JP2017533092A

JP2017533092A - 流体の混合および混合チャンバの洗浄用の混合ユニットおよび方法

Info

Publication number: JP2017533092A
Application number: JP2017521542A
Authority: JP
Inventors: オロブソン，ビョルン・マルクス; カールソン，ダニエル; オスマルク，マティアス; ガンベルグ，マグヌス
Original assignee: GE Healthcare Bio Sciences AB; Amersham Bioscience AB
Current assignee: Cytiva Sweden AB
Priority date: 2014-10-23
Filing date: 2015-10-22
Publication date: 2017-11-09
Also published as: CN107148313A; EP3209414A1; US10561997B2; WO2016062831A1; US20170333856A1

Abstract

流体（１０３）の混合用の混合ユニット（１００）が開示される。混合ユニット（１００）は、１つ以上の流体（１０３）を溜めるための混合チャンバ（１０２）と、混合チャンバ（１０２）に動作可能に連結された駆動アセンブリ（１０４）とを含む。駆動アセンブリ（１０４）は、１つ以上の流体（１０３）を混合するために混合チャンバ（１０２）を振動させるように構成される。混合ユニット（１００）の混合チャンバ（１０２）は、簡便な方法で流体をより良く混合できる。さらに、混合プロセスの後に、少量の洗浄液のみが混合チャンバ（１０２）の洗浄のために必要とされてもよい。混合ユニット（１００）は、アミノ酸を異なる流体と混合するために使用できるが、本ユニットは、他の流体の混合にも使用することができる。【選択図】図４

Description

本明細書で開示される主題は、流体の混合に関し、より詳細には、１つ以上の流体を混合するための混合チャンバに関する。

複数の流体は、異なる用途のために様々な分野において混合されてもよい。１つの用途において、アミノ酸が異なる流体と混合されてもよい。流体を予冷することによって流体は冷却状態に維持されてもよい。流体およびアミノ酸は、通常、混合ユニットで混合される。最初に、流体を混合ユニットに注入し、混合を容易にするためにインペラを使用してもよい。インペラは、通常、混合ユニットのチャンバの底部に配置される。インペラは、モータによって動作してもよいファン構造を有してもよい。インペラの動き、すなわち回転運動は、チャンバの洗浄にも使用することができる。チャンバを洗浄するために、少量の洗浄液をチャンバに注入してもよい。必要とされる洗浄液の量は、チャンバの容積およびサイズに基づいてもよい。次に、インペラは、洗浄のためにチャンバ内で洗浄液を循環させるように操作される。インペラは、チャンバの底板にある回転磁石によって磁気的に駆動される。このような構成は複雑であり、また、混合チャンバの洗浄の際、チャンバの内壁全体を覆うために、より多くの量の洗浄液が必要とされる場合がある。

用途の１つは、ポリペプチド合成用であってもよい。ペプチドは、ペプチドまたはアミド結合によって結合したアミノ酸の単量体の短鎖である。この合成プロセスでは、薬液と共に複数のアミノ酸を使用してもよい。有機溶媒中のアミノ酸は、湿気に敏感であるため、空気湿度から分離する必要がある。複数のアミノ酸を混合ユニットに注入し、混合してそれらを活性化してポリペプチド鎖を形成してもよい。一般的には、１回のポリペプチド合成操作のために、２０以上の異なるアミノ酸および他の薬液を混合ユニットに注入してもよい。幾つかの合成技術がポリペプチド製造のために利用できる。必要な量、ペプチドの長さおよびその複雑さが選択に影響する。

したがって、流体の混合に使用できる改良された混合ユニットの必要性がある。さらに、混合ユニットのチャンバは、洗浄液を用いて簡便に洗浄する必要がある。

国際公開第２０１３／０８０１９０号

本発明は、従来技術の１つ以上の欠点を克服し、流体の混合に使用できる改良された混合ユニットを提供することを目的とする。これは、独立請求項に記載のように、流体を混合するために回転させることができる混合チャンバを有する混合ユニットによって達成される。

開示された発明の１つの利点は、混合ユニットの混合チャンバが、簡便な方法で流体をより良く混合できることである。さらに、混合プロセスの後に、少量の洗浄液のみが混合チャンバの洗浄のために必要とされてもよい。混合ユニットは、アミノ酸を異なる流体と混合するために使用できるが、本混合ユニットは、他の流体の混合にも使用することができる。

一実施形態では、流体の混合用の混合ユニットが開示される。混合ユニットは、１つ以上の流体を溜めるための混合チャンバと、混合チャンバに動作可能に連結された駆動アセンブリとを含む。駆動アセンブリは、１つ以上の流体を混合するために混合チャンバを振動させるように構成される。

別の実施形態では、混合ユニット内で１つ以上の流体を攪拌する方法が開示される。本方法は、１つ以上の流体を混合ユニットに供給することを含む。混合ユニットは、１つ以上の流体を溜めるための混合チャンバと、混合チャンバに動作可能に連結された駆動アセンブリとを備える。次いで、１つ以上の流体を攪拌するために、駆動アセンブリを使用して混合チャンバを振動させる。

本発明およびそのさらなる特徴および利点は、以下の詳細な説明および図面を参照することによって、より完全に理解されよう。

一実施形態による、１つ以上の流体を混合するための混合ユニットの概略図である。例示的な実施形態による、流体の混合用の混合ユニットを示す図である。例示的な実施形態による、２つ以上の流体を分離するための分離部材を含む混合ユニットを示す図である。一実施形態による、混合ユニット内の１つ以上の流体を攪拌する方法を示す。

以下の詳細な説明では、本明細書の一部を形成し、実施される場合がある特定の実施形態を例示として示す添付図面が参照される。これらの実施形態は、当業者が実施形態を実施できるように十分に詳細に説明されており、実施形態の範囲から逸脱することなく、他の実施形態を利用することができ、論理的、機械的および他の変更を行うことができることを理解されたい。したがって、以下の詳細な説明は、本発明の範囲を限定すると解釈されるべきではない。

以下に詳細に説明するように、流体の混合用の混合ユニットを含む本発明の実施形態が開示される。混合ユニットは、１つ以上の流体を溜めるための混合チャンバと、混合チャンバに動作可能に連結された駆動アセンブリとを含む。駆動アセンブリは、１つ以上の流体を混合するために混合チャンバを振動させるように構成される。

図１は、一実施形態による、１つ以上の流体を混合するための混合ユニット１００の概略図である。流体は、例えばエポキシ樹脂を液体触媒と混合する粘性流体であってもよい。別の例は、ポリペプチド合成プロセスにおいて、予備活性化のためにアミノ酸を異なる流体と混合することであってもよい。混合ユニット１００は、活性化中に流体を一定温度に保つ必要がある。混合ユニット１００は、１つ以上の流体１０３（以下、「流体」と呼ぶ）を溜めることができる混合チャンバ１０２を含む。流体は、異なるアミノ酸、薬液および有機溶媒を含んでもよいが、これらに限定されるものではない。アミノ酸は、例えば、グルタミン酸、リシン、カルボン酸、γ−アミノ酪酸、グリシンおよびアラニンであってもよい。少数のアミノ酸しか列挙されていないが、他のアミノ酸も使用してもよい。さらに、不活性ガスも混合チャンバ１０２内に供給されてもよい。図１には示されていないが、不活性ガスを供給するために、ガス弁が混合チャンバ１０２に接続されてもよい。不活性ガスは、水分を含まなくてもよい。一実施形態では、混合チャンバ１０２は、加圧された環境に維持されてもよい。これは、混合チャンバ１０２をガス入口に接続し、不活性ガスを混合チャンバ１０２に分配することによって達成される。不活性ガスの流れは、ガス入口に接続された制御弁を用いて制御されてもよい。特定の実施形態では、不活性ガスは窒素であってもよい。他の実施形態では、アミノ酸が互いに結合することを可能にするカップリング剤を流体と共に加えてもよい。混合チャンバ１０２は、駆動アセンブリ１０４に動作可能に連結される。駆動アセンブリ１０４は、混合チャンバ１０２を振動させ、それにより流体（すなわち、アミノ酸、薬液および有機溶媒）が攪拌されて混ざるように構成される。使用前に、前のペプチドのアミノ酸を全て洗い流すために、これに限定されるものではないが、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）およびジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）などの溶媒を用いて混合チャンバ１０２を洗浄してもよい。幾つかの脱保護剤、例えばピペリジンも溶媒と共に加えてもよい。

一実施形態では、駆動アセンブリ１０４は、混合チャンバ１０２およびモータユニット１０８に動作可能に接続された軸１０６を含んでいてもよい。軸１０６は、混合チャンバ１０２に接続された端部１１０と、モータユニット１０８に接続された第２の端部１１２とを有していてもよい。モータユニット１０８は、軸１０６を回転させ、それにより混合チャンバ１０２を回転させるように機能する。流体は、混合チャンバ１０２内で激しく攪拌されて混合される。混合チャンバ１０２は、流体１０３の効率的な混合を容易にする所定の周波数および所定の振幅で回転されてもよい。所定の周波数および所定の振幅は、混合チャンバ１０２内に存在する流体の量および混合チャンバ１０２のサイズに基づいてもよい。この場合、混合チャンバ１０２は、予め設定された位置を有していてもよく、その後、予め設定された位置から一方向に所定の角度で、また反対方向に所定の角度で回転されてもよい。本明細書では、駆動アセンブリ１０４が混合チャンバ１０２を回転させるように説明されているが、流体１０３を混合するための混合チャンバ１０２を振動させる異なる方法も本開示の範囲内である。一実施形態では、駆動アセンブリ１０４は流体を攪拌するために、約＋／−４５度の角度および約０．５Ｈｚの周波数で混合チャンバ１０２を回転してもよい。予備活性化を完了させるために、流体１０３、すなわちアミノ酸を約２時間混合する必要があり得る。例えば、混合プロセスの間、（溶液形態の）アミノ酸などの流体は、相互のカップリングのために予備活性化されて、カラム中にペプチド鎖を形成する。その後、カップリングを促進するために、カップリング試薬を添加剤および基材と共にカラム中に加えてもよい。添加剤および基材ならびにカップリング試薬は、加えられるアミノ酸のタイプに依存する。一実施形態では、カップリング試薬またはさらなるカップリング混合物を、アミノ酸が既に存在するペプチド鎖と結合するために加えてもよい。

流体が混合されると、それらは除去可能で、その後、洗浄液を混合チャンバ１０２に加えてもよい。次いで、混合チャンバ１０２を回転させて、洗浄液を混合チャンバ１０２内で攪拌して、洗浄のために全壁に接触させてもよい。洗浄液は、前のペプチドのアミノ酸を全て洗い流すために、先に議論したように例えばＮＭＰおよびＤＭＦであってもよい。混合チャンバ１０２は、駆動アセンブリ１０４を使用して所定の周波数および所定の振幅で回転され、洗浄液が混合チャンバ１０２の全ての内壁を通って流れる。洗浄液は、混合チャンバ１０２内で混合された全ての残りの流体を除去するために内壁を洗浄するために使用される。例えば、混合チャンバは、流体の混合中の回転の振幅と比較して、より大きな振幅で回転されてもよい。さらに、所定のレベルの圧力が混合チャンバ１０２内で維持され、混合チャンバ１０２内への漏れが生じないようにする。一実施形態では、混合チャンバ１０２は、＋／−１８０度の角度および約０．５Ｈｚの周波数で回転させてもよい。

図２は、例示的な実施形態による、流体の混合用の混合ユニット２００を示す図である。混合ユニット２００は、流体を溜めるための区画部２０２と、区画部２０２を囲む外側区画部２０４とを含む。外側区画部２０４は、流体を冷却するための冷却流体を溜める。冷却流体は、予備活性化の前に流体を予め冷却する。図２に示すように、供給タンク２０６および２０８が設けられ、流体を区画部２０２に供給するために混合ユニット２００に接続される。管２１０および２１２は、供給タンク２０６および２０８を混合ユニット２００にそれぞれ接続するために使用されてもよい。混合ユニット２００は、流体の混合用の駆動アセンブリ１０４と同様の駆動アセンブリ（図２には図示せず）を用いて攪拌または回転される。流体は断続的に冷却される必要があるため、冷却流体が外側区画部２０４を通って流れるように提供されてもよい。冷却流体は、供給タンク２１４から供給される。冷却流体は、熱交換器２１６を通過して冷却流体を得るために冷却される。次いで、冷却流体は、熱交換器２１６から区画部２０４に送られる。供給タンク２１４から流体を熱交換器２１６内に圧送するために、ポンプ（図２には図示せず）を使用してもよい。一実施形態では、区画部２０２内の流体を冷却するために、流体を熱交換器２１６から区画部２０４内に圧送する別のポンプ（図２には図示せず）を設けてもよい。

熱交換器２１６は、流体を冷却するための冷却剤を含んでいてもよい。一実施形態では、熱交換器２１６は冷却剤を充填されてもよく、供給タンク２１４からの流体は、熱交換器２１６を通過するように配管されたパイプを通って流れてもよい。流体がパイプを通過する間、熱伝達により流体は冷却される。冷却された流体は区画部２０４に入り、次いで区画部２０２内の流体を冷却した後に供給タンク２１４に再循環される。供給タンク２１４に到達した流体は、さらなる冷却のために熱交換器２１６に再循環されてもよい。図２は、流体を冷却するための例示的な構成を記載しているが、流体を冷却するための他の例示的な構成が本開示の範囲内で具体化され得ることが想定されてもよいことに留意されたい。

図３は、例示的な実施形態による、２つ以上の流体を分離するための分離部材３０２を含む混合ユニット３００を示す図である。分離部材３０２は、区画部３０４および区画部３０６などの２つの区画部を形成するために、混合ユニット３００内に形成された完全な壁であってもよい。区画部３０４は１つ以上の流体を溜めてもよく、区画部３０６は１つ以上の別の流体を溜めてもよい。区画部３０４内の流体は、混合ユニット３００が制限された振幅まで回転される場合であっても、区画部３０６内の流体と相互作用または混合しない。冷却流体は、両方の区画部内の流体を冷却するために混合ユニット３００の外側区画部を通過してもよい。

図４は、一実施形態による、混合ユニット内の１つ以上の流体を攪拌する方法４００を示す。初めに、ステップ４０２で、流体が混合ユニットに供給される。図１〜３に関連して説明した混合ユニットは、１つ以上の流体（以下、「流体」と呼ぶ）を溜めることができる混合チャンバを含む。流体は、異なるアミノ酸、薬液および有機溶媒を含んでもよいが、これらに限定されるものではない。アミノ酸は、例えば、グルタミン酸、リシン、カルボン酸、γ−アミノ酪酸、グリシンおよびアラニンであってもよい。少数のアミノ酸しか列挙されていないが、他のアミノ酸も使用してもよい。混合チャンバは、駆動アセンブリに動作可能に連結される。ステップ４０４で、駆動アセンブリは、混合チャンバを振動させ、それにより流体が攪拌されて混ざるように構成される。混合チャンバは、流体の効率的な混合を容易にする所定の周波数および所定の振幅で回転されてもよい。所定の周波数および所定の振幅は、混合チャンバ内に存在する流体の量および混合チャンバのサイズに基づいてもよい。一実施形態では、混合チャンバは、＋１８０°および−１８０°の角度で回転させてもよい。この場合、混合チャンバは、予め設定された位置を有していてもよく、その後、予め設定された位置から一方向に１８０°、反対方向に１８０°回転されてもよい。本明細書では、駆動アセンブリが混合チャンバを回転させるように説明されているが、流体の混合用の混合チャンバを振動させる異なる方法も本開示の範囲内である。

流体が混合されると、それらは除去可能で、その後、洗浄液を混合チャンバに加えてもよい。流体は少なくとも２時間混合してもよい。次いで、混合チャンバを回転させて、洗浄液を混合チャンバ内で攪拌して、洗浄のために全壁に接触させてもよい。混合チャンバは、所定の周波数および所定の振幅で駆動アセンブリを使用して同じ方法で回転され、洗浄液が混合チャンバの全ての内壁を通って流れる。洗浄液は、混合チャンバ内で混合された全ての残りの流体を除去するために内壁を洗浄するために使用される。例えば、混合チャンバは、流体の混合中の回転の振幅と比較して、より大きな振幅で回転されてもよい。さらに、所定のレベルの圧力が混合チャンバ１０２内で維持され、混合チャンバ１０２内への漏れが生じないようにする。一実施形態では、混合チャンバ１０２は、＋／−１８０度の角度および約０．５Ｈｚの周波数で回転させてもよい。

一実施形態では、混合ユニットは、流体を溜めるための区画部と、区画部を囲む外側区画部とを含む。外側区画部は、流体を冷却するための冷却流体を溜める。さらに、一実施形態では、流体を区画部に供給するために、供給タンクを設けて混合ユニットに接続してもよい。供給タンクを混合ユニットに接続するために、さらなる管を使用してもよい。混合ユニットは、流体の混合用の駆動アセンブリと同様の駆動アセンブリを用いて攪拌または回転される。

前述のことから、１つ以上の流体の混合用の上記の混合ユニットは、効率的かつ容易に流体を混合する改善された方法など、多くの利点をもたらすことが理解されよう。混合ユニットは、流体を適切かつ均等に混合できる。さらに、混合ユニットを洗浄するために、ごく少量の洗浄液が混合ユニットの混合チャンバに加えられる。混合ユニットの回転の周波数および振幅は、洗浄液が混合チャンバの内面を効率的に洗浄するのを容易にする。混合チャンバ内で混合された異なる量の流体を洗浄するために、同じ量の洗浄液を使用できる。

この明細書は、本発明を開示するために実施例を用いており、最良の形態を含んでいる。また、いかなる当業者も本発明を実施することができるように実施例を用いており、任意の計算機システムまたはシステムを製作し使用し、任意の組み込まれた方法を実行することを含んでいる。本発明の特許され得る範囲は、請求項によって定義され、当業者が想到する他の実施例を含むことができる。このような他の実施例が特許請求の範囲の文字通りの言葉と異ならない構造要素を有する場合、または、それらが特許請求の範囲の文字通りの言葉と実質的な差異がなく等価な構造要素を含む場合には、このような他の実施例は特許請求の範囲内であることを意図している。

１００混合ユニット
１０２混合チャンバ
１０３流体
１０４駆動アセンブリ
１０６軸
１０８モータユニット
１１０端部
１１２第２の端部
２００混合ユニット
２０２区画部
２０４外側区画部
２０６供給タンク
２１０管
２１４供給タンク
２１６熱交換器
３００混合ユニット
３０２分離部材
３０４区画部
３０６区画部

Claims

流体（１０３）の混合用の混合ユニット（１００、２００、３００）であって、
少なくとも１つの流体（１０３）を溜めるための混合チャンバ（１０２）と、
前記混合チャンバ（１０２）に動作可能に連結された駆動アセンブリ（１０４）であって、前記少なくとも１つの流体（１０３）を混合するために前記混合チャンバ（１０２）を振動させるように構成される、駆動アセンブリ（１０４）と
を備える、混合ユニット（１００、２００、３００）。
前記混合チャンバ（１０２）が、少なくとも２つの区画部（２０２、２０４、３０４、３０６）を備え、前記少なくとも２つの区画部（２０２、２０４、３０４、３０６）の内の１つの区画部が、前記少なくとも１つの流体（１０３）を溜める、請求項１に記載の混合ユニット（１００、２００、３００）。
前記駆動アセンブリ（１０４）が、前記少なくとも１つの流体（１０３）を混合するために、所定の周波数および所定の振幅で前記混合チャンバ（１０２）を振動させるように構成される、請求項１に記載の混合ユニット（１００、２００、３００）。
前記駆動アセンブリ（１０４）が、前記混合チャンバ（１０２）を回転させることによって前記混合チャンバ（１０２）を振動させる、請求項３に記載の混合ユニット（１００、２００、３００）。
前記混合チャンバ（１０２）が約１８０°回転される、請求項４に記載の混合ユニット（１００、２００、３００）。
前記駆動アセンブリ（１０４）が、
前記混合チャンバ（１０２）に動作可能に接続された軸（１０６）と、
前記軸（１０６）に動作可能に接続された駆動ユニットであって、混合チャンバ（１０２）を振動させるために前記軸（１０６）を駆動させる、駆動ユニットと
を備える、請求項１に記載の混合ユニット（１００、２００、３００）。
前記少なくとも１つの流体（１０３）の内の１つの流体が洗浄液であり、前記駆動アセンブリ（１０４）が、前記洗浄液を使用して前記混合チャンバ（１０２）を洗浄するために、所定の周波数および所定の振幅で前記混合チャンバ（１０２）を振動させるように構成される、請求項１に記載の混合ユニット（１００、２００、３００）。
少なくとも１つの流体供給ユニットであって、前記少なくとも１つの流体供給ユニットの内１つの流体供給ユニットが、前記少なくとも２つの区画部（２０２、２０４、３０４、３０６）の内の少なくとも１つの区画部に流体（１０３）を供給する、少なくとも１つの流体供給ユニットと、
前記混合チャンバ（１０２）の前記少なくとも２つの区画部（２０２、２０４、３０４、３０６）の内の１つの区画部内に冷却流体を供給する冷却ユニットであって、前記冷却流体を溜める前記区画部（２０２、２０４、３０４、３０６）が、前記少なくとも１つの流体（１０３）を冷却するために、前記少なくとも１つの流体（１０３）を溜める別の区画部（２０２、２０４、３０４、３０６）に隣接して配置される、冷却ユニットと
をさらに備える、請求項１に記載の混合ユニット（１００、２００、３００）。
前記混合チャンバ（１０２）から前記少なくとも１つの流体（１０３）を汲み出すための少なくとも１つの流体排出ユニットをさらに備える、請求項１に記載の混合ユニット（１００、２００、３００）。
前記少なくとも１つの流体（１０３）が、少なくとも１つのアミノ酸を含む、請求項１に記載の混合ユニット（１００、２００、３００）。
前記少なくとも１つの流体（１０３）を前記混合ユニット（１００、２００、３００）に供給するステップであって、前記混合ユニット（１００、２００、３００）が、少なくとも１つの流体（１０３）を溜める混合チャンバ（１０２）と、前記混合チャンバ（１０２）に動作可能に連結された駆動アセンブリ（１０４）とを備える、ステップと、
前記少なくとも１つの流体（１０３）を攪拌するために、駆動アセンブリ（１０４）を使用して前記混合チャンバ（１０２）を振動させるステップと
を含む、少なくとも１つの流体（１０３）を混合ユニット（１００、２００、３００）内で攪拌する方法。
前記混合チャンバ（１０２）が、前記少なくとも１つの流体（１０３）を混合するために、所定の周波数および所定の振幅で振動され、前記混合チャンバ（１０２）を振動させる前記駆動アセンブリ（１０４）が、前記混合チャンバ（１０２）に動作可能に接続された軸（１０６）と、前記軸（１０６）に動作可能に接続された駆動ユニットであって、混合チャンバ（１０２）を振動させるために前記軸（１０６）を駆動させる、駆動ユニットとを備える、請求項１０に記載の方法。
前記少なくとも１つの流体（１０３）の内の１つの流体が洗浄液であり、前記駆動アセンブリ（１０４）が、前記洗浄液を使用して前記混合チャンバ（１０２）を洗浄するために、所定の周波数および所定の振幅で前記混合チャンバ（１０２）を振動させるように構成される、請求項１０に記載の方法。
前記混合チャンバ（１０２）が少なくとも２つの区画部（２０２、２０４、３０４、３０６）を備え、前記少なくとも２つの区画部（２０２、２０４、３０４、３０６）の内の１つの区画部が前記少なくとも１つの流体（１０３）を溜める、請求項１０に記載の方法であって、
前記少なくとも１つの流体供給ユニットの内の１つの流体供給ユニットによって、前記少なくとも２つの区画部（２０２、２０４、３０４、３０６）の内の少なくとも１つの区画部に流体（１０３）を供給するステップと、
冷却ユニットによって、前記少なくとも２つの区画部（２０２、２０４、３０４、３０６）の内の１つの区画部内に冷却流体を供給するステップであって、前記冷却流体を溜める前記区画部（２０２、２０４、３０４、３０６）が、前記少なくとも１つの流体（１０３）を冷却するために、前記少なくとも１つの流体（１０３）を溜める別の区画部（２０２、２０４、３０４、３０６）を囲んで配置される、ステップと
をさらに含む、方法。