column was not used, but in a wider molecular weight region than lane 3 in FIG. There were many bands across. It could not be preferably used for proteome analysis.

(実施例2)
東レ製人工腎臓であるトレスルホンBS−ULから取り出したポリスルホン中空糸100本を束ね、中空糸中空部を閉塞しないようにエポキシ系ポッティング剤で両末端をガラス管モジュールケースに固定し、ミニモジュールを同様に2本作成した。該ミニモジュールの内直径は約7mm、長さは約12cmであり、一般的な中空糸膜型透析器同様に透析液ポートを2個有している。該ミニモジュールの中空糸およびモジュール内部を蒸留水にて洗浄した。内1本の分子量6万のデキストランふるい係数は0.0226、分子量3万のデキストランのふるい係数は0.3829であり、分子量3万と6万のデキストラン透過比率は16.9であった。その後、PBS溶液(生化学工業製、ダルベッコPBS(-)粉末「ニッスイ」を調整したもの。以降PBSと略す)を充填し、中空糸膜ミニモジュール(以降、ミニモジュール1と略す)を得た。
(Example 2)
Bundling 100 polysulfone hollow fibers taken out from Toraysulfon BS-UL, an artificial kidney made by Toray, and fixing both ends to the glass tube module case with an epoxy potting agent so as not to block the hollow portion of the hollow fibers. Two were made. The mini-module has an inner diameter of about 7 mm and a length of about 12 cm, and has two dialysate ports like a general hollow fiber membrane dialyzer. The hollow fiber of the mini module and the inside of the module were washed with distilled water. Among them, the dextran sieving coefficient of one molecular weight 60,000 was 0.0226, the dextran sieving coefficient of 30,000 was 0.3829, and the dextran permeation ratio of 30,000 and 60,000 was 16.9. Thereafter, a PBS solution (manufactured by Seikagaku Corporation, prepared with Dulbecco's PBS (-) powder “Nissui”, hereinafter abbreviated as PBS) was filled to obtain a hollow fiber membrane mini-module (hereinafter abbreviated as mini-module 1). .

ヒト血清(SIGMA社 H1388、 Lot 28H8550)を3000rpm15分の条件にて遠心処理を行い沈殿物を取り除いた後0.45μmのフィルター処理を行った。ミニモジュール1の透析液側の一方をキャップし、一方はシリコーンチューブをつなぎ、ペリスタリックポンプに接続した。中空糸膜内側の液は入口と出口をシリコーンチューブでつなぎ、ペリスタリックポンプを用いて血清を循環できるようにした。1mlの血清をPBSで4mlに希釈し、循環流量5ml/min、濾過流量0.2mL/minの流速で20℃、2時間濾過を実施した(本工程は、廃棄目的の分子量6万以上のタンパク質と回収目的の分子量6万以下のタンパク質を分離する工程に相当する)。この時濾過された容量分はPBSを血清に加えて、循環する液量は一定に保った。分画前の血清中の総アルブミン量をHuman Albumin ELISA Quantitation Kit(BETHYL社製Cat No. E80-129)にて測定した結果は22872μgであり、2時間で得た濾液中の総アルブミン量をHuman Albumin ELISA Quantitation Kitにて測定した結果は791μgであった。   Human serum (SIGMA H1388, Lot 28H8550) was centrifuged at 3000 rpm for 15 minutes to remove precipitates, and then filtered to 0.45 μm. One of the mini-module 1 on the dialysate side was capped, and one was connected with a silicone tube and connected to a peristaltic pump. The liquid inside the hollow fiber membrane was connected at the inlet and outlet with a silicone tube so that serum could be circulated using a peristaltic pump. 1 ml of serum was diluted to 4 ml with PBS, and filtered at 20 ° C for 2 hours at a circulation flow rate of 5 ml / min and a filtration flow rate of 0.2 mL / min. This corresponds to a step of separating a protein having a molecular weight of 60,000 or less for the purpose of recovery). At this time, PBS was added to the serum for the filtered volume, and the amount of circulating liquid was kept constant. The total amount of albumin in the serum before fractionation was measured by Human Albumin ELISA Quantitation Kit (Cat No. E80-129 manufactured by BETHYL). The result was 22872 μg, and the total amount of albumin in the filtrate obtained in 2 hours The result measured with Albumin ELISA Quantitation Kit was 791 μg.

この操作で得られた濾液を実施例1と同じ方法で濃縮し、実施例1と同じ抗体カラムで分離した。得られた溶液を濃縮後、SDS−PAGEにて分析した。その結果アルブミンより高分子量領域のタンパク質はほぼ膜分離によって除去され、特定のタンパク質の濃度は抗体カラムを用いない場合に比べて10%以下の濃度であり、分子量3万近傍の領域に存在するタンパク質が濃縮された。プロテオーム解析に好ましく用いることができた。   The filtrate obtained by this operation was concentrated by the same method as in Example 1, and separated by the same antibody column as in Example 1. The obtained solution was concentrated and analyzed by SDS-PAGE. As a result, the protein in the high molecular weight region is almost removed from the albumin by membrane separation, and the concentration of the specific protein is 10% or less compared to the case where no antibody column is used, and the protein present in the region having a molecular weight of about 30,000. Was concentrated. It could be preferably used for proteome analysis.

(実施例3)
東レ製人工腎臓であるトレスルホンTS−MLから取り出したポリスルホン中空糸100本を束ね、中空糸中空部を閉塞しないようにエポキシ系ポッティング剤で両末端をガラス管モジュールケースに固定し、ミニモジュールを同様に2本作成した。該ミニモジュールの内直径は約7mm、長さは約12cmであり、一般的な中空糸膜型透析器同様に透析液ポートを2個有している。該ミニモジュールの中空糸およびモジュール内部を蒸留水にて洗浄した。内1本の分子量6万のデキストランふるい係数は0.007329、分子量3万のデキストランのふるい係数は0.244であり、分子量3万と6万のデキストラン透過比率は33.3であった。その後、PBS溶液(生化学工業製、ダルベッコPBS(-)粉末「ニッスイ」を調整したもの。以降PBSと略す)を充填し、中空糸膜ミニモジュール(以降、ミニモジュール1と略す)を得た。
(Example 3)
Bundling 100 polysulfone hollow fibers taken from Toraysulfone TS-ML, an artificial kidney made by Toray, and fixing both ends to the glass tube module case with an epoxy potting agent so as not to block the hollow portion of the hollow fiber Two were made. The mini-module has an inner diameter of about 7 mm and a length of about 12 cm, and has two dialysate ports like a general hollow fiber membrane dialyzer. The hollow fiber of the mini module and the inside of the module were washed with distilled water. Among them, the dextran sieving coefficient of one molecular weight of 60,000 was 0.007329, the dextran sieving coefficient of 30,000 was 0.244, and the dextran permeation ratio of 30,000 and 60,000 was 33.3. Thereafter, a PBS solution (manufactured by Seikagaku Corporation, prepared with Dulbecco's PBS (-) powder “Nissui”, hereinafter abbreviated as PBS) was filled to obtain a hollow fiber membrane mini-module (hereinafter abbreviated as mini-module 1). .

ヒト血清(SIGMA社 H1388、Lot 28H8550)を3000rpm15分の条件にて遠心処理を行い沈殿物を取り除いた後0.45μmのフィルター処理を行った。ミニモジュール1の透析液側の一方をキャップし、一方はシリコーンチューブをつなぎ、ペリスタリックポンプに接続した。中空糸膜内側の液は入口と出口をシリコーンチューブでつなぎ、ペリスタリックポンプを用いて血清を循環できるようにした。1mlの血清をPBSで4mlに希釈し、循環流量5ml/min、濾過流量0.2mL/minの流速で20℃、2時間濾過を実施した(本工程は、廃棄目的の分子量6万以上のタンパク質と回収目的の分子量6万以下のタンパク質を分離する工程に相当する)。この時濾過された容量分はPBSを血清に加えて、循環する液量は一定に保った。分離前の血清中の総アルブミン量をHuman Albumin ELISA Quantitation Kit(BETHYL社製Cat No. E80-129)にて測定した結果は22872μgであり、2時間で得た濾液中の総アルブミン量をHuman Albumin ELISA Quantitation Kitにて測定した結果は99μgであった。   Human serum (SIGMA H1388, Lot 28H8550) was centrifuged at 3000 rpm for 15 minutes to remove precipitates, and then filtered to 0.45 μm. One of the mini-module 1 on the dialysate side was capped, and one was connected with a silicone tube and connected to a peristaltic pump. The liquid inside the hollow fiber membrane was connected at the inlet and outlet with a silicone tube so that serum could be circulated using a peristaltic pump. 1 ml of serum was diluted to 4 ml with PBS, and filtered at 20 ° C for 2 hours at a circulation flow rate of 5 ml / min and a filtration flow rate of 0.2 mL / min. This corresponds to a step of separating a protein having a molecular weight of 60,000 or less for the purpose of recovery). At this time, PBS was added to the serum for the filtered volume, and the amount of circulating liquid was kept constant. The total amount of albumin in the serum before separation was measured by Human Albumin ELISA Quantitation Kit (Cat No. E80-129 manufactured by BETHYL). The result was 22872 μg, and the total albumin amount in the filtrate obtained in 2 hours was determined by Human Albumin. The result measured by ELISA Quantitation Kit was 99 μg.

この操作で得られた濾液を実施例1と同じ方法で濃縮し、実施例1と同じ抗体カラムで分離した。得られた溶液を濃縮後、SDS−PAGEにて分析した。結果を図7に示す。アルブミンのみならずアルブミンより低分子量領域のタンパク質も多くは膜分離によって除去され、特定のタンパク質の濃度は抗体カラムを用いない場合に比べて10%以下の濃度であった。膜を透過したタンパクの絶対量が低く、プロテオーム解析に用いるには、さらなる濃縮が必要であったが、ある程度の解析結果は得ることが出来た。分子量6万のデキストランのふるい係数は0.01以上あることが、より好ましいことが確認できた。   The filtrate obtained by this operation was concentrated by the same method as in Example 1, and separated by the same antibody column as in Example 1. The obtained solution was concentrated and analyzed by SDS-PAGE. The results are shown in FIG. Many proteins in the lower molecular weight region than albumin as well as albumin were removed by membrane separation, and the concentration of the specific protein was 10% or less compared to the case where no antibody column was used. The absolute amount of protein that permeated through the membrane was low, and further concentration was necessary to use it for proteomic analysis, but some analytical results could be obtained. It was confirmed that the dextran having a molecular weight of 60,000 has a sieving coefficient of 0.01 or more.

(比較例2)
東レにて試験的に製糸したポリスルホン中空糸100本を束ね、中空糸中空部を閉塞しないようにエポキシ系ポッティング剤で両末端をガラス管モジュールケースに固定し、ミニモジュールを同様に2本作成した。該ミニモジュールの内直径は約7mm、長さは約12cmであり、一般的な中空糸膜型透析器同様に透析液ポートを2個有している。該ミニモジュールの中空糸およびモジュール内部を蒸留水にて洗浄した。内1本の分子量6万のデキストランふるい係数は0.000872、分子量3万のデキストランのふるい係数は0.0012であり、分子量3万と6万のデキストラン透過比率は13.8であった。その後、PBS溶液(生化学工業製、ダルベッコPBS(-)粉末「ニッスイ」を調整したもの。以降PBSと略す)を充填し、中空糸膜ミニモジュール(以降、ミニモジュール1と略す)を得た。
(Comparative Example 2)
Bundled 100 polysulfone hollow fibers produced by trial at Toray, both ends were fixed to the glass tube module case with an epoxy potting agent so as not to block the hollow portion of the hollow fiber, and two mini modules were similarly prepared. . The mini-module has an inner diameter of about 7 mm and a length of about 12 cm, and has two dialysate ports like a general hollow fiber membrane dialyzer. The hollow fiber of the mini module and the inside of the module were washed with distilled water. Among them, the dextran sieving coefficient with a molecular weight of 60,000 was 0.000872, the dextran sieving coefficient with a molecular weight of 30,000 was 0.0012, and the dextran permeability ratio with molecular weights of 30,000 and 60,000 was 13.8. Thereafter, a PBS solution (manufactured by Seikagaku Corporation, prepared with Dulbecco's PBS (-) powder “Nissui”, hereinafter abbreviated as PBS) was filled to obtain a hollow fiber membrane mini-module (hereinafter abbreviated as mini-module 1). .

ヒト血清(SIGMA社 H1388、 Lot 28H8550)を3000rpm15分の条件にて遠心処理を行い沈殿物を取り除いた後0.45μmのフィルター処理を行った。ミニモジュール1の透析液側の一方をキャップし、一方はシリコーンチューブをつなぎ、ペリスタリックポンプに接続した。中空糸膜内側の液は入口と出口をシリコーンチューブでつなぎ、ペリスタリックポンプを用いて血清を循環できるようにした。1mlの血清をPBSで4mlに希釈し、循環流量5ml/min、濾過流量0.2mL/minの流速で20℃、2時間濾過を実施した(本工程は、廃棄目的の分子量6万以上のタンパク質と回収目的の分子量6万以下のタンパク質を分離する工程に相当する)。この時濾過された容量分はPBSを血清に加えて、循環する液量は一定に保った。分離前の血清中の総アルブミン量をHuman Albumin ELISA Quantitation Kit(BETHYL社製Cat No. E80-129)にて測定した結果は22872μgであり、2時間で得た濾液中の総アルブミン量をHuman Albumin ELISA Quantitation Kitにて測定した結果は2.3μgであった。   Human serum (SIGMA H1388, Lot 28H8550) was centrifuged at 3000 rpm for 15 minutes to remove precipitates, and then filtered to 0.45 μm. One of the mini-module 1 on the dialysate side was capped, and one was connected with a silicone tube and connected to a peristaltic pump. The liquid inside the hollow fiber membrane was connected at the inlet and outlet with a silicone tube so that serum could be circulated using a peristaltic pump. 1 ml of serum was diluted to 4 ml with PBS, and filtered at 20 ° C for 2 hours at a circulation flow rate of 5 ml / min and a filtration flow rate of 0.2 mL / min. This corresponds to a step of separating a protein having a molecular weight of 60,000 or less for the purpose of recovery). At this time, PBS was added to the serum for the filtered volume, and the amount of circulating liquid was kept constant. The total amount of albumin in the serum before separation was measured by Human Albumin ELISA Quantitation Kit (Cat No. E80-129, manufactured by BETHYL). The result was 22872 μg, and the total albumin content in the filtrate obtained in 2 hours The result measured with ELISA Quantitation Kit was 2.3 μg.

この操作で得られた濾液を実施例1と同じ方法で濃縮し、実施例1と同じ抗体カラムで分離した。得られた溶液を濃縮後、SDS−PAGEにて分析した。特定のタンパク質の濃度は抗体カラムを用いない場合に比べて10%以下の濃度であったが、アルブミンのみならずアルブミンより低分子量領域のタンパク質もその殆どが膜分離によって除去され、特定バンドとして検出できなかった。特定のタンパク質の濃度変化も検出できなかった。分子量6万のデキストランのふるい係数は少なくとも0.001以上必要であることが確認できた。   The filtrate obtained by this operation was concentrated by the same method as in Example 1, and separated by the same antibody column as in Example 1. The obtained solution was concentrated and analyzed by SDS-PAGE. Although the concentration of specific proteins was 10% or less compared to the case where no antibody column was used, most of the proteins in the low molecular weight region as well as albumin were removed by membrane separation and detected as specific bands could not. No change in the concentration of a specific protein could be detected. It was confirmed that the dextran having a molecular weight of 60,000 requires a sieve coefficient of at least 0.001 or more.

(比較例3)
旭メディカル(現 旭化成メディカル)製人工腎臓であるAM−SDから取り出した再生セルロース中空糸100本を束ね、中空糸中空部を閉塞しないようにエポキシ系ポッティング剤で両末端をガラス管モジュールケースに固定し、ミニモジュールを同様に2本作成した。該ミニモジュールの内直径は約7mm、長さは約12cmであり、一般的な中空糸膜型透析器同様に透析液ポートを2個有している。該ミニモジュールの中空糸およびモジュール内部を蒸留水にて洗浄した。内1本の分子量6万のデキストランふるい係数は0.0154、分子量3万のデキストランのふるい係数は0.0292であり、分子量3万と6万のデキストラン透過比率は1.9であった。その後、PBS溶液(生化学工業製、ダルベッコPBS(-)粉末「ニッスイ」を調整したもの。以降PBSと略す)を充填し、中空糸膜ミニモジュール(以降、ミニモジュール1と略す)を得た。
(Comparative Example 3)
Bundling 100 regenerated cellulose hollow fibers taken from AM-SD, an artificial kidney made by Asahi Medical (currently Asahi Kasei Medical), and fixing both ends to the glass tube module case with an epoxy potting agent so as not to block the hollow part of the hollow fiber Two mini-modules were created in the same way. The mini-module has an inner diameter of about 7 mm and a length of about 12 cm, and has two dialysate ports like a general hollow fiber membrane dialyzer. The hollow fiber of the mini module and the inside of the module were washed with distilled water. Among them, the dextran sieving coefficient of one molecular weight 60,000 was 0.0154, the dextran coefficient of molecular weight 30,000 was 0.0292, and the dextran permeation ratio of 30,000 and 60,000 was 1.9. Thereafter, a PBS solution (manufactured by Seikagaku Corporation, prepared with Dulbecco's PBS (-) powder “Nissui”, hereinafter abbreviated as PBS) was filled to obtain a hollow fiber membrane mini-module (hereinafter abbreviated as mini-module 1). .

ヒト血清(SIGMA社 H1388、 Lot 28H8550)を3000rpm15分の条件にて遠心処理を行い沈殿物を取り除いた後0.45μmのフィルター処理を行った。ミニモジュール1の透析液側の一方をキャップし、一方はシリコーンチューブをつなぎ、ペリスタリックポンプに接続した。中空糸膜内側の液は入口と出口をシリコーンチューブでつなぎ、ペリスタリックポンプを用いて血清を循環できるようにした。1mlの血清をPBSで4mlに希釈し、循環流量5ml/min、濾過流量0.2mL/minの流速で20℃、2時間濾過を実施した(本工程は、廃棄目的の分子量6万以上のタンパク質と回収目的の分子量6万以下のタンパク質を分離する工程に相当する)。この時濾過された容量分はPBSを血清に加えて、循環する液量は一定に保った。分離前の血清中の総アルブミン量をHuman Albumin ELISA Quantitation Kit(BETHYL社製Cat No. E80-129)にて測定した結果は22872μgであり、2時間で得た濾液中の総アルブミン量をHuman Albumin ELISA Quantitation Kitにて測定した結果は269μgであった。   Human serum (SIGMA H1388, Lot 28H8550) was centrifuged at 3000 rpm for 15 minutes to remove precipitates, and then filtered to 0.45 μm. One of the mini-module 1 on the dialysate side was capped, and one was connected with a silicone tube and connected to a peristaltic pump. The liquid inside the hollow fiber membrane was connected at the inlet and outlet with a silicone tube so that serum could be circulated using a peristaltic pump. 1 ml of serum was diluted to 4 ml with PBS, and filtered at 20 ° C for 2 hours at a circulation flow rate of 5 ml / min and a filtration flow rate of 0.2 mL / min. This corresponds to a step of separating a protein having a molecular weight of 60,000 or less for the purpose of recovery). At this time, PBS was added to the serum for the filtered volume, and the amount of circulating liquid was kept constant. The total amount of albumin in the serum before separation was measured by Human Albumin ELISA Quantitation Kit (Cat No. E80-129, manufactured by BETHYL). The result was 22872 μg, and the total albumin content in the filtrate obtained in 2 hours The result measured with ELISA Quantitation Kit was 269 μg.

この操作で得られた濾液を実施例1と同じ方法で濃縮し、実施例1と同じ抗体カラムで分離した。得られた溶液を濃縮後、SDS−PAGEにて分析した。その結果アルブミンのみならずアルブミンより低分子量領域のタンパク質も多くは膜分離によって除去され、特定のタンパク質の濃度は抗体カラムを用いない場合に比べて10%以下の濃度であったが、プロテオーム解析に好ましく用いることができなかった。分子量3万のデキストランと分子量6万のデキストランの透過比率は3以上が必要であることが確認できた。   The filtrate obtained by this operation was concentrated by the same method as in Example 1, and separated by the same antibody column as in Example 1. The obtained solution was concentrated and analyzed by SDS-PAGE. As a result, not only albumin but also many proteins in the lower molecular weight region than albumin were removed by membrane separation, and the concentration of the specific protein was 10% or less compared to the case where no antibody column was used. It could not be used preferably. It was confirmed that the transmission ratio of dextran having a molecular weight of 30,000 and dextran having a molecular weight of 60,000 is required to be 3 or more.

(実施例4)
HiTrap NHS-activated(アマシャムバイオサイエンス製)に抗ヒトアルブミン抗体(Goat Anti-Human Albumin, Policlonal Antibody; Affinity Purified、Academy Bio-Medical Company,Inc.製)5mgを固定化し、抗ヒトアルブミン抗体カラムを作製した。過剰のヒトアルブミン溶液を本カラムにアプライし、本カラムのアルブミン吸着容量を測定したところ960μgであった。本カラムは0.1Mのグリシン塩酸緩衝液(pH2.7)にて洗浄し、PBSで洗浄・平衡化した。グリシン塩酸緩衝液とPBSにて交互に洗浄を繰り返し、抗体がカラムから外れてこないことを確認した。
Example 4
An anti-human albumin antibody column was prepared by immobilizing 5 mg of anti-human albumin antibody (Goat Anti-Human Albumin, Policlonal Antibody; Affinity Purified, Academy Bio-Medical Company, Inc.) on HiTrap NHS-activated (manufactured by Amersham Biosciences) did. Excess human albumin solution was applied to this column, and the albumin adsorption capacity of this column was measured and found to be 960 μg. The column was washed with 0.1 M glycine hydrochloride buffer (pH 2.7), washed and equilibrated with PBS. Washing was repeated alternately with glycine hydrochloride buffer and PBS, and it was confirmed that the antibody did not come off the column.

実施例2と同様にトレスルホンBS−ULから取り出したポリスルホン中空糸100本を束ね、ミニモジュール1を作成し、実施例1と同様にヒト血清(SIGMA社 H1388、 Lot 28H8550)をフィルター処理した。ミニモジュール1の透析液側の一方をキャップし、一方はシリコーンチューブをつなぎ、ペリスタリックポンプに接続した。中空糸膜内側の液は入口と出口をシリコーンチューブでつなぎ、ペリスタリックポンプを用いて血清を循環できるようにした。透析液側のシリコンチューブを抗ヒトアルブミン抗体カラムに接続し、中空糸膜で濾過された溶液が抗体カラムを通過するようにした。   In the same manner as in Example 2, 100 polysulfone hollow fibers taken out from Tresulfone BS-UL were bundled to produce a minimodule 1, and human serum (SIGMA H1388, Lot 28H8550) was filtered in the same manner as in Example 1. One of the mini-module 1 on the dialysate side was capped, and one was connected with a silicone tube and connected to a peristaltic pump. The liquid inside the hollow fiber membrane was connected at the inlet and outlet with a silicone tube so that serum could be circulated using a peristaltic pump. The silicon tube on the dialysate side was connected to the anti-human albumin antibody column so that the solution filtered through the hollow fiber membrane passed through the antibody column.

1mlの血清をPBSで4mlに希釈し、循環流量5ml/min、濾過流量0.2mL/minの流速で20℃、2時間濾過を実施した。この時濾過された容量分はPBSを血清に加えて、循環する液量は一定に保った。実施例2の結果から、分離・分画前の血清中の総アルブミン量は22872μgであり、2時間で得た抗体カラム通過前の濾液中の総アルブミン量は791μgと予測される。2時間で得た抗体カラム通過後の濾液中の総アルブミン量をHuman Albumin ELISA Quantitation Kitにて測定した結果は1μg以下であった。アルブミンの濃度は抗体カラムを用いない場合に比べて10%以下の濃度であり、プロテオーム解析に好ましく用いることができた。この結果、連結された回路の中で膜による分離と抗体によるアルブミン除去が同時に行えたことになる。   1 ml of serum was diluted to 4 ml with PBS, and filtration was performed at 20 ° C. for 2 hours at a flow rate of circulation flow rate of 5 ml / min and filtration flow rate of 0.2 mL / min. At this time, PBS was added to the serum for the filtered volume, and the amount of circulating liquid was kept constant. From the results of Example 2, the total amount of albumin in the serum before separation / fractionation is 22872 μg, and the total amount of albumin in the filtrate before passing through the antibody column obtained in 2 hours is predicted to be 791 μg. The total amount of albumin in the filtrate after passing through the antibody column obtained in 2 hours was measured with a Human Albumin ELISA Quantitation Kit, and the result was 1 μg or less. The concentration of albumin was 10% or less compared to the case where no antibody column was used, and could be preferably used for proteome analysis. As a result, the separation by the membrane and the albumin removal by the antibody can be simultaneously performed in the connected circuit.

本発明の分離システムの膜分離ユニット概略図である。It is a membrane separation unit schematic diagram of the separation system of the present invention. 本発明の分離システムの概略図である。(膜分離ユニットが2個)1 is a schematic diagram of a separation system of the present invention. (Two membrane separation units) 本発明の分離システムの概略図である。(膜分離ユニットが2個、濃縮ユニットが1個の例)1 is a schematic diagram of a separation system of the present invention. (Example of 2 membrane separation units and 1 concentration unit) 本発明の分離システムの概略図である。(膜分離ユニットが2個、アフィニティーリガンドあるいは抗体含有モジュールが1個、濃縮ユニットが1個の例)1 is a schematic diagram of a separation system of the present invention. (Example of two membrane separation units, one affinity ligand or antibody-containing module, and one concentration unit) 実施例1で得られた各画分の電気泳動(SDS-PAGE)写真である。抗体カラム(Multiple Affinity Removal Column)処理前のサンプルに多量に存在していたアルブミンが抗体カラム素通り画分からはほぼ消失している。2 is an electrophoresis (SDS-PAGE) photograph of each fraction obtained in Example 1. FIG. Albumin that was present in a large amount in the sample before the antibody column (Multiple Affinity Removal Column) treatment has almost disappeared from the fraction passed through the antibody column. 比較例1で得られた各画分の電気泳動写真である。分離膜未処理血清を抗体カラム処理しても、高分子量領域に多くのタンパク質が存在している。2 is an electrophoretogram of each fraction obtained in Comparative Example 1. Even when the separation membrane-untreated serum is treated with an antibody column, many proteins are present in the high molecular weight region. 実施例3で得られた各画分の電気泳動写真である。得られた溶液のタンパク量が低くバンドは全体的にうすい。2 is an electrophoresis photograph of each fraction obtained in Example 3. FIG. The resulting solution has a low protein content and the band is light overall.

符号の説明Explanation of symbols

100 注入用ポンプ
101 三方バルブ
102 溶液循環回路
103 循環用ポンプ
104 膜分離ユニット処理液回収口
105 分離膜モジュール
106 モジュールの下部ポート
107 モジュール内部の半透膜(イメージ)
202 2段目溶液循環回路
203 2段目循環用ポンプ
204 2段目の膜分離ユニットの処理液回収口
205 第2分離膜モジュール
206 2段目のモジュールの下部ポート
207 2段目モジュール内部の半透膜(イメージ)
302 濃縮ユニット溶液循環回路
303 濃縮ユニット循環ポンプ
304 濃縮ユニットの濾液出口
305 濃縮膜モジュール
306 濃縮用モジュールの下部ポート
307 濃縮用モジュール内部の半透膜(イメージ)
308 濃縮ユニットの処理液回収口
400 アフィニティーリガンドあるいは抗体含有モジュール
1 電気泳動用分子量マーカー(RPN5800)
2 実施例1で得た濾液
3 実施例1で得た濾液の抗体カラム素通り画分
4 実施例1で得た濾液の抗体カラム吸着画分
5 実施例1のヒト血清
6 ヒト血清の抗体カラム素通り画分(比較例1)
7 ヒト血清の抗体カラム吸着画分
8 実施例3で得た濾液
9 実施例3で得た濾液の抗体カラム素通り画分
10 実施例3で得た濾液の抗体カラム吸着画分
100 infusion pump
101 Three-way valve 102 Solution circulation circuit 103 Circulation pump 104 Membrane separation unit treatment liquid recovery port 105 Separation membrane module 106 Lower port of module 107 Semi-permeable membrane inside module (image)
202 Second stage solution circulation circuit 203 Second stage circulation pump 204 Treatment liquid recovery port 205 of second stage membrane separation unit Second separation membrane module 206 Lower port 207 of second stage module Half of second stage module Permeable membrane (image)
302 Concentration Unit Solution Circulation Circuit 303 Concentration Unit Circulation Pump 304 Concentration Unit Filtrate Outlet 305 Concentration Membrane Module 306 Concentration Module Lower Port 307 Semipermeable Membrane Inside Concentration Module (Image)
308 Treatment solution recovery port of the concentration unit 400 Affinity ligand or antibody-containing module 1 Molecular weight marker for electrophoresis (RPN5800)
2 Filtrate 3 obtained in Example 1 Antibody column passage fraction 4 of the filtrate obtained in Example 1 Antibody column adsorption fraction 5 of filtrate obtained in Example 1 Human serum 6 of Example 1 Antibody column passage of human serum Fraction (Comparative Example 1)
7 Antibody column adsorption fraction of human serum 8 Filtrate obtained in Example 3 Antibody column flow-through fraction of filtrate obtained in Example 3 Antibody column adsorption fraction of filtrate obtained in Example 3

Claims (20)

血液由来試料から得られる生体成分分離溶液であって、分子量6万のデキストランのふるい係数が0.001以上0.5以下であり、分子量3万のデキストランと分子量6万のデキストランの透過比率が3以上である分離膜を用いた分離システムを用い、更に分子量3万以上の特定のタンパク質に対するアフィニティーリガンドおよび/または抗体を用いて、特定のタンパク質に対するアフィニティーリガンドおよび/または抗体を用いない場合に比べ、特定のタンパク質を10%以下の濃度に低減させたことを特徴とする生体成分分離溶液。   A biological component separation solution obtained from a blood-derived sample, wherein the dextran having a molecular weight of 60,000 has a sieving coefficient of 0.001 or more and 0.5 or less, and the transmission ratio of dextran having a molecular weight of 30,000 and dextran having a molecular weight of 60,000 is 3 Using the separation system using the separation membrane as described above, and further using an affinity ligand and / or antibody for a specific protein having a molecular weight of 30,000 or more, compared with a case where an affinity ligand and / or antibody for a specific protein is not used, A biological component separation solution, wherein a specific protein is reduced to a concentration of 10% or less. 特定のタンパク質がアルブミン、免疫グロブリンG、トランスフェリン、フィブリノゲン、免疫グロブリンA、α2マクログロブリン、免疫グロブリンM、α1アンチトリプシン、補体C3因子、ハプトグロビン、アポリポプロテインA1、アポリポプロテインB、α1酸性糖タンパク、リピドプロテインa、ファクターH、セルロプラスミン、補体C4因子、補体ファクターB、プレアルブミン、補体C9因子、補体C1q因子、補体C8因子、コラーゲン、ミオシン、アクチン、サイトケラチン、ケラチン、フィブロネクチンのいずれかであることを特徴とする請求項1に記載の生体成分精製溶液   Specific proteins are albumin, immunoglobulin G, transferrin, fibrinogen, immunoglobulin A, α2 macroglobulin, immunoglobulin M, α1 antitrypsin, complement C3 factor, haptoglobin, apolipoprotein A1, apolipoprotein B, α1 acidic glycoprotein, Lipid protein a, factor H, ceruloplasmin, complement factor C4, complement factor B, prealbumin, complement factor C9, complement factor C1q, complement factor C8, collagen, myosin, actin, cytokeratin, keratin, fibronectin The biological component purification solution according to claim 1, wherein 複数の特定のタンパク質を10%以下の濃度に低減させたことを特徴とする請求項1または2に記載の生体成分精製溶液   The biological component purification solution according to claim 1 or 2, wherein a plurality of specific proteins are reduced to a concentration of 10% or less. 分離膜が中空糸膜であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の生体成分分離溶液。   The biological component separation solution according to any one of claims 1 to 3, wherein the separation membrane is a hollow fiber membrane. 分離膜に親水性成分が含有されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の生体成分分離溶液。   The biological component separation solution according to any one of claims 1 to 3, wherein the separation membrane contains a hydrophilic component. 親水性成分の含有率が1重量%以上の分離膜であることを特徴とする請求項5に記載の生体成分分離溶液。   The biological component separation solution according to claim 5, wherein the separation component has a hydrophilic component content of 1% by weight or more. 血液由来試料から生体成分を分離する方法であって、分子量6万のデキストランのふるい係数が0.001以上0.5以下であり、分子量3万のデキストランと分子量6万のデキストランの透過比率が3以上である分離膜を用いた分離システムを用い、更に分子量3万以上の特定のタンパク質に対するアフィニティーリガンドおよび/または抗体を用いて、特定のタンパク質に対するアフィニティーリガンドおよび/または抗体を用いない場合に比べ、特定のタンパク質を10%以下の濃度に低減することを特徴とする生体成分分離方法   A method for separating a biological component from a blood-derived sample, wherein a dextran having a molecular weight of 60,000 has a sieving coefficient of 0.001 or more and 0.5 or less, and a transmission ratio of dextran having a molecular weight of 30,000 and dextran having a molecular weight of 60,000 is 3 Using the separation system using the separation membrane as described above, and further using an affinity ligand and / or antibody for a specific protein having a molecular weight of 30,000 or more, compared with a case where an affinity ligand and / or antibody for a specific protein is not used, Biological component separation method characterized by reducing specific protein to a concentration of 10% or less 特定のタンパク質に対するアフィニティーリガンドおよび/または抗体が、少なくとも分離膜もしくは分離膜によって処理された溶液が通過する流路、の一部に組み込まれていることを特徴とする請求項7に記載の生体成分分離方法   The biological component according to claim 7, wherein an affinity ligand and / or an antibody for a specific protein is incorporated in at least a part of a separation membrane or a channel through which a solution treated with the separation membrane passes. Separation method 分離膜モジュールを多段に組み合わせたユニットであり、特定のタンパク質に対するアフィニティーリガンドおよび/または抗体が、第一段目の分離膜の下流側に組み込まれていることを特徴とする請求項7または8に記載の生体成分分離方法。   The unit according to claim 7 or 8, wherein the separation membrane module is a multi-stage unit, and an affinity ligand and / or an antibody against a specific protein is incorporated downstream of the first separation membrane. The biological component separation method described. アフィニティーリガンドおよび/または抗体で処理した溶液を、50%カットオフ値が分子量1000以下の膜を用いてさらに溶媒を取り除くことを特徴とする請求項7〜9のいずれかに記載の生体成分分離方法。   The biological component separation method according to any one of claims 7 to 9, wherein the solvent is further removed from the solution treated with the affinity ligand and / or the antibody using a membrane having a 50% cutoff value of a molecular weight of 1000 or less. . 分離膜が中空糸膜であることを特徴とする請求項7〜10のいずれかに記載の生体成分分離方法。   The biological component separation method according to any one of claims 7 to 10, wherein the separation membrane is a hollow fiber membrane. 分離膜に親水性成分が含有されていることを特徴とする請求項7〜11のいずれかに記載の生体成分分離方法。   The biological component separation method according to claim 7, wherein the separation membrane contains a hydrophilic component. 親水性成分の含有率が1重量%以上の分離膜であることを特徴とする請求項12に記載の生体成分分離方法。   The biological component separation method according to claim 12, wherein the separation component has a hydrophilic component content of 1% by weight or more. 血液由来試料から生体成分を分離する装置であって、分子量6万のデキストランのふるい係数が0.001以上0.5以下であり、分子量3万のデキストランと分子量6万のデキストランの透過比率が3以上である分離膜を有し、分子量3万以上の特定のタンパク質を、特定のタンパク質に対するアフィニティーリガンドおよび/または抗体を用いない場合に比べ10%以下の濃度に低減する、特定のタンパク質に対するアフィニティーリガンドおよび/または抗体を内蔵することを特徴とする生体成分分離装置   An apparatus for separating a biological component from a blood-derived sample, wherein a dextran having a molecular weight of 60,000 has a sieving coefficient of 0.001 or more and 0.5 or less, and a transmission ratio of dextran having a molecular weight of 30,000 and dextran having a molecular weight of 60,000 is 3 An affinity ligand for a specific protein that has a separation membrane as described above, and reduces the specific protein with a molecular weight of 30,000 or more to a concentration of 10% or less compared to the case where an affinity ligand and / or antibody for the specific protein is not used. And / or a biological component separation device containing an antibody 特定のタンパク質に対するアフィニティーリガンドおよび/または抗体が、分離膜もしくは、分離膜によって処理された溶液が通過する流路の一部に組み込まれていることを特徴とする請求項14に記載の生体成分分離装置   The biological component separation according to claim 14, wherein an affinity ligand and / or an antibody for a specific protein is incorporated into a separation membrane or a part of a flow path through which a solution treated by the separation membrane passes. apparatus 分離膜モジュールを多段に組み合わせたユニットであり、特定のタンパク質に対するアフィニティーリガンドおよび/または抗体が、第一段目の分離膜の下流側に組み込まれていることを特徴とする請求項14または15に記載の生体成分分離装置。   The unit according to claim 14 or 15, wherein the separation membrane module is a multi-stage unit, and an affinity ligand and / or an antibody against a specific protein is incorporated downstream of the first-stage separation membrane. The biological component separation device described. アフィニティーリガンドおよび/または抗体で処理した溶液を、50%カットオフ値が分子量1000以下、好ましくは100以下の膜を用いてさらに溶媒を取り除くことを特徴とする請求項14〜16のいずれかに記載の生体成分分離装置。   17. The solution treated with an affinity ligand and / or an antibody is further subjected to removal of the solvent using a membrane having a 50% cutoff value of a molecular weight of 1000 or less, preferably 100 or less. Biological component separation device. 分離膜が中空糸膜であることを特徴とする請求項14〜17のいずれかに記載の生体成分分離装置。   The biological component separation device according to any one of claims 14 to 17, wherein the separation membrane is a hollow fiber membrane. 分離膜に親水性成分が含有されていることを特徴とする請求項14〜17のいずれかに記載の生体成分分離装置。   The biological component separation device according to any one of claims 14 to 17, wherein the separation membrane contains a hydrophilic component. 親水性成分の含有率が1%以上の分離膜であることを特徴とする請求項19に記載の生体成分分離装置。
The biological component separation device according to claim 19, wherein the separation component has a hydrophilic component content of 1% or more.
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WO2015102090A1 (en) * 2013-12-30 2015-07-09 新日鉄住金化学株式会社 Composite substrate, optical sensor, localized surface plasmon resonance sensor, usage thereof, detection method, moisture selective permeable filter, and sensor provided therewith
CN106370493A (en) * 2016-09-30 2017-02-01 中国科学院理化技术研究所 Liquid metal artificial cell and preparation method thereof

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