JP2022548982A - 生成物品質特性測定 - Google Patents

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Abstract

生体試料の分析物の生成物品質特性を測定するためのシステムは、第１の流量制御デバイス、試料精製デバイス、第１および第２の試料分析器と流体連通している第２の流量制御デバイスであって、第１の試料分析器が、第１のクロマトグラフィーカラムを含む、第２の流量制御デバイス、ならびに、システムの操作の間に、制御ユニットが、第２の流量制御デバイスの配置を調節して、生体試料の一部を第１および第２の試料分析器のうちの１つへ向かわせ、第１および第２の試料分析器のうちの１つによる生体試料の一部の分析に基づいて、生体試料の分析物の生成物品質特性を決定するように構成された制御ユニットを含む。【選択図】図１

Description

関連出願に対する相互参照
本出願は、２０１９年９月２３日に出願された米国仮特許出願第６２／９０４，６８２号に対する優先権を主張し、この出願の全内容は、参照によって本明細書に組み入れられる。
本開示は、連続的な生物学的製造システムからの回収試料を含む試料についての生成物品質特性測定のためのシステムおよび方法に関する。
組換えタンパク質をコードする核酸を含有する哺乳動物細胞は、しばしば、治療的または商業的に重要なタンパク質を生成するために使用されている。統合された連続的な生物学的製造は、そのようなタンパク質に基づく治療に関連する費用を低減する重要な態様である。監視システムは、さまざまな生物学的生成物およびプロセス条件を評価するために生物学的製造において使用される。
治療用タンパク質物質および他の生体分子の統合された連続的な生物学的製造は、命を救う薬物の将来の生成のため、およびそのような生体分子の利用可能性に依拠する治療の広範な採用を増強するために大いに期待できる。各種の配置の２カラムおよびマルチカラムクロマトグラフィーシステムは、工業規模での生物学的製造のために使用することができる。そのようなシステムにおいて、クロマトグラフィーシステムからの溶出液の分析を使用して、各種の生成物品質特性を決定して、多種多様なバイオプロセス条件を監視および調節することができる。
本開示は、バイオリアクターから回収された試料および直列または並列でシステムに導入されたオフライン試料を含む生体試料中の分析物についての１つまたはそれ以上の生成物品質特性を決定するための方法およびシステムを特徴とする。限定されるものではないが、分析物の濃度、分析物の電荷バリアントまたは不均一性、分析物の凝集および分析物の完全性または純度を含む各種の生成物品質特性を測定することができる。本システムは、特異的な生成物品質特性の測定に特化した異なる種類のクロマトグラフィーカラムを備えた試料分析器を含むことができる。測定される生成物品質特性を使用して、生物学的製造プロセスに関連するパラメーターおよび操作に対するフィードバックおよび制御を提供することができる。
１つの態様において、本開示は、生体試料の分析物の生成物品質特性を測定するためのシステムであって、システムが、第１の流量制御デバイス、第１の流量制御デバイスと流体連通している試料精製デバイス、第１の流量制御デバイス、試料精製デバイスならびに第１および第２の試料分析器と流体連通している第２の流量制御デバイスであって、第１の試料分析器が、第１のクロマトグラフィーカラムを含む、第２の流量制御デバイス、第１および第２の流量制御デバイスに連結されている制御ユニットであって、システムの操作の間に、制御ユニットが、（ａ）生体試料の一部が第２の流量制御デバイスに受け入れられるように、第１の流量制御デバイスの配置を調節して、生体試料の一部を、第１の流量制御デバイスから、試料精製デバイスまたは第２の流量制御デバイスのいずれかへ向かわせる；（ｂ）第２の流量制御デバイスの配置を調節して、生体試料の一部を、第１および第２の試料分析器のうちの１つへ向かわせる；ならびに（ｃ）第１および第２の試料分析器のうちの１つによる生体試料の一部の分析に基づいて、生体試料の分析物の生成物品質特性を決定するように構成された、制御ユニットを特徴とする、システムを特徴とする。
本システムの実施形態は、以下の構成のうちのいずれか１つまたはそれ以上を含むことができる。
第１のクロマトグラフィーカラムは、カチオン交換クロマトグラフィーカラム、サイズ排除クロマトグラフィーカラムまたは逆相クロマトグラフィーカラムである。試料精製デバイスは、アフィニティークロマトグラフィーカラムを含むことができる。
第２の試料分析器は、生体試料中の分析物の量を表す電気信号を発生するように構成された定量検出器を含むことができる。第１のクロマトグラフィーカラムは、定量検出器と流体連通しており、定量検出器は、第１のクロマトグラフィーカラムからの溶出液流中の分析物の量を表す電気信号を発生するように構成することができる。
第１の試料分析器は、第１のクロマトグラフィーカラムと流体連通している定量検出器であって、第１のクロマトグラフィーカラムからの溶出液流中の分析物の量を表す電気信号を発生するように構成された定量検出器を含むことができる。第２の試料分析器は、第２のクロマトグラフィーカラムを含むことができ、第２のクロマトグラフィーカラムは、第１のクロマトグラフィーカラムと異なり、カチオン交換クロマトグラフィーカラム、サイズ排除クロマトグラフィーカラム、逆相クロマトグラフィーカラムおよび親水性相互作用クロマトグラフィーカラムのうちの１つである。
第２の流量制御デバイスは、第３のクロマトグラフィーカラムを含む第３の試料分析器と流体連通することができ、第３のクロマトグラフィーカラムは、第１および第２のクロマトグラフィーカラムと異なり、カチオン交換クロマトグラフィーカラム、サイズ排除クロマトグラフィーカラム、逆相クロマトグラフィーカラムおよび親水性相互作用クロマトグラフィーカラムのうちの１つである。
第２の流量制御デバイスは、４つの追加の試料分析器と流体連通することができ、４つの追加の試料分析器のそれぞれは、第１のクロマトグラフィーカラムとも、４つの追加の試料分析器の他のもののクロマトグラフィーカラムとも異なるクロマトグラフィーカラムを特徴とする。
分析物の生成物品質特性は、生体試料中の分析物の濃度、生体試料中の分析物の凝集の尺度、生体試料中の分析物の電荷バリアントまたは不均一性の尺度、あるいは生体試料中の分析物の純度または完全性の尺度である。
アフィニティークロマトグラフィーカラムは、プロテインＡクロマトグラフィーカラム、プロテインＧクロマトグラフィーカラムおよび受容体結合カラムのうちの１つである。分析物は、生体試料中のタンパク質（例えば、抗体）を含むことができる。
本システムは、第１および第２の試料分析器ならびに第２の流量制御デバイスと流体連通しており、制御ユニットに連結されたカラムマネージャーを含むことができ、制御ユニットは、カラムマネージャーの配置を調節して、生体試料の一部を、第１および第２の試料分析器のうちの１つへ向かわせるように構成されている。
本システムは、第１、第２および第３の試料分析器ならびに第２の流量制御デバイスと流体連通しており、制御ユニットに連結されたカラムマネージャーを含むことができ、制御ユニットは、カラムマネージャーの配置を調節して、生体試料の一部を、第１、第２、第３および第４の試料分析器のうちの１つへ向かわせるように構成することができる。
生体試料の一部は、第１の部分であり、生成物品質特性は、第１の生成物品質特性であり、制御ユニットは、システムの操作の間に、（ｄ）生体試料の第２の部分が第２の流量制御デバイスに受け入れられるように、第１の流量制御デバイスの配置を調節して、生体試料の第２の部分を、第１の流量制御デバイスから、試料精製デバイスまたは第２の流量制御デバイスのいずれかへ向かわせる；（ｅ）第２の流量制御デバイスの配置を調節して、生体試料の第２の部分を、生体試料の第１の部分を受け入れなかった第１および第２の試料分析器のうちの１つへ向かわせる；ならびに（ｆ）生体試料の第２の部分を受け入れた第１および第２の試料分析器のうちの１つによる生体試料の第２の部分の分析に基づいて、生体試料の分析物の第２の生成物品質特性を決定するように構成することができる。第１および第２の生成物品質特性は異なり、第１および第２の生成物品質特性は、生体試料中の分析物の濃度、生体試料中の分析物の凝集の尺度、生体試料中の分析物の電荷バリアントまたは不均一性の尺度、および生体試料中の分析物の純度または完全性の尺度からなる群からそれぞれ選択することができる。
生体試料の一部は、第１の部分であり、生成物品質特性は、第１の生成物品質特性であり、制御デバイスは、生体試料の別の部分を用いて工程（ａ）～（ｃ）を繰り返して、生体試料の分析物についての２つの異なる生成物品質特性を決定するように構成することができる。
生体試料の一部は、第１の部分であり、生成物品質特性は、第１の生成物品質特性であり、制御デバイスは、生体試料の２つの他の部分を用いて工程（ａ）～（ｃ）を繰り返して、生体試料の分析物についての３つの異なる生成物品質特性を決定するように構成することができる。
生体試料の一部は、第１の部分であり、生成物品質特性は、第１の生成物品質特性であり、制御デバイスは、生体試料の３つの他の部分を用いて工程（ａ）～（ｃ）を繰り返して、生体試料の分析物についての４つの異なる生成物品質特性を決定するように構成することができる。
生成物品質特性は、生体試料中の分析物の濃度、生体試料中の分析物の凝集の尺度、生体試料中の分析物の電荷バリアントまたは不均一性の尺度、および生体試料中の分析物の純度または完全性の尺度からなる群からそれぞれ選択することができる。
本システムは、制御ユニットに連結された試料採取デバイスであって、生体試料を受け入れ、生体試料の一部を第１の流体制御デバイスに送達するように構成された試料採取デバイスを含むことができる。試料採取デバイスは、生体試料を容器に受け入れるように構成された容器インターフェースを含むことができる。試料採取デバイスは、生体試料を受け入れるように構成された流体チャネルを含むことができ、制御ユニットは、システムの操作の間に、信号を試料採取デバイスに送信して、試料採取デバイスに、生体試料の一部を流体チャネルから第１の流量制御デバイスに排出させるように構成することができる。
本システムは、第２の流量制御デバイス、第１および第２の試料分析器、ならびに第１および第２の試料分析器にそれぞれ関連する第１および第２の緩衝液リザーバーと流体連通しているポンプを含むことができ、制御ユニットおよびポンプは、システムの操作の間に、生体試料の一部が第１および第２の試料分析器のうちの１つへ向かう時に、ポンプが、緩衝溶液を、対応する関連する緩衝液リザーバーから第１および第２の試料分析器のうちの１つに送達するように構成されている。
本システムは、第２の流量制御デバイス、第１、第２および第３の試料分析器、ならびに第１、第２および第３の試料分析器にそれぞれ関連する第１、第２および第３の緩衝液リザーバーと流体連通しているポンプを含むことができ、制御ユニットおよびポンプは、システムの操作の間に、生体試料の一部が第１、第２および第３の試料分析器のうちの１つへ向かう時に、ポンプが、緩衝溶液を、対応する関連する緩衝液リザーバーから第１、第２および第３の試料分析器のうちの１つに送達するように構成されている。
本システムは、第２の流量制御デバイス、第１の試料分析器、および第１の試料分析器に関連する緩衝液リザーバーと流体連通しているポンプを含むことができ、第１のクロマトグラフィーカラムは、カチオン交換カラムであり、制御ユニットおよびポンプは、システムの操作の間に、ポンプが、酢酸緩衝液を、第１のクロマトグラフィーカラムに送達して、第１のクロマトグラフィーカラムに沿って生体試料の一部を伝播するように構成されている。酢酸緩衝液は、４．０またはそれ以下のｐＨを有することができる。
生体試料は、バイオリアクターから抽出された回収培地である。生体試料は、生物学的製造システムからの中間体または生成物の溶液である。生体試料は、細胞培養物の一部である。
定量検出器は、ダイオードアレイ検出器、生体試料の一部についての吸光度情報を測定するように構成された分光測定検出器、蛍光検出器および／または質量分析検出器を含むことができる。
本システムの実施形態は、他に明記される場合を除いて、異なる実施形態に個々に開示される構成の任意の組み合わせを含む、本明細書に記載される他の構成のいずれかも含むことができる。
別の態様において、本開示は、生体試料の分析物についての生成物品質特性を測定するためのシステムであって、システムが、第１の流量制御デバイス、第１の流量制御デバイスと流体連通している精製クロマトグラフィーカラムを含む試料精製デバイス、第１の流量制御デバイスおよび試料精製デバイスと流体連通している第２の流量制御デバイス、第２の流量制御デバイスと流体連通している第１のクロマトグラフィーカラムを含む第１の試料分析器、第２の流量制御デバイスと流体連通している第２のクロマトグラフィーカラムを含む第２の試料分析器、第２の流量制御デバイスと流体連通している第３のクロマトグラフィーカラムを含む第３の試料分析器、定量検出器を含む第４の試料分析器、ならびに第１および第２の流量制御デバイスに連結されている制御ユニットであって、システムの操作の間に、制御ユニットが、（ａ）生体試料の一部が第２の流量制御デバイスに受け入れられるように、第１の流量制御デバイスの配置を調節して、生体試料の第１の部分を、第１の流量制御デバイスから、試料精製デバイスまたは第２の流量制御デバイスのいずれかへ向かわせる；（ｂ）第２の流量制御デバイスの配置を調節して、生体試料の第１の部分を、第１、第２、第３および第４の試料分析器のうちの１つへ向かわせる；（ｃ）第１、第２、第３および第４の試料分析器のうちの１つによる生体試料の一部の分析に基づいて、生体試料の分析物の第１の生成物品質特性を決定する；ならびに（ｄ）生体試料の３つの追加の部分を用いて工程（ａ）～（ｃ）を繰り返し、生体試料のそれぞれの一部を試料分析器の異なる１つへ向かわせるように第２の流量制御デバイスの配置を調節して、生体試料の分析物の合計４つの生成物品質特性を決定するように構成された、制御ユニットを特徴とする、システムを特徴とする。
本システムの実施形態は、以下の構成のうちのいずれか１つまたはそれ以上を含むことができる。
４つの生成物品質特性のそれぞれは、異なることができる。第１、第２および第３のクロマトグラフィーカラムのそれぞれは、異なる種類のカラムであることができる。第１のクロマトグラフィーカラムは、カチオン交換カラムであることができ、第２のクロマトグラフィーカラムは、サイズ排除カラムであることができ、第３のクロマトグラフィーカラムは、逆相カラムまたは親水性相互作用カラムであることができる。
第１の試料分析器は、生体試料中の分析物の電荷バリアントまたは不均一性の尺度についての情報を決定することができ、第２の試料分析器は、生体試料中の分析物の凝集の尺度についての情報を決定することができ、第３の試料分析器は、生体試料中の分析物の純度または完全性の尺度についての情報を決定することができ、第４の試料分析器は、生体試料中の分析物の濃度についての情報を決定することができる。
４つの生成物品質特性は、生体試料中の分析物の電荷バリアントまたは不均一性の尺度、生体試料中の分析物の凝集の尺度、生体試料中の分析物の純度または完全性の尺度、および生体試料中の分析物の濃度を含むことができる。第１のクロマトグラフィーカラムは、カチオン交換クロマトグラフィーカラムであり、第２のクロマトグラフィーカラムは、サイズ排除クロマトグラフィーカラムであり、第３のクロマトグラフィーカラムは、逆相クロマトグラフィーカラムである。
試料精製デバイスは、アフィニティークロマトグラフィーカラムを含むことができる。分析物は、生体試料中のタンパク質を含むことができる。タンパク質は、生体試料中の抗体を含むことができる。
本システムは、第１、第２および第３の試料分析器ならびに第２の流量制御デバイスと流体連通しており、制御ユニットに連結されたカラムマネージャーを含むことができ、制御ユニットは、カラムマネージャーの配置を調節して、生体試料の一部を、第１、第２および第３の試料分析器のうちの１つへ向かわせるように構成されている。本システムは、制御ユニットに連結された試料採取デバイスであって、生体試料を受け入れ、生体試料の一部を第１の流体制御デバイスに送達するように構成された試料採取デバイスを含むことができる。
定量検出器は、ダイオードアレイ検出器、生体試料の一部についての吸光度情報を測定するように構成された、分光測定検出器、蛍光検出器および質量分析検出器のうちの１つを含むことができる。
本システムの実施形態は、他に明記される場合を除いて、異なる実施形態に個々に開示される構成の任意の組み合わせを含む、本明細書に記載される他の構成のいずれかも含むことができる。
さらなる態様において、本開示は、生体試料の分析物の生成物品質特性を測定するための方法であって、方法が、操作中のバイオリアクターまたは操作中のバイオリアクターと流体連通している精製装置から生体試料を抽出することによって、生体試料を得ること、生体試料の第１の部分を第１の試料分析器へ向かわせること、および第１の試料分析器において生体試料の第１の部分を分析することによって、生体試料の分析物の第１の生成物品質特性についての情報を得ること、生体試料の第２の部分を第２の試料分析器へ向かわせること、および第２の試料分析器において生体試料の第２の部分を分析することによって、生体試料の分析物の第２の生成物品質特性についての情報を得ることを含み、第１および第２の生成物品質特性が、異なり、第１および第２の生成物品質特性のうちの少なくとも１つが、生体試料中の分析物の電荷バリアントまたは不均一性の尺度、生体試料中の分析物の凝集の尺度、生体試料中の分析物の純度または完全性の尺度、および生体試料中の分析物の濃度を含む、方法を特徴とする。
本方法の実施形態は、他に明記される場合を除いて、異なる実施形態に個々に開示される構成の任意の組み合わせを含む、本明細書に記載される他の構成のいずれかも含むことができる。
定義
「単位操作」という用語は、専門用語であり、液体培養培地から治療用タンパク質原薬を製造するプロセスにおいて行うことができる機能的工程を意味する。例えば、操作の単位は、濾過すること（例えば、組換え治療用タンパク質を含有する流体からの、混入物である細菌、酵母ウイルスもしくはマイコバクテリア、および／または粒子物質の除去）、捕捉すること、エピトープタグの除去、精製すること、保管または貯蔵すること、ポリッシングすること、ウイルスを不活性化すること、組換え治療用タンパク質を含有する流体のイオン濃度および／またはｐＨを調節すること、ならびに望ましくない塩を除去することである。
「クロマトグラフィーのサイクル」または「クロマトグラフィーサイクル」という用語は、専門用語であり、単一のクロマトグラフィーカラムを使用する単一ラウンドのクロマトグラフィーにおいて行われるすべての工程を意味する。例えば、クロマトグラフィーのサイクルは、クロマトグラフィーカラムを緩衝液で平衡化する工程、組換えタンパク質を含む試料をクロマトグラフィーカラムに通過させる工程、組換えタンパク質をクロマトグラフィーカラムから溶出させる工程、および変性緩衝液をカラムに通過させることによってクロマトグラフィーカラムを洗浄する工程を含むことができる。クロマトグラフィーのサイクルにおいて行われる工程の追加の例は、本明細書に記載される。クロマトグラフィーのサイクルにおいて行われる工程のさらなる例は、当技術分野において周知でもある。
「捕捉すること」という用語は、液体培養培地または希釈された液体培養培地（例えば、培養培地タンパク質、あるいは哺乳動物細胞に存在するか、またはそれから分泌される、１つもしくはそれ以上の他の構成成分（例えば、ＤＮＡ、ＲＮＡまたは他のタンパク質））中に存在する、１つまたはそれ以上の他の構成成分から、組換え治療用タンパク質を、部分的に精製するまたは単離する（例えば、重量で、少なくとももしくは約５％、例えば、少なくとももしくは約１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、または少なくとももしくは約９５％純粋に）、濃縮する、および安定化させるために行われる工程を意味する。典型的には、捕捉することは、組換え治療用タンパク質と結合する樹脂を使用して（例えば、アフィニティークロマトグラフィーの使用により）行われる。液体培養培地または希釈された液体培養培地から組換え治療用タンパク質を捕捉するための非限定的な方法は、本明細書に記載されており、他のものは、当技術分野において公知である。組換え治療用タンパク質は、少なくとも１つのクロマトグラフィーカラムおよび／またはクロマトグラフィー膜（例えば、本明細書に記載されるクロマトグラフィーカラムおよび／またはクロマトグラフィー膜のいずれか）を使用して、液体培養培地から捕捉することができる。
「精製すること」という用語は、１つもしくはそれ以上の他の不純物（例えば、バルク不純物）または組換え治療用タンパク質を含有する流体中に存在する構成成分（例えば、哺乳動物細胞中に存在するまたはそれから分泌される、液体培養培地のタンパク質または１つもしくはそれ以上の他の構成成分（例えば、ＤＮＡ、ＲＮＡ、他のタンパク質、内毒素、ウイルスなど））から組換え治療用タンパク質を単離するために行われる工程を意味する。例えば、精製することは、初期の捕捉工程の間またはその後に行うことができる。精製は、（例えば、アフィニティークロマトグラフィー、疎水性相互作用クロマトグラフィー、アニオンもしくはカチオン交換クロマトグラフィーまたは分子篩クロマトグラフィーの使用により）組換え治療用タンパク質または混入物のいずれかと結合する、樹脂、膜または任意の他の固体支持体を使用して行うことができる。組換え治療用タンパク質は、少なくとも１つのクロマトグラフィーカラムおよび／またはクロマトグラフィー膜（例えば、本明細書に記載されるクロマトグラフィーカラムまたはクロマトグラフィー膜のいずれか）を使用して、組換え治療用タンパク質を含有する流体から精製することができる。
「ポリッシングする」という用語は、専門用語であり、最終的な所望の純度に近い、組換え治療用タンパク質を含有する流体から、残留している微量もしくは少量の混入物または不純物を除去するために行われる工程を意味する。例えば、ポリッシングすることは、組換え治療用タンパク質を含有する流体を、組換え治療用タンパク質を含有する流体中に存在する標的組換え治療用タンパク質または少量の混入物もしくは不純物のいずれかに選択的に結合する、クロマトグラフィーカラムまたは膜吸収剤に通過させることによって行うことができる。そのような例において、クロマトグラフィーカラムまたは膜吸収剤の溶出液／濾液は、組換え治療用タンパク質を含有する。
「濾過すること」という用語は、液体（例えば、本明細書に記載されるシステムまたはプロセスのいずれかの中に存在する液体培養培地または流体）から、望ましくない生物学的混入物（例えば、哺乳動物細胞、細菌、酵母細胞、ウイルスまたはマイコバクテリア）および／または粒子物質（例えば、沈殿したタンパク質）の少なくとも一部（例えば、少なくとも８０％、９０％、９５％、９６％、９７％、９８％または９９％）の除去を意味する。
「溶出液／濾液」という用語は、専門用語であり、検出可能な量の組換え治療用タンパク質を含有する、クロマトグラフィーカラムまたはクロマトグラフィー膜から排出される流体を意味する。
ある特定の文脈において、「単離する」または「単離すること」という用語は、濾液（例えば、本記載の方法を使用して発生した濾液）中に存在する１つまたはそれ以上の他の構成成分、例えば、濾液中に存在するＤＮＡ、ＲＮＡおよび／または他のタンパク質のうちの１つもしくはそれ以上の構成成分から、組換えタンパク質を、少なくとも部分的に精製することまたは精製すること（例えば、重量で、少なくとももしくは約５％、例えば、少なくとももしくは約１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、または少なくとももしくは約９５％純粋に）を意味する。濾液からタンパク質を単離するための非限定的な方法は、本明細書に記載されており、他のものは、当技術分野において公知である。
「統合プロセス」という用語は、特定の結果（例えば、液体培養培地からの治療用タンパク質原薬の産生）を達成するために、協同的に機能する構造的要素を使用して行われるプロセスを意味する。
「連続プロセス」という用語は、システムの少なくとも一部により、流体を連続的に供給するプロセスを意味する。例えば、本明細書に記載される例示的な連続生物学的製造システムのいずれかにおいて、組換え治療用タンパク質を含有する液体培養培地は、システムが作動中の間、システムに連続的に供給され、そして、治療用タンパク質原薬は、システムから送出される。別の例において、連続プロセスは、第１のＭＣＣＳにより、組換え治療用タンパク質を含有する液体培養培地をバイオリアクターから連続的に供給するプロセスである。連続プロセスの別の例は、第１および第２のＭＣＣＳにより、組換え治療用タンパク質を含有する液体培養培地をバイオリアクターから連続的に供給するプロセスである。追加の例としては、第１のＭＣＣＳにより組換え治療用タンパク質を含有する液体培養培地を連続的に供給するプロセス、第１および第２のＭＣＣＳにより組換え治療用タンパク質を含有する液体培養培地を連続的に供給するプロセス、または第２のＭＣＣＳにより組換え治療用タンパク質を含有する流体を連続的に供給するプロセスが挙げられる。
「生物学的製造システム」または「生物学的製造システム」という用語は、生物学的薬物を生成するためのシステムを指す。
「生物学的薬物」という用語は、生命体もしくはその産物から作られたまたは得られた任意の治療用物質を意味し、これは、病状の予防、診断または処置において使用される。そのため、生物学的薬物またはバイオ医薬品は、治療目的またはインビボ診断目的のために使用される、バイオテクノロジーを使用して生成される医薬、例えば、タンパク質（例えば、組換え治療用タンパク質）または核酸（ＤＮＡ、ＲＮＡまたはアンチセンスオリゴヌクレオチド）である。
「マルチカラムクロマトグラフィーシステム」または「ＭＣＣＳ」という用語は、合計で２つもしくはそれ以上の相互接続されているまたは切り替えのクロマトグラフィーカラムおよび／あるいはクロマトグラフィー膜のシステムを意味する。マルチカラムクロマトグラフィーシステムの非限定的な例は、合計で２つもしくはそれ以上の相互接続されているまたは切り替えのクロマトグラフィーカラムおよび／あるいはクロマトグラフィー膜を含有する、定期的向流クロマトグラフィーシステム（ＰＣＣ）である。マルチカラムクロマトグラフィーシステムの追加の例は、本明細書に記載されており、当技術分野において公知である。
「哺乳動物細胞」という用語は、任意の哺乳動物（例えば、ヒト、ハムスター、マウス、ミドリザル、ラット、ブタ、ウシまたはウサギ）からまたはそれらに由来する任意の細胞を意味する。いくつかの実施形態において、哺乳動物細胞は、例えば、不死化細胞、分化細胞または未分化細胞である。
「細胞培養物」という用語は、液体培養培地（例えば、本明細書に記載される液体培養培地のいずれか）に懸濁された複数の哺乳動物細胞（例えば、本明細書に記載される哺乳動物細胞のいずれか）を意味する。細胞培養物は、約０．１×１０６個細胞／ｍＬより高い（例えば、約１．０×１０６個細胞／ｍＬより高い、約５．０×１０６個細胞／ｍＬより高い、約１０×１０６個細胞／ｍＬより高い、約１５×１０６個細胞／ｍＬより高い、約２０×１０６個細胞／ｍＬより高い、約２５×１０６個細胞／ｍＬより高い、約３０×１０６個細胞／ｍＬより高い、約３５×１０６個細胞／ｍＬより高い、約４０×１０６個細胞／ｍＬより高い、約４５×１０６個細胞／ｍＬより高い、約５０×１０６個細胞／ｍＬより高い、約５５×１０６個細胞／ｍＬより高い、約６０×１０６個細胞／ｍＬより高い、約６５×１０６個細胞／ｍＬより高い、約７０×１０６個細胞／ｍＬより高い、約７５×１０６個細胞／ｍＬより高い、約８０×１０６個細胞／ｍＬより高い、約８５×１０６個細胞／ｍＬより高い、約９０×１０６個細胞／ｍＬより高い、約９５×１０６個細胞／ｍＬより高い、または約１００×１０６個細胞／ｍＬより高い）の細胞密度を有することができる。
「培養すること」または「細胞培養すること」という用語は、制御された一組の物理的条件下で、液体培養培地中の哺乳動物細胞の維持または成長を意味する。
「液体培養培地」という用語は、哺乳動物細胞がインビトロで培地中で成長するのを可能にする十分な栄養素を含有する流体を意味する。例えば、液体培養培地は、アミノ酸（例えば、２０アミノ酸）、プリン（例えば、ヒポキサンチン）、ピリミジン（例えば、チミジン）、コリン、イノシトール、チアミン、葉酸、ビオチン、カルシウム、ナイアシンアミド、ピリドキシン、リボフラビン、チミジン、シアノコバラミン、ピルベート、リポ酸、マグネシウム、グルコース、ナトリウム、カリウム、イオン、銅、亜鉛、セレン、および他の必要な微量金属、ならびに重炭酸ナトリウムのうちの１つまたはそれ以上を含有することができる。液体培養培地は、哺乳動物由来の血清を含有することができる。いくつかの例において、液体培養培地は、哺乳動物由来の血清または別の抽出物を含有しない（定義された液体培養培地）。液体培養培地は、微量金属、哺乳動物成長ホルモンおよび／または哺乳動物成長因子を含有することができる。液体培養培地の非限定的な例は、本明細書に記載されており、追加の例は、当技術分野において公知であり、市販されている。
「免疫グロブリン」という用語は、免疫グロブリンタンパク質（例えば、可変ドメイン配列、フレームワーク配列または定常ドメイン配列）の少なくとも１５アミノ酸（例えば、少なくとも２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０または１００アミノ酸）のアミノ酸配列を含有するポリペプチドを意味する。免疫グロブリンは、例えば、少なくとも１５アミノ酸の軽鎖免疫グロブリン、例えば、少なくとも１５アミノ酸の重鎖免疫グロブリンを含むことができる。免疫グロブリンは、単離された抗体（例えば、ＩｇＧ、ＩｇＥ、ＩｇＤ、ＩｇＡまたはＩｇＭ）であることができる。免疫グロブリンは、ＩｇＧのサブクラス（例えば、ＩｇＧ１、ＩｇＧ２、ＩｇＧ３またはＩｇＧ４）であることができる。免疫グロブリンは、抗体断片、例えば、Ｆａｂ断片、Ｆ（ａｂ’）２断片またはｓｃＦｖ断片であることができる。免疫グロブリンはまた、二重特異性抗体もしくは三重特異性抗体、または二量体、三量体もしくは多量体の抗体、またはダイアボディ、Ａｆｆｉｂｏｄｙ（登録商標）もしくはＮａｎｏｂｏｄｙ（登録商標）であることができる。免疫グロブリンはまた、少なくとも１つの免疫グロブリンドメインを含む操作されたタンパク質（例えば、融合タンパク質）であることができる。免疫グロブリンの非限定的な例は、本明細書に記載されており、免疫グロブリンの追加の例は、当技術分野において公知である。
「組換え治療用タンパク質」または「組換えタンパク質」という用語は、組換えＤＮＡ技術を用いて得られる任意の治療用タンパク質を指す。本明細書で使用される場合、「組換え治療用タンパク質」は、例えば、抗体もしくは抗体断片、酵素、操作されたタンパク質、または免疫原性タンパク質もしくはタンパク質断片を含む。
「タンパク質断片」または「ポリペプチド断片」という用語は、少なくとももしくは約４アミノ酸、少なくとももしくは約５アミノ酸、少なくとももしくは約６アミノ酸、少なくとももしくは約７アミノ酸、少なくとももしくは約８アミノ酸、少なくとももしくは約９アミノ酸、少なくとももしくは約１０アミノ酸、少なくとももしくは約１１アミノ酸、少なくとももしくは約１２アミノ酸、少なくとももしくは約１３アミノ酸、少なくとももしくは約１４アミノ酸、少なくとももしくは約１５アミノ酸、少なくとももしくは約１６アミノ酸、少なくとももしくは約１７アミノ酸、少なくとももしくは約１８アミノ酸、少なくとももしくは約１９アミノ酸、または少なくとももしくは約２０アミノ酸の長さであるか、あるいは２０アミノ酸よりも長い、ポリペプチド配列の一部を意味する。組換えタンパク質断片は、本明細書に記載されるプロセスのいずれかを使用して生成することができる。
「操作されたタンパク質」という用語は、生物（例えば、哺乳動物）内に存在する内因性核酸によって天然でコードされないポリペプチドを意味する。操作されたタンパク質の例としては、酵素（例えば、操作された酵素の安定性および／または触媒活性の増加をもたらす、１つもしくはそれ以上のアミノ酸の置換、欠失、挿入または付加）、融合タンパク質、抗体（例えば、二価抗体、三価抗体またはダイアボディ）、および少なくとも１つの組換え足場配列を含有する抗原結合タンパク質が挙げられる。
「分泌されたタンパク質」または「分泌された組換えタンパク質」という用語は、哺乳動物細胞において、それが、哺乳動物細胞内で翻訳された場合に、および少なくとも一部分において、分泌シグナル配列の酵素的切断により、少なくとも１つの分泌シグナル配列を元々含有しているタンパク質（例えば、組換えタンパク質）が、少なくとも部分的に、細胞外空間（例えば、液体培養培地）に分泌されることを意味する。「分泌された」タンパク質は、分泌されたタンパク質と見なされる細胞から、完全に解離している必要はない。
「灌流バイオリアクター」という用語は、バイオリアクター中に存在する細胞を培養することが、第１の液体培養培地の定期的または連続的な除去、および同時またはその直後に、バイオリアクターに実質的に同じ体積の第２の液体培養培地を添加することを含む、第１の液体培養培地中に複数の細胞（例えば、哺乳動物細胞）を含有するバイオリアクターを意味する。いくつかの例において、培養する期間の間の漸増期間（例えば、約２４時間の期間、約１分～約２４時間の期間、または２４時間より長い期間）にわたって、除去および添加される第１の液体培養培地の体積の漸増変化（例えば、増加または減少）が存在する（例えば、培養培地の日常的な再供給率）。それぞれの日に除去および置き換えられる培地の割合は、培養される特定の細胞、初期播種密度、および特定の時間での細胞密度に応じて変動することができる。「ＲＶ」または「リアクター体積」は、培養するプロセスの開始時に存在する培養培地の体積（例えば、播種後に存在する培養培地の総体積）を意味する。
「フェドバッチバイオリアクター」という用語は、専門用語であり、バイオリアクター中に存在する細胞を培養することが、細胞培養物から第１の液体培養培地もしくは第２の液体培養培地の実質的または十分な除去なしで、第１の液体培養培地への第２の液体培養培地の定期的または連続的な添加を含む、第１の液体培養培地中に複数の細胞（例えば、哺乳動物細胞）を含有するバイオリアクターを意味する。第２の液体培養培地は、第１の液体培養培地と同じであることができる。フェドバッチ培養のいくつかの例において、第２の液体培養培地は、第１の液体培養培地の濃縮形態である。フェドバッチ培養のいくつかの例において、第２の液体培養培地は、乾燥粉末として添加される。
他に定義されない限り、本明細書において使用されるすべての技術用語および科学用語は、本開示が属する技術分野の当業者によって通常理解されるものと同じ意味を有する。本明細書に記載されるものと類似または同等の方法および材料は、本明細書における主題の実施または試験において使用することができるが、好適な方法および材料は、下記に記載される。本明細書において言及されるすべての刊行物、特許出願、特許および他の参考文献は、それらの全体が参照により組み入れられる。矛盾する場合には、定義を含む本明細書が支配する。加えて、材料、方法および実施例は、実例のみであり、限定することを意図するものではない。
１つまたはそれ以上の実施形態の詳細を、添付の図面および下記の明細書において示す。他の構成および利点は、明細書、図面および特許請求の範囲から明らかであろう。
図１は、生体試料の分析物についての生成物品質特性を決定するためのシステムの例の模式図である。 図２は、試料マネージャーの例の模式図である。 図３は、生体試料についての分析物の生成物品質特性を決定するための一組の工程の例を示すフローチャートである。 図４Ａ～４Ｃは、流量制御デバイスの配置の例を示す模式図である。 図４－１の続き。 図５Ａは、複数の試料についての力価クロマトグラムを示すグラフである。 図５Ｂは、複数の試料についての計算された質量ロードおよび濃度を示す表である。 図６Ａは、複数の試料についての力価クロマトグラムを示すグラフである。 図６Ｂは、異なる試料についての測定されたピーク情報を伴う一組の表である。 図７は、一組の試料について測定されたクロマトグラムを示すグラフである。 図８は、生物学的製造システムの例を示す模式図である。 図９は、３つのカラム切り替え技法の例を示す模式図である。 図１０は、治療用モノクローナル抗体の１００Ｌバイオリアクターについての３つの力価法（ＭＩＭＩＣＳ－ｍＰＱＡ－青色；ＣＥＤＥＸ（商標）Ｂｉｏａｎａｌｙｚｅｒ－赤色；Ｏｃｔｅｔ－緑色）を比較するグラフである。ＭＩＭＩＣｓ－ｍＰＱＡにおけるすべてのプロットされたデータポイントは、凍結された回収物であった。データのギャップは、分析されなかった試料を表す。 図１１は、治療用モノクローナル抗体の３Ｌバイオリアクター（Ｖ０９）についての３つの力価法（ＭＩＭＩＣＳ－ｍＰＱＡ－青色；ＣＥＤＥＸ（商標）Ｂｉｏａｎａｌｙｚｅｒ－赤色；Ｏｃｔｅｔ－緑色）を比較するグラフである。ＭＩＭＩＣｓ－ｍＰＱＡにおけるすべてのプロットされたデータポイントは、凍結された回収物であった。データのギャップは、分析されなかった試料を表す。 図１２は、治療用モノクローナル抗体の３Ｌバイオリアクター（Ｖ１２）についての３つの力価法（ＭＩＭＩＣＳ－ｍＰＱＡ－青色；ＣＥＤＥＸ（商標）Ｂｉｏａｎａｌｙｚｅｒ－赤色；Ｏｃｔｅｔ－緑色）を比較するグラフである。ＭＩＭＩＣｓ－ｍＰＱＡにおけるすべてのプロットされたデータポイントは、凍結された回収物であった。データのギャップは、分析されなかった試料を表す。 図１３は、治療用モノクローナル抗体の１００Ｌバイオリアクターについての２つの凝集法（ＭＩＭＩＣＳ－ｍＰＱＡおよびオフライン法）を比較するグラフである。グラフは、２つのアッセイのアウトプット：単量体のパーセンテージおよび高分子量（ＨＭＷ）のパーセンテージを比較する。ＭＩＭＩＣＳ－ｍＰＱＡにおけるすべてのプロットされたデータポイントは、凍結された回収物由来であった。データのギャップは、分析されなかった試料を表す。 図１４は、治療用モノクローナル抗体の３Ｌバイオリアクター（Ｖ０９）についての２つの凝集法（ＭＩＭＩＣＳ－ｍＰＱＡおよびオフライン法）を比較するグラフである。グラフは、２つのアッセイのアウトプット：単量体のパーセンテージおよび高分子量（ＨＭＷ）のパーセンテージを比較する。ＭＩＭＩＣＳ－ｍＰＱＡにおけるすべてのプロットされたデータポイントは、凍結された回収物由来であった。データのギャップは、分析されなかった試料を表す。 図１５は、治療用モノクローナル抗体の３Ｌバイオリアクター（Ｖ１２）についての２つの凝集法（ＭＩＭＩＣＳ－ｍＰＱＡおよびオフライン法）を比較するグラフである。グラフは、２つのアッセイのアウトプット：単量体のパーセンテージおよび高分子量（ＨＭＷ）のパーセンテージを比較する。ＭＩＭＩＣＳ－ｍＰＱＡにおけるすべてのプロットされたデータポイントは、凍結された回収物由来であった。データのギャップは、試料が分析されなかったことを表す。 図１６は、全体の純度％について、治療用モノクローナル抗体から、すべてのバイオリアクター（１００Ｌ、３Ｌ Ｖ０９、３Ｌ Ｖ１２）についての２つの純度法（ＭＩＭＩＣＳ－ｍＰＱＡおよびオフライン法）を比較するグラフである。ＭＩＭＩＣＳ－ｍＰＱＡにおけるすべてのプロットされたデータポイントは、凍結された回収物由来であった。データのギャップは、分析されなかった試料を表す。
図面中の同様の記号は、同様の要素を示す。
序論
工業規模での生物学的製造を、各種の配置の２カラムおよびマルチカラムクロマトグラフィーシステムにおいて行うことができる。これらの複雑なシステムにおいて、生成物の収率、品質および廃棄物率は、多数のプロセスに関連するパラメーターおよび工程の関数である。治療用タンパク質および他の商業的に価値のある生体分子の製造の間に、生成物の結果は、これらのパラメーターおよび工程によって強く影響される。したがって、そのようなパラメーターおよび工程に対する適切な制御は、大規模製造の重要な態様である。生物学的製造システムの構成および態様は、例えば、ＰＣＴ特許出願公開の国際公開第２０１４／１３７９０３号に開示されており、その全内容は、参照によって本明細書に組み入れられる。
自動制御を含む生物学的製造パラメーターに対して適切な制御を行うことは、バイオリアクターの回収物、中間の溶液流および／または生成物を監視することによって容易になる。従来の監視技法としては、例えば、ＵＶ吸光度測定が挙げられる。
残念ながら、そのような方法は、温度、湿度、周囲光強度および局所的な試料の不均一性などの因子に起因して、数日の測定期間にわたってドリフトを被る。さらにまた、そのような方法は、複数の量を、計算すること、またはそうでなければ決定することが可能ではない場合がある。複雑な生物学的製造環境において、複数の量が、通常、プロセスパラメーターの調節のための好適なフィードバック情報を提供するために評価される。
本開示は、複数の生成物品質特性の値を決定するために使用することができるシステムおよび方法を特徴とする。本システムは、二次元クロマトグラフィーシステムとして実行することができる。本システムの第１の次元に沿って、生体試料の一部を、場合により、クロマトグラフィーカラムを含むことができる試料精製デバイスを使用して精製することができる。本システムの第２の次元に沿って、次いで、試料の一部を、複数の異なる試料分析器のうちの１つへ向かわせて、試料についての生成物品質特性を決定することができる。試料の追加の部分を、異なる試料分析器へ向かわせて、試料についての異なる生成物品質特性を決定することができる。
生成物品質特性分析システム
図１は、複数の生成物品質特性を測定するための測定システム１００の例を示す模式図である。システム１００は、試料マネージャー１０２、第１のポンプ１０４（例えば、バイナリポンプ）、第１の流量制御デバイス１０６、試料精製デバイス１０８、第２の流量制御デバイス１１０、カラムマネージャー１１２、複数の試料分析器１１４ａ～１１４ｂ、検出器１１６、第２のポンプ１１８（例えば、クォータナリポンプ）、溶媒／緩衝液リザーバー１２０ａ～１２０ｄ、および制御ユニット１１２を含む。試料マネージャー１０２、ポンプ１０４、第１の流量制御デバイス１０６、第２の流量制御デバイス１１０、カラムマネージャー１１２および検出器１１６は、通信ライン１２４ａ～１２４ｇを経て、制御ユニット１２２に連結することができる。
操作の間、試料マネージャー１０２は、分析のための生体試料を受け入れる。試料マネージャー１０２は、さまざまな方法で実行することができる。いくつかの実施形態において、例えば、試料マネージャーは、試料を容器中に受け入れるように構成された容器リザーバーを含む。好適な容器としては、例えば、バイアル、チューブ、および他の密封または非密封の器が挙げられる。ある特定の実施形態において、試料は、単一または複数のウェルプレートによって運ぶことができ、容器リザーバーは、そのようなプレートを受け入れるように構成されている。試料マネージャー１０２は、場合により、生体試料の一部を第１の流量制御デバイス１０６に移送するための移送機構を含むことができる。好適な移送機構としては、限定されるものではないが、シリンジに基づく試料注入デバイス、および単一または複数チャネル流体移送デバイスが挙げられる。好適な試料マネージャーの例としては、フロースルーニードルを備えたＷａｔｅｒｓ Ｈ Ｃｌａｓｓ Ｓａｍｐｌｅ Ｍａｎａｇｅｒ 、およびＷａｔｅｒｓ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｓａｍｐｌｅ Ｍａｎａｇｅｒ（両方ともＷａｔｅｒｓ Ｃｏｒｐ．、Ｍｉｌｆｏｒｄ、ＭＡから入手可能）が挙げられる。
ある特定の実施形態において、試料マネージャー１０２は、生体試料を、バイオリアクターと流体連通している試料採取デバイス、流体導管、または生物学的製造システムの別の構成要素から受け入れる。例えば、生体試料は、バイオリアクターから直接回収することができ（したがって、成長培地の回収された試料に相当する）、または生物学的製造システム中の別の場所から抽出された溶液または培地である。
図２は、生体試料を試料採取デバイスから直接受け入れるように構成された試料マネージャー１０２の例の模式図である。試料マネージャー１０２は、入口２０２、保持導管２０４、および制御ライン１２４ｃを経て制御ユニット１１２に連結されたゲートバルブ２０６を含む。生体試料は、入口２０２を通って試料マネージャー１０２に導入され、試料は、第１の流量制御デバイス１０６に送達される前に、保持導管２０４内で維持される。試料の一部を第１の流量制御デバイス１０６に送達するために、制御ユニット１２２は、信号をゲートバルブ２０６に送信する。ゲートバルブ２０６が開き、試料の一部が、保持導管２０４から出口導管２０８に排出される。次いで、試料の排出された部分は、第１の流量制御デバイス１０６に（例えば、第１のポンプ１０４によって）ポンプで送り込まれる。
一般に、多種多様な異なる生体試料が、試料マネージャー１０２によって受け入れられることができる。いくつかの実施形態において、上記に記載されるように、生体試料は、バイオリアクターからの成長培地の回収された部分に相当する。ある特定の実施形態において、生体試料は、生物学的製造システム中の別の場所から抽出されたプロセス流体または培地、例えば、生物学的製造システム中の精製段階の前もしくは後に試料採取された生成物または中間体を含有する溶液に相当する。
ある特定の実施形態において、システム１００を使用して、細胞株の開発のための生成物品質特性を決定することができ、生体試料は、細胞培養物の一部、細胞培養培地、細胞の流体懸濁液、または細胞、細胞分解生成物、細胞内代謝物および／もしくは細胞培養物の不純物が存在する別の種類の試料に相当する。
システム１００は、試料マネージャー１０２によって受け入れられる生体試料中の１つまたはそれ以上の分析物についての生成物品質特性を決定する。一般に、特性は、多種多様な異なる種類の分析物について決定することができる。例えば、いくつかの実施形態において、システム１００は、限定されるものではないが、抗体（単一特異的、二重特異的および三重特異的抗体）、非抗体タンパク質、融合タンパク質および／またはＦａｂ断片を含むタンパク質分析物についての生成物品質特性を決定する。
いくつかの実施形態において、分析物は、組換え治療用タンパク質である。本明細書に開示されるシステムおよび方法を使用して分析することができる組換え治療用タンパク質の非限定的な例は、免疫グロブリン（軽鎖および重鎖免疫グロブリン、抗体または抗体断片（例えば、本明細書に記載される抗体断片のいずれか）を含む）、酵素（例えば、ガラクトシダーゼ（例えば、アルファ－ガラクトシダーゼ）、ミオザイムまたはセレザイム）、タンパク質（例えば、ヒトエリスロポエチン、腫瘍壊死因子（ＴＮＦ）またはインターフェロンアルファもしくはベータ）、あるいは免疫原性もしくは抗原性のタンパク質またはタンパク質断片（例えば、ワクチンにおける使用のためのタンパク質）が挙げられる。組換え治療用タンパク質は、少なくとも１つの多官能性組換えタンパク質足場を含有する操作された抗原結合ポリペプチドであることができる（例えば、Ｇｅｂａｕｅｒら、Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｏｐｉｎ．Ｃｈｅｍ．Ｂｉｏｌ．第１３巻：２４５～２５５頁、２００９年；および米国特許出願公開第２０１２／０１６４０６６号（その全体が、参照によって本明細書に組み入れられる）に記載されている組換え抗原結合タンパク質を参照されたい）。
抗体である組換え治療用タンパク質の非限定的な例としては、パニツムマブ、オマリズマブ、アバゴボマブ、アブシキシマブ、アクトクスマブ、アダリムマブ、アデカツムマブ、アフェリモマブ、アフツズマブ、アラシズマブ、アラシズマブ、アレムツズマブ、アリロクマブ、アルツモマブ、アマツキシマブ、アマツキシマブ、アナツモマブ、アンルキンズマブ、アポリズマブ、アルシツモマブ、アティヌマブ、トシリズマブ、バシリキシマブ、ベクツモマブ、ベリムマブ、ベバシズマブ、ベシレソマブ、ベズロトクスマブ、ビシロマブ、カナキヌマブ、セルトリズマブ、セツキシマブ、シズツムマブ、ダクリズマブ、デノスマブ、デンスマブ、エクリズマブ、エドレコロマブ、エファリズマブ、エフングマブ、エプラツズマブ、エルツマキソマブ、エタラシズマブ、フィギツムマブ、ゴリムマブ、イブリツモマブチウキセタン、イゴボマブ、イマガツズマブ、インフリキシマブ、イノリモマブ、イノツズマブ、ラベツズマブ、レブリキズマブ、モキセツモマブ、ナタリズマブ、オビヌツズマブ、オレゴボマブ、パリビズマブ、パニツムマブ、ペルツズマブ、ラニビズマブ、リツキシマブ、トシリズマブ、トシツモマブ、トラロキヌマブ、ツコツズマブ、トラスツズマブ、ベルツズマブ、ザルツムマブおよびザツキシマブが挙げられる。
分析することができる組換え治療用タンパク質の追加の非限定的な例としては、アルグルコシダーゼアルファ、ラロニダーゼ、アバタセプト、ガルスルファーゼ、ルトロピンアルファ、抗血友病因子、アガルシダーゼベータ、インターフェロンベータ－１ａ、ダルベポエチンアルファ、テネクテプラーゼ、エタネルセプト、凝固因子ＩＸ、卵胞刺激ホルモン、インターフェロンベータ－１ａ、イミグルセラーゼ、ドルナーゼアルファ、エポエチンアルファ、インスリンまたはインスリンアナログ、メカセルミン、第ＶＩＩＩ因子、第ＶＩＩａ因子、抗トロンビンＩＩＩ、プロテインＣ、ヒトアルブミン、エリスロポエチン、顆粒球コロニー刺激因子、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子、インターロイキン－１１、ラロニダーゼ、イデュルスルファーゼ、ガルスルファーゼ、α－１－プロテイナーゼ阻害剤、ラクターゼ、アデノシンデアミナーゼ、組織プラスミノーゲン活性化因子、サイロトロピンアルファ（例えば、Ｔｈｙｒｏｇｅｎ（登録商標））およびアルテプラーゼが挙げられる。本方法によって生成することができる組換えタンパク質の追加の例としては、酸性α－グルコシダーゼ、アルグルコシダーゼアルファ（例えば、Ｍｙｏｚｙｍｅ（登録商標）およびＬｕｍｉｚｙｍｅ（登録商標））、α－Ｌ－イズロニダーゼ（例えば、Ａｌｄｕｒａｚｙｍｅ（登録商標））、イズロン酸スルファターゼ、ヘパランＮ－スルファターゼ、ガラクトース－６－スルファターゼ、酸性β－ガラクトシダーゼ、β－グルクロニダーゼ、Ｎ－アセチルグルコサミン－１－ホスホトランスフェラーゼ、α－Ｎ－アセチルガラクトサミニダーゼ、酸性リパーゼ、リソソーム酸性セラミダーゼ、酸性スフィンゴミエリナーゼ、β－グルコシダーゼ（例えば、Ｃｅｒｅｚｙｍｅ（登録商標）およびＣｅｒｅｄａｓｅ（登録商標））、ガラクトシルセラミダーゼ、α－ガラクトシダーゼ－Ａ（例えば、Ｆａｂｒａｚｙｍｅ（登録商標））、酸性β－ガラクトシダーゼ、β－ガラクトシダーゼ、ノイラミニダーゼ、ヘキソサミニダーゼＡおよびヘキソサミニダーゼＢが挙げられる。
上記で議論されるように、いくつかの実施形態において、分析物は細胞の構成成分であり、本明細書に記載される方法およびシステムを、細胞株のプロセス開発のために使用することができる。そのような細胞の例としては、限定されるものではないが、細菌（例えば、グラム陰性細菌）、酵母（例えば、サッカロミセス・セレビシエ（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）、ピキア・パストリス（Ｐｉｃｈｉａ ｐａｓｔｏｒｉｓ）、ハンゼヌラ・ポリモルファ（Ｈａｎｓｅｎｕｌａ ｐｏｌｙｍｏｒｐｈａ）、クルイベロミセス・ラクチス（Ｋｌｕｙｖｅｒｏｍｙｃｅｓ ｌａｃｔｉｓ）、シゾサッカロミセス・ポンベ（Ｓｃｈｉｚｏｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ ｐｏｍｂｅ）、ヤロウイア・リポリティカ（Ｙａｒｒｏｗｉａ ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）またはアルクスラ・アデニニボランス（Ａｒｘｕｌａ ａｄｅｎｉｎｉｖｏｒａｎｓ））または哺乳動物細胞が挙げられる。哺乳動物細胞は、懸濁液または接着細胞中で成長する細胞であることができる。哺乳動物細胞の非限定的な例としては、チャイニーズハムスター卵巣（ＣＨＯ）細胞（例えば、ＣＨＯ ＤＧ４４細胞またはＣＨＯ－Ｋ１ｓ細胞）、Ｓｐ２．０、骨髄腫細胞（例えば、ＮＳ／０）、Ｂ細胞、ハイブリドーマ細胞、Ｔ細胞、ヒト胚腎臓（ＨＥＫ）細胞（例えば、ＨＥＫ ２９３ＥおよびＨＥＫ ２９３Ｆ）、アフリカミドリザル腎臓上皮細胞（Ｖｅｒｏ）細胞およびメイディン－ダービー イヌ（コッカースパニエル）腎臓上皮細胞（ＭＤＣＫ）細胞が挙げられる。
哺乳動物細胞は、組換え治療用タンパク質をコードする組換え核酸（例えば、哺乳動物細胞のゲノム中に安定に組み込まれる核酸）を含有することができる。例示的な組換え治療用タンパク質をコードする組換え核酸の非限定的な例は、本明細書に記載される方法を使用して生成することができる組換え治療用タンパク質のように、下記に記載される。いくつかの例において、バイオリアクター（例えば、本明細書に記載されるバイオリアクターのいずれか）において培養される哺乳動物細胞は、大型培養に由来した。
組換え治療用タンパク質をコードする核酸は、分子生物学および分子遺伝学において公知の多種多様な方法を使用して、哺乳動物細胞に組み込むことができる。非限定的な例としては、トランスフェクション（例えば、リポフェクション）、形質導入（例えば、レンチウイルス、アデノウイルスまたはレトロウイルス感染）およびエレクトロポレーションが挙げられる。いくつかの例において、組換え治療用タンパク質をコードする核酸は、哺乳動物細胞の染色体に安定に組み込まれない（一過性トランスフェクション）が、他の例では、核酸は、組み込まれる。あるいは、または加えて、組換え治療用タンパク質をコードする核酸は、プラスミド中および／または哺乳動物人工染色体（例えば、ヒト人工染色体）中に存在することができる。あるいは、または加えて、核酸は、ウイルスベクター（例えば、レンチウイルス、レトロウイルスまたはアデノウイルスベクター）を使用して、細胞中に導入することができる。核酸は、プロモーター配列（例えば、β－アクチンプロモーターおよびＣＭＶプロモーターなどの強力なプロモーター、または誘導性プロモーター）に作動可能に連結することができる。核酸を含有するベクターは、所望により、選択可能マーカー（例えば、ハイグロマイシン、ピューロマイシンまたはネオマイシン耐性を哺乳動物細胞に付与する遺伝子）も含有することもできる。
いくつかの実施形態において、組換え治療用タンパク質は、分泌されたタンパク質であり、哺乳動物細胞によって細胞外の培地に放出される。例えば、可溶性組換え治療用タンパク質をコードする核酸配列は、組換え治療用タンパク質のＮまたはＣ末端に分泌シグナルペプチドをコードする配列を含有することができ、これは、哺乳動物細胞中に存在する酵素によって切断され、その後、細胞外の培地に放出される。
生体試料が試料マネージャー１０２によって受け入れられた後、試料は、第１のポンプ１０４によって、導管１２６を通って第１の流量制御デバイス１０６に輸送される。第１の流量制御デバイス１０６は、制御ライン１２４ｂを経て制御ユニット１２２に接続される。一般に、生体試料は、第１の流量制御デバイス１０６によって、複数の異なるアウトプットに送達することができる。第１の配置において、第１の流量制御デバイス１０６は、生体試料を、導管１２８を経て第２の流量制御デバイス１１０に直接送達する。別の配置において、第１の流量制御デバイス１０６は、生体試料を、導管１３０を経て試料精製デバイス１０８に送達する。制御ユニット１０２は、生体試料の分析の所望の様式に応じて、第１の流量制御デバイス１０６の配置を調節して、生体試料をいずれかの目的地に向かわせるように構成されている。
第１の流量制御デバイス１０６は、さまざまな方法で実行することができる。いくつかの実施形態において、例えば、第１の流量制御デバイス１０６は、マルチウェイバルブとして実行することができる。好適なバルブとしては、例えば、ＩＤＥＸ ＭＸシリーズＩＩ ２ポジション６ポートＵｌｔｒａＬｉｆｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇバルブ（ＩＤＥＸ Ｃｏｒｐ．、Ｌａｋｅ Ｆｏｒｅｓｔ、ＩＬから入手可能）が挙げられる。ある特定の実施形態において、第１の流量制御デバイス１０６は、インプットおよび／またはアウトプット多岐管ならびに電気的に制御可能な流量調整弁を備えたマルチチャネル流体デバイスとして実行することができる。
生体試料が試料精製デバイス１０８に向けられると、生体試料は、システム１００において試料が分析される前に、少なくとも部分的に精製される。精製は、さまざまな方法で生じることができるが、典型的には、１つまたはそれ以上の非分析物構成成分を試料から除去することを含む。あるいは、または加えて、生体試料の精製としては、試料中の分析物の濃縮、および試料中の１つまたはそれ以上の追加の分析物からの１つの分析物の分離を挙げることもできる。
試料精製デバイス１０８は、さまざまな方法で実行することができる。いくつかの実施形態において、例えば、試料精製デバイス１０８は、クロマトグラフィー装置として実行され、１つまたはそれ以上のクロマトグラフィーカラムを特徴とする。試料精製デバイス１０８における使用のための好適なクロマトグラフィーカラムとしては、例えば、アフィニティークロマトグラフィーカラムが挙げられる。「アフィニティークロマトグラフィー」という用語は、分析物分子（例えば、組換えタンパク質分析物）が、親和性に基づいて捕捉および単離されるクロマトグラフィーの一種を指す。アフィニティークロマトグラフィーは、アフィニティークロマトグラフィー樹脂（例えば、タンパク質リガンド（例えば、プロテインＡまたはプロテインＧ）を含むアフィニティークロマトグラフィー樹脂）の使用を指す。いくつかの実施形態において、アフィニティークロマトグラフィーは、シュードアフィニティークロマトグラフィー樹脂を含む。いくつかの実施形態において、アフィニティークロマトグラフィー樹脂は、補助因子リガンド、基質リガンド、金属リガンド、生成物リガンドまたはアプタマーリガンドを含む。一般に、アフィニティークロマトグラフィー樹脂は、ＤＮＡ、オリゴヌクレオチドを含む任意の生物学的分析物に対する親和性を有する任意の受容体またはリガンドを含むことができる。いくつかの実施形態において、アフィニティークロマトグラフィー樹脂は、遺伝子治療ベクターの精製のためのラクダ科由来のシングルドメイン抗体断片を含むことができる。別の例として、アフィニティークロマトグラフィーカラムは、アデノ随伴ウイルス（ＡＡＶ）アフィニティークロマトグラフィーカラムである。
アフィニティークロマトグラフィー樹脂の非限定的な例としては、タンパク質もしくはペプチドリガンド（例えば、約５アミノ酸～約１００アミノ酸、約５アミノ酸～約９０アミノ酸、約５アミノ酸～約８０アミノ酸、約５アミノ酸～約７０アミノ酸、約５アミノ酸～約６０アミノ酸、約５アミノ酸～約５０アミノ酸、約５アミノ酸～約４０アミノ酸、約５アミノ酸～約３０アミノ酸、または約５アミノ酸～約２０アミノ酸）、酵素の低分子基質もしくは補助因子、アプタマー、阻害剤（例えば、競合タンパク質阻害剤）または金属を挙げることができる。
プロテインＡアフィニティークロマトグラフィー樹脂の非限定的な例は、ＧＥ ＭａｂＳｅｌｅｃｔ ＳｕＲｅ（商標）（８５μｍの粒子径およびプロテインＡをアガロースに接続するエポキシ官能基を有する、高度に架橋したアガロース樹脂）、ＪＳＲ ＬｉｆｅＳｃｉｅｎｃｅｓ Ａｍｓｐｈｅｒｅ ＰｒｏＡ ＪＷＴ２０３（約５０μｍの粒子径およびプロテインＡをポリ－メタクリレートに接続するエポキシ官能基を有する多孔質ポリ－メタクリレート樹脂）、およびＫａｎｅｋａ ＫａｎＣａｐ Ａ（６５～８５μｍの粒子径と還元的アミノ化によりセルロースに連結されたプロテインＡを有する高度に架橋したセルロース）である。
アフィニティークロマトグラフィーカラム、例えば、プロテインＡカラムについて、アフィニティークロマトグラフィーのサイクルにおける工程は、アフィニティーカラム、例えば、プロテインＡクロマトグラフィーカラムに分析物を含む流体をロードする工程、カラムを洗浄して望ましくない生体材料（例えば、混入しているタンパク質および／または低分子）を除去する工程、カラムに結合した標的組換えタンパク質を溶出させる工程、およびカラムを再平衡化する工程を含むことができる。
クロマトグラフィーサイクルにおける単一の工程のいずれかは、単一の緩衝液または複数の緩衝液（例えば、２種またはそれ以上の緩衝液）を含むことができ、クロマトグラフィーサイクルにおける単一の工程のいずれかの１つまたはそれ以上は、緩衝液グラジエントを含むことができる。クロマトグラフィーの単一のサイクルのさまざまな周知の態様の組み合わせのいずれかは、これらの方法において、例えば、異なるクロマトグラフィー樹脂、流速、緩衝液、カラムの空隙体積、カラムのベッド体積、それぞれの工程において使用される緩衝液の体積、標的タンパク質を含む流体の体積、ならびにそれぞれの工程において使用される緩衝液の数および種類を任意の組み合わせで使用することができる。
いくつかの実施形態において、プロテインＡカラムは、約７のｐＨ（例えば、約ｐＨ７．０、約ｐＨ７．１、約ｐＨ７．２、約ｐＨ７．３、約ｐＨ７．４、約ｐＨ７．５、約ｐＨ７．６、約ｐＨ７．７、約ｐＨ７．８、または約ｐＨ７．９）の１×リン酸緩衝食塩水（ＰＢＳ）でロードすることができる。いくつかの実施形態において、プロテインＡカラムは、約ｐＨ７．２の１×ＰＢＳでロードすることができる。
いくつかの実施形態において、プロテインＡカラムは、約ｐＨ２～約ｐＨ４（例えば、約ｐＨ２～約ｐＨ３．８、約ｐＨ２～約ｐＨ３．６、約ｐＨ２～約ｐＨ３．８、約ｐＨ２～約ｐＨ３．６、約ｐＨ２～約ｐＨ３．４、約ｐＨ２～約ｐＨ３．２、約ｐＨ２～約ｐＨ３．０、約ｐＨ２～約ｐＨ２．８、約ｐＨ２～約ｐＨ２．６、約ｐＨ２～約２．４、約ｐＨ２～約ｐＨ２．２、約ｐＨ３～約ｐＨ４、約ｐＨ３～約ｐＨ３．８、約ｐＨ３～約ｐＨ３．６、約ｐＨ３～約ｐＨ３．４、または約ｐＨ３～約ｐＨ３．２）の、約５０ｍＭ～約２００ｍＭのクエン酸リン酸塩（例えば、約５０ｍＭ～約１９０ｍＭ、約５０ｍＭ～約１８０ｍＭ、約５０ｍＭ～約１７０ｍＭ、約５０ｍＭ～約１６０ｍＭ、約５０ｍＭ～約１５０ｍＭ、約５０ｍＭ～約１４０ｍＭ、約５０ｍＭ～約１３０ｍＭ、約５０ｍＭ～約１２０ｍＭ、約５０ｍＭ～約１１０ｍＭ、約５０ｍＭ～約１００ｍＭ、約５０ｍＭ～約９０ｍＭ、約５０ｍＭ～約８０ｍＭ、約５０ｍＭ～約７０ｍＭ、約５０ｍＭ～約６０ｍＭ、約７５ｍＭ～約２００ｍＭ、約７５ｍＭ～約１９０ｍＭ、約７５ｍＭ～約１８０ｍＭ、約７５ｍＭ～約１７０ｍＭ、約７５ｍＭ～約１６０ｍＭ、約７５ｍＭ～約１５０ｍＭ、約７５ｍＭ～約１４０ｍＭ、約７５ｍＭ～約１３０ｍＭ、約７５ｍＭ～約１２０ｍＭ、約７５ｍＭ～約１１０ｍＭ、約７５ｍＭ～約１００ｍＭ、約７５ｍＭ～約９０ｍＭ、約７５ｍＭ～約８０ｍＭ、約１００ｍＭ～約２００ｍＭ、約１００ｍＭ～約１９０ｍＭ、約１００ｍＭ～約１８０ｍＭ、約１００ｍＭ～約１７０ｍＭ、約１００ｍＭ～約１６０ｍＭ、約１００ｍＭ～約１５０ｍＭ、約１００ｍＭ～約１４０ｍＭ、約１００ｍＭ～約１３０ｍＭ、約１００ｍＭ～約１２０ｍＭ、約１００ｍＭ～約１１０ｍＭ、約１２５ｍＭ～約２００ｍＭ、約１２５ｍＭ～約１９０ｍＭ、約１２５ｍＭ～約１８０ｍＭ、約１２５ｍＭ～約１７０ｍＭ、約１２５ｍＭ～約１６０ｍＭ、約１２５ｍＭ～約１５０ｍＭ、約１２５ｍＭ～約１４０ｍＭ、約１２５ｍＭ～約１３０ｍＭ、約１５０ｍＭ～約２００ｍＭ、約１５０ｍＭ～約１９０ｍＭ、約１５０ｍＭ～約１８０ｍＭ、約１５０ｍＭ～約１７０ｍＭ、約１５０ｍＭ～約１６０ｍＭ、約１７５ｍＭ～約２００ｍＭ、約１７５ｍＭ～約１９０ｍＭ、約１７５ｍＭ～約１８０ｍＭ、または約１８０ｍＭ～約２００ｍＭ）、約５０ｍＭ～約２００ｍＭのＮａＣｌ（例えば、約５０ｍＭ～約１９０ｍＭ、約５０ｍＭ～約１８０ｍＭ、約５０ｍＭ～約１７０ｍＭ、約５０ｍＭ～約１６０ｍＭ、約５０ｍＭ～約１５０ｍＭ、約５０ｍＭ～約１４０ｍＭ、約５０ｍＭ～約１３０ｍＭ、約５０ｍＭ～約１２０ｍＭ、約５０ｍＭ～約１１０ｍＭ、約５０ｍＭ～約１００ｍＭ、約５０ｍＭ～約９０ｍＭ、約５０ｍＭ～約８０ｍＭ、約５０ｍＭ～約７０ｍＭ、約５０ｍＭ～約６０ｍＭ、約７５ｍＭ～約２００ｍＭ、約７５ｍＭ～約１９０ｍＭ、約７５ｍＭ～約１８０ｍＭ、約７５ｍＭ～約１７０ｍＭ、約７５ｍＭ～約１６０ｍＭ、約７５ｍＭ～約１５０ｍＭ、約７５ｍＭ～約１４０ｍＭ、約７５ｍＭ～約１３０ｍＭ、約７５ｍＭ～約１２０ｍＭ、約７５ｍＭ～約１１０ｍＭ、約７５ｍＭ～約１００ｍＭ、約７５ｍＭ～約９０ｍＭ、約７５ｍＭ～約８０ｍＭ、約１００ｍＭ～約２００ｍＭ、約１００ｍＭ～約１９０ｍＭ、約１００ｍＭ～約１８０ｍＭ、約１００ｍＭ～約１７０ｍＭ、約１００ｍＭ～約１６０ｍＭ、約１００ｍＭ～約１５０ｍＭ、約１００ｍＭ～約１４０ｍＭ、約１００ｍＭ～約１３０ｍＭ、約１００ｍＭ～約１２０ｍＭ、約１００ｍＭ～約１１０ｍＭ、約１２５ｍＭ～約２００ｍＭ、約１２５ｍＭ～約１９０ｍＭ、約１２５ｍＭ～約１８０ｍＭ、約１２５ｍＭ～約１７０ｍＭ、約１２５ｍＭ～約１６０ｍＭ、約１２５ｍＭ～約１５０ｍＭ、約１２５ｍＭ～約１４０ｍＭ、約１２５ｍＭ～約１３０ｍＭ、約１３０ｍＭ～約２００ｍＭ、約１３０ｍＭ～約１９０ｍＭ、約１３０ｍＭ～約１８０ｍＭ、約１３０ｍＭ～約１７０ｍＭ、約１３０ｍＭ～約１６０ｍＭ、約１３０ｍＭ～約１５０ｍＭ、約１４０ｍＭ～約２００ｍＭ、約１４０ｍＭ～約１９０ｍＭ、約１４０ｍＭ～約１８０ｍＭ、約１４０ｍＭ～約１７０ｍＭ、約１４０ｍＭ～約１６０ｍＭ、約１４０ｍＭ～約１５０ｍＭ、約１５０ｍＭ～約２００ｍＭ、約１５０ｍＭ～約１９０ｍＭ、約１５０ｍＭ～約１８０ｍＭ、約１５０ｍＭ～約１７０ｍＭ、約１５０ｍＭ～約１６０ｍＭ、約１７５ｍＭ～約２００ｍＭ、約１７５ｍＭ～約１９０ｍＭ、約１７５ｍＭ～約１８０ｍＭ、または約１８０ｍＭ～約２００ｍＭ）を含む緩衝液で溶出される。
いくつかの実施形態において、プロテインＡカラムは、約ｐＨ２～約ｐＨ４（例えば、約ｐＨ２～約ｐＨ３．８、約ｐＨ２～約３．７５、約ｐＨ２～約ｐＨ３．６、約ｐＨ２～約ｐＨ３．８、約ｐＨ２～約ｐＨ３．６、約ｐＨ２～約ｐＨ３．４、約ｐＨ２～約ｐＨ３．２、約ｐＨ２～約ｐＨ３．０、約ｐＨ２～約ｐＨ２．８、約ｐＨ２～約ｐＨ２．６、約ｐＨ２～約２．４、約ｐＨ２～約ｐＨ２．２、約ｐＨ３～約ｐＨ４、約ｐＨ３～約ｐＨ３．８、約ｐＨ３～約ｐＨ３．７５、約ｐＨ３～約ｐＨ３．６、約ｐＨ３～約ｐＨ３．４、または約ｐＨ３～約ｐＨ３．２）の、約１０ｍＭ～約１００ｍＭ（例えば、１０ｍＭ～約９０ｍＭ、約１０ｍＭ～約８０ｍＭ、約１０ｍＭ～約７０ｍＭ、約１０ｍＭ～約６０ｍＭ、約１０ｍＭ～約５０ｍＭ、約１０ｍＭ～約４０ｍＭ、約１０ｍＭ～約３０ｍＭ、約１０ｍＭ～約２０ｍＭ、約１５ｍＭ～約１００ｍＭ、約１５ｍＭ～約９０ｍＭ、約１５ｍＭ～約８０ｍＭ、約１５ｍＭ～約７０ｍＭ、約１５ｍＭ～約６０ｍＭ、約１５ｍＭ～約５０ｍＭ、約１５ｍＭ～約４０ｍＭ、約１５ｍＭ～約３０ｍＭ、約１５ｍＭ～約２０ｍＭ、約２０ｍＭ～約１００ｍＭ、約２０ｍＭ～約９０ｍＭ、約２０ｍＭ～約８０ｍＭ、約２０ｍＭ～約７０ｍＭ、約２０ｍＭ～約６０ｍＭ、約２０ｍＭ～約５０ｍＭ、約２０ｍＭ～約４０ｍＭ、約２０ｍＭ～約３０ｍＭ、約２０ｍＭ～約２５ｍＭ、約３０ｍＭ～約１００ｍＭ、約３０ｍＭ～約９０ｍＭ、約３０ｍＭ～約８０ｍＭ、約３０ｍＭ～約７０ｍＭ、約３０ｍＭ～約６０ｍＭ、約３０ｍＭ～約５０ｍＭ、約３０ｍＭ～約４０ｍＭ、約４０ｍＭ～約１００ｍＭ、約４０ｍＭ～約９０ｍＭ、約４０ｍＭ～約８０ｍＭ、約４０ｍＭ～約７０ｍＭ、約４０ｍＭ～約６０ｍＭ、約４０ｍＭ～約５０ｍＭ、約５０ｍＭ～約１００ｍＭ、約５０ｍＭ～約９０ｍＭ、約５０ｍＭ～約８０ｍＭ、約５０ｍＭ～約７０ｍＭ、約５０ｍＭ～約６０ｍＭ、約６０ｍＭ～約１００ｍＭ、約６０ｍＭ～約９０ｍＭ、約６０ｍＭ～約８０ｍＭ、約６０ｍＭ～約７０ｍＭ、約７０ｍＭ～約１００ｍＭ、約７０ｍＭ～約９０ｍＭ、約７０ｍＭ～約８０ｍＭ、約８０ｍＭ～約１００ｍＭ、約８０ｍＭ～約９０ｍＭ、または約９０ｍＭ～約１００ｍＭ）の酢酸ナトリウムで溶出される。
この種類のクロマトグラフィーカラムを使用して行われるクロマトグラフィーは、例えば、一般に行われるクロマトグラフィーカラムをロードする、洗浄する、溶出させるおよび再生するという逐次的なクロマトグラフィー工程を含むことができる。本明細書に記載されるそれぞれの逐次的なクロマトグラフィー工程について割り当てられる例示的な流量、緩衝液の体積および／または時間の長さのいずれかは、これらの異なる逐次的なクロマトグラフィー工程のいずれかにおいて使用することができる。
いくつかの実施形態において、分析物を捕捉することができる樹脂を含有する単一のクロマトグラフィーカラムまたは単一のクロマトグラフィー膜は、例えば、約５分～約９０分（例えば、約１０分～約９０分、約１５分～８０分、約２０分～８０分、約３０分～約８０分、約４０分～約８０分、および約５０分～８０分）でロードされる。
カラム上への分析物のロードの後、カラムは、少なくとも１種の洗浄緩衝液で洗浄される。少なくとも１種（例えば、２、３または４種）の洗浄緩衝液は、カラムからの分析物ではないが、分析物の樹脂との相互作用を妨げない、すべての構成成分を溶出させることを意味する。
洗浄緩衝液は、約０．１ｍＬ／分～約２５ｍＬ／分（例えば、約０．２ｍＬ／分～約２０ｍＬ／分、約０．５ｍＬ／分～約２０ｍＬ／分、約０．２ｍＬ／分～約１５ｍＬ／分、約０．５ｍＬ／分～約１５ｍＬ／分、約０．５ｍＬ／分～約１０ｍＬ／分、約０．５ｍＬ／分～約１４ｍＬ／分、約１．０ｍＬ／分～約２５．０ｍＬ／分、約１．０ｍＬ／分～約１５．０ｍＬ／分の流速）で、カラムを通過させることができる。
使用される洗浄緩衝液の体積（例えば、２種以上の洗浄緩衝液が使用される場合は、使用される洗浄緩衝液の合計総体積）は、例えば、約１×カラム体積（ＣＶ）～約１５×ＣＶ（例えば、約１×ＣＶ～約１４×ＣＶ、約１×ＣＶ～約１３×ＣＶ、約１×ＣＶ～約１２×ＣＶ、約１×ＣＶ～約１１×ＣＶ、約２×ＣＶ～約１１×ＣＶ、約３×ＣＶ～約１１×ＣＶ、約４×ＣＶ～約１１×ＣＶ、約５×ＣＶ～約１１×ＣＶ、または約５×ＣＶ～約１０×ＣＶ）である。洗浄の合計時間は、例えば、約２分～約３時間（例えば、約２分～約２．５時間、約２分～約２．０時間、約５分～約１．５時間、約１０分～約１．５時間、約１０分～約１．２５時間、約２０分～約１．２５時間、または約３０分～約１時間）である。
カラムの洗浄後、分析物は、溶出緩衝液をカラムに通過させることによってカラムから溶出される。溶出緩衝液は、約０．２ｍＬ／分～約２５ｍＬ／分（例えば、約０．１ｍＬ／分～約２０ｍＬ／分、約０．５ｍＬ／分～約２０ｍＬ／分、約０．２ｍＬ／分～約１５ｍＬ／分、約０．５ｍＬ／分～約１５ｍＬ／分、約０．５ｍＬ／分～約１０ｍＬ／分、約０．５ｍＬ／分～約６．０ｍＬ／分、約１．０ｍＬ／分～約５．０ｍＬ／分、約０．５ｍＬ／分～約１４ｍＬ／分、約１．０ｍＬ／分～約２５．０ｍＬ／分、約１．０ｍＬ／分～約１５．０ｍＬ／分）の流速で、カラムを通過させることができる。分析物をカラムから溶出させるために使用される溶出緩衝液の体積は、例えば、約１×カラム体積（ＣＶ）～約１５×ＣＶ（例えば、約１×ＣＶ～約１４×ＣＶ、約１×ＣＶ～約１３×ＣＶ、約１×ＣＶ～約１２×ＣＶ、約１×ＣＶ～約１１×ＣＶ、約２×ＣＶ～約１１×ＣＶ、約３×ＣＶ～約１１×ＣＶ、約４×ＣＶ～約１１×ＣＶ、約５×ＣＶ～約１１×ＣＶ、または約５×ＣＶ～約１０×ＣＶ）である。溶出の合計時間は、例えば、約０．１分～約３時間（例えば、約２分～約２．５時間、約２分～約２．０時間、約２分～約１．５時間、約２分～約１．５時間、約２分～約１．２５時間、約２分～約１．２５時間、約２分～約１時間、約２分～約４０分、約１０分～約４０分、約２０分～約４０分、約０．１分～約１０分）である。
使用することができる溶出緩衝液の非限定的な例は、捕捉機構および／または分析物に依存する。例えば、溶出緩衝液は、異なる濃度の塩（例えば、増加した塩濃度）、異なるｐＨ（例えば、増加または減少した塩濃度）、または樹脂への結合について分析物と競合する分子を含有することができる。そのような溶出緩衝液の例は、上記に記載される。
分析物のカラムからの溶出の後、カラムは、再生緩衝液を使用して平衡化することができる。再生緩衝液は、例えば、約０．１ｍＬ／分～約２５ｍＬ／分（例えば、約０．２ｍＬ／分～約２０ｍＬ／分、約０．５ｍＬ／分～約２０ｍＬ／分、約０．２ｍＬ／分～約１５ｍＬ／分、約０．５ｍＬ／分～約１５ｍＬ／分、約０．５ｍＬ／分～約１０ｍＬ／分、約０．５ｍＬ／分～約６．０ｍＬ／分、約１．０ｍＬ／分～約５．０ｍＬ／分、約０．５ｍＬ／分～約１４ｍＬ／分、約１．０ｍＬ／分～約２５．０ｍＬ／分、約５．０ｍＬ／分～約１５．０ｍＬ／分または約１．０ｍＬ／分～約１５．０ｍＬ／分）の流速で、カラムを通過させることができる。
カラムを平衡化するために使用される再生緩衝液の体積は、例えば、約１×カラム体積（ＣＶ）～約１５×ＣＶ（例えば、約１×ＣＶ～約１４×ＣＶ、約１×ＣＶ～約１３×ＣＶ、約１×ＣＶ～約１２×ＣＶ、約１×ＣＶ～約１１×ＣＶ、約２×ＣＶ～約１１×ＣＶ、約３×ＣＶ～約１１×ＣＶ、約２×ＣＶ～約５×ＣＶ、約４×ＣＶ～約１１×ＣＶ、約５×ＣＶ～約１１×ＣＶ、または約５×ＣＶ～約１０×ＣＶ）である。
いくつかの実施形態において、試料精製デバイス１０８は、単一のアフィニティークロマトグラフィーカラムを含む。ある特定の実施形態において、試料精製デバイス１０８は、複数のアフィニティークロマトグラフィーカラムを含む。複数のカラムが使用される場合、カラムは異なることができ（例えば、異なるクロマトグラフィー樹脂を含む）、または同じであることができる。さらに、複数のカラムは、同じ溶媒および緩衝液で、または異なる溶媒および／もしくは緩衝液で、ロードならびに／あるいは溶出させることができる。マルチカラム試料精製デバイス中のカラムのそれぞれは、本明細書に記載されるクロマトグラフィー樹脂のいずれか１つもしくはそれ以上を含むことができ、本明細書に記載される異なる溶媒および緩衝液のいずれか１つもしくはそれ以上でロードおよび／または溶出させることができる。
生体試料は、上記に記載されるように、第１の流量制御デバイス１０６から直接、または試料精製デバイス１０８を経てのいずれかで、第２の流量制御デバイス１１０に送達される。第２の流量制御デバイス１１０は、生体試料を受け入れ、それを、制御ライン１２４ｄにおいて送信された制御ユニット１２２からの制御シグナルに従って、複数の流路の１つに沿って向かわせる。第２の流量制御デバイス１１０は、一般に、上記に記載される第１の流量制御デバイス１０６と同じ様式で実行することができる。
一般に、第２の流量制御デバイス１１０は、図１に示されるように、生体試料を、複数の試料分析器のうちの１つへ向かわせる。一般に、システム１００は、２つまたはそれ以上の試料分析器（例えば、３つもしくはそれ以上、４つもしくはそれ以上、５つもしくはそれ以上、６つもしくはそれ以上、７つもしくはそれ以上、８つもしくはそれ以上、１０個もしくはそれ以上、１５個もしくはそれ以上、またはさらに多く）を含むことができる。試料分析器のそれぞれは、生体試料の分析物について１つの生成物品質特性の測定に関連する。図１において、４つの異なる試料分析器１１４ａ～１１４ｄが、例として示される。しかしながら、システム１００が、測定される生成物品質特性の数に応じて、任意の数の試料分析器を含むことができることが理解されるべきである。
いくつかの実施形態において、特定の試料分析器は、クロマトグラフィーカラムを含まない。例えば、図１において、試料分析器１１４ａは、クロマトグラフィーカラムを含まない。生体試料は、第２の流量制御デバイス１１０から試料分析器１１４ａに直接送達することができる。より具体的には、試料分析器１１４ａに関連する生成物品質特性が測定される場合、制御ユニット１２２は、制御信号を第２の流量制御デバイス１１０に送信し、第２の流量制御デバイス１１０の配置を調節し、生体試料を試料分析器１１４ａに送達させる。試料分析器１１４ａに関連する生成物品質特性は、生体試料中の分析物について測定される。
ある特定の実施形態において、特定の試料分析器は、クロマトグラフィーカラムを含む。例えば、図１において、試料分析器１１４ｂ～１１４ｄは、クロマトグラフィーカラムをそれぞれ含む。生体試料をそのような試料分析器に送達するために、試料を、上記に記載されるように、制御ユニット１２２の制御下で、第２の流量制御デバイス１１０から直接送達することができる。
あるいは、いくつかの実施形態において、システム１００は、場合により、生体試料を第２の流量制御デバイス１１０から受け入れ、それを試料分析器へ向かわせる、カラムマネージャー１１２を含む。カラムマネージャーは、クロマトグラフィーカラムを備えた複数の試料分析器を含むシステムにおいて特に有用であることができる。図１に示されるように、カラムマネージャー１１２は、制御ライン１２４ｆを経て制御ユニット１２２に連結することができる。生体試料を測定される特定の生成物品質特性に関連する試料分析器へ向かわせるために、制御ユニット１２２は、制御信号をカラムマネージャー１１２に送信し、カラムマネージャー１１２の配置を調節して、生体試料を試料分析器の流路へ向かわせることができる。
カラムマネージャー１１２は、場合により、第２のポンプ１１８を経て、１つまたはそれ以上のリザーバー（図１において、例証目的のために４つのリザーバー１２０ａ～１２０ｄとして示される）と流体連通することができ、これは、場合により、制御ライン１２４ｅを経て制御ユニット１２２にも連結されることができる。生体試料が特定の試料分析器へ向かうと、制御ユニット１２２は、制御信号を第２のポンプ１１８に送信し、第２のポンプ１１８に、好適なロード緩衝液、溶出緩衝液または他の好適な溶媒もしくは溶液の流れを特定の試料分析器へ向かわせる。４つのリザーバーが、図１における例によって示されるが、一般に、第２のポンプ１１８が、２つまたはそれ以上のリザーバー（例えば、３つもしくはそれ以上、４つもしくはそれ以上、５つもしくはそれ以上、６つもしくはそれ以上、８つもしくはそれ以上、１０もしくはそれ以上、１５もしくはそれ以上、２０もしくはそれ以上、またはさらに多く）と流体連通することができることが理解されるべきである。
第２のポンプは、一般に、各種の方法で実行することができる。例えば、いくつかの実施形態において、好適な第２のポンプ１１８は、追加の溶媒選択バルブ改変を備えたＷａｔｅｒｓ Ｈ－Ｃｌａｓｓ Ｂｉｏ Ｑｕａｔｅｒｎａｒｙ Ｐｕｍｐ（Ｗａｔｅｒｓ Ｃｏｒｐ．、Ｍｉｌｆｏｒｄ、ＭＡ）である。
生体試料が、選択されたクロマトグラフィー試料分析器のカラムにロードされた後、カラムを展開および溶出させ、溶出液を分析して、生体試料の分析物について試料分析器に関連する生成物品質特性についての情報を提供する。
溶出液の分析は、各種の方法で行うことができる。いくつかの実施形態において、例えば、システム１００は、試料分析器のクロマトグラフィーカラムの出口と流体連通している検出器１１６を含む。検出器１１６は、溶出液中の分析物を検出し、測定情報を、制御ライン１２４ｇを経て制御ユニット１２２に提供する。制御ユニット１２２は、測定情報（一般に、検出されたピークの高さ、面積および時間などのクロマトグラムおよび／またはクロマトグラフィー情報に対応する）を使用して、生体試料の分析物についての特定の生成物品質特性の値を決定する。
システム１００は、一般に、多種多様な検出器を使用する。いくつかの実施形態において、検出器１１６は、フォトダイオードアレイ検出器に相当する。システム１００における使用のための好適なダイオードアレイ検出器としては、限定されるものではないが、Ｗａｔｅｒｓ Ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ Ａｒｒａｙ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ（Ｗａｔｅｒｓ Ｃｏｒｐ．、Ｍｉｌｆｏｒｄ、ＭＡ）が挙げられる。
他の種類の検出器を使用することもできる。例えば、いくつかの実施形態において、検出器１１６は、生体試料の吸光度を測定する（例えば、電磁スペクトルの紫外、可視および赤外領域の少なくとも１つにおいて）吸光度計に相当する。ある特定の実施形態において、検出器１１６は、蛍光検出器として実行することができ、生体試料に照明光を向かわせるための光源、および試料からの蛍光放射を測定するための検出要素を含む。いくつかの実施形態において、検出器１１６は、生体試料がイオン化され、イオンの分布が、生体試料についての存在量情報を決定するための質量によって分解される、質量分析検出器として実行することができる。ある特定の実施形態において、検出器１１６は、マルチアングル光散乱検出器、または屈折角検出器として実行することができる。
いくつかの実施形態において、それぞれのカラムに基づく試料分析器は、異なる特化した検出器と流体連通することができる。ある特定の実施形態において、図１に示されるように、２つまたはそれ以上のカラムに基づく試料分析器は、共通検出器と流体連通することができる。すなわち、検出器１１６は、システム１００が一度に生体試料の一部のみを分析するので、２つまたはそれ以上の試料分析器の間で共有することができる。
いくつかの実施形態において、検出器１１６は、試料分析器として効率的に機能する。例えば、図１において、試料分析器１１４ａは、第２の流量制御デバイス１１０および検出器１１６の間に伸びた流体導管を含むことができる。試料が試料分析器１１４ａに送達されると、試料は、流体導管を通って単に伝播され、その後、検出器１１６によって直接分析される。
システム１００内では一般に、それぞれの試料分析器は、生体試料中の分析物についての特定の生成物品質特性の測定に特化している。決定される特定の生成物品質特性は、制御ユニット１２２によって選択され、これは、第２の流量制御デバイス１１０の配置を調節して、生体試料の一部を試料分析器の１つへ向かわせる。
システム１００は、一般に、システム中に存在する試料分析器の数に応じて、任意の数の生成物品質特性を測定するように構成することができる。例えば、ある特定の実施形態において、システム１００は、生体試料中の分析物についての２つまたはそれ以上（例えば、３つもしくはそれ以上、４つもしくはそれ以上、５つもしくはそれ以上、６つもしくはそれ以上、７つもしくはそれ以上、８つもしくはそれ以上、１０個もしくはそれ以上、１２個もしくはそれ以上、１５個もしくはそれ以上、２０個もしくはそれ以上、またはさらに多く）の生成物品質特性を測定することができる。
生成物品質特性
上記で議論されるように、システム１００を使用して、生体試料中の分析物についての複数の生成物品質特性を測定することができる。各種の生成物品質特性を、システム１００中に存在する試料分析器の性質に応じて、測定することができる。
（ａ）濃度または力価
いくつかの実施形態において、システム１００は、生体試料中の分析物の濃度または力価を測定する試料分析器を含む。分析物の濃度または力価は、上記に記載される異なる種類の検出器のいずれかによって、生体試料中で直接測定することができる。そのため、例えば、図１における生体試料についての濃度または力価を測定するために、生体試料の一部を、第２の流量制御デバイス１１０から検出器１１６に直接送達することができる、すなわち、試料分析器は、効率的には、第２の流量制御デバイス１１０および検出器１１６の間に伸びた流体導管であることができる。
（ｂ）電荷バリアントまたは不均一性
いくつかの実施形態において、システム１００は、生体試料中の分析物についての電荷バリアントまたは不均一性を測定する試料分析器を含む。電荷バリアント／不均一性は、例えば、試料中の分析物のカチオン交換クロマトグラフィーを行うためのカチオン交換カラムを含む試料分析器によって決定することができる。
「カチオン交換クロマトグラフィー」という用語は、電荷の相違に基づいて分子を分離する負に帯電したイオン交換樹脂を使用するイオン交換クロマトグラフィーの一種を指す。いくつかの実施形態において、カチオン交換クロマトグラフィーカラムは、強カチオン交換クロマトグラフィーカラム、例えば、ＨｉＴｒａｐ ＳＰ ＨＰ カチオン交換クロマトグラフィーカラム、Ｍｏｎｏ Ｓカチオン交換クロマトグラフィーカラム、Ｔｈｅｒｍｏ ＭＡｂＰａｃ強カチオン交換クロマトグラフィーカラムである。
カチオン交換クロマトグラフィーカラム（例えば、強カチオン交換クロマトグラフィー）を使用するクロマトグラフィーのサイクルは、ロードする工程において分析物がクロマトグラフィー樹脂に結合する場合、カラムに分析物を含む流体をロードする工程、カラムを洗浄して望ましくない生体材料を除去する工程、カラムに結合した分析物を溶出させる工程、およびカラムを再平衡化する工程を含むことができる。ある特定の実施形態において、カチオン交換クロマトグラフィーカラムを使用するクロマトグラフィーのサイクルは、ロードする工程の間に望ましくない生体材料がクロマトグラフィー樹脂に結合するが、分析物は結合しない場合、カラムに標的タンパク質を含む流体をロードする工程、フロースルーで標的組換えタンパク質を収集する工程、およびカラムを再平衡化する工程を含むことができる。
クロマトグラフィーサイクルにおける単一の工程のいずれかは、単一の緩衝液または複数の緩衝液（例えば、２種またはそれ以上の緩衝液）を含むことができ、クロマトグラフィーサイクルにおける単一の工程のいずれかの１つまたはそれ以上は、緩衝液グラジエントを含むことができる。クロマトグラフィーの単一のサイクルのさまざまな周知の態様の組み合わせのいずれかは、これらの方法において、例えば、異なるクロマトグラフィー樹脂、流速、緩衝液、カラムの空隙体積、カラムのベッド体積、それぞれの工程において使用される緩衝液の体積、標的タンパク質を含む流体の体積、ならびにそれぞれの工程において使用される緩衝液の数および種類を任意の組み合わせで使用することができる。
いくつかの実施形態において、カチオン交換カラムは、約ｐＨ３～約ｐＨ４（例えば、約ｐＨ３．２、約ｐＨ３．４、約ｐＨ３．６、約ｐＨ３．８、または約ｐＨ４）の、約５０ｍＭ～約１２０ｍＭのクエン酸リン酸塩（例えば、約５０ｍＭ、約６０ｍＭ、約７０ｍＭ、約８０ｍＭ、約９０ｍＭ、約１００ｍＭ、約１１０ｍＭ、または約１２０ｍＭ）、約１００ｍＭ～約１５０ｍＭのＮａＣｌ（例えば、約１００ｍＭ、約１１０ｍＭ、約１２０ｍＭ、約１３０ｍＭ、約１４０ｍＭ、または約１５０ｍＭ）でロードされる。
いくつかの実施形態において、プロテインＡカラムは、約ｐＨ２～約ｐＨ４（例えば、約ｐＨ２～約ｐＨ３．８、約ｐＨ２～約３．７５、約ｐＨ２～約ｐＨ３．６、約ｐＨ２～約ｐＨ３．８、約ｐＨ２～約ｐＨ３．６、約ｐＨ２～約ｐＨ３．４、約ｐＨ２～約ｐＨ３．２、約ｐＨ２～約ｐＨ３．０、約ｐＨ２～約ｐＨ２．８、約ｐＨ２～約ｐＨ２．６、約ｐＨ２～約２．４、約ｐＨ２～約ｐＨ２．２、約ｐＨ３～約ｐＨ４、約ｐＨ３～約ｐＨ３．８、約ｐＨ３～約ｐＨ３．７５、約ｐＨ３～約ｐＨ３．６、約ｐＨ３～約ｐＨ３．４、または約ｐＨ３～約ｐＨ３．２）の、約１０ｍＭ～約１００ｍＭ（例えば、１０ｍＭ～約９０ｍＭ、約１０ｍＭ～約８０ｍＭ、約１０ｍＭ～約７０ｍＭ、約１０ｍＭ～約６０ｍＭ、約１０ｍＭ～約５０ｍＭ、約１０ｍＭ～約４０ｍＭ、約１０ｍＭ～約３０ｍＭ、約１０ｍＭ～約２０ｍＭ、約１５ｍＭ～約１００ｍＭ、約１５ｍＭ～約９０ｍＭ、約１５ｍＭ～約８０ｍＭ、約１５ｍＭ～約７０ｍＭ、約１５ｍＭ～約６０ｍＭ、約１５ｍＭ～約５０ｍＭ、約１５ｍＭ～約４０ｍＭ、約１５ｍＭ～約３０ｍＭ、約１５ｍＭ～約２０ｍＭ、約２０ｍＭ～約１００ｍＭ、約２０ｍＭ～約９０ｍＭ、約２０ｍＭ～約８０ｍＭ、約２０ｍＭ～約７０ｍＭ、約２０ｍＭ～約６０ｍＭ、約２０ｍＭ～約５０ｍＭ、約２０ｍＭ～約４０ｍＭ、約２０ｍＭ～約３０ｍＭ、約２０ｍＭ～約２５ｍＭ、約３０ｍＭ～約１００ｍＭ、約３０ｍＭ～約９０ｍＭ、約３０ｍＭ～約８０ｍＭ、約３０ｍＭ～約７０ｍＭ、約３０ｍＭ～約６０ｍＭ、約３０ｍＭ～約５０ｍＭ、約３０ｍＭ～約４０ｍＭ、約４０ｍＭ～約１００ｍＭ、約４０ｍＭ～約９０ｍＭ、約４０ｍＭ～約８０ｍＭ、約４０ｍＭ～約７０ｍＭ、約４０ｍＭ～約６０ｍＭ、約４０ｍＭ～約５０ｍＭ、約５０ｍＭ～約１００ｍＭ、約５０ｍＭ～約９０ｍＭ、約５０ｍＭ～約８０ｍＭ、約５０ｍＭ～約７０ｍＭ、約５０ｍＭ～約６０ｍＭ、約６０ｍＭ～約１００ｍＭ、約６０ｍＭ～約９０ｍＭ、約６０ｍＭ～約８０ｍＭ、約６０ｍＭ～約７０ｍＭ、約７０ｍＭ～約１００ｍＭ、約７０ｍＭ～約９０ｍＭ、約７０ｍＭ～約８０ｍＭ、約８０ｍＭ～約１００ｍＭ、約８０ｍＭ～約９０ｍＭ、または約９０ｍＭ～約１００ｍＭ）の酢酸ナトリウムで溶出される。
いくつかの実施形態において、カチオン交換カラムは、約ｐＨ７～約ｐＨ１０（例えば、約ｐＨ７．２～約ｐＨ９．８、約ｐＨ７．２～約ｐＨ９．６、約ｐＨ７．２～約ｐＨ９．４、約ｐＨ７．２～約ｐＨ９．２、約ｐＨ７．２～約ｐＨ９、約ｐＨ７．２～約ｐＨ８．８、約ｐＨ７．２～約ｐＨ８．６、約ｐＨ７．２～約ｐＨ８．４、約ｐＨ７．２～約ｐＨ８．２、約ｐＨ７．２～約ｐＨ８、約ｐＨ７．２～約ｐＨ７．８、約ｐＨ７．２～約ｐＨ７．６、約ｐＨ７．２～約ｐＨ７．４、約ｐＨ８～約ｐＨ１０、約ｐＨ８～約ｐＨ９．８、約ｐＨ８～約ｐＨ９．６、約ｐＨ８～約ｐＨ９．４、約ｐＨ８～約ｐＨ９．２、約ｐＨ８～約ｐＨ９、約ｐＨ８～約ｐＨ８．８、約ｐＨ８～約ｐＨ８．６、約ｐＨ８～約ｐＨ８．４、約ｐＨ８～約ｐＨ８．２、約ｐＨ９～約ｐＨ１０、約ｐＨ９～約ｐＨ９．２、約ｐＨ９～約ｐＨ９．４、約ｐＨ９～約ｐＨ９．６、約ｐＨ９～約ｐＨ９．８、約ｐＨ９．５～約ｐＨ１０、または約ｐＨ９．５～約ｐＨ９．８）の、約１０ｍＭ～約１００ｍＭのトリス酢酸塩（例えば、約１０ｍＭ～約９０ｍＭ、約１０ｍＭ～約８０ｍＭ、約１０ｍＭ～約７０ｍＭ、約１０ｍＭ～約６０ｍＭ、約１０ｍＭ～約５０ｍＭ、約１０ｍＭ～約４０ｍＭ、約１０ｍＭ～約３０ｍＭ、約１０ｍＭ～約２０ｍＭ、約１５ｍＭ～約１００ｍＭ、約１５ｍＭ～約９０ｍＭ、約１５ｍＭ～約８０ｍＭ、約１５ｍＭ～約７０ｍＭ、約１５ｍＭ～約６０ｍＭ、約１５ｍＭ～約５０ｍＭ、約１５ｍＭ～約４０ｍＭ、約１５ｍＭ～約３０ｍＭ、約１５ｍＭ～約２０ｍＭ、約２０ｍＭ～約１００ｍＭ、約２０ｍＭ～約９０ｍＭ、約２０ｍＭ～約８０ｍＭ、約２０ｍＭ～約７０ｍＭ、約２０ｍＭ～約６０ｍＭ、約２０ｍＭ～約５０ｍＭ、約２０ｍＭ～約４０ｍＭ、約２０ｍＭ～約３０ｍＭ、約３０ｍＭ～約１００ｍＭ、約３０ｍＭ～約９０ｍＭ、約３０ｍＭ～約８０ｍＭ、約３０ｍＭ～約７０ｍＭ、約３０ｍＭ～約６０ｍＭ、約３０ｍＭ～約５０ｍＭ、約３０ｍＭ～約４０ｍＭ、約４０ｍＭ～約１００ｍＭ、約４０ｍＭ～約９０ｍＭ、約４０ｍＭ～約８０ｍＭ、約４０ｍＭ～約７０ｍＭ、約４０ｍＭ～約６０ｍＭ、約４０ｍＭ～約５０ｍＭ、約５０ｍＭ～約１００ｍＭ、約５０ｍＭ～約９０ｍＭ、約５０ｍＭ～約８０ｍＭ、約５０ｍＭ～約７０ｍＭ、約５０ｍＭ～約６０ｍＭ、約６０ｍＭ～約１００ｍＭ、約６０ｍＭ～約９０ｍＭ、約６０ｍＭ～約８０ｍＭ、約６０ｍＭ～約７０ｍＭ、約７０ｍＭ～約１００ｍＭ、約７０ｍＭ～約９０ｍＭ、約７０ｍＭ～約８０ｍＭ、約８０ｍＭ～約１００ｍＭ、約８０ｍＭ～約９０ｍＭ、または約９０ｍＭ～約１００ｍＭ）、および約１０ｍＭ～約１００ｍＭ（例えば、約１０ｍＭ～約９０ｍＭ、約１０ｍＭ～約８０ｍＭ、約１０ｍＭ～約７０ｍＭ、約１０ｍＭ～約６０ｍＭ、約１０ｍＭ～約５０ｍＭ、約１０ｍＭ～約４０ｍＭ、約１０ｍＭ～約３０ｍＭ、約１０ｍＭ～約２０ｍＭ、約１５ｍＭ～約１００ｍＭ、約１５ｍＭ～約９０ｍＭ、約１５ｍＭ～約８０ｍＭ、約１５ｍＭ～約７０ｍＭ、約１５ｍＭ～約６０ｍＭ、約１５ｍＭ～約５０ｍＭ、約１５ｍＭ～約４０ｍＭ、約１５ｍＭ～約３０ｍＭ、約１５ｍＭ～約２０ｍＭ、約２０ｍＭ～約１００ｍＭ、約２０ｍＭ～約９０ｍＭ、約２０ｍＭ～約８０ｍＭ、約２０ｍＭ～約７０ｍＭ、約２０ｍＭ～約６０ｍＭ、約２０ｍＭ～約５０ｍＭ、約２０ｍＭ～約４０ｍＭ、約２０ｍＭ～約３０ｍＭ、約２０ｍＭ～約２５ｍＭ、約２５ｍＭ～約１００ｍＭ、約２５ｍＭ～約９０ｍＭ、約２５ｍＭ～約８０ｍＭ、約２５ｍＭ～約７０ｍＭ、約２５ｍＭ～約６０ｍＭ、約２５ｍＭ～約５０ｍＭ、約２５ｍＭ～約４０ｍＭ、約２５ｍＭ～約３０ｍＭ、約３０ｍＭ～約１００ｍＭ、約３０ｍＭ～約９０ｍＭ、約３０ｍＭ～約８０ｍＭ、約３０ｍＭ～約７０ｍＭ、約３０ｍＭ～約６０ｍＭ、約３０ｍＭ～約５０ｍＭ、約３０ｍＭ～約４０ｍＭ、約４０ｍＭ～約１００ｍＭ、約４０ｍＭ～約９０ｍＭ、約４０ｍＭ～約８０ｍＭ、約４０ｍＭ～約７０ｍＭ、約４０ｍＭ～約６０ｍＭ、約４０ｍＭ～約５０ｍＭ、約５０ｍＭ～約１００ｍＭ、約５０ｍＭ～約９０ｍＭ、約５０ｍＭ～約８０ｍＭ、約５０ｍＭ～約７０ｍＭ、約５０ｍＭ～約６０ｍＭ、約６０ｍＭ～約１００ｍＭ、約６０ｍＭ～約９０ｍＭ、約６０ｍＭ～約８０ｍＭ、約６０ｍＭ～約７０ｍＭ、約７０ｍＭ～約１００ｍＭ、約７０ｍＭ～約９０ｍＭ、約７０ｍＭ～約８０ｍＭ、約８０ｍＭ～約１００ｍＭ、約８０ｍＭ～約９０ｍＭ、または約９０ｍＭ～約１００ｍＭ）のＮａＣｌで溶出される。
いくつかの実施形態において、カチオン交換カラムは、約ｐＨ８～約ｐＨ１０（例えば、約ｐＨ８～約９．８、約８～約９．６、約ｐＨ８～約ｐＨ９．４、約ｐＨ８～約ｐＨ９．２、約ｐＨ８～約ｐＨ９、約ｐＨ８～約ｐＨ８．８、約ｐＨ８～約ｐＨ８．６、約ｐＨ８～約ｐＨ８．４、約ｐＨ８～約ｐＨ８．２、約ｐＨ９～約ｐＨ１０、約ｐＨ９～約ｐＨ９．８、約ｐＨ９～約ｐＨ９．６、約ｐＨ９～約ｐＨ９．４、約ｐＨ９～約ｐＨ９．２、または約ｐＨ９．４～約ｐＨ１０）の、約１０ｍＭ～約５０ｍＭ（例えば、１０ｍＭ、約２０ｍＭ、約３０ｍＭ、約４０ｍＭ、または約５０ｍＭ）、および約２０ｍＭ～約５０ｍＭのＮａＣｌ（例えば、２０ｍＭ、約２５ｍＭ、約３０ｍＭ、約４０ｍＭ、または約５０ｍＭ）で溶出される。
（ｃ）凝集
いくつかの実施形態において、システム１００は、生体試料中の分析物の凝集を測定する試料分析器を含む。凝集の程度は、例えば、試料中の分析物のサイズ排除クロマトグラフィーを行うためのサイズ排除カラムを含む試料分析器によって決定することができる。
「サイズ排除クロマトグラフィーカラム」または「分子篩クロマトグラフィー」という用語は、分析物および他の構成成分が、サイズおよび／または分子量によって分離されるクロマトグラフィーカラムを指す。いくつかの実施形態において、サイズ排除クロマトグラフィーカラムを使用して、タンパク質凝集物、例えば、タンパク質多量体（例えば、二量体および三量体）が分離される。サイズ排除クロマトグラフィーカラムの非限定的な例としては、Ｓｅｐｈａｄｅｘ Ｇ－１０、Ｓｅｐｈａｄｅｘ Ｇ－２５、Ｓｅｐｈａｄｅｘ Ｇ－５０、Ｓｅｐｈａｄｅｘ Ｇ－７５、Ｓｅｐｈａｄｅｘ Ｇ－１００、Ｓｅｐｈａｄｅｘ Ｇ－１５０、Ｓｅｐｈａｄｅｘ Ｇ－２００、Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ ２Ｂ、Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ ４Ｂ、Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ ６Ｂ、Ｂｉｏ－ｇｅｌ Ｐ－３００およびＷａｔｅｒｓ ＢＥＨ ＳＥＣ ２００Ａが挙げられる。
いくつかの実施形態において、サイズ排除カラムは、約７のｐＨ（例えば、約ｐＨ７．０、約ｐＨ７．１、約ｐＨ７．２、約ｐＨ７．３、約ｐＨ７．４、約ｐＨ７．５、約ｐＨ７．６、約ｐＨ７．７、約ｐＨ７．８、または約ｐＨ７．９）の１×リン酸緩衝食塩水（ＰＢＳ）でロードされる。いくつかの実施形態において、サイズ排除カラムは、約ｐＨ７．２の１×ＰＢＳでロードされる。
（ｄ）完全性または純度
いくつかの実施形態において、システム１００は、生体試料中の分析物の完全性または純度を測定する試料分析器を含む。完全性または純度は、例えば、試料中の分析物の逆相クロマトグラフィーを行うための逆相カラムを含む試料分析器によって決定することができる。
「逆相クロマトグラフィー」または「疎水性クロマトグラフィー」という用語は、疎水性の固定相を含むクロマトグラフィーの一種を指す。逆相クロマトグラフィーカラムの非限定的な例は、当技術分野において公知であり、例えば、Ｓｅｐａｘ Ｏｐａｌｓｈｅｌｌ－Ｃ１８が挙げられる。疎水性リガンドの非限定的な例としては、脂肪族化合物、例えば、Ｃ２、Ｃ４、Ｃ８、Ｃ１０、Ｃ１２、Ｃ１６およびＣ１８、ならびにポリフェニルが挙げられる。
逆相クロマトグラフィーカラムを使用するクロマトグラフィーのサイクルは、カラムに分析物を含む流体をロードする工程、カラムを洗浄して望ましくない生体材料を除去する工程、カラムに結合した分析物を溶出させる工程、およびカラムを再平衡化する工程を含むことができる。
クロマトグラフィーサイクルにおける単一の工程のいずれかは、単一の緩衝液または複数の緩衝液（例えば、２種またはそれ以上の緩衝液）を含むことができ、クロマトグラフィーサイクルにおける単一の工程のいずれかの１つまたはそれ以上は、緩衝液グラジエントを含むことができる。クロマトグラフィーの単一のサイクルのさまざまな周知の態様の組み合わせのいずれかは、これらの方法において、例えば、異なるクロマトグラフィー樹脂、流速、緩衝液、カラムの空隙体積、カラムのベッド体積、それぞれの工程において使用される緩衝液の体積、標的タンパク質を含む流体の体積、ならびにそれぞれの工程において使用される緩衝液の数および種類を任意の組み合わせで使用することができる。
いくつかの実施形態において、逆相カラムは、約０．０１％～約１％（例えば、約０．０１％～約０．８％、約０．０１％～約０．６％、約０．０１％～約０．５％、約０．０１％～約０．４％、約０．０１％～約０．２％、約０．０１％～約０．１％、約０．０２％～約１％、約０．０２％～約０．８％、約０．０２％～約０．６％、約０．０２％～約０．５％、約０．０２％～約０．４％、約０．０２％～約０．２％、約０．０２％～約０．１％、約０．０５％～約１％、約０．０５％～約０．８％、約０．０５％～約０．６％、約０．０５％～約０．５％、約０．０５％～約０．４％、約０．０５％～約０．２％、約０．０５％～約０．１％、約０．０６％～約１％、約０．０６％～約０．８％、約０．０６％～約０．６％、約０．０６％～約０．５％、約０．０６％～約０．４％、約０．０６％～約０．２％、約０．０６％～約０．１％、約０．０８％～約１％、約０．０８％～約０．８％、約０．０８％～約０．６％、約０．０８％～約０．５％、約０．０８％～約０．４％、約０．０８％～約０．２％、約０．０８％～約１％、約０．１％～約１％、約０．１％～約０．８％、約０．１％～約０．６％、約０．１％～約０．５％、約０．１％～約０．４％、約０．１％～約０．２％、約０．２％～約１％、約０．２％～約０．８％、約０．２％～約０．６％、約０．２％～約０．５％、約０．２％～約０．４％、約０．４％～約１％、約０．４％～約０．８％、約０．４％～約０．６％、約０．４％～約０．５％、約０．５％～約１％、約０．５％～約０．８％、約０．５％～約０．６％、約０．６％～約１％、約０．６％～約０．８％、または約０．８％～約１％）の水中のトリフルオロ酢酸（ＴＦＡ）で溶出される。
いくつかの実施形態において、逆相カラムは、約０．０１％～約１％（例えば、約０．０１％～約０．８％、約０．０１％～約０．６％、約０．０１％～約０．５％、約０．０１％～約０．４％、約０．０１％～約０．２％、約０．０１％～約０．１％、約０．０２％～約１％、約０．０２％～約０．８％、約０．０２％～約０．６％、約０．０２％～約０．５％、約０．０２％～約０．４％、約０．０２％～約０．２％、約０．０２％～約０．１％、約０．０５％～約１％、約０．０５％～約０．８％、約０．０５％～約０．６％、約０．０５％～約０．５％、約０．０５％～約０．４％、約０．０５％～約０．２％、約０．０５％～約０．１％、約０．０６％～約１％、約０．０６％～約０．８％、約０．０６％～約０．６％、約０．０６％～約０．５％、約０．０６％～約０．４％、約０．０６％～約０．２％、約０．０６％～約０．１％、約０．０８％～約１％、約０．０８％～約０．８％、約０．０８％～約０．６％、約０．０８％～約０．５％、約０．０８％～約０．４％、約０．０８％～約０．２％、約０．０８％～約１％、約０．１％～約１％、約０．１％～約０．８％、約０．１％～約０．６％、約０．１％～約０．５％、約０．１％～約０．４％、約０．１％～約０．２％、約０．２％～約１％、約０．２％～約０．８％、約０．２％～約０．６％、約０．２％～約０．５％、約０．２％～約０．４％、約０．４％～約１％、約０．４％～約０．８％、約０．４％～約０．６％、約０．４％～約０．５％、約０．５％～約１％、約０．５％～約０．８％、約０．５％～約０．６％、約０．６％～約１％、約０．６％～約０．８％、または約０．８％～約１％）の、約１：１０～約１０：１２０のイソプロパノール（ＩＰＡ）：アセトニトリル（ＡＣＮ）（例えば、約１：５０、１：９０、１：１００、１：１２０、１０：５０、１０：９０、または１０：１２０）中のトリフルオロ酢酸（ＴＦＡ）で溶出される。
いくつかの実施形態において、逆相カラムは、約０．０１％～約０．２％（例えば、約０．０１％、約０．０２％、約０．０４％、約０．０５％、約０．０６％、約０．０８％、約０．１％、約０．１２％、約０．１４％、約０．１５％、約０．１６％、約０．１８％、または約０．２％）の、約１０：９０～約１０：８０のイソプロパノール（ＩＰＡ）：アセトニトリル（ＡＣＮ）中のトリフルオロ酢酸（ＴＦＡ）で溶出される。
いくつかの実施形態において、逆相カラムは、約ｐＨ２～約ｐＨ４（例えば、約ｐＨ２～約ｐＨ３．８、約ｐＨ２～約３．７５、約ｐＨ２～約ｐＨ３．６、約ｐＨ２～約ｐＨ３．８、約ｐＨ２～約ｐＨ３．６、約ｐＨ２～約ｐＨ３．４、約ｐＨ２～約ｐＨ３．２、約ｐＨ２～約ｐＨ３．０、約ｐＨ２～約ｐＨ２．８、約ｐＨ２～約ｐＨ２．６、約ｐＨ２～約２．４、約ｐＨ２～約ｐＨ２．２、約ｐＨ３～約ｐＨ４、約ｐＨ３～約ｐＨ３．８、約ｐＨ３～約ｐＨ３．７５、約ｐＨ３～約ｐＨ３．６、約ｐＨ３～約ｐＨ３．４、または約ｐＨ３～約ｐＨ３．２）の、約１０ｍＭ～約１００ｍＭ（例えば、１０ｍＭ～約９０ｍＭ、約１０ｍＭ～約８０ｍＭ、約１０ｍＭ～約７０ｍＭ、約１０ｍＭ～約６０ｍＭ、約１０ｍＭ～約５０ｍＭ、約１０ｍＭ～約４０ｍＭ、約１０ｍＭ～約３０ｍＭ、約１０ｍＭ～約２０ｍＭ、約１５ｍＭ～約１００ｍＭ、約１５ｍＭ～約９０ｍＭ、約１５ｍＭ～約８０ｍＭ、約１５ｍＭ～約７０ｍＭ、約１５ｍＭ～約６０ｍＭ、約１５ｍＭ～約５０ｍＭ、約１５ｍＭ～約４０ｍＭ、約１５ｍＭ～約３０ｍＭ、約１５ｍＭ～約２０ｍＭ、約２０ｍＭ～約１００ｍＭ、約２０ｍＭ～約９０ｍＭ、約２０ｍＭ～約８０ｍＭ、約２０ｍＭ～約７０ｍＭ、約２０ｍＭ～約６０ｍＭ、約２０ｍＭ～約５０ｍＭ、約２０ｍＭ～約４０ｍＭ、約２０ｍＭ～約３０ｍＭ、約２０ｍＭ～約２５ｍＭ、約３０ｍＭ～約１００ｍＭ、約３０ｍＭ～約９０ｍＭ、約３０ｍＭ～約８０ｍＭ、約３０ｍＭ～約７０ｍＭ、約３０ｍＭ～約６０ｍＭ、約３０ｍＭ～約５０ｍＭ、約３０ｍＭ～約４０ｍＭ、約４０ｍＭ～約１００ｍＭ、約４０ｍＭ～約９０ｍＭ、約４０ｍＭ～約８０ｍＭ、約４０ｍＭ～約７０ｍＭ、約４０ｍＭ～約６０ｍＭ、約４０ｍＭ～約５０ｍＭ、約５０ｍＭ～約１００ｍＭ、約５０ｍＭ～約９０ｍＭ、約５０ｍＭ～約８０ｍＭ、約５０ｍＭ～約７０ｍＭ、約５０ｍＭ～約６０ｍＭ、約６０ｍＭ～約１００ｍＭ、約６０ｍＭ～約９０ｍＭ、約６０ｍＭ～約８０ｍＭ、約６０ｍＭ～約７０ｍＭ、約７０ｍＭ～約１００ｍＭ、約７０ｍＭ～約９０ｍＭ、約７０ｍＭ～約８０ｍＭ、約８０ｍＭ～約１００ｍＭ、約８０ｍＭ～約９０ｍＭ、または約９０ｍＭ～約１００ｍＭ）の酢酸ナトリウムで溶出される。
（ｅ）抗体低減
いくつかの実施形態において、システム１００は、生体試料中の抗体分析物の低減を測定する試料分析器を含む。生物学的製造の生成プラットフォームにおいて、抗体生成物の還元分解は、懸念事項であり、本明細書に記載されるシステムを使用して、製造プロセスパラメーターのフィードバック調節のための抗体低減を測定することができる。抗体の低減は、例えば、試料中の分析物の逆相クロマトグラフィーを行うための逆相カラムを含む試料分析器によって決定することができる。本明細書で議論される逆相カラム樹脂、緩衝液、ｐＨ値および他の操作条件のいずれかを、試料分析器中の逆相クロマトグラフィーに関連して使用することができる。
いくつかの実施形態において、親水性相互作用クロマトグラフィーカラムを使用して、試料分析物についての生成物品質特性を測定することができる。ある特定の実施形態において、疎水性相互作用クロマトグラフィーカラムを使用して、酸化分析などの生成物品質特性を測定することができる。いくつかの実施形態において、レクチンカラムを使用して、グリコシル化情報に関連する生成物品質特性を得ることができる。
ある特定の実施形態において、酵素クロマトグラフィーカラムを使用して、生成物品質特性を測定する目的のためのペプチドマッピングを行うことができる。逆相クロマトグラフィー分離を使用して、分析のためにペプチド分析物を分離することができる。
システム１００を使用する生成物品質特性の分析は、一般に、ほぼリアルタイムで実行して、多種多様な生物学的製造プロセスの条件およびパラメーターの調節のためのタイムリーな制御フィードバックを提供することができる。いくつかの実施形態において、例えば、生体試料の分析物についての濃度または力価の特性は、好適な試料分析器における試料の一部の最初の導入から、特性の値の決定まで、１０分またはそれ以下（例えば、９分またはそれ以下、８分またはそれ以下、７分またはそれ以下、６分またはそれ以下、５分またはそれ以下、４分またはそれ以下、３分またはそれ以下、２分またはそれ以下、１分またはそれ以下）で決定することができる。
ある特定の実施形態において、生体試料の分析物についての電荷バリアントまたは不均一性の特性は、好適な試料分析器における試料の一部の最初の導入から、特性の値の決定まで、７０分またはそれ以下（例えば、６５分またはそれ以下、６０分またはそれ以下、５５分またはそれ以下、５０分またはそれ以下、４５分またはそれ以下、４０分またはそれ以下、３５分またはそれ以下、３０分またはそれ以下）で決定することができる。
いくつかの実施形態において、生体試料の分析物についての凝集の特性は、好適な試料分析器における試料の一部の最初の導入から、特性の値の決定まで、３０分またはそれ以下（例えば、２８分またはそれ以下、２６分またはそれ以下、２４分またはそれ以下、２２分またはそれ以下、２０分またはそれ以下、１８分またはそれ以下、１６分またはそれ以下、１４分またはそれ以下、１２分またはそれ以下、１０分またはそれ以下）で決定することができる。
ある特定の実施形態において、生体試料の分析物についての完全性または純度の特性は、好適な試料分析器における試料の一部の最初の導入から、特性の値の決定まで、３０分またはそれ以下（例えば、２８分またはそれ以下、２６分またはそれ以下、２４分またはそれ以下、２２分またはそれ以下、２０分またはそれ以下、１８分またはそれ以下、１６分またはそれ以下、１４分またはそれ以下、１２分またはそれ以下、１０分またはそれ以下）で決定することができる。
４つの前述の生成物品質特性のそれぞれの値が、分析物について決定される分析サイクルのために、第１の試料分析器への生体試料の第１の部分の最初の導入から、４つの特性の値の決定まで、経過する時間間隔は、１５０分またはそれ以下（例えば、１３０分またはそれ以下、１１０分またはそれ以下、１０５分またはそれ以下、１００分またはそれ以下、９５分またはそれ以下、９０分またはそれ以下、８０分またはそれ以下、７０分またはそれ以下、６０分またはそれ以下）である。
図３は、生体試料の分析物についての生成物品質特性を決定するための一連の工程の例を含むフローチャート３００である。第１の工程３０２において、試料は、試料マネージャーに受け入れられる。上記に記載されるように、試料は、バイアル、ウェルプレートまたは他の容器中で、オフラインで受け入れることができ、そこから、抽出され、第１の流量制御デバイス１０６に注入される。試料は、アトラインの試料採取デバイスから受け入れ、流体ループまたはチャネルに保持することもでき、そこから、生体試料の一部が、第１の流量制御デバイス１０６に注入される。
次に、工程３０４において、生体試料の一部は、第１の流量制御デバイス１０６に注入される。試料の注入された部分は、場合により、工程３０６において精製することができる。精製されるかどうかに関わらず、生体試料の一部は、第２の流量制御デバイス１１０に送達され、そこから、その後、工程３０８において、目的の生成物品質特性に関連する試料分析器に送達される。
試料分析器内で、生体試料の一部は、工程３１０において、分析されて、試料中の分析物についての関連する生成物品質特性の値が決定される。生成物品質特性値が決定された後、試料分析サイクルについてのすべての生成物品質特性の値がまだ決定されていない場合（工程３１２を参照されたい）、次いで、制御は、工程３０４に戻り、生体試料の別の部分が、第１の流量制御デバイス１０６に注入される。
あるいは、すべての生成物品質特性値が、工程３１２において決定されたら、次いで、特性の値は、場合により、制御ユニット１２２によって、１つまたはそれ以上の生物学的製造プロセスパラメーターの調節のためにマスターコントローラーに送信することができる。次いで、分析サイクルは、工程３１６で終了する。
生体試料が、第１の流量制御デバイス１０６から、第２の流量制御デバイス１１０に直接、または試料精製デバイス１０８を通って第２の流量制御デバイス１１０に送達される方法は、他のものの中でも、流量制御デバイスの性質に依存する。図４Ａ～４Ｃは、第１および第２の流量制御デバイスがマルチウェイバルブとして実行される場合、第１および第２の流量制御デバイスの間の生体試料の送達の例を示す。
図４Ａは、ポート１および２が接続され、ポート３および４が接続され、ポート５および６が接続された、第１のポジションにあるように調節されたその構成を有する第１の流量制御デバイス１０６の模式図である。生体試料は、試料マネージャー１０２からポート２に注入される。ポート２は、ポート１に接続され、次に、第２の流量制御デバイス１１０およびカラムマネージャー１１２に接続される。結果として、試料は、試料精製デバイス１０８を通過することなく、第２の流量制御デバイス１１０に直接送達される。
図４Ｂおよび４Ｃは、生体試料を試料精製デバイス１０８に送達するように構成された第１の流量制御デバイス１０６および第２の流量制御デバイス１１０を示す模式図である。図４Ｂにおいて、第１の流量制御デバイスの配置は、ポート２および３が接続され、ポート４および５が接続され、ポート１および６が接続された、デバイスが第２のポジションにあるようなものである。第２の流量制御デバイスは、ポート１および２が接続され、ポート３および４が接続され、ポート５および６が接続された、第１のポジションに構成される。加えて、試料精製デバイス１０８は、ポート１および４にわたって接続され、ポート３は、廃棄物リザーバーに接続され、ポート２は、第１の流量制御デバイスのポート３に接続される。図４Ｂに示される配置を使用して、生体試料は試料精製デバイス１０８のカラムにロードされ、ロード緩衝液は、第１の流量制御デバイスのポート１を通って導入される。
生体試料が試料精製デバイスのカラムにロードされると、第１および第２の流量制御デバイスの配置は、図４Ｃに示されるように調節されて、生体試料を試料精製デバイスのカラムから溶出させる。この配置において、第２の流量制御デバイスは、ポート２および３が接続され、ポート４および５が接続され、ポート１および６が接続された、異なる配置に調節される。加えて、第２の流量制御デバイス１１０のポート６は、第１の流量制御デバイス１０６のポート１に接続される。分析物を試料精製デバイスのカラムから溶出させるために、溶出緩衝液は、第２の流量制御デバイスのポート５に送達され、溶出した分析物は、第２の流量制御デバイスに、次いで、第２の流量制御デバイスと流体連通している試料分析器の１つに送達される。
本明細書に記載されるシステムおよび方法に従って生成物品質特性の値を決定するために生体試料を分析することは、さまざまな方法で有利である場合がある。例えば、記載されるシステムは、プロセス開発（例えば、製剤開発への細胞株開発）全体にわたって、多くの異なる生成物品質特性についての単一の収集プラットフォームとして機能することができ、収集の方法論においてデータの連続性および一貫性を維持する。
加えて、生成物品質特性の測定は、分光学的モデルの検証および進行中のモデルの検証のために使用することができる。定期的に測定される生成物品質特性を使用して、例えば、分光学的モデルを、インラインＦＴＩＲおよび／またはラマン測定を使用する計量化学法の予測精度を検証することによって維持することができる。
本明細書に記載されるシステムの自動化の性質を使用して、そうでなければ手動で行われるであろう退屈な反復的な分析工程を排除し、時間を節約し、操作者のエラーが測定される特性の値に影響を与える可能性を低減することができる。同様に、統合された試料精製は、インラインで行うことができ、より純粋な生体試料を得るために必要な時間を著しく低減することができる。
本明細書に記載されるシステムおよび方法を使用して、製造システムにおけるバイオリアクターに近い場所で、回収された培地を直接分析することができる。測定された生成物品質特性についての情報のフィードバックは（例えば、制御ユニット１２２による）は、いくつかの実施形態において、生成物の収率を増加させ、廃棄物率を低減し、そうでなければ生物学的製造プロセスの効率を改善するように調節することができる製造プロセスパラメーターに対するより直接的かつタイムリーな制御を提供することができる。
バイオリアクターの管理のための生成物品質特性の直接評価を含む適用に加えて、特性値を、細胞株プロセス開発において使用することができる。例えば、本明細書に記載される方法を適用して、分析物および異なるクローンの比較のためにモノクローナル抗体治療薬についての生成物品質特性を決定することができる。
生物学的製造システムの統合および調節
本明細書に開示されるシステムは、生物学的製造システムと統合されて、各種の生物学的生成物についての合成および精製プロセスにおけるさまざまな構成成分ならびに工程にフィードバック制御を提供することができる。
治療用タンパク質薬物および他の物質を製造するための統合された完全に連続的なプロセスは、例えば、実質的に細胞を含まない組換え治療用タンパク質を含有する液体培養培地を提供すること、次いで、液体培養培地を第１のマルチカラムクロマトグラフィーシステム（ＭＣＣＳ１）に供給することを含むことができる。次の工程は、ＭＣＣＳ１を使用して、液体培養培地中で組換え治療用タンパク質を捕捉すること、および次いで、組換え治療用タンパク質を含有するＭＣＣＳ１の溶出液を第２のマルチカラムクロマトグラフィーシステム（ＭＣＣＳ２）に連続的に供給すること、ならびにＭＣＣＳ２を使用して、タンパク質を精製およびポリッシングすることを含む。ＭＣＣＳ２から得られる溶出液は、治療用タンパク質原薬と考えられる。プロセスは、統合され、液体培養培地から、治療用タンパク質原薬であるＭＣＣＳ２からの溶出液まで、連続的に作動することができる。
生物学的製造システムは、典型的には、上記のプロセスを行うために使用される。例えば、そのようなシステムは、入口を含むＭＣＣＳ１、および出口を含むＭＣＣＳ２を含むことができる。これらのシステムにおいて、第１および第２のＭＣＣＳは、互いと流体連通している。システムはまた、流体が、第１および第２のＭＣＣＳを通って入口に入り、出口を通って製造システムを出ていくように構成されている。
そのようなシステムは、液体培養培地からの治療用原薬の連続的な時間効率が良い生成を提供することができる。例えば、治療用タンパク質を含有する流体（例えば、液体培養培地）を第１のＭＣＣＳに供給することと、治療用タンパク質原薬（治療用タンパク質を含有する）を第２のＭＣＣＳの出口から溶出させることとの間の経過時間は、例えば、約４時間～約４８時間である。
図８は、生物学的製造システムの例を示す模式図である。システム１は、第１のＭＣＣＳ、すなわち、４カラムの定期的向流クロマトグラフィーシステム（ＰＣＣＳ）２を含み、ここで、４カラムのＰＣＣＳ２における４カラムのうちの３つのカラム３、４および５は、組換え治療用タンパク質を含有する流体（例えば、哺乳動物細胞を実質的に含まない液体培養培地）から組換え治療用タンパク質を捕捉する単位操作を行い、ＰＣＣＳ２中のカラム６の１つは、組換え治療用タンパク質を含有するＰＣＣＳ２中のカラム３、４および５からの溶出液中に存在するウイルスを不活性化する単位操作を行う。カラム３、４および５は、プロテインＡ結合捕捉機構を利用する樹脂を含有することができる。カラム６は、流体を、約３．７５のｐＨで約１時間、保持することができる。ＰＣＣＳ１も入口７を有する。入口７は、例えば、流体のＰＣＣＳ１への流入を許容する開口部である。
システム１は、３つのクロマトグラフィーカラム９、１０および１１、ならびに１つのクロマトグラフィー膜１２を含むＰＣＣＳ８である第２のＭＣＣＳも含む。ＰＣＣＳ８中のカラム９、１０および１１は、カチオン交換樹脂を含有することができる。ＰＣＣＳ８中のクロマトグラフィー膜１２は、カチオン交換樹脂を含有することができる。ＰＣＣＳ８は、ＰＣＣＳ８中のカラム９、１０および１１、ならびにＰＣＣＳ８中のクロマトグラフィー膜１２の間に配置された流体導管１３も有する。ＰＣＣＳ８は、流体導管１３と流体連通しているインライン緩衝液調節リザーバー１４も有し、インライン緩衝液調節リザーバー１４内に含有される緩衝液が流体導管１３中に存在する流体に導入されるように構成されている。ＰＣＣＳ８は、出口１５も含む。出口１５は、例えば、ＰＣＣＳ８から流体が出ていくことを可能にする開口部である。
システム１は、ＰＣＣＳ２およびＰＣＣＳ８の間に配置された流体導管１６をさらに含むことができる。システム１は、インライン緩衝液調節リザーバー１７内に含有される緩衝液が、流体導管１６中に存在する流体に導入されるように構成された、流体導管１６と流体連通しているインライン緩衝液調節リザーバー１７を含むこともできる。システム１は、流体導管１６中に存在する流体を濾過するための流体導管１６中に配置されたフィルター１８を含むことができる。システム１は、流体導管１６中に配置され、かつＰＣＣＳ８に容易に供給することができない流体導管１６中の任意の流体を保持するように構成されたブレークタンク１９を含むこともできる。
システム１は、入口７と流体連通しているポンプシステム２０をさらに含むことができる。ポンプシステム２０は、入口７に流体を押し出すためのポンプ２１を含むことができる。システム１は、ポンプ２１および入口７の間に配置された流体導管２２を含むこともできる。システム１は、流体導管２２中に存在する流体（例えば、液体培養培地）を濾過するための流体導管２２中に配置されたフィルター２３を含むこともできる。システム１は、ブレークタンク２４が、流体導管２２と流体連通しており、入口７に入ることができない流体導管２２中に存在する任意の流体を貯蔵することができるように構成された、流体導管２２中に配置されたブレークタンク２４を含むこともできる。
システム１は、バイオリアクター２５、ならびにバイオリアクター２５およびポンプ２１の間に配置された流体導管２６を含むこともできる。濾過システム２７は、流体導管２６中に存在する液体培養培地を濾過する（例えば、そこから細胞を除去する）ために流体導管２６中に配置することができる。
第１のＭＣＣＳ（ＰＣＣＳ２）は、流体（例えば、細胞を実質的に含まない液体培養培地）が第１のＭＣＣＳを通過することができる入口を含む。入口は、そのような目的のために当技術分野において公知の任意の構造である。それは、例えば、流体導管の入口への挿入後、流体が、入口からの流体の著しい漏出なく、入口を通って第１のＭＣＣＳに入るように、流体導管が挿入されるのを可能にする、ねじ切り、肋材取り付けまたはシールを含むことができる。
第１のＭＣＣＳは、少なくとも２つのクロマトグラフィーカラム、少なくとも２つのクロマトグラフィー膜、または少なくとも１つのクロマトグラフィーカラムおよび少なくとも１つのクロマトグラフィー膜、ならびに入口を含む。例えば、第１のＭＣＣＳは、合計で、４つのクロマトグラフィーカラム、もしくは３つのクロマトグラフィーカラムおよび１つのクロマトグラフィー膜、もしくは本明細書に記載される他の例示的なＭＣＣＳのいずれかを含むことができ、または、本明細書に記載されるＭＣＣＳ（任意の組み合わせにおける）の例示的な構成のいずれかの１つもしくはそれ以上を有することができる。
第１のＭＣＣＳ中に存在するクロマトグラフィーカラムおよび／またはクロマトグラフィー膜は、１種またはそれ以上の各種の樹脂を含有することができる。例えば、第１のＭＣＣＳ中に存在するクロマトグラフィーカラムおよび／またはクロマトグラフィー膜の１つまたはそれ以上に含有される樹脂は、捕捉機構（例えば、プロテインＡ結合捕捉機構、プロテインＧ結合捕捉機構、抗体もしくは抗体断片結合捕捉機構、基質結合捕捉機構、補助因子結合捕捉機構、アプタマー結合捕捉機構および／またはタグ結合捕捉機構）を利用する樹脂であることができる。第１のＭＣＣＳのクロマトグラフィーカラムおよび／またはクロマトグラフィー膜の１つまたはそれ以上に含有される樹脂は、カチオン交換樹脂、アニオン交換樹脂、分子篩樹脂もしくは疎水性相互作用樹脂、またはそれらの任意の組み合わせであることができる。組換え治療用タンパク質を精製するために使用することができる樹脂の追加の例は、当技術分野において公知であり、第１のＭＣＣＳ中に存在するクロマトグラフィーカラムおよび／またはクロマトグラフィー膜の１つまたはそれ以上に含有されることができる。第１のＭＣＣＳ中に存在するクロマトグラフィーカラムおよび／またはクロマトグラフィー膜は、同じおよび／または異なる樹脂（例えば、本明細書に記載される樹脂または組換えタンパク質精製における使用のために当技術分野において公知の樹脂のいずれか）を含有することができる。
第１のＭＣＣＳ中に存在する２つもしくはそれ以上のクロマトグラフィーカラムおよび／またはクロマトグラフィー樹脂は、１つまたはそれ以上の単位操作（例えば、組換え治療用タンパク質を捕捉すること、組換え治療用タンパク質を精製すること、組換え治療タンパク質をポリッシングすること、ウイルスを不活性化すること、組換え治療用タンパク質を含有する流体のイオン濃度および／もしくはｐＨを調節すること、または組換え治療用タンパク質を含有する流体を濾過すること）を行うことができる。非限定的な例において、第１のＭＣＣＳは、組換え治療用タンパク質を流体（例えば、液体培養培地）から捕捉する、および組換え治療用タンパク質を含有する流体中に存在するウイルスを不活性化するという単位操作を行うことができる。第１のＭＣＣＳは、本明細書に記載されるまたは本技術分野において公知の２つもしくはそれ以上の単位操作の任意の組み合わせを行うことができる。
第１のＭＣＣＳ中に存在するクロマトグラフィーカラムおよび／またはクロマトグラフィー膜は、切り替え機構（例えば、カラム切り替え機構）によって互いに対して接続または移動することができる。第１のＭＣＣＳは、１つまたはそれ以上（例えば、２、３、４または５つ）のポンプ（例えば、自動ポンプ、例えば、自動蠕動ポンプ）を含むこともできる。カラム切り替え事象は、第１のＭＣＣＳを通過する流体（例えば、第１のＭＣＣＳ中のクロマトグラフィーカラムおよび／もしくはクロマトグラフィー膜の１つもしくはそれ以上へのインプットおよび／またはそこからの溶出液）中の組換え治療用タンパク質のレベル、液体（例えば、緩衝液）の特定の体積、または特定の経過時間の検出によって引き起こすことができる。カラム切り替えは、一般に、ＭＣＣＳ中の少なくとも２つの異なるクロマトグラフィーカラムおよび／またはクロマトグラフィー膜（例えば、ＭＣＣＳ（例えば、第１または第２のＭＣＣＳ）中に存在する２つもしくはそれ以上の異なるクロマトグラフィーカラムおよび／またはクロマトグラフィー膜）が、プロセスの少なくとも一部の間、実質的に同時に異なる工程（例えば、平衡化、ロードする、溶出させるまたは洗浄する）を通過するのを可能にする機構を意味する。
第１のＭＣＣＳであるＰＣＣＳ２は、４つのクロマトグラフィーカラムを含むことができ、最初の３つのカラムは、流体（例えば、液体培養培地）から組換え治療用タンパク質を捕捉する単位操作を行い、ＰＣＣＳの第４のカラムは、組換え治療用タンパク質を含有する流体中でウイルスを不活性化する単位操作を行う。第１のＭＣＣＳであるＰＣＣＳは、カラム切り替え機構を利用することができる。ＰＣＣシステムは、最大で、例えば、４、５、６、７もしくは８つのカラム、またはそれより多くを作動することができる改変ＡＫＴＡシステム（ＧＥ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ、Ｐｉｓｃａｔａｗａｙ、ＮＪ）を利用することができる。
カラム切り替え事象は、ＰＣＣＳ２またはＰＣＣＳ８のカラムのうちの１つから溶出する流体中の特定のタンパク質または他の物質の濃度の検出、ＭＣＣＳのブレークタンクに含有されるＭＣＣＳ中のフィルターを通る流動、またはＭＣＣＳ中の導管（例えば、ＭＣＣＳ１とＭＣＣＳ２の間）を通る流動によって引き起こすことができる。本明細書に開示される測定システムを使用して、そのようなタンパク質の濃度を測定することができ、システム１におけるカラム切り替え、濾過および流体輸送などの事象を開始するシステム１中のコントローラーに濃度情報を送信することができる。
第１のＭＣＣＳは、プロセス流体についての赤外分光情報を得るように構成された１つもしくはそれ以上（例えば、２、３、４、５、６、７、８、９または１０個）の測定システム（例えば、システム１００）、１つもしくはそれ以上（例えば、２、３、４、５、６、７、８、９または１０個）のバルブ、１つもしくはそれ以上（例えば、２、３、４、５、６、７、８、９または１０個）のｐＨメーター、および／または１つもしくはそれ以上（例えば、２、３、４、５、６、７、８、９または１０）の導電率メーターを備えることができる。第１のＭＣＣＳは、カラム切り替えがいつ起こるべきか（例えば、赤外分光測定に由来する濃度情報、液体の体積、または経過時間に基づいて）を決定するため、およびカラム切り替え事象に影響を与える（引き起こす）ためのソフトウェア（例えば、Ｕｎｉｃｏｒｎに基づくソフトウェア、ＧＥ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ、Ｐｉｓｃａｔａｗａｙ、ＮＪ、または類似の機能を実装している他のソフトウェア）を利用する操作システムを実行するコントローラーを備えることもできる。測定システムは、場合により、第１のＭＣＣＳ中のクロマトグラフィーカラムおよび／もしくはクロマトグラフィー膜の１つもしくはそれ以上（例えば、２、３、４、５、６、７、８、９または１０個）の入口、および／または第１のＭＣＣＳ中のクロマトグラフィーカラムおよび／もしくはクロマトグラフィー膜の１つもしくはそれ以上の出口に設置することができる。
第１のＭＣＣＳは、１つもしくはそれ以上（例えば、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３または２４個）のインライン緩衝液調節リザーバーおよび／または緩衝液リザーバーをさらに含むことができる。他の例において、第１のＭＣＣＳは、第１のＭＣＣＳ中の１つもしくはそれ以上のクロマトグラフィーカラムおよび／またはクロマトグラフィー膜を容易に通過することができない流体を保持することができる１つまたはそれ以上（例えば、２、３、４、５または６つ）のブレークタンクを含むことができる。本明細書に記載されるシステムは、第１および／または第２のＭＣＣＳ中に１つまたはそれ以上のブレークタンク（例えば、本明細書に記載されるブレークタンク）を含有することができる。本明細書に記載されるシステムの他の例は、第１のＭＣＣＳもしくは第２のＭＣＣＳ中にブレークタンクを含まないか、またはシステム全体中にブレークタンクを含まない。システムの他の例は、システム全体中に最大で１、２、３、４または５つのブレークタンクを含む。
いくつかの実施形態において、第１のＭＣＣＳは、ウイルス不活性化デバイスを含むことができる。例えば、図８を参照すると、ある特定の実施形態において、第１のＭＣＣＳは、ウイルス不活性化デバイス６（すなわち、上記に記載されるカラム６の代わりに）を含む。ウイルス不活性化デバイス６は、生物学的製造プロセスにおいて使用されるウイルスおよびウイルスベクターを不活性化するように構成されている。いくつかの実施形態において、例えば、ウイルス不活性化デバイス６は、混合器を含む。あるいは、ある特定の実施形態において、例えば、デバイス６は、プラグフロー不活性化システムを含む。これらのウイルス不活性化デバイスの例のそれぞれは、第１のＭＣＣＳ中のプロセス流体から活性なウイルスおよびウイルスベクターを排除するのを助ける。
第２のＭＣＣＳは、少なくとも２つのクロマトグラフィーカラム、少なくとも２つのクロマトグラフィー膜、または少なくとも１つのクロマトグラフィーカラムおよび少なくとも１つのクロマトグラフィー膜、ならびに出口を含む。例えば、第２のＭＣＣＳは、合計で、４つのクロマトグラフィーカラム、３つのクロマトグラフィーカラムおよび１つのクロマトグラフィー膜、もしくは本明細書に記載される他の例示的なＭＣＣＳのいずれかを含むことができ、または、本明細書に記載されるＭＣＣＳ（任意の組み合わせで）の例示的な構成のいずれかの１つもしくはそれ以上を有することができる。第２のＭＣＣＳ中に存在するクロマトグラフィーカラムおよび／またはクロマトグラフィー膜は、本明細書に記載される、形状、サイズ、体積（ベッド体積）および／または単位操作のいずれかのうちの１つまたはそれ以上を有することができる。第２のＭＣＣＳ中に存在するクロマトグラフィーカラムおよび／またはクロマトグラフィー膜の１つまたはそれ以上に含有される樹脂は、捕捉機構（例えば、プロテインＡ結合捕捉機構、プロテインＧ結合捕捉機構、抗体もしくは抗体断片結合捕捉機構、基質結合捕捉機構、補助因子結合捕捉機構、タグ結合捕捉機構および／またはアプタマー結合捕捉機構）を利用する樹脂であることができる。有用な樹脂としては、例えば、カチオン交換樹脂、アニオン交換樹脂、分子篩樹脂および疎水性相互作用樹脂が挙げられる。第２のＭＣＣＳ中に存在するクロマトグラフィーカラムおよび／またはクロマトグラフィー膜は、同じおよび／または異なる樹脂（例えば、本明細書に記載される樹脂または組換えタンパク質精製における使用のために当技術分野において公知の樹脂のいずれか）を含有することができる。
第２のＭＣＣＳ中に存在するクロマトグラフィーカラムおよび／またはクロマトグラフィー膜は、１つまたはそれ以上の単位操作（例えば、本明細書に記載される単位操作のいずれか、または本明細書に記載される単位操作のいずれかの組み合わせ）を行うことができる。非限定的な例において、第２のＭＣＣＳは、組換え治療用タンパク質を流体から精製する、および組換え治療用タンパク質を含有する流体中に存在する組換え治療用タンパク質をポリッシングするという単位操作を行うことができる。他の非限定的な例において、第２のＭＣＣＳは、流体中に存在する組換え治療用タンパク質を精製する、流体中に存在する組換え治療用タンパク質をポリッシングする、および組換え治療用タンパク質を含有する流体を濾過することという単位操作を行うことができる。別の例において、第２のＭＣＣＳは、流体中に存在する組換え治療用タンパク質を精製する、流体中に存在する組換え治療用タンパク質をポリッシングする、組換え治療用タンパク質を含有する流体を濾過する、ならびに組換え治療用タンパク質を含有する流体のイオン濃度および／またはｐＨを調節するという単位操作を行うことができる。第２のＭＣＣＳは、本明細書に記載されるまたは本技術分野において公知の２つもしくはそれ以上の単位操作の任意の組み合わせを行うことができる。
第２のＭＣＣＳは、１つまたはそれ以上（例えば、２、３、４または５つ）のポンプ（例えば、自動ポンプ、例えば、自動蠕動ポンプ）を含むこともできる。
第２のＭＣＣＳ中に存在するクロマトグラフィーカラムおよび／またはクロマトグラフィー膜は、切り替え機構（例えば、カラム切り替え機構）によって互いに対して接続または移動することができる。カラム切り替え事象は、上記に議論されるように、第２のＭＣＣＳを通過する流体（例えば、第２のＭＣＣＳ中のクロマトグラフィーカラムおよび／もしくはクロマトグラフィー膜の１つもしくはそれ以上へのインプットおよび／またはそこからの溶出液）中の組換え治療用タンパク質のレベルを決定するために、赤外分光測定および計量化学モデルを使用するその分析による組換え治療用タンパク質または他の物質のレベル、液体（例えば、緩衝液）の特定の体積、または特定の経過時間の検出によって引き起こすことができる。
第２のＭＣＣＳを形成するＰＣＣＳ８は、流体から組換え治療用タンパク質を精製する単位操作を行う３つのカラム、および流体中に存在する組換え治療用タンパク質をポリッシングする単位操作を行うクロマトグラフィー膜を含有することができる。例えば、流体から組換え治療用タンパク質を精製する単位操作を行う３つのカラムは、例えば、カチオン交換樹脂を含有することができ、ポリッシングする単位操作を行うクロマトグラフィー膜は、カチオン交換樹脂を含有することができる。第２のＭＣＣＳであるＰＣＣＳは、カラム切り替え機構を利用することができる。例えば、ＰＣＣＳは、最大で、例えば、４、５、６、７もしくは８つのカラム、またはそれより多くを作動することができる改変ＡＫＴＡシステム（ＧＥ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ、Ｐｉｓｃａｔａｗａｙ、ＮＪ）を利用することができる。
第１のＭＣＣＳと同様に、第２のＭＣＣＳは、１つもしくはそれ以上（例えば、２、３、４、５、６、７、８、９または１０個）の赤外分光測定システム、１つもしくはそれ以上（例えば、２、３、４、５、６、７、８、９または１０個）のバルブ、１つもしくはそれ以上（例えば、２、３、４、５、６、７、８、９または１０個）のｐＨメーター、および／または１つもしくはそれ以上（例えば、２、３、４、５、６、７、８、９または１０個）の導電率メーターを備えることもできる。１つまたはそれ以上の測定システムは、測定される流体中のタンパク質または他の物質についての濃度情報を、カラム切り替え事象を引き起こすかどうかを決定するために濃度情報を使用するコントローラーに送信する。第２のＭＣＣＳは、カラム切り替え事象がいつ起こるべきか（例えば、赤外分光測定、液体の体積、または経過時間に基づいて）を決定するため、およびカラム切り替え事象を開始するためのソフトウェア（例えば、Ｕｎｉｃｏｒｎに基づくソフトウェア、ＧＥ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ、Ｐｉｓｃａｔａｗａｙ、ＮＪ）を利用する、濃度情報を受け取るコントローラーによって実行される操作システムを実行するコントローラーを備えることができる。第２のＭＣＣＳが、１つまたはそれ以上の赤外分光測定システムを含む例において、測定システムは、場合により、第２のＭＣＣＳ中のクロマトグラフィーカラムおよび／もしくはクロマトグラフィー膜の１つもしくはそれ以上（例えば、２、３、４、５、６、７、８、９または１０個）の入口、および／または第２のＭＣＣＳ中のクロマトグラフィーカラムおよび／もしくはクロマトグラフィー膜の１つもしくはそれ以上の出口に設置することができる。
第２のＭＣＣＳは、１つもしくはそれ以上（例えば、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３または２４個）のインライン緩衝液調節リザーバーおよび／または緩衝液リザーバーをさらに含むことができる。他の例において、第２のＭＣＣＳは、第２のＭＣＣＳ中の１つもしくはそれ以上のクロマトグラフィーカラムおよび／またはクロマトグラフィー膜を容易に通ることができない流体を保持することができる１つまたはそれ以上（例えば、２、３、４、５または６つ）のブレークタンク（例えば、本明細書に記載されるブレークタンクのいずれか）を含むことができる。
第２のＭＣＣＳは、治療用タンパク質原薬がシステムから出ていくことができる出口を含む。出口は、流体導管が挿入されるのを可能にする、例えば、ねじ切り、肋材取り付けもしくはシール、または治療用タンパク質原薬を含有もしくは貯蔵するように設計されたバイアルを含むことができる。出口は、組換えタンパク質製剤を滅菌バイアルまたは貯蔵容器に直接流入させるのを可能にするために、滅菌バイアルまたは他のそのような貯蔵容器を密封するために使用することができる表面を出口に含有することができる。
本明細書に記載される流体導管のいずれかは、例えば、ポリエチレン、ポリカーボネートまたはプラスチック製の、例えば、チューブである。第１のＭＣＣＳおよび第２のＭＣＣＳの間に配置された流体導管は、任意の組み合わせで、以下の１つまたはそれ以上をさらに含むことができる：流体導管と流体連通しており、かつインライン緩衝液調節リザーバー内に貯蔵された緩衝液が流体導管中に存在する流体に添加されるように位置する１つまたはそれ以上のインライン緩衝液調節リザーバー；流体導管と流体連通しており、かつ第２のＭＣＣＳに容易に供給することができない流体導管中に存在する任意の過剰な流体を保持することができるように位置するブレークタンク（例えば、本明細書に記載されるブレークタンクのいずれか）；および流体導管中に存在する流体を濾過する（例えば、細菌を除去する）ことができるように流体導管中に配置される１つまたはそれ以上のフィルター。インライン緩衝液調節リザーバーのいずれかは、例えば、約０．５Ｌ～５０Ｌの体積の緩衝液を（例えば、５０℃もしくはそれ以下、３７℃、２５℃、１５℃、または１０℃で）含有することができる。
本明細書に記載されるシステムは、場合により、第２のＭＣＣＳ中の最終クロマトグラフィーカラムまたはクロマトグラフィー膜および出口の間に配置された流体導管を含むことができる。本明細書に記載されるシステムは、フィルターが、第２のＭＣＣＳ中の最終クロマトグラフィーカラムまたはクロマトグラフィー膜および出口の間に配置された流体導管中に存在する流体から、例えば、沈殿物質、粒子状物質または細菌を除去することができるように、第２のＭＣＣＳ中の最終クロマトグラフィーカラムまたはクロマトグラフィー膜および出口の間に配置された流体導管と流体連通している１つもしくはそれ以上のフィルターをさらに含むことができる。
本明細書に提供されるシステムのいくつかの例は、第１のＭＣＣＳの入口と流体連通性であるバイオリアクターも含む。本明細書に記載されるまたは当技術分野において公知の例示的なバイオリアクターのいずれかを、本システムにおいて使用することができる。
本明細書に提供されるシステムのいくつかの例は、ポンプシステムも含む。ポンプシステムは、以下の１つまたはそれ以上を含むことができる：１つまたはそれ以上（例えば、２、３、４、５、６、７、８、９または１０個）のポンプ（例えば、本明細書に記載されるまたは当技術分野において公知のポンプのいずれか）、１つまたはそれ以上（例えば、２、３、４または５つ）のフィルター（例えば、本明細書に記載されるまたは当技術分野において公知のフィルターのいずれか）、１つまたはそれ以上（例えば、２、３、４、５、６、７、８、９または１０個）のＵＶ検出器、および１つまたはそれ以上（例えば、２、３、４または５つ）のブレークタンク（例えば、本明細書に記載されるブレークタンクのいずれか）。本明細書に提供されるシステムのいくつかの例は、ポンプおよび第１のＭＣＣＳの入口の間に配置された流体導管（例えば、本明細書に記載されるまたは当技術分野において公知の例示的な流体導管のいずれか）をさらに含む。いくつかの例において、この特定の流体導管は、１つもしくはそれ以上（例えば、２、３または４つ）のポンプ（例えば、本明細書に記載されるまたは当技術分野において公知ポンプのいずれか）、および／または１つもしくはそれ以上（例えば、２、３または４つ）のブレークタンク（例えば、本明細書に記載される例示的なブレークタンクのいずれか）を含むことができ、これらのポンプおよび／またはブレークタンクは、液体導管中に存在する流体と流体連通している。
本明細書に記載されるシステムのいくつかの例は、ポンプおよび入口の間の流体導管に接続されたさらなる流体導管をさらに含み、ここで、さらなる流体導管の一端は、バイオリアクターに流体的に接続され、他端は、ポンプおよび入口の間の流体導管に流体的に接続される。このさらなる流体導管は、バイオリアクターから除去された液体培養培地から細胞を除去することができるフィルター（例えば、ＡＴＦ細胞保持システム）を含むことができる。
前述の生物学的製造システムは、治療用タンパク質原薬の連続的な生成を可能にする。例えば、本明細書に提供されるシステムは、約７０％より高い、約８０％より高い、約８２％より高い、約８４％より高い、約８６％より高い、約８８％より高い、約９０％より高い、約９２％より高い、約９４％より高い、約９６％より高い、または約９８％より高い組換え治療用タンパク質の収率のパーセンテージ（出発材料、例えば、出発液体培養培地から）を可能にする。本明細書に記載されるシステムは、約８０％～約９０％、約８２％～約９０％、約８４％～約９０％、約８４％～約８８％、約８４％～約９４％、約８２％～約９２％、または約８５％～約９５％の組換え治療用タンパク質の収率のパーセンテージ（出発材料、例えば、出発液体培養培地から）をもたらすこともできる。
本明細書に記載されるシステムは、約１．０ｍｇ／ｍＬより高い、例えば、約１５ｍｇ／ｍＬより高い、約２０ｍｇ／ｍＬより高い、約２５ｍｇ／ｍＬより高い、約３０ｍｇ／ｍＬより高い、約３５ｍｇ／ｍＬより高い、約４０ｍｇ／ｍＬより高い、約４５ｍｇ／ｍＬより高い、約５０ｍｇ／ｍＬより高い、約５５ｍｇ／ｍＬより高い、約６０ｍｇ／ｍＬより高い、約６５ｍｇ／ｍＬより高い、約７０ｍｇ／ｍＬより高い、約７５ｍｇ／ｍＬより高い、約８０ｍｇ／ｍＬより高い、約８５ｍｇ／ｍＬより高い、約９０ｍｇ／ｍＬより高い、約１００ｍｇ／ｍＬより高い、約１２５ｍｇ／ｍＬより高い、または約１５０ｍｇ／ｍＬより高い組換え治療タンパク質の濃度を含有する治療用タンパク質原薬の生成をもたらすこともできる。
上記で議論されるように、いくつかの実施形態において、第１および／または第２のＭＣＣＳは、定期的向流クロマトグラフィーシステム（ＰＣＣＳ）である。ＰＣＣＳは、例えば、２つまたはそれ以上のクロマトグラフィーカラムからの組換え治療用タンパク質の連続的な溶出を可能にするために、切り替えられる２つまたはそれ以上のクロマトグラフィーカラム（例えば、３つのカラムまたは４つのカラム）を含むことができる。ＰＣＣＳは、２つもしくはそれ以上のクロマトグラフィーカラム、２つもしくはそれ以上のクロマトグラフィー膜、または少なくとも１つのクロマトグラフィーカラムおよび少なくとも１つのクロマトグラフィー膜を含むことができる。カラム操作は、一般に、ロード、洗浄、溶出および再生工程からなる。ＰＣＣＳにおいて、複数のカラムを使用して、同じ工程を個別的および連続的に循環様式で作動させる。カラムは直列に操作されるので、１つのカラムからのフロースルーおよび洗浄液は、別のカラムによって捕捉される。ＰＣＣＳのこのユニークな構成は、バッチモードクロマトグラフィーの間に典型的であるように、動的結合能力での代わりに、その静的結合能力に近い樹脂のロードを可能にする。
３つのカラムを含有するＰＣＣＳにおいて使用される３つのカラム切り替え技法の例を図９に示す。サイクルは、カラム切り替え技法において使用される３つのカラムのそれぞれからの溶出液プールをもたらす３つの完全なカラム操作として定義される。サイクルのすべての工程が終了すると、サイクルは、再始動される。連続的なサイクルおよび溶出の結果として、ＰＣＣＳに入る流体は、連続的に処理されるが、それぞれのカラムからの組換え治療用タンパク質溶出は、個別的および定期的である。
図９に示される例示的なサイクルなどのＰＣＣＳサイクルにおいて１つの工程から別の工程へ進むために、カラム切り替え戦略が用いられる。カラム切り替え法は、図９に示される例示的なＰＣＣＳシステム中の３つのカラムにおいてカラムごとに２つの自動切り替え操作を用い、その１番目は、最初の生成物の出現に関係し、２番目はカラム飽和と一致する。カラム切り替え操作がいつ行われるべきかの決定は、ＰＣＣＳ中のそれぞれのクロマトグラフィーカラムからの溶出液中の組換え治療用タンパク質濃度についての情報に基づく。
上記で議論されるように、好適な試料分析器は、ＰＣＣＳカラムからの溶出液中の組換え治療用タンパク質の濃度を決定するために使用することができる。濃度情報は、生物学的製造システムのためのフィードバック制御として機能し、制御ユニット１２２によってＭＣＣＳコントローラーに送信され、切り替わりが正当化されることを決定した後、カラム切り替えを開始する。
例として、カラムロードの間、ＰＣＣ制御システムは、上記で議論された赤外分光測定システムを使用して、カラムから溶出する治療用タンパク質物質のベースライン濃度（典型的には、ゼロ濃度である）を決定することができる。活発な溶出の間、タンパク質物質が出現すると、測定されたタンパク質濃度が増加する（例えば、ベースライン濃度を上回る）。システムは、増加するタンパク質濃度を監視し続け、濃度が、所定の閾値に達したら、カラム１からのフロースルーは、廃棄物への代わりに、カラム２へ向かう。名目上、これは、時間ｔ１で起こる。
カラム１への供給が続くと、カラム１は、最終的に、タンパク質生成物でほぼ飽和する。このポイントで、溶出液中のタンパク質の測定濃度は、時間ｔ２で起こる別の所定の値に達している。このポイントで、ＭＣＣＳコントローラーは、入口供給をカラム２に切り替える。
上記のカラム切り替え戦略は、供給生成物の濃度および容量に関係なく、カラムの均一なロードを可能にする。それぞれのカラムからの溶出液中で検出される組換えタンパク質のレベルに基づくカラムの同様の切り替えを実装することができる。カラム切り替えは、経過時間、あるいは第１もしくは第２のＭＣＣＳ中の１つもしくはそれ以上のクロマトグラフィーカラムおよび／またはクロマトグラフィー膜を通過した流体（例えば、緩衝液）の量に基づくこともできる。
制御カラム切り替え事象にフィードバック情報を提供することに加えて、本明細書に開示される測定システムは、さまざまな他の生物学的製造工程および操作パラメーターの調節のためのフィードバック情報を提供することもできる。そのような調節の１つの例は、生物学的製造プロセスのさまざまな段階における緩衝液濃度の制御された調節である。
一般に、１種またはそれ以上（例えば、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３または２４種）の異なる種類の緩衝液を、本明細書に記載されるプロセスのいずれかにおいて、２つまたはそれ以上のＭＣＣＳの使用の間に用いることができる。当技術分野において公知であるように、本明細書に記載されるプロセスにおいて使用される２つもしくはそれ以上のＭＣＣＳにおいて使用される１種またはそれ以上の種類の緩衝液は、２つもしくはそれ以上のＭＣＣＳ（例えば、第１および第２のＭＣＣＳ）のクロマトグラフィーカラムおよび／またはクロマトグラフィー膜中に存在する樹脂、組換え治療用タンパク質、ならびに２つまたはそれ以上のＭＣＣＳの特定のクロマトグラフィーカラムおよび／またはクロマトグラフィー膜によって行われる単位操作（例えば、本明細書に記載される例示的な単位操作のいずれか）に依存する。本明細書に記載されるプロセスのいずれかにおける２つまたはそれ以上のＭＣＣＳの使用の間に用いられる緩衝液の体積および種類は、当業者によって決定することもできる（例えば、以下でより詳細に議論される）。例えば、本明細書に記載されるプロセスのいずれかにおける２つまたはそれ以上のＭＣＣＳの使用の間に用いられる緩衝液の体積および種類は、組換えタンパク質製剤における以下の１つまたはそれ以上を最適化するために、選択することができる：組換え治療用タンパク質の全収率、組換え治療用タンパク質の活性、組換え治療用タンパク質の純度のレベル、および組換え治療用タンパク質を含有する流体からの生物学的混入物の除去（例えば、活性ウイルス、マイコバクテリア、酵母、細菌または哺乳動物細胞の非存在）。
組換え治療用タンパク質を含有する流体のイオン濃度および／またはｐＨを調節する単位操作は、（例えば、単一のＭＣＣＳ内のカラム間、または最後から２番目のＭＣＣＳ（例えば、第１のＭＣＣＳ）における最後のカラムの後、および組換え治療用タンパク質を含有する流体が次のＭＣＣＳ（例えば、第２のＭＣＣＳ）の最初のカラムに供給される前に）、組換え治療用タンパク質を含有する流体に新たなまたは追加の緩衝溶液を添加する緩衝液調節リザーバー（例えば、インライン緩衝液調節リザーバー）を含み、かつそれを用いるＭＣＣＳ（例えば、第１および／または第２のＭＣＣＳ）を使用して、行うことができる。インライン緩衝液調節リザーバーは、任意のサイズ（例えば、１００ｍＬより大きい）であり、任意の緩衝化溶液（例えば、組換え治療用タンパク質を含有する流体と比較して増加もしくは減少したｐＨ、組換え治療用タンパク質を含有する流体と比較して増加もしくは減少したイオン（例えば、塩）濃度、および／またはＭＣＣＳ（例えば、第１または第２のＭＳＣＣＳ）の少なくとも１つのクロマトグラフィーカラムもしくは少なくとも１つのクロマトグラフィー膜中に存在する樹脂への結合について組換え治療用タンパク質と競合する薬剤の増加もしくは減少した濃度のうちの１つまたはそれ以上を有する緩衝溶液）を含有することができる。
いくつかの実施形態において、プロセス流体に添加される緩衝溶液の量のＭＣＣＳコントローラーによる決定は、生体試料中の分析物についての濃度または力価情報に基づく。例えば、そのような測定の目的のための溶質は、緩衝溶液の構成成分、または濃度が、流体の緩衝液組成、プロセス流体のｐＨおよび／もしくはプロセス流体のイオン強度に関係するプロセス流体の構成成分である。構成成分についての濃度情報の測定は、フィードバック情報としてＭＣＣＳコントローラーに提供され、フィードバック情報を使用して、プロセス流体に排出する１つまたはそれ以上の緩衝溶液の時期および量を決定する。赤外分光測定システムは、一般に、プロセス流体を測定して、緩衝液に関連するフィードバック情報をＭＣＣＳコントローラーに提供する目的のために、生物学的製造システム中の任意の場所に位置することができる。
ある特定の実施形態において、プロセス流体についての抗体濃度情報を使用して、細胞培養物がバイオリアクターに導入される速度を制御することができる。特に、バイオリアクターから回収されたプロセス流体中の抗体濃度値を決定することによって、ＭＣＣＳコントローラーは、バイオリアクターへの細胞培養物の流出速度を調節することができる。この様式での調節は、バイオリアクターの細胞密度および特異的生産性に由来する体積生産性の制御を可能にする。固定された灌流速度について、そのような調節は、ＭＣＣＳ１が単位時間あたりほぼ一定量の生成物を受け入れるように、プロセス流体中の抗体濃度の制御を可能にする。言い換えれば、この性質の調節は、バイオリアクター内の生成物の産生の速度が、特定の期間にわたってほぼ一定の状態のままであることを確実にするために使用することができる。
いくつかの実施形態において、プロセス流体に関連するある特定の品質特性の決定は、ＭＣＣＳコントローラーによって使用されて、生物学的製造システムが、許容される範囲のパラメーター内で操作されているかどうか、または操作の間に、システムが、１つもしくはそれ以上の許容されるパラメーター範囲外であるかどうかを決定することができる。
１つまたはそれ以上の品質特性のそれぞれについて、許容される値の範囲は、較正手順により確立することができる。これらの範囲は、生物学的生成物が、許容される速度および純度のレベルで産生される一方、副生成物および他の望ましくない種の収率が、許容可能に低いレベルである、システムについての操作条件を効率的に確立する。システムを１つまたはそれ以上の範囲外で操作する場合、生成物の収率および／もしくは純度は低減し、望ましくない種の生成の速度／量が増加し、試薬の消費速度が増加し、ならびに／または他の望ましくない効果もしくは条件をもたらすことがある。
システム内の１つまたはそれ以上の場所でのプロセス流体について決定された品質特性を使用して、システムがこれらの操作パラメーターの許容される範囲内で操作されることを確実にすることができる。１つまたはそれ以上の品質特性の決定値が確立された許容される範囲外である場合、ＭＣＣＳコントローラーは、潜在的な故障状態が存在することを特定する。
故障状態に対処するために、ＭＣＣＳコントローラー（またはＭＣＣＳコントローラーに接続された別のシステムコントローラー）は、その操作を改変するために、生物学的製造システムの操作パラメーターのいずれかを調節することができ、それによって、それらが許容される範囲内になるように、品質特性の値を調節することもできる。この性質の補正動作は、品質特性の決定値によって提供されるフィードバックに基づいて、システムが、確立された一組または範囲の操作条件内で積極的に維持することができることを確実にする。
ある特定の実施形態において、ＭＣＣＳコントローラー（またはＭＣＣＳコントローラーに接続された別のシステムコントローラー）は、システムがその許容される操作条件の範囲から極端な範囲外であり、その結果、システムを許容される範囲の条件に戻すことが、困難であるか、もしくはさらには不可能である、または他の望ましくない結果をもたらすと決定すると、コントローラーは、バイオリアクターに制御シグナルを送信して、生成を中断し、その内容物を廃棄物に排出することができる。そのような場合において、効果的な補正動作は、実用的ではないか、または不可能であり、生成プロセスは、システムについての許容される操作条件の範囲から極端に逸脱している。バイオリアクターの内容物を単に排出することによって、システムは、許容される条件の範囲から回復不能に逸脱している進行中の生成プロセスを調節しようとするよりもむしろ、生成プロセスを再開することによって、かなりの時間を節約することができる。
さらに、フィードバックは、１つまたはそれ以上のバイオリアクターの培地構成要素（例えば、グルコース濃度、グルタミン濃度、乳酸濃度およびアンモニウムイオン濃度）の測定値に基づいて、ＭＣＣＳコントローラー（または別のシステムコントローラー）に提供することができ、次いで、それを使用して、リアクターの条件を調節して、細胞生存率、生成物の収率、および他の性能計量が、目標範囲内で維持されることを確実にすることができる。いずれか１つまたはそれ以上のプロセスパラメーターは、生成物品質特性および他の測定量の値に基づいて行われる調節と同様の様式で、バイオリアクターの培地構成要素の値に基づいて、コントローラーによって調節することができる。
ハードウェアおよびソフトウェアの実装
制御ユニット１２２を、本明細書に記載される制御機能のいずれかを行うように構成することができ、ハードウェア、ソフトウェアまたはハードウェアおよびソフトウェアの両方の組み合わせに実装することができる。制御ユニット１２２は、典型的には、メモリーユニットに接続された少なくとも１つの電子プロセッサ、ストレージデバイス、アウトプットデバイス（例えば、ディスプレイ）およびヒトインターフェースデバイス（例えば、キーボード、マウス、タッチパッド、タッチセンサーディスプレイ）を含む。制御ユニット１２２は、本明細書に示される制御ラインのいくつかまたはすべてに沿って、システムの構成要素から電気信号として情報を受け取り、制御ラインに沿って、システムの構成要素に電気制御信号を送信する。
本明細書に記載される方法の工程および制御機能は、標準的または独占所有のプログラミング言語を使用して、コンピュータプログラムに実装することができる。そのようなプログラムは、制御ユニット１２２（例えば、制御ユニットの電子プロセッサ）によって実行され、制御ユニットに、記載される工程および機能を行わせるように設計される。それぞれのプログラムは、コンピュータ可読ストレージ媒体（例えば、光学、磁気、ソリッドステートの、書き換え可能な、または他の永続ストレージ媒体）に保存することができる。制御ユニット１２２に指示を提供するために使用することができる妥当なプログラミング言語の例は、Ｅｍｐｏｗｅｒ（登録商標）ソフトウェアパッケージソフト（Ｗａｔｅｒｓ Ｃｏｒｐ．、Ｍｉｌｆｏｒｄ、ＭＡ）である。
以下の実施例は、前述の開示のさまざまな態様をさらに説明するために提供され、明示的に言及されない限り、特許請求の範囲の任意の構成を他に限定すること、または実施形態の任意の態様を限定することを意図するものではない。
実施例１
システム１００を使用して、強化灌流プロセスを用いて作動している灌流バイオリアクターからの抗ＴＧＦβを分析した。システムは、プロセス試料マネージャー（ＰＳＭ）、カラムヒーター（ＣＨ）、２つの１ポジション９ポートのバルブを含有するカラムマネージャー（ＣＭ）、バイナリポンプ（ＢＳＭ）、「Ｄ」ライン上に追加された溶媒選択バルブを有するクォータナリポンプ（ＱＳＭ）、ＰＤＡ検出器（ＰＤＡ）、５ｍＬのステンレス鋼試料保持ループを収容している２ポジション１０ポートのカラム選択バルブ（すべて、Ｗａｔｅｒｓ Ｃｏｒｐ．、Ｍｉｌｆｏｒｄ、ＭＡから入手）、および２つのＩＤＥＸ補助２ポジション６ポートの切り替えバルブを含んでいた。
バイオリアクターからの回収物を、液体ハンドラー（Ｇｉｌｓｏｎ、Ｍｉｄｄｌｅｔｏｎ、ＷＩから入手）に接続されたＭＡＳＴ（モジュール式自動試料採取技術）（Ｌｏｎｚａ、Ｂａｓｅｌ、Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄから入手）を使用して、自動的に試料採取した。ＭＡＳＴシステムは、容積型ポンプによって約４０ｍＬの回収物を、きれいなラインに抜き取った後、１０ｍＬの回収物を液体ハンドラーデッキ上のきれいな１２ｍＬのガラスバイアルに蓄積した。次いで、液体ハンドラーは、液体ハンドラーおよび吸引の両方に接続されているＰＥＥＫチューブ移送ラインへの材料の再注入により、７．５ｍＬの回収物をシステム１００に移送した。試料を、試料の分析までそれを保持する５ｍＬの試料保持ループに直接移送した。
試料の移送が終了したら、ＭＡＳＴのコンピュータは、信号を制御ユニット１２２に送って、Ｅｍｐｏｗｅｒ（登録商標）３ソフトウェアにおいて指定された方法のセットを開始した。
この実施例のために作動する方法のセットは、ループロード機能、２質量ロードでの試料精製デバイスのプロテインＡ（Ｐｒｏ Ａ）カラムにおける２回の注入、２質量ロードでのサイズ排除カラムにおける２回の注入、共通システム構成要素の分離技法（Ｐｒｏ Ａおよびサイズ排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ））および２０％のメタノールによる最終的なループ洗浄の間の中間水洗浄法、ならびにループがより多くの試料を許容する正しい位置にあるのを確実にするための最終区域を含んでいた。二次カラムが言及されるかどうか（ＳＥＣなど）に留意すべきであり、この方法が、他に明記されない限り、Ｐｒｏ Ａによるインライン精製を含有すると仮定すべきである。
それぞれの注入のために、１ｍＬの回収物を、保持ループから抜き取り、システムにおける全ループ注入のために５０μＬの試料注入ループに移送した。変動する質量ロードを試験するために、全ループ注入の両方を、１×リン酸緩衝食塩水（ＰＢＳ）、ｐＨ７．２の緩衝液を使用して、オンラインの１：２の希釈と同様に行った。
力価分析のための試料精製を、Ｔｈｅｒｍｏ ＰＯＲＯＳ Ａ ２．１×３０ｍｍ、２０μｍカラム（すなわち、プロテインＡアフィニティーカラム）において行った。第１および第２のポンプについてのグラジエントの詳細を表１および２に示す。
Figure 2022548982000002
Figure 2022548982000003
表１に示される方法について、緩衝液Ａは、ｐＨ７．２の１×ダルベッコリン酸緩衝食塩水であり、緩衝液Ｂは、ｐＨ８．０の２０ｍＭのリン酸ナトリウム、１Ｍの塩化ナトリウムおよび７．５％のイソプロパノールであった。表２に示される方法について、緩衝液Ａは、ＰＨ３．２の０．１Ｍのリン酸塩－クエン酸塩、０．１４Ｍの塩化ナトリウムであった。
システムを、精製された試料が、任意のカラムに基づく試料分析器を通過することなく、検出器１１６（ＰＤＡ検出器）に直接向かうように構成した。分離を、２８０ｎｍの吸光度で監視した。プロテインＡカラムを、室温および周囲環境で保った。ＰＤＡ検出器における検出の際に、測定されたクロマトグラムを統合して、約２．５分での溶出タンパク質に対応するピークについての曲線下面積を計算した。次いで、モノクローナル抗体の面積を、面積に対してプロットされたカラムにおける５０μｇ～２μｇの質量ロードから構築された較正曲線の使用により定量化した。
図５Ａは、ニート試料および１：２希釈試料についての力価クロマトグラムを示すグラフであり、図５Ｂは、それぞれの希釈比での６つの異なる作動からの計算された質量ロードおよび濃度を示す表である。データは、視覚的および計算結果の間の両方で、作動間で優れた再現性を示す。
凝集分析を、Ｗａｔｅｒｓ ＵＰＬＣ ＢＥＨ ＳＥＣ ４．６×３００ｍｍ、１．７μｍおよび２００Åカラムにおいて、サイズ排除分離法を使用して行った。第１および第２のポンプについてのグラジエントの詳細を表３および４に示す。
Figure 2022548982000004
Figure 2022548982000005
表３に示される方法について、緩衝液Ａは、１×ダルベッコリン酸緩衝食塩水、ｐＨ７．２であり、緩衝液Ｂは、ｐＨ８．０の２０ｍＭのリン酸ナトリウム、１Ｍの塩化ナトリウムおよび７．５％のイソプロパノールであった。表４に示される方法について、緩衝液Ａは、ｐＨ３．２の０．１Ｍのリン酸塩－クエン酸塩および０．１４Ｍの塩化ナトリウムであり、緩衝液Ｂは、ｐＨ７．２の１×ダルベッコリン酸緩衝食塩水であった。
カラムマネージャーを、試料が、サイズ排除クロマトグラフィーカラムを有する試料分析器へ向かうように構成した。分析物および他の構成成分の分離を、２８０ｎｍの吸光度で監視した。サイズ排除カラムを、３０ｃｍのカラムヒーター中で２５℃で保ったが、プロテインＡカラムは、周囲環境中であった。ＰＤＡ検出器１１６における検出の際に、記録されたクロマトグラムを統合して、高分子量種（メインピークの前）、主な種および低分子量種（メインピークの後）に対応するピークについての曲線下面積を計算した。
図６Ａは、ニート試料および１：２希釈試料についての力価クロマトグラムを示すグラフであり、図６Ｂは、２つの希釈のそれぞれでの６つの異なる試料についての測定されたピーク情報を伴う表を示す。データは、視覚的および計算結果の間の両方で、作動間で優れた再現性を示す。いくつかの相違が、カラムそれ自身の結果であると考えられる質量ロード間のピークパーセンテージに存在する。
図７は、試料を、合計で１２試料について１．５時間ごとに得た実験からの測定されたクロマトグラムを示すグラフである。これらの実験のために、１つの質量ロードのみを、プロテインＡおよびサイズ排除クロマトグラフィーカラムの両方に送達した：ｐＨ７．２の１×ＰＢＳで試料マネージャーにおける１：２オンライン希釈。力価および凝集の生成物品質特性は両方とも、１２試料の間で優れた再現性を示した。
逆相分析のために、分離を、Ｗａｔｅｒｓ ＢｉｏＲｅｓｏｌｖｅ Ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌ ２．１×１００ｍｍ、２．７μｍ、４５０Åカラムにおいて、水中の０．１％のトリフルオロ酢酸（移動相Ａ）、１０％のイソプロパノール、９０％のアセトニトリル中の０．１％のトリフルオロ酢酸（移動相Ｂ）および２０ｍＭの酢酸ナトリウム、ｐＨ３．７５（プロテインＡカラム溶出液）を使用して行った。強カチオン交換分析のために、分離を、Ｔｈｅｒｍｏ ＭＡｂＰａｃ ＳＣＸ－１０ ＲＳ、２．１×１５０ｍｍ、５μｍカラムにおいて行った。移動相は、２０ｍＭの酢酸ナトリウム、ｐＨ３．７５（移動相ＡおよびプロテインＡ溶出液の両方）および２０ｍＭのトリス酢酸塩、２５ｍＭの塩化ナトリウム、ｐＨ９．８（移動相Ｂ）であった。これまでのところ、この方法は、最適なピーク分解のための「Ｓ」型グラジエントを作り出すために、グラジエント曲率の使用を用いる。
前述の方法を使用して、アトライン試料を分析した。上記で議論されるように、システム１００は、例えば、試料マネージャーのフロースルーニードルモジュール（Ｗａｔｅｒｓ Ｃｏｒｐ．、Ｍｉｌｆｏｒｄ、ＭＡから入手可能）を使用して、オフライン試料を分析することもできる。フロースルーニードルを使用すると、試料は、バイアルまたはウェルプレートから直接注入される。注入体積は、１μＬ～１００μＬで、所望により変化させることができる。この柔軟性は、オンライン希釈を行うことなく、カラムにおける質量ロードを変化させることを可能にする。加えて、すべての試料体積がバイアルまたはウェルプレート内に含有されており、複数の注入がそれぞれのバイアルについて可能であるので、このシステムのバージョン中には試料保持ループが存在しない。
実施例２．プロセス開発およびパイロットスケールバイオリアクターのアトラインプロセス監視へのＭＩＭＩＣＳ－ｍＰＱＡの適用
実験の概説
ＭＩＭＩＣＳ－ｍＰＱＡプラットフォームを、抗ＴＧＦβモノクローナル治療用抗体のアトスケール１００Ｌ作動に適用した。回収試料を、ＭＩＭＩＣＳ－ｍＰＱＡプラットフォームにおいて作動して、３つの特性：力価、凝集および純度／完全性についてのアトライン生成物品質情報を蓄積した。
分析される試料は、１００Ｌバイオリアクターおよび２つのサテライト３Ｌバイオリアクターからの回収材料（ＡＴＦ後）であった。分析のために、プロテインＡ（Ｐｒｏ Ａ）アフィニティーカラムを力価決定のために使用し、サイズ排除（ＳＥＣ）カラムとインラインのプロテインＡカラムを凝集分析のために使用し、逆相（ＲＰ）カラムとインラインのプロテインＡカラムを純度／完全性情報のために使用した。試験は、試料を、試料がそれぞれのキュー内のすべてのリアクターから約４回収日のブロックで作動させた、４週の期間の過程にわたって行った。分析時間の間、システムの移動相を、消費されたら、必要により交換した。
それぞれのバイオリアクターから試験されるそれぞれの回収日について、０．７５ｍＬの材料を、オートサンプラーのバイアルに移送し、ＭＩＭＩＣＳ－ｍＰＱＡシステムに設置した。それぞれの試料を、システムにおける分析の１サイクルのために注入して、３つの目標の特質を定量化した。注入体積を、２０μＬで一定に保ったが、それぞれのカラムに対する質量ロードは、以前の開発経験に基づいて、それぞれの方法の線形領域を目標にするために１：２～１：１０の範囲で可変のオンライン希釈計数を適用することによって、変化させた。手短には、Ｐｒｏ Ａカラムにおけるロードは、１０～２５μｇを、ＳＥＣカラムにおいては２０～５０μｇを、ＲＰカラムにおいては３～７μｇを目標にした。
Ｐｒｏ Ａ力価法のために、標準曲線を、全キャンペーンの開始時に作動させ、合計で２つの標準曲線のためのＰｒｏ Ａ緩衝液交換の際の第２のポイントで再び、このキャンペーン全体について作動させた。標準曲線を、２．５ｍｇ／ｍＬのストック抗ＴＧＦβ ＤＳのさまざまなオンライン希釈によって構築して、カラムにおける２～５０μｇの曲線を作出した。
標準曲線のために使用されたストックは、作動の前に予め希釈し、ＭＩＭＩＣＳ－ｍＰＱＡキャンペーンにおける使用のために、サブアリコート中、－８０℃で保った。
結果
Ｐｒｏ Ａ定量化からの記録データも、２つのオフライン定量的力価測定：Ｐｒｏ Ａバイオセンサーチップを使用するＯｃｔｅｔにおける測定による力価、およびＣＥＤＥＸ（商標）Ｂｉｏａｎａｌｙｚｅｒ測定による力価と比較した。図１０～１２は、１００Ｌおよび３Ｌのバイオリアクターについてのオフライン法と比較して、ＭＩＭＩＣＳ－ｍＰＱＡの力価の比較可能性を実証する。
全体として、傾向は、３つの方法の間で一致した。ＭＩＭＩＣＳ－ｍＰＱＡデータをＣＥＤＥＸ（商標）Ｂｉｏａｎａｌｙｚｅｒ法と比較すると、相違％は、分析法について許容されるＣＶであるすべての作動について１０％未満であった。ＣＥＤＥＸ（商標）Ｂｉｏａｎａｌｙｚｅｒは、典型的には、毎日の上流プロセス監視のための力価測定のために使用される方法である。ＭＩＭＩＣＳ－ｍＰＱＡのこの技法に対する比較可能性は、哺乳動物の培養のための力価決定のためのオルトゴナルなツールを提供した。ＭＩＭＩＣＳ－ｍＰＱＡの追加の利点は、試料の手動操作の減少、および試験がオフラインで行われる場合の試料貯蔵の潜在的なバイアスの減少であった。
この実験において記録された凝集データを、通常のプロセス監視のためのオフラインＳＥＣ法の作動と比較した。それぞれのバイオリアクターについてのデータを、図１３～１５に表す。
全体として、傾向は、オフライン分析法およびＭＩＭＩＣＳ－ｍＰＱＡの間で比較可能である。両方の方法は、キャンペーン全体にわたって、２．５％未満の凝集レベルを示した。ＭＩＭＩＣＳ－ｍＰＱＡシステムは、オフライン分析において通常試験されるよりも、このキャンペーンについて、より多くの数のデータポイントを蓄積することを可能にした。この試料採取の増加は、キャンペーンの過程にわたる凝集の変動をより深く調べることを可能にする。
ＭＩＭＩＣＳ－ｍＰＱＡ分析から記録された純度データも、図１６に示されるプロセス監視のためのオフライン純度法の作動と比較した。オフライン法は、ＭＩＭＩＣＳ－ｍＰＱＡを用いて行われる純度測定とオルトゴナルであるＣＥ－ＳＤＳ方法論に基づいた。
図１６に示されるように、ＭＩＭＩＣＳ－ｍＰＱＡシステムは、オフライン法と比較して、全体的により低い純度の絶対パーセントを提供する。パーセンテージの絶対差にもかかわらず、全体的な傾向は、両方の方法間で一致した。
全体として、ＭＩＭＩＣＳ－ｍＰＱＡシステムは、抗ＴＧＦβからの１００Ｌのパイロットスケールのバイオリアクターキャンペーンへのアトライン監視モードに成功裏に適用された。システムは、オフライン分析と比較して試料採取の増加を可能にし、これは、さらに、キャンペーンの過程にわたってより高いプロセスの理解を可能にした。加えて、力価および凝集法は、分析実験室において得られるものと比較して、作業所での分析における信頼を提供するオフライン分析と非常に同等であった。ＭＩＭＩＣＳ－ｍＰＱＡシステムはまた、この工程がＭＩＭＩＣＳ－ｍＰＱＡワークフロー全体に組み込まれているので、分析前の事前のプロテインＡ精製の必要性がないので、試料の消費量を減少させ、より迅速なスループットを可能にした。最後に、システムは、最小限のインシデントで４週の過程にわたって作動することが可能であり、機器の堅牢性およびカラムの安定性についての理解をさらに強化した。
１ システム
２ ４カラムの定期的向流クロマトグラフィーシステム（ＰＣＣＳ）
３ カラム
４ カラム
５ カラム
６ カラム
７ 入口
８ ＰＣＣＳ
９ クロマトグラフィーカラム
１０ クロマトグラフィーカラム
１１ クロマトグラフィーカラム
１２ クロマトグラフィー膜
１３ 流体導管
１４ インライン緩衝液調節リザーバー
１５ 出口
１６ 流体導管
１７ インライン緩衝液調節リザーバー
１８ フィルター
１９ ブレークタンク
２０ ポンプシステム
２１ ポンプ
２２ 流体導管
２３ フィルター
２４ ブレークタンク
２５ バイオリアクター
２６ 流体導管
２７ 濾過システム
１００ システム
１０２ 試料マネージャー
１０４ 第１のポンプ１０４
１０６ 第１の流量制御デバイス
１０８ 試料精製デバイス
１１０ 第２の流量制御デバイス
１１２ カラムマネージャー１１２
１１４ａ 試料分析器
１１４ｂ 試料分析器
１１４ｃ 試料分析器
１１４ｄ 試料分析器
１１６ 検出器
１１８ 第２のポンプ
１２０ａ 溶媒／緩衝液リザーバー
１２０ｂ 溶媒／緩衝液リザーバー
１２０ｃ 溶媒／緩衝液リザーバー
１２０ｄ 溶媒／緩衝液リザーバー
１２２ 制御ユニット
１２４ａ 通信ライン
１２４ｂ 通信ライン
１２４ｃ 通信ライン
１２４ｄ 通信ライン
１２４ｅ 通信ライン
１２４ｆ 通信ライン
１２４ｇ 通信ライン
２０２ 入口
２０４ 保持導管
２０６ ゲートバルブ
２０８ 出口導管

Claims (56)

  1. 生体試料の分析物の生成物品質特性を測定するためのシステムであって、該システムが、
    第１の流量制御デバイス；
    第１の流量制御デバイスと流体連通している試料精製デバイス；
    第１の流量制御デバイス、試料精製デバイスならびに第１および第２の試料分析器と流体連通している第２の流量制御デバイスであって、第１の試料分析器が、第１のクロマトグラフィーカラムを含む、第２の流量制御デバイス；
    第１および第２の流量制御デバイスに連結されている制御ユニットであって、システムの操作の間に、制御ユニットが、
    （ａ）生体試料の一部が第２の流量制御デバイスに受け入れられるように、第１の流量制御デバイスの配置を調節して、生体試料の一部を、第１の流量制御デバイスから、試料精製デバイスまたは第２の流量制御デバイスのいずれかへ向かわせる；
    （ｂ）第２の流量制御デバイスの配置を調節して、生体試料の一部を、第１および第２の試料分析器のうちの１つへ向かわせる；ならびに
    （ｃ）第１および第２の試料分析器のうちの１つによる生体試料の一部の分析に基づいて、生体試料の分析物の生成物品質特性を決定する
    ように構成された、制御ユニット
    を含む、前記システム。
  2. 第１のクロマトグラフィーカラムが、カチオン交換クロマトグラフィーカラムである、請求項１に記載のシステム。
  3. 第１のクロマトグラフィーカラムが、サイズ排除クロマトグラフィーカラムである、請求項１に記載のシステム。
  4. 第１のクロマトグラフィーカラムが、逆相クロマトグラフィーカラムである、請求項１に記載のシステム。
  5. 試料精製デバイスが、アフィニティークロマトグラフィーカラムを含む、請求項１に記載のシステム。
  6. 第２の試料分析器が、生体試料中の分析物の量を表す電気信号を発生するように構成された定量検出器を含む、請求項１に記載のシステム。
  7. 第１のクロマトグラフィーカラムが、定量検出器と流体連通しており、定量検出器が、第１のクロマトグラフィーカラムからの溶出液流中の分析物の量を表す電気信号を発生するように構成されている、請求項６に記載のシステム。
  8. 第１の試料分析器が、第１のクロマトグラフィーカラムと流体連通している定量検出器であって、第１のクロマトグラフィーカラムからの溶出液流中の分析物の量を表す電気信号を発生するように構成された定量検出器を含む、請求項１に記載のシステム。
  9. 第２の試料分析器が、第２のクロマトグラフィーカラムを含み、第２のクロマトグラフィーカラムが、第１のクロマトグラフィーカラムと異なり、カチオン交換クロマトグラフィーカラム、サイズ排除クロマトグラフィーカラム、逆相クロマトグラフィーカラムおよび親水性相互作用クロマトグラフィーカラムのうちの１つである、請求項１に記載のシステム。
  10. 第２の流量制御デバイスが、第３のクロマトグラフィーカラムを含む第３の試料分析器と流体連通しており、第３のクロマトグラフィーカラムが、第１および第２のクロマトグラフィーカラムと異なり、カチオン交換クロマトグラフィーカラム、サイズ排除クロマトグラフィーカラム、逆相クロマトグラフィーカラムおよび親水性相互作用クロマトグラフィーカラムのうちの１つである、請求項９に記載のシステム。
  11. 第２の流量制御デバイスが、４つの追加の試料分析器と流体連通しており、４つの追加の試料分析器のそれぞれが、第１のクロマトグラフィーカラムとも、４つの追加の試料分析器の他のもののクロマトグラフィーカラムとも異なるクロマトグラフィーカラムを含む、請求項１に記載のシステム。
  12. 分析物の生成物品質特性が、生体試料中の分析物の濃度である、請求項１に記載のシステム。
  13. 分析物の生成物品質特性が、生体試料中の分析物の凝集の尺度である、請求項１に記載のシステム。
  14. 分析物の生成物品質特性が、生体試料中の分析物の電荷バリアントまたは不均一性の尺度である、請求項１に記載のシステム。
  15. 分析物の生成物品質特性が、生体試料中の分析物の純度または完全性の尺度である、請求項１に記載のシステム。
  16. アフィニティークロマトグラフィーカラムが、プロテインＡクロマトグラフィーカラム、プロテインＧクロマトグラフィーカラムおよび受容体結合カラムのうちの１つである、請求項５に記載のシステム。
  17. 分析物が、生体試料中のタンパク質を含む、請求項１に記載のシステム。
  18. タンパク質が、生体試料中の抗体を含む、請求項１に記載のシステム。
  19. 第１および第２の試料分析器ならびに第２の流量制御デバイスと流体連通しており、制御ユニットに連結されたカラムマネージャーをさらに含み、制御ユニットが、カラムマネージャーの配置を調節して、生体試料の一部を、第１および第２の試料分析器のうちの１つへ向かわせるように構成されている、請求項９に記載のシステム。
  20. 第１、第２および第３の試料分析器ならびに第２の流量制御デバイスと流体連通しており、制御ユニットに連結されたカラムマネージャーをさらに含み、制御ユニットが、カラムマネージャーの配置を調節して、生体試料の一部を、第１、第２、第３および第４の試料分析器のうちの１つへ向かわせるように構成されている、請求項１０に記載のシステム。
  21. 生体試料の一部が、第１の部分であり、生成物品質特性が、第１の生成物品質特性であり、制御ユニットが、システムの操作の間に、
    （ｄ）生体試料の第２の部分が第２の流量制御デバイスに受け入れられるように、第１の流量制御デバイスの配置を調節して、生体試料の第２の部分を、第１の流量制御デバイスから、試料精製デバイスまたは第２の流量制御デバイスのいずれかへ向かわせる；
    （ｅ）第２の流量制御デバイスの配置を調節して、生体試料の第２の部分を、生体試料の第１の部分を受け入れなかった第１および第２の試料分析器のうちの１つへ向かわせる；ならびに
    （ｆ）生体試料の第２の部分を受け入れた第１および第２の試料分析器のうちの１つによる生体試料の第２の部分の分析に基づいて、生体試料の分析物の第２の生成物品質特性を決定する
    ように構成されている、請求項１に記載のシステム。
  22. 第１および第２の生成物品質特性が異なり、第１および第２の生成物品質特性が、生体試料中の分析物の濃度、生体試料中の分析物の凝集の尺度、生体試料中の分析物の電荷バリアントまたは不均一性の尺度、および生体試料中の分析物の純度または完全性の尺度からなる群からそれぞれ選択される、請求項２１に記載のシステム。
  23. 生体試料の一部が、第１の部分であり、生成物品質特性が、第１の生成物品質特性であり、制御デバイスが、生体試料の別の部分を用いて工程（ａ）～（ｃ）を繰り返して、生体試料の分析物についての２つの異なる生成物品質特性を決定するように構成されている、請求項９に記載のシステム。
  24. 生体試料の一部が、第１の部分であり、生成物品質特性が、第１の生成物品質特性であり、制御デバイスが、生体試料の２つの他の部分を用いて工程（ａ）～（ｃ）を繰り返して、生体試料の分析物についての３つの異なる生成物品質特性を決定するように構成されている、請求項９に記載のシステム。
  25. 生体試料の一部が、第１の部分であり、生成物品質特性が、第１の生成物品質特性であり、制御デバイスが、生体試料の別の部分を用いて工程（ａ）～（ｃ）を繰り返して、生体試料の分析物についての２つの異なる生成物品質特性を決定するように構成されている、請求項１０に記載のシステム。
  26. 生体試料の一部が、第１の部分であり、生成物品質特性が、第１の生成物品質特性であり、制御デバイスが、生体試料の３つの他の部分を用いて工程（ａ）～（ｃ）を繰り返して、生体試料の分析物についての４つの異なる生成物品質特性を決定するように構成されている、請求項１０に記載のシステム。
  27. 生成物品質特性が、生体試料中の分析物の濃度、生体試料中の分析物の凝集の尺度、生体試料中の分析物の電荷バリアントまたは不均一性の尺度、および生体試料中の分析物の純度または完全性の尺度からなる群からそれぞれ選択される、請求項２３～２６のいずれか１項に記載のシステム。
  28. 制御ユニットに連結された試料採取デバイスであって、生体試料を受け入れ、生体試料の一部を第１の流体制御デバイスに送達するように構成された試料採取デバイスをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
  29. 試料採取デバイスが、生体試料を容器に受け入れるように構成された容器インターフェースを含む、請求項２８に記載のシステム。
  30. 試料採取デバイスが、生体試料を受け入れるように構成された流体チャネルを含み、制御ユニットが、システムの操作の間に、信号を試料採取デバイスに送信して、試料採取デバイスに、生体試料の一部を流体チャネルから第１の流量制御デバイスに排出させるように構成されている、請求項２８に記載のシステム。
  31. 第２の流量制御デバイス、第１および第２の試料分析器、ならびに第１および第２の試料分析器にそれぞれ関連する第１および第２の緩衝液リザーバーと流体連通しているポンプ
    をさらに含み、
    制御ユニットおよびポンプが、システムの操作の間に、生体試料の一部が第１および第２の試料分析器のうちの１つへ向かう時に、ポンプが、緩衝溶液を、対応する関連する緩衝液リザーバーから第１および第２の試料分析器のうちの１つに送達するように構成されている、
    請求項９に記載のシステム。
  32. 第２の流量制御デバイス、第１、第２および第３の試料分析器、ならびに第１、第２および第３の試料分析器にそれぞれ関連する第１、第２および第３の緩衝液リザーバーと流体連通しているポンプ
    をさらに含み、
    制御ユニットおよびポンプが、システムの操作の間に、生体試料の一部が第１、第２および第３の試料分析器のうちの１つへ向かう時に、ポンプが、緩衝溶液を、対応する関連する緩衝液リザーバーから第１、第２および第３の試料分析器のうちの１つに送達するように構成されている、
    請求項１０に記載のシステム。
  33. 第２の流量制御デバイス、第１の試料分析器、および第１の試料分析器に関連する緩衝液リザーバーと流体連通しているポンプ
    をさらに含み、
    第１のクロマトグラフィーカラムが、カチオン交換カラムであり；
    制御ユニットおよびポンプが、システムの操作の間に、ポンプが、酢酸緩衝液を、第１のクロマトグラフィーカラムに送達して、第１のクロマトグラフィーカラムに沿って生体試料の一部を伝播するように構成されている、
    請求項１に記載のシステム。
  34. 酢酸緩衝液が、４．０またはそれ以下のｐＨを有する、請求項３３に記載のシステム。
  35. 生体試料が、バイオリアクターから抽出された回収培地である、請求項１に記載のシステム。
  36. 生体試料が、生物学的製造システムからの中間体または生成物の溶液である、請求項１に記載のシステム。
  37. 生体試料が、細胞培養物の一部である、請求項１に記載のシステム。
  38. 定量検出器が、ダイオードアレイ検出器を含む、請求項６に記載のシステム。
  39. 定量検出器が、生体試料の一部についての吸光度情報を測定するように構成された分光測定検出器を含む、請求項６に記載のシステム。
  40. 定量検出器が、蛍光検出器を含む、請求項６に記載のシステム。
  41. 定量検出器が、質量分析検出器を含む、請求項６に記載のシステム。
  42. 生体試料の分析物についての生成物品質特性を測定するためのシステムであって、該システムが、
    第１の流量制御デバイス；
    第１の流量制御デバイスと流体連通している精製クロマトグラフィーカラムを含む試料精製デバイス；
    第１の流量制御デバイスおよび試料精製デバイスと流体連通している第２の流量制御デバイス；
    第２の流量制御デバイスと流体連通している第１のクロマトグラフィーカラムを含む第１の試料分析器；
    第２の流量制御デバイスと流体連通している第２のクロマトグラフィーカラムを含む第２の試料分析器；
    第２の流量制御デバイスと流体連通している第３のクロマトグラフィーカラムを含む第３の試料分析器；
    定量検出器を含む第４の試料分析器；ならびに
    第１および第２の流量制御デバイスに連結されている制御ユニットであって、システムの操作の間に、制御ユニットが、
    （ａ）生体試料の一部が第２の流量制御デバイスに受け入れられるように、第１の流量制御デバイスの配置を調節して、生体試料の第１の部分を、第１の流量制御デバイスから、試料精製デバイスまたは第２の流量制御デバイスのいずれかへ向かわせる；
    （ｂ）第２の流量制御デバイスの配置を調節して、生体試料の第１の部分を、第１、第２、第３および第４の試料分析器のうちの１つへ向かわせる；
    （ｃ）第１、第２、第３および第４の試料分析器のうちの１つによる生体試料の一部の分析に基づいて、生体試料の分析物の第１の生成物品質特性を決定する；ならびに
    （ｄ）生体試料の３つの追加の部分を用いて工程（ａ）～（ｃ）を繰り返し、生体試料のそれぞれの一部を試料分析器の異なる１つへ向かわせるように第２の流量制御デバイスの配置を調節して、生体試料の分析物の合計４つの生成物品質特性を決定する
    ように構成された、制御ユニット
    を含む、前記システム。
  43. ４つの生成物品質特性のそれぞれが、異なる、請求項４２に記載のシステム。
  44. 第１、第２および第３のクロマトグラフィーカラムのそれぞれが、異なる種類のカラムである、請求項４２に記載のシステム。
  45. 第１のクロマトグラフィーカラムが、カチオン交換カラムであり、第２のクロマトグラフィーカラムが、サイズ排除カラムであり、第３のクロマトグラフィーカラムが、逆相カラムまたは親水性相互作用カラムである、請求項４４に記載のシステム。
  46. 第１の試料分析器が、生体試料中の分析物の電荷バリアントまたは不均一性の尺度についての情報を決定し、第２の試料分析器が、生体試料中の分析物の凝集の尺度についての情報を決定し、第３の試料分析器が、生体試料中の分析物の純度または完全性の尺度についての情報を決定し、第４の試料分析器が、生体試料中の分析物の濃度についての情報を決定する、請求項４２に記載のシステム。
  47. ４つの品質特性が、生体試料中の分析物の電荷バリアントまたは不均一性の尺度、生体試料中の分析物の凝集の尺度、生体試料中の分析物の純度または完全性の尺度、および生体試料中の分析物の濃度を含む、請求項４２に記載のシステム。
  48. 第１のクロマトグラフィーカラムが、カチオン交換クロマトグラフィーカラムであり、第２のクロマトグラフィーカラムが、サイズ排除クロマトグラフィーカラムであり、第３のクロマトグラフィーカラムが、逆相クロマトグラフィーカラムである、請求項４２に記載のシステム。
  49. 試料精製デバイスが、アフィニティークロマトグラフィーカラムを含む、請求項４２に記載のシステム。
  50. ４つの生成物品質特性が、生体試料中の分析物の濃度、生体試料中の分析物の凝集の尺度、生体試料中の分析物の電荷バリアントまたは不均一性の尺度、および生体試料中の分析物の純度または完全性の尺度を含む、請求項４２に記載のシステム。
  51. 分析物が、生体試料中のタンパク質を含む、請求項４２に記載のシステム。
  52. タンパク質が、生体試料中の抗体を含む、請求項５１に記載のシステム。
  53. 第１、第２および第３の試料分析器ならびに第２の流量制御デバイスと流体連通しており、制御ユニットに連結されたカラムマネージャーをさらに含み、制御ユニットが、カラムマネージャーの配置を調節して、生体試料の一部を、第１、第２および第３の試料分析器のうちの１つへ向かわせるように構成されている、請求項４２に記載のシステム。
  54. 制御ユニットに連結された試料採取デバイスであって、生体試料を受け入れ、生体試料の一部を第１の流体制御デバイスに送達するように構成された試料採取デバイスをさらに含む、請求項４２に記載のシステム。
  55. 定量検出器が、ダイオードアレイ検出器、生体試料の一部についての吸光度情報を測定するように構成された、分光測定検出器、蛍光検出器および質量分析検出器のうちの１つを含む、請求項４２に記載のシステム。
  56. 生体試料の分析物の生成物品質特性を測定するための方法であって、該方法が、
    操作中のバイオリアクターまたは操作中のバイオリアクターと流体連通している精製装置から生体試料を抽出することによって、生体試料を得ること；
    生体試料の第１の部分を第１の試料分析器へ向かわせること、および第１の試料分析器において生体試料の第１の部分を分析することによって、生体試料の分析物の第１の生成物品質特性についての情報を得ること；
    生体試料の第２の部分を第２の試料分析器へ向かわせること、および第２の試料分析器において生体試料の第２の部分を分析することによって、生体試料の分析物の第２の生成物品質特性についての情報を得ること
    を含み、
    第１および第２の生成物品質特性が、異なり；
    第１および第２の生成物品質特性のうちの少なくとも１つが、生体試料中の分析物の電荷バリアントまたは不均一性の尺度、生体試料中の分析物の凝集の尺度、生体試料中の分析物の純度または完全性の尺度、および生体試料中の分析物の濃度を含む、
    前記方法。
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