JP2023545363A - 生物学的生成物の製造及びダウンストリーム精製のためのプロセス技術 - Google Patents

生物学的生成物の製造及びダウンストリーム精製のためのプロセス技術 Download PDF

Info

Publication number
JP2023545363A
JP2023545363A JP2023516829A JP2023516829A JP2023545363A JP 2023545363 A JP2023545363 A JP 2023545363A JP 2023516829 A JP2023516829 A JP 2023516829A JP 2023516829 A JP2023516829 A JP 2023516829A JP 2023545363 A JP2023545363 A JP 2023545363A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
module
biological product
purification
flow
resin beads
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2023516829A
Other languages
English (en)
Inventor
クリシオネ、ジェイソン
エルセン、アリ
アール． リントン、ジョン
エス． ダットワーニ、サミー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Enquyst Technologies Inc
Original Assignee
Enquyst Technologies Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Enquyst Technologies Inc filed Critical Enquyst Technologies Inc
Publication of JP2023545363A publication Critical patent/JP2023545363A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07K—PEPTIDES
    • C07K1/00—General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length
    • C07K1/14—Extraction; Separation; Purification
    • C07K1/36—Extraction; Separation; Purification by a combination of two or more processes of different types
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • B01D15/08—Selective adsorption, e.g. chromatography
    • B01D15/26—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by the separation mechanism
    • B01D15/38—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by the separation mechanism involving specific interaction not covered by one or more of groups B01D15/265 - B01D15/36
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • B01D15/08—Selective adsorption, e.g. chromatography
    • B01D15/26—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by the separation mechanism
    • B01D15/38—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by the separation mechanism involving specific interaction not covered by one or more of groups B01D15/265 - B01D15/36
    • B01D15/3804—Affinity chromatography
    • B01D15/3809—Affinity chromatography of the antigen-antibody type, e.g. protein A, G, L chromatography
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K39/00—Medicinal preparations containing antigens or antibodies
    • A61K39/395—Antibodies; Immunoglobulins; Immune serum, e.g. antilymphocytic serum
    • A61K39/39516—Antibodies; Immunoglobulins; Immune serum, e.g. antilymphocytic serum from serum, plasma
    • A61K39/39525—Purification
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • B01D15/08—Selective adsorption, e.g. chromatography
    • B01D15/10—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features
    • B01D15/18—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features relating to flow patterns
    • B01D15/1892—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features relating to flow patterns the sorbent material moving as a whole, e.g. continuous annular chromatography, true moving beds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • B01D15/08—Selective adsorption, e.g. chromatography
    • B01D15/10—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features
    • B01D15/20—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features relating to the conditioning of the sorbent material
    • B01D15/203—Equilibration or regeneration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D59/00—Separation of different isotopes of the same chemical element
    • B01D59/10—Separation by diffusion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/02—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor characterised by their properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/10—Supported membranes; Membrane supports
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/10—Supported membranes; Membrane supports
    • B01D69/107—Organic support material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/14—Dynamic membranes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06—Organic material
    • B01D71/66—Polymers having sulfur in the main chain, with or without nitrogen, oxygen or carbon only
    • B01D71/68—Polysulfones; Polyethersulfones
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07K—PEPTIDES
    • C07K1/00—General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length
    • C07K1/14—Extraction; Separation; Purification
    • C07K1/16—Extraction; Separation; Purification by chromatography
    • C07K1/22—Affinity chromatography or related techniques based upon selective absorption processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07K—PEPTIDES
    • C07K1/00—General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length
    • C07K1/14—Extraction; Separation; Purification
    • C07K1/24—Extraction; Separation; Purification by electrochemical means
    • C07K1/26—Electrophoresis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07K—PEPTIDES
    • C07K1/00—General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length
    • C07K1/14—Extraction; Separation; Purification
    • C07K1/34—Extraction; Separation; Purification by filtration, ultrafiltration or reverse osmosis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07K—PEPTIDES
    • C07K16/00—Immunoglobulins [IGs], e.g. monoclonal or polyclonal antibodies
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07K—PEPTIDES
    • C07K16/00—Immunoglobulins [IGs], e.g. monoclonal or polyclonal antibodies
    • C07K16/06—Immunoglobulins [IGs], e.g. monoclonal or polyclonal antibodies from serum
    • C07K16/065—Purification, fragmentation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416—Systems
    • G01N27/447—Systems using electrophoresis
    • G01N27/44756—Apparatus specially adapted therefor
    • G01N27/44769—Continuous electrophoresis, i.e. the sample being continuously introduced, e.g. free flow electrophoresis [FFE]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/24—Specific pressurizing or depressurizing means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2315/00—Details relating to the membrane module operation
    • B01D2315/10—Cross-flow filtration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/02—Details relating to pores or porosity of the membranes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/02—Details relating to pores or porosity of the membranes
    • B01D2325/0283—Pore size
    • B01D2325/02834—Pore size more than 0.1 and up to 1 µm
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D57/00—Separation, other than separation of solids, not fully covered by a single other group or subclass, e.g. B03C
    • B01D57/02—Separation, other than separation of solids, not fully covered by a single other group or subclass, e.g. B03C by electrophoresis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/02—Hollow fibre modules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/10—Spiral-wound membrane modules
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07K—PEPTIDES
    • C07K2319/00—Fusion polypeptide
    • C07K2319/30—Non-immunoglobulin-derived peptide or protein having an immunoglobulin constant or Fc region, or a fragment thereof, attached thereto
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G01N30/88—Integrated analysis systems specially adapted therefor, not covered by a single one of the groups G01N30/04 - G01N30/86
    • G01N2030/8809—Integrated analysis systems specially adapted therefor, not covered by a single one of the groups G01N30/04 - G01N30/86 analysis specially adapted for the sample
    • G01N2030/8813—Integrated analysis systems specially adapted therefor, not covered by a single one of the groups G01N30/04 - G01N30/86 analysis specially adapted for the sample biological materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)
  • External Artificial Organs (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

本明細書では、特に、生物学的製造及びダウンストリーム精製プロセスが提供されている。

Description

本出願は、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９（ｅ）に基づき、２０２０年９月１４日に出願された米国仮出願番号６３／０７７，７６６、２０２１年２月２６日に出願された米国仮出願番号６３／１５４，１０８、及び２０２１年２月２６日に出願された米国仮出願番号６３／１５４，１０９に対する優先権の利益を主張し、それぞれの全内容は、参照により本明細書に組み込まれている。
生物学的生成物の製造及びダウンストリーム精製のための新しいプロセス及び方法が提供される。
特に、生物学的生成物を精製するためのプロセス及び装置が本明細書に提供される。態様では、生物学的生成物を精製するためのプロセスが本明細書に提供され、前記プロセスは、入力ラインを介して、生物学的生成物を含む不均一混合物を受容するステップ、及び動的濾過モジュールでの濾過によって不均一混合物から不純物を除去するステップを含む。負圧下で入力ラインと流体連通する少なくとも１つの出力ヘッドから動的濾過モジュールに生物学的生成物を供給することで不均一混合物から不純物が除去され、それによって生物学的生成物が含まれた濾液が生成される。
動的濾過モジュールは、動的濾過装置、少なくとも１つの出力ヘッドから不均一混合物を受容するように構成された標的領域、及び供給リールと収集リールとの間に位置する真空収集システムと連通する実質的に滑らかな接触表面を有する膜支持部材を含む。さらに、動的濾過装置は、実質的に滑らかな接触表面を有する少なくとも１つの支持部材と共に供給リールと収集リールとの間に延在するフィルタ膜を含む。生物学的生成物を精製することは、溶液を２つ以上の画分に分離できる第１のモジュールに濾液を伝達することをさらに含み、ここで少なくとも１つの画分には、生物学的生成物が含まれており、第１のモジュールは、親和性ベースの精製装置を含む。親和性ベースの精製装置には、機械的回転システムを介して少なくとも１つの第１の流入口と、少なくとも１つの第１の流出口との間の流体の流れを許容するように構成された少なくとも１つの第１の流入口及び少なくとも１つの第１の流出口がある。機械的回転システムは、ビーズの懸濁液を含む少なくとも１つの個別容器が入っている容器カルーセルを含む。本明細書に記載されるように、前記プロセスは、生物学的生成物を含む画分を、第１のモジュールの少なくとも１つの流出口から、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口からの流れを受容するための少なくとも１つの流入口を有する第２のモジュールに伝達することをさらに含む。前記第２のモジュールには、少なくとも１つのフリーフロー電気泳動装置が含まれており、前記第２のモジュールは、少なくとも１つの第２の流入口と少なくとも１つの第２の流出口を備えており、第２の流入口と第２の流出口との間の連続的な流体の流れを許容して生物学的生成物を回収できるように構成される。
実施形態では、親和性ベースの精製装置は、リッドシステム、及び少なくとも１つの個別容器と流体連通する収集容器システムをさらに含む。例えば、前記リッドシステムには、ガスケットがある少なくとも１つのリッド、少なくとも２つのバッファ流入口、充填流入口、ガス流入口、及び排気弁がある。さらに、前記リッドシステムは、ｚ軸に沿って移動可能である。親和性ベースの精製装置の容器カルーセルは、ｚ軸を横切る平面内で回転移動が可能であり、収集容器は、ｚ軸に沿って移動可能である。
本明細書に記載されるように、親和性ベースの精製方法の容器カルーセルは、生物学的生成物と結合するための少なくとも１つの位置、洗浄して結合されない生成物を除去するための少なくとも１つの位置、生物学的生成物を溶出及び収集するための少なくとも１つの位置、及びビーズのリサイクルを可能にする少なくとも１つの再生位置を含む。
例えば、親和性ベースの精製のビーズ表面は、前記生物学的生成物と選択的に結合するように構成されたタンパク質Ａ、タンパク質Ｇ、タンパク質Ｌ、抗原タンパク質、タンパク質、受容体、抗体、又はアプタマーに連結されている。ビーズの初期濃度（例えば、生物学的生成物に結合する位置での個別容器内）は、約０．０１重量％～約２５重量％の濃度範囲である。あるいは、ビーズの初期濃度は、約０．０１重量％～約２０重量％、約０．０１重量％～約１０重量％、約０．０１重量％～約５重量％、約１重量％～約２０重量％、又は約５重量％～約１０重量％の範囲である。例えば、ビーズの直径は、約０．２μｍ～約２００μｍの範囲である。他の例では、ビーズの直径は、約０．２μｍ～約１００μｍ、約１μｍ～約２００μｍ、約１０μｍ～約２００μｍ、約２０μｍ～約２００μｍ、約３０μｍ～約２００μｍ、約５０μｍ～約２００μｍ、又は約１５０μｍ～約２００μｍである。あるいは、ビーズの直径は、約１μｍ～約１００μｍ、又は約５０μｍ～約１００μｍである。
実施形態では、ビーズ（例えば、親和性ベースの精製のビーズ）は、結合に利用できる増加した表面積を維持するために、プロセスの間に移動性を維持する。例えば、ビーズは、プロセスの間、溶液中で分離（循環又は分散）したままで維持される（例えば、ビーズは個別ビーズである）。さらに、移動性ビーズは、ビーズが共に凝集しないこと、例えば、少なくとも２つ以上のビーズが共に凝集又はグループ化しないことを意味する場合もある。さらに、移動性ビーズは、ビーズが溶液内で分散して自由に移動する小さな凝集体を形成できることを意味する場合もある。逆に、ここで使用されるビーズはパッキングされていないが、移動性を保ち、溶液内で自由に移動する。
実施形態では、フリーフロー電気泳動装置は、壁ギャップを通して主分離チャンネルと液体接触している陽極電極チャンネルと陰極電極チャンネルを含む電極チャンネルを含む。
フリーフロー電気泳動装置には、真空システムを介して気泡を除去して気泡のない主分離チャンネルを生成するように構成された少なくとも１つのガス透過性及び疎水性膜を含む少なくとも１つの電極チャンネル気泡除去器、及び少なくとも１つの液体回路遮断器がある。実施形態では、フリーフロー電気泳動装置の少なくとも１つの気泡除去器は、印加電圧下で電極チャンネル内で発生するＯ２及びＨ２ガス気泡を連続的に除去するように構成される。いくつかの実施形態では、電極チャンネルから電気分解気泡を除去することは、実質的に長期間の連続的な作動を可能にするために不可欠である。例えば、気泡除去システムは、疎水性ＰＴＦＥ膜を用いて、真空システムへの露出によって発生点で電気分解気泡を持続的に除去できる電極チャンネルの上に防水封止部を生成する。例えば、真空ゲージ圧は、約－５ｋＰａ～約－４０ｋＰａ（約－０．０５ｂａｒ～約－０．４ｂａｒ）の範囲である。現在の方法とは異なり、本明細書に記載のプロセスは、主分離チャンネルに入る前にガス気泡を除去する。
実施形態では、フリーフロー電気泳動装置の液体回路遮断器は、流速を維持し、電圧に連結された溶液から回路を断絶する液滴を生成するように構成された加圧容器を含む。
実施形態では、精製プロセスは、動的濾過モジュール、第１のモジュール、及び第２のモジュールにおいてほぼ一定の流速を維持する。例えば、流速は、約０．１ｍＬ／分～約５０ｍＬ／分、又は約５ｍＬ／分～約１０ｍＬ／分の範囲である。
実施形態では、生物学的生成物を精製するプロセスは、約４℃～約３７℃の範囲の温度で行われる。
さらなる実施形態では、前記プロセスは、少なくとも２つの動的濾過モジュールを含むことができ、ここで各動的濾過モジュールには、同一又は異なる孔径を含むフィルタ膜がある（例えば、不均一混合物は、最初に大きな孔径のフィルタ膜（例えば、０．４５μｍ）と接触し、次により小さな孔径のフィルタ膜（例えば、０．２μｍ）と接触する）。
実施形態では、前記プロセスは、等電点電気泳動モード、ゾーン電気泳動モード、等速電気泳動モード、又はこれらの組み合わせで作動するように構成された少なくとも２つのフリーフロー電気泳動モジュールを含む。本明細書に記載のプロセスは、並列に作動する少なくとも２つの動的濾過モジュール、少なくとも２つの親和性ベースの精製モジュール、又は少なくとも２つのフリーフロー電気泳動モジュールをさらに含む。
態様において、本明細書には、不均一混合物中の生物学的生成物から不純物を除去するための動的濾過装置が提供される。前記装置は、供給リールと収集リールとの間に延在するフィルタ膜を含み、前記フィルタ膜には、不均一混合物を標的領域に分配するように構成された、少なくとも１つの出力ヘッドから不均一混合物を受容するように構成された標的領域がある。前記装置の膜支持構造物には、標的領域を生成するために供給リールと収集リールとの間に位置するフィルタ膜の一部を構造的に支持するための実質的に滑らかな接触表面がある。さらに、動的濾過装置には、膜支持構造物を横切るフィルタ膜の輸送を安定させるために、実質的に滑らかな接触表面を有する少なくとも１つの支持部材がある。動的濾過装置には、フィルタ膜の輸送速度を制御するように構成されたシステムがある。動的濾過装置は、膜支持構造物と連通する少なくとも１つの真空ラインを有し、動的フィルタ膜に負圧ゲージ圧を加えるように構成された真空システムを有し、ここで負圧は、生物学的生成物が含まれた濾液を収集可能にする。他の例では、動的濾過装置は洗浄バッファラインを含む。
実施形態では、動的濾過装置には、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、新水性ポリスルホン、セルロースエステル、セルロースアセテート、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、新水性ＰＶＤＦ、ポリカーボネート、ナイロン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、新水性ＰＴＦＥ、又はこれらの任意の組み合わせを含むことができるフィルタ膜がある。フィルタ膜の孔径は、約０．１μｍ～約１μｍの範囲である。他の例では、前記孔径は、約０．１μｍ～約０．９μｍ、約０．１μｍ～約０．８μｍ、約０．１μｍ～約０．７μｍ、約０．１μｍ～約０．６μｍ、約０．１μｍ～約０．５μｍ、約０．１μｍ～約０．４μｍ、約０．１μｍ～約０．３μｍ、又は約０．１μｍ～約０．２μｍの範囲である。本明細書に記載されるように、２つ以上の動的濾過装置が使用される場合、これらは類似又は異なる大きさのフィルタ膜を含み得る。
本明細書に記載の動的濾過装置は、一連の並列スロット、例えば、約１～約１０個の並列スロットを有する膜支持構造物を含む。具体的な例では、膜支持構造物は５つの並列スロットを有する。
本明細書に記載の動的濾過装置は、実質的に滑らかな接触表面を有する膜支持構造物を含み、ここで前記接触表面は、例えば、約０．０１～約０．１、約０．０１～約０．０５、又は約０．０５～約０．１のように、この静摩擦係数の尺度である。具体的な例では、静摩擦係数は０．０４である。
実施形態では、動的濾過モジュールの真空システムは、例えば、約－５ｋＰａ～約－９８ｋＰａ（約－０．０５ｂａｒ～約－０．９８ｂａｒ）の範囲の負圧ゲージ圧を印加するように構成される。
態様において、本明細書には、混合物を２つ以上の画分に分離するためのフリーフロー電気泳動装置が提供され、前記画分の少なくとも１つの画分には生物学的生成物が含まれている。フリーフロー電気泳動装置は、少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成された少なくとも１つの流入口及び少なくとも１つの流出口と、２枚の並列板の間に生成され、流体の流れの方向に直交する電場勾配を生成するように構成された少なくとも１つの流体チャンネルと、陽極電極チャンネル及び陰極電極チャンネルを含む電極チャンネル（ここで前記電極チャンネルは、前記電極チャンネルと主分離チャンネルとの間に位置する壁ギャップを通る液体接触によって主分離チャンネルに連結されるように構成される）と、気泡のない主分離チャンネルを生成するために真空システムによって発生点近くの電気分解気泡を除去するように構成された少なくとも１つのガス透過性及び疎水性膜又は多孔性材料を含む少なくとも１つの電極チャンネル気泡除去器と、少なくとも１つのセンサ又は検出器と相互作用する前に、電圧に連結された溶液を断絶するように構成された少なくとも１つの液体回路遮断器と、アクティブ冷却システム、及び少なくとも１つの収集容器を含む。
本明細書に記載のフリーフロー電気泳動装置は、気泡除去器を有する電極チャンネルを提供し、ここで電極チャンネルの上部は、気泡を除去するための真空システムと連通する少なくとも１つのガス透過性及び疎水性膜で封止され、電極チャンネルは、チャンネルの底部で開放されており、壁ギャップを通して主分離チャンネル溶液と電極溶液の液体接触を可能にするように構成される。
フリーフロー電気泳動装置は、真空システムを介して気泡を除去して気泡のない主分離チャンネルを生成するように構成された少なくとも１つのガス透過性及び疎水性膜を含む少なくとも１つの電極チャンネル気泡除去器、及び少なくとも１つの液体回路遮断器を有する。
実施形態では、フリーフロー電気泳動装置は、印加電圧下で電極チャンネル内で発生するＯ２及びＨ２ガス気泡を連続的に除去するための少なくとも１つの気泡除去システムをさらに含む。いくつかの実施形態では、電気分解気泡を除去することは、実質的に長期間の連続的な作動を可能にするために不可欠である。例えば、気泡除去システムは、疎水性ＰＴＦＥ膜を用いて、真空システムへの露出によって発生点で電気分解気泡を持続的に除去できる電極チャンネルの上に防水封止部を生成する。例えば、真空ゲージ圧は、約－５ｋＰａ～約－４０ｋＰａ（約－０．０５ｂａｒ～約－０．４ｂａｒ）の範囲である。現在の方法とは異なり、本明細書に記載のプロセスは、主分離チャンネルに入る前にガス気泡を除去する。
実施形態では、壁ギャップ（例えば、電極チャンネルがチャンネルの底部で開放されており、主分離チャンネル溶液と電極溶液の液体接触を可能にするように構成された空間）は、約０．０１ｍｍ～約０．２５ｍｍである。例えば、前記壁ギャップは、約０．０１ｍｍ～約０．２ｍｍ、約０．０１ｍｍ～約０．０１５ｍｍ、又は約０．０１ｍｍ～約０．０１ｍｍである。
他の実施形態では、フリーフロー電気泳動装置の液体回路遮断器は、流速を維持し、電圧に連結された溶液から回路を断絶する液滴を生成するように構成された加圧容器を含む。
実施形態では、フリーフロー電気泳動装置は、インラインセンサをさらに含む。例えば、前記インラインセンサは、フローセンサ、ｐＨセンサ、導電率センサ、又はこれらの任意の組み合わせを含み得る。
実施形態では、本明細書に記載のフリーフロー電気泳動装置は、段階的精製を可能にするために直列に連結され、等電点電気泳動モード、ゾーン電気泳動モード、等速電気泳動モード、又はこれらの組み合わせで作動される少なくとも２つのフリーフロー電気泳動装置を含み得る。
さらに、本明細書には、混合物から生物学的生成物を精製するためのフリーフロー電気泳動装置の用途が提供される。本発明はさらに、不均一混合物から生物学的生成物を精製するための動的濾過装置の用途を提供する。
態様において、本明細書には、生物学的生成物を精製するためのプロセスが提供される。前記プロセスは、入力ラインを介して、生物学的生成物を含む不均一混合物を受容することを含む。実施形態では、前記プロセスは、入力ラインを介して、生物学的生成物を含む不均一混合物を連続的に受容することを含む。実施形態では、生物学的生成物は、タンパク質又はその断片（ポリペプチド）、抗体又はその断片、サイトカイン、ケモカイン、成長因子、酵素、オリゴヌクレオチド、ウイルス、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス（ＡＡＶ）、又はレンチウイルスを含む。
実施形態では、前記プロセスは、動的濾過によって不均一混合物から不純物（例えば、細胞、細胞破片、及び凝集体などの大きな不純物）を除去することを含む。いくつかの実施形態では、動的濾過プロセスは、不均一混合物から大きな不純物を除去するための連続プロセスであり得る。前記動的濾過プロセスは、負圧下で入力ラインと流体連通する少なくとも１つの出力ヘッドから動的濾過モジュールに生物学的生成物を含む不均一混合物を連続的に供給して生物学的生成物を含む濾液を生成する少なくとも１つの動的濾過モジュールを含む。
実施形態では、前記プロセスは、溶液を２つ以上の画分に分離できる第１のモジュールに濾液を伝達することを含み、ここで少なくとも１つの画分には生物学的生成物が含まれている。他の実施形態では、前記プロセスは、溶液を２つ以上の画分に分離できる第１のモジュールに濾液を連続的に伝達することを含み、ここで少なくとも１つの画分には生物学的生成物が含まれている。例えば、溶液を２つ以上の画分に分離することには、生物学的生成物を含む１つの画分、及び小さな不純物（例えば、宿主細胞タンパク質、望ましくないタンパク質及びペプチド、望ましくない抗体、望ましくない核酸及びオリゴヌクレオチド、ウイルス、塩、バッファ成分、界面活性剤、糖、金属汚染物質、浸出物、培地成分、及び／又は自然に結合された天然有機分子）を含む少なくとも１つの他の画分が含まれ得る。
実施形態では、第１のモジュールは、親和性ベースの磁性精製装置を含む。例えば、第１のモジュールは、少なくとも１つの第１の流入口と少なくとも１つの第１の流出口を有し、ループコンベアシステムを介して第１の流入口と第１の流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成される。他の例では、第１のモジュールは、少なくとも１つの第１の流入口と少なくとも１つの第１の流出口を有し、ピックアンドプレースロボットシステムを介して第１の流入口と第１の流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成される。
実施形態では、前記プロセスは、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口から、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口からの流れを受容するための少なくとも１つの流入口を有する第２のモジュールに、生物学的生成物を含む画分を伝達することを含み、前記第２のモジュールは、電荷ベースの磁性精製装置又は等電点ベースの流体精製装置（本明細書においてフリーフロー電気泳動装置とも呼ばれる）を含む。他の実施形態では、前記プロセスは、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口から、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口からの流れを受容するための少なくとも１つの流入口を有する第２のモジュールに生物学的生成物を含む画分を連続的に伝達することを含み、前記第２のモジュールは、電荷ベースの磁性精製装置、又は本明細書においてフリーフロー電気泳動装置とも呼ばれる、等電点ベースの流体精製装置を含む。例えば、前記第２のモジュールは、少なくとも１つの第２の流入口及び少なくとも１つの第２の流出口を有する電荷ベースの磁性精製装置を含み、ループコンベアシステムを介して第２の流入口と第２の流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成される。いくつかの例では、前記第２のモジュールは、少なくとも１つの第２の流入口及び少なくとも１つの第２の流出口を有する電荷ベースの磁性精製装置を含み、ピックアンドプレースロボットシステムを介して第２の流入口と第２の流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成される。他の例では、第２のモジュールは、少なくとも１つの第２の流入口及び少なくとも１つの第２の流出口を有するフリーフロー電気泳動装置を含み、第２の流入口と第２の流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成される。実施形態では、本明細書に記載のプロセスは、それによって、生物学的生成物を精製する。
実施形態では、本明細書には、入力ラインを介して、生物学的生成物を含む不均一混合物を連続的に受容し、動的濾過によって不均一混合物から大きな不純物を除去することを含む生物学的生成物を精製するプロセスも提供される。いくつかの実施形態では、動的濾過プロセスは、不均一混合物から大きな不純物を除去するための連続プロセスであり得る。前記動的濾過プロセスは、負圧下で入力ラインと流体連通する少なくとも１つの出力ヘッドから動的濾過モジュールに生物学的生成物を連続的に供給することで、生物学的生成物を含む濾液を生成する動的濾過モジュールを含む。
実施形態では、前記プロセスは、溶液を２つ以上に分離できる第１のモジュールに濾液を伝達することを含み、ここで少なくとも１つの画分には生物学的生成物が含まれている。他の実施形態では、前記プロセスは、溶液を２つ以上の画分に分離できる第１のモジュールに濾液を連続的に伝達することを含み、ここで少なくとも１つの画分には生物学的生成物が含まれている。例えば、第１のモジュールは、親和性ベースの精製装置を含む。例えば、第１のモジュールは、少なくとも１つの第１の流入口と少なくとも１つの第１の流出口を有し、機械的回転システムを介して第１の流入口と第１の流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成される。他の例では、第１のモジュールは、少なくとも１つの第１の流入口と少なくとも１つの第１の流出口を有し、段階的線形システムを介して第１の流入口と第１の流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成される。
実施形態では、前記プロセスは、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口から、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口からの流れを受容するための少なくとも１つの流入口を有する第２のモジュールに生物学的生成物を含む画分を伝達することを含み、前記第２のモジュールは、電荷ベースの精製装置、又は本明細書においてフリーフロー電気泳動装置とも呼ばれる、等電点ベースの流体精製装置を含む。他の実施形態では、前記プロセスは、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口から、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口からの流れを受容するための少なくとも１つの流入口を有する第２のモジュールに生物学的生成物を含む画分を連続的に伝達することを含み、前記第２のモジュールは、電荷ベースの精製装置、又は本明細書においてフリーフロー電気泳動装置とも呼ばれる、等電点ベースの流体精製装置を含む。例えば、前記第２のモジュールは、少なくとも１つの第２の流入口及び少なくとも１つの第２の流出口を有する電荷ベースの精製装置を含み、機械的回転システムを介して第２の流入口と第２の流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成される。いくつかの例では、前記第２のモジュールは、少なくとも１つの第２の流入口及び少なくとも１つの第２の流出口を有し、段階的線形システムを介して第２の流入口と第２の流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成される。他の例では、第２のモジュールは、少なくとも１つの第２の流入口及び少なくとも１つの第２の流出口を有するフリーフロー電気泳動装置を含み、第２の流入口と第２の流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成される。実施形態では、本明細書に記載のプロセスは、それによって、生物学的生成物を精製する。
実施形態では、本明細書には、入力ラインを介して、生物学的生成物を含む不均一混合物を連続的に受容し、動的濾過によって不均一混合物から大きな不純物を除去することを含む生物学的生成物を精製するプロセスも提供される。いくつかの実施形態では、動的濾過プロセスは、不均一混合物から大きな不純物を除去するための連続プロセスであり得る。前記動的濾過プロセスは、負圧下で入力ラインと流体連通する少なくとも１つの出力ヘッドから動的濾過モジュールに生物学的生成物を連続的に供給することで生物学的生成物を含む濾液を生成する動的濾過モジュールを含む。
実施形態では、前記プロセスは、溶液を２つ以上の画分に分離できる第１のモジュールに濾液を伝達することを含み、ここで少なくとも１つの画分には生物学的生成物が含まれている。他の実施形態では、前記プロセスは、溶液を２つ以上の画分に分離できる第１のモジュールに濾液を連続的に伝達することを含み、ここで少なくとも１つの画分には生物学的生成物が含まれている。実施形態では、前記第１のモジュールは、親和性ベースの流体精製装置を含む。例えば、第１のモジュールは、少なくとも１つの第１の流入口と少なくとも１つの第１の流出口を有し、第１の流入口と第１の流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成される。
実施形態では、前記プロセスは、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口から、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口からの流れを受容するための少なくとも１つの流入口を有する第２のモジュールに生物学的生成物を含む画分を伝達することを含み、前記第２のモジュールは、電荷ベースの流体精製装置、又は本明細書においてフリーフロー電気泳動装置とも呼ばれる、等電点ベースの流体精製装置を含む。実施形態では、前記プロセスは、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口から、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口からの流れを受容するための少なくとも１つの流入口を有する第２のモジュールに生物学的生成物を含む画分を連続的に伝達することを含み、前記第２のモジュールは、電荷ベースの流体精製装置、又は本明細書においてフリーフロー電気泳動装置とも呼ばれる、等電点ベースの流体精製装置を含む。例えば、前記第２のモジュールは、少なくとも１つの第２の流入口及び少なくとも１つの第２の流出口を有する電荷ベースの流体精製装置を含み、第２の流入口と第２の流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成される。他の例では、前記第２のモジュールは、少なくとも１つの第２の流入口及び少なくとも１つの第２の流出口を有するフリーフロー電気泳動装置を含み、第２の流入口と第２の流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成される。実施形態では、本明細書に記載のプロセスは、それによって、生物学的生成物を精製する。
実施形態では、前記プロセスは、溶液を２つ以上の画分に分離できる第１のモジュールに濾液を伝達することを含み、ここで少なくとも１つの画分には生物学的生成物が含まれている。他の実施形態では、前記プロセスは、溶液を２つ以上の画分に分離できる第１のモジュールに濾液を連続的に伝達することを含み、ここで少なくとも１つの画分には生物学的生成物が含まれている。実施形態では、前記第１のモジュールは、親和性ベースの接線流動濾過（ＴＦＦ）精製装置を含む。例えば、第１のモジュールは、少なくとも１つの第１の流入口と少なくとも１つの第１の流出口を有し、第１の流入口と第１の流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成される。
実施形態では、前記プロセスは、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口から、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口からの流れを受容するための少なくとも１つの流入口を有する第２のモジュールに生物学的生成物を含む画分を伝達することを含み、前記第２のモジュールは、電荷ベースのＴＦＦ精製装置、又は本明細書においてフリーフロー電気泳動装置とも呼ばれる、等電点ベースの流体精製装置を含む。他の実施形態では、前記プロセスは、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口から、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口からの流れを受容するための少なくとも１つの流入口を有する第２のモジュールに生物学的生成物を含む画分を連続的に伝達することを含み、前記第２のモジュールは、電荷ベースのＴＦＦ精製装置、又は本明細書においてフリーフロー電気泳動装置とも呼ばれる、等電点ベースの流体精製装置を含む。例えば、前記第２のモジュールは、少なくとも１つの第２の流入口及び少なくとも１つの第２の流出口を有する電荷ベースのＴＦＦ精製装置を含み、第２の流入口と第２の流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成される。他の例では、第２のモジュールは、少なくとも１つの第２の流入口及び少なくとも１つの第２の流出口を有するフリーフロー電気泳動装置を含み、第２の流入口と第２の流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成される。実施形態では、本明細書に記載のプロセスは、それによって、生物学的生成物を精製する。
本明細書に記載されるように、不均一混合物から大きな不純物を除去するプロセスは、遠心分離、ディスクスタック遠心分離、深層濾過、静的濾過、接線流動濾過、又はこれらの任意の組み合わせを含まない。あるいは、本明細書に記載のプロセスは、例えば、制限を意図することなく、遠心分離機及び深層濾過プロセスによって任意の大きな不純物が除去された入力から得られる入力ラインを介して生物学的生成物を含む不均一混合物を受容することができる。
本明細書に記載されるように、不均一混合物から大きな不純物を連続的に除去するプロセスは、遠心分離、ディスクスタック遠心分離、深層濾過、静的濾過、接線流動濾過、ハイドロサイクロン、又はこれらの任意の組み合わせを含まない。あるいは、本明細書に記載のプロセスは、例えば、制限を意図することなく、連続的なディスクスタック遠心分離機及び深層濾過プロセス又はハイドロサイクロンプロセスによって任意の連続的に大きな不純物が除去された入力から得られる入力ラインを介して生物学的生成物を含む不均一混合物を連続的に受容できる。
実施形態では、本明細書に記載のプロセスは、バイオリアクターで生産される生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）を精製することを含む。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のプロセスは、バイオリアクターで連続的に生産される生物学的生成物を精製することを含む。例えば、バイオリアクターは、定常状態の細胞培養成長条件を可能にするバイオリアクター供給ライン及び出力ブリードラインを含み、前記出力ブリードラインは、バイオリアクターから動的濾過モジュールへの連続流体の流れを許容する入力ラインとして機能する。例えば、バイオリアクターの類型は、フェドバッチバイオリアクター、灌流バイオリアクター、ケモスタットバイオリアクター、又はマルチコンパートメントバイオリアクターを含むが、これらに制限されない。例えば、バイオリアクターブリードラインからの流れは、常にダウンストリーム精製システムに供給される。あるいは、本明細書に記載のプロセスは、バイオリアクターで生産されない生物学的生成物（例えば、ｍＲＮＡ）を精製することを含む。
実施形態では、本明細書には、生物学的生成物を精製する方法が提供され、前記方法は、入力ラインを介して、生物学的生成物を含む不均一混合物を受容するステップ、負圧下で入力ラインと流体連通する少なくとも１つの出力ヘッドから動的濾過モジュールに生物学的生成物を供給して動的濾過モジュールにおける動的濾過によって不均一混合物から不純物を除去することによって生物学的生成物を含む濾液が生成されるステップと、溶液を、生物学的生成物を含む少なくとも１つの画分を含む２つ以上の画分に分離できる第１のモジュールに前記濾液を伝達するステップ（ここで、第１のモジュールは、親和性ベースの磁性精製装置を含み、前記第１のモジュールは、少なくとも１つの第１の流入口及び少なくとも１つの第１の流出口を有し、ループコンベアシステム又はピックアンドプレースロボットシステムを介して第１の流入口と第１の流出口との間の流体の流れを許容するように構成される）と、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口から、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口からの流れを受容するための少なくとも１つの流入口を有する第２のモジュールに生物学的生成物を含む画分を伝達するステップ（ここで、前記第２のモジュールは、電荷ベースの磁性精製装置を含み、前記第２のモジュールは、少なくとも１つの第２の流入口及び少なくとも１つの第２の流出口を有し、ループコンベアシステム又はピックアンドプレースロボットシステムを介して第２の流入口と第２の流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成される）、及びそれによって、生物学的生成物を精製するステップを含む。
他の実施形態では、生物学的生成物を精製する方法が提供される。前記方法は、入力ラインを介して、生物学的生成物を含む不均一混合物を受容するステップと、負圧下で入力ラインと流体連通する少なくとも１つの出力ヘッドから動的濾過モジュールに生物学的生成物を供給して動的濾過モジュールにおける動的濾過によって不均一混合物から不純物を除去することによって生物学的生成物を含む濾液が生成されるステップと、溶液を、生物学的生成物を含む少なくとも１つの画分を含む２つ以上の画分に分離できる第１のモジュールに前記濾液を伝達するステップ（ここで、前記第１のモジュールは、親和性ベースの磁性精製装置を含み、前記第１のモジュールは、少なくとも１つの第１の流入口及び少なくとも１つの第１の流出口を有し、ループコンベアシステム又はピックアンドプレースロボットシステムを介して第１の流入口と第１の流出口との間の流体の流れを許容するように構成される）と、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口から、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口からの流れを受容するための少なくとも１つの流入口を有する第２のモジュールに生物学的生成物を含む画分を伝達するステップ（ここで、前記第２のモジュールは、本明細書においてフリーフロー電気泳動装置とも呼ばれる、等電点ベースの流体精製装置を含み、前記第２のモジュールは、少なくとも１つの第２の流入口及び少なくとも１つの第２の流出口を有し、第２の流入口と第２の流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成される）、及びそれによって、生物学的生成物を精製するステップを含む。
実施形態では、生物学的生成物を精製する方法が含まれ、前記方法は、入力ラインを介して、生物学的生成物を含む不均一混合物を受容するステップと、負圧下で入力ラインと流体連通する少なくとも１つの出力ヘッドから動的濾過モジュールに生物学的生成物を供給して動的濾過モジュールにおける動的濾過によって不均一混合物から不純物を除去することによって生物学的生成物を含む濾液が生成されるステップと、溶液を、生物学的生成物を含む少なくとも１つの画分を含む２つ以上の画分に分離できる第１のモジュールに前記濾液を伝達するステップ（ここで、前記第１のモジュールは、親和性ベースの精製装置を含み、前記第１のモジュールは、少なくとも１つの第１の流入口及び少なくとも１つの第１の流出口を有し、機械的回転システムを介して第１の流入口と第１の流出口との間の流体の流れを許容するように構成される）と、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口から、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口からの流れを受容するための少なくとも１つの流入口を有する第２のモジュールに生物学的生成物を含む画分を伝達するステップ（ここで、前記第２のモジュールは、電荷ベースの精製装置を含み、前記第２のモジュールは、少なくとも１つの第２の流入口及び少なくとも１つの第２の流出口を有し、機械的回転システムを介して第２の流入口と第２の流出口との間の流体の流れを許容するように構成される）、及びそれによって、生物学的生成物を精製するステップを含む。
他の実施形態では、生物学的生成物を精製する方法が提供され、前記方法は、入力ラインを介して、生物学的生成物を含む不均一混合物を受容するステップと、負圧下で入力ラインと流体連通する少なくとも１つの出力ヘッドから動的濾過モジュールに生物学的生成物を供給して動的濾過モジュールにおける動的濾過によって不均一混合物から不純物を除去することによって生物学的生成物を含む濾液が生成されるステップと、溶液を、生物学的生成物を含む少なくとも１つの画分を含む２つ以上の画分に分離できる第１のモジュールに前記濾液を伝達するステップ（ここで、前記第１のモジュールは、親和性ベースの精製装置を含み、前記第１のモジュールは、少なくとも１つの第１の流入口及び少なくとも１つの第１の流出口を有し、機械的回転システムを介して第１の流入口と第１の流出口との間の流体の流れを許容するように構成される）と、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口から、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口からの流れを受容するための少なくとも１つの流入口を有する第２のモジュールに生物学的生成物を含む画分を伝達するステップ（ここで、前記第２のモジュールは、本明細書においてフリーフロー電気泳動装置とも呼ばれる、等電点ベースの流体精製装置を含み、前記第２のモジュールは、少なくとも１つの第２の流入口及び少なくとも１つの第２の流出口を有し、第２の流入口と第２の流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成される）、及びそれによって、生物学的生成物を精製するステップを含む。
実施形態では、生物学的生成物を精製する方法が含まれ、前記方法は、入力ラインを介して、生物学的生成物を含む不均一混合物を受容するステップと、負圧下で入力ラインと流体連通する少なくとも１つの出力ヘッドから動的濾過モジュールに生物学的生成物を供給して動的濾過モジュールにおける動的濾過によって不均一混合物から不純物を除去することによって生物学的生成物を含む濾液が生成されるステップと、溶液を、生物学的生成物を含む少なくとも１つの画分を含む２つ以上の画分に分離できる第１のモジュールに前記濾液を伝達するステップ（ここで、前記第１のモジュールは、親和性ベースの精製装置を含み、前記第１のモジュールは、少なくとも１つの第１の流入口及び少なくとも１つの第１の流出口を有し、段階的線形システムを介して第１の流入口と第１の流出口との間の流体の流れを許容するように構成される）と、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口から、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口からの流れを受容するための少なくとも１つの流入口を有する第２のモジュールに生物学的生成物を含む画分を伝達するステップ（ここで、前記第２のモジュールは、電荷ベースの精製装置を含み、前記第２のモジュールは、少なくとも１つの第２の流入口及び少なくとも１つの第２の流出口を有し、段階的線形システムを介して第２の流入口と第２の流出口との間の流体の流れを許容するように構成される）、及びそれによって、生物学的生成物を精製するステップを含む。
他の実施形態では、生物学的生成物を精製する方法が提供され、前記方法は、入力ラインを介して、生物学的生成物を含む不均一混合物を受容するステップと、負圧下で入力ラインと流体連通する少なくとも１つの出力ヘッドから動的濾過モジュールに生物学的生成物を供給して動的濾過モジュールにおける動的濾過によって不均一混合物から不純物を除去することによって生物学的生成物を含む濾液が生成されるステップと、溶液を、生物学的生成物を含む少なくとも１つの画分を含む２つ以上の画分に分離できる第１のモジュールに前記濾液を伝達するステップ（ここで、前記第１のモジュールは、親和性ベースの精製装置を含み、前記第１のモジュールは、少なくとも１つの第１の流入口及び少なくとも１つの第１の流出口を有し、段階的線形システムを介して第１の流入口と第１の流出口との間の流体の流れを許容するように構成される）と、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口から、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口からの流れを受容するための少なくとも１つの流入口を有する第２のモジュールに生物学的生成物を含む画分を伝達するステップ（ここで、前記第２のモジュールは、本明細書においてフリーフロー電気泳動装置とも呼ばれる、等電点ベースの流体精製装置を含み、前記第２のモジュールは、少なくとも１つの第２の流入口及び少なくとも１つの第２の流出口を有し、第２の流入口と第２の流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成される）、及びそれによって、生物学的生成物を精製するステップを含む。
実施形態では、生物学的生成物を精製する方法が含まれ、前記方法は、入力ラインを介して、生物学的生成物を含む不均一混合物を受容するステップと、負圧下で入力ラインと流体連通する少なくとも１つの出力ヘッドから動的濾過モジュールに生物学的生成物を供給して動的濾過モジュールにおける動的濾過によって不均一混合物から不純物を除去することによって生物学的生成物を含む濾液が生成されるステップと、溶液を、生物学的生成物を含む少なくとも１つの画分を含む２つ以上の画分に分離できる第１のモジュールに前記濾液を伝達するステップ（ここで、前記第１のモジュールは、親和性ベースの流体精製装置を含み、前記第１のモジュールは、少なくとも１つの第１の流入口及び少なくとも１つの第１の流出口を有し、第１の流入口と第１の流出口との間の流体の流れを許容するように構成される）と、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口から、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口からの流れを受容するための少なくとも１つの流入口を有する第２のモジュールに生物学的生成物を含む画分を伝達するステップ（ここで、前記第２のモジュールは、電荷ベースの流体精製装置を含み、前記第２のモジュールは、少なくとも１つの第２の流入口及び少なくとも１つの第２の流出口を有し、第２の流入口と第２の流出口との間の流体の流れを許容するように構成される）、及びそれによって、生物学的生成物を精製するステップを含む。
他の実施形態では、生物学的生成物を精製する方法が提供され、前記方法は、入力ラインを介して、生物学的生成物を含む不均一混合物を受容するステップと、負圧下で入力ラインと流体連通する少なくとも１つの出力ヘッドから動的濾過モジュールに生物学的生成物を供給して動的濾過モジュールにおける動的濾過によって不均一混合物から不純物を除去することによって生物学的生成物を含む濾液が生成されるステップと、溶液を、生物学的生成物を含む少なくとも１つの画分を含む２つ以上の画分に分離できる第１のモジュールに前記濾液を伝達するステップ（ここで、前記第１のモジュールは、親和性ベースの流体精製装置を含み、前記第１のモジュールは、少なくとも１つの第１の流入口及び少なくとも１つの第１の流出口を有し、第１の流入口と第１の流出口との間の流体の流れを許容するように構成される）と、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口から、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口からの流れを受容するための少なくとも１つの流入口を有する第２のモジュールに生物学的生成物を含む画分を伝達するステップ（ここで、前記第２のモジュールは、本明細書においてフリーフロー電気泳動装置とも呼ばれる、等電点ベースの流体精製装置を含み、前記第２のモジュールは、少なくとも１つの第２の流入口及び少なくとも１つの第２の流出口を有し、第２の流入口と第２の流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成される）、及びそれによって、生物学的生成物を精製するステップを含む。
実施形態では、生物学的生成物を精製する方法が含まれ、前記方法は、入力ラインを介して、生物学的生成物を含む不均一混合物を受容するステップと、負圧下で入力ラインと流体連通する少なくとも１つの出力ヘッドから動的濾過モジュールに生物学的生成物を供給して動的濾過モジュールにおける動的濾過によって不均一混合物から不純物を除去することによって生物学的生成物を含む濾液が生成されるステップと、溶液を、生物学的生成物を含む少なくとも１つの画分を含む２つ以上の画分に分離できる第１のモジュールに前記濾液を伝達するステップ（ここで、前記第１のモジュールは、親和性ベースのＴＦＦ精製装置を含み、前記第１のモジュールは、少なくとも１つの第１の流入口及び少なくとも１つの第１の流出口を有し、第１の流入口と第１の流出口との間の流体の流れを許容するように構成される）と、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口から、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口からの流れを受容するための少なくとも１つの流入口を有する第２のモジュールに生物学的生成物を含む画分を伝達するステップ（ここで、前記第２のモジュールは、電荷ベースのＴＦＦ精製装置を含み、前記第２のモジュールは、少なくとも１つの第２の流入口及び少なくとも１つの第２の流出口を有し、前記第２の流入口と前記第２の流出口との間の流体の流れを許容するように構成される）、及びそれによって、生物学的生成物を精製するステップを含む。
他の実施形態では、生物学的生成物を精製する方法が提供され、前記方法は、入力ラインを介して、生物学的生成物を含む不均一混合物を受容するステップと、負圧下で入力ラインと流体連通する少なくとも１つの出力ヘッドから動的濾過モジュールに生物学的生成物を供給して動的濾過モジュールにおける動的濾過によって不均一混合物から不純物を除去することによって生物学的生成物を含む濾液が生成されるステップと、溶液を、生物学的生成物を含む少なくとも１つの画分を含む２つ以上の画分に分離できる第１のモジュールに前記濾液を伝達するステップ（ここで、前記第１のモジュールは、親和性ベースのＴＦＦ精製装置を含み、前記第１のモジュールは、少なくとも１つの第１の流入口及び少なくとも１つの第１の流出口を有し、第１の流入口と第１の流出口との間の流体の流れを許容するように構成される）と、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口から、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口からの流れを受容するための少なくとも１つの流入口を有する第２のモジュールに生物学的生成物を含む画分を伝達するステップ（ここで、前記第２のモジュールは、本明細書においてフリーフロー電気泳動装置とも呼ばれる、等電点ベースの流体精製装置を含み、前記第２のモジュールは、少なくとも１つの第２の流入口及び少なくとも１つの第２の流出口を有し、第２の流入口と第２の流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成される）、及びそれによって、生物学的生成物を精製するステップを含む。
本明細書に記載のプロセス及び方法の利点には、膜の汚れ又は閉塞なしに、大きな不純物（例えば、細胞、細胞破片、及び凝集体）を除去する能力が含まれる。例えば、従来の濾過又は接線流動濾過システムを使用して細胞培養培地から細胞、細胞破片、及び凝集体を浄化することは、通常的にフィルタ膜の汚れ又は閉塞をもたらし、これらの方法は、長期間の連続プロセスによって生物学的生成物を含む不均一混合物から大きな不純物を連続的に除去する手段として不適切である。これに対して、本明細書に記載の動的濾過装置は、フィルタ膜の活性標的領域が常にリフレッシュされるため、膜を汚れることなく、生物学的生成物を含む不均一混合物から大きな不純物を連続的に除去することを可能にする。
さらに、生物学的生成物を生産及び精製する全過程が連続的であり、全過程にわたって約０．１ｍＬ／分～約５０ｍＬ／分の範囲の流速を維持できるため、プロセス装置及び全プロセスのフットプリントは、キログラム／年基準で製品のスループット又は収率を犠牲にすることなく、現在の標準的なプロセスよりも大幅に小さなフットプリントを持つことができる。例えば、本明細書に記載のモノクローナル抗体を生産及び精製するプロセスは、最大約３０，０００平方フィートを占めるフットプリントで作動される。これに対して、現在のモノクローナル抗体の生産及びダウンストリームプロセスには、最小２００，０００平方フィートが必要である。例えば、生物学的生成物を精製するプロセスの流速は、約１ｍＬ／分～約１０ｍＬ／分の範囲である。いくつかの例では、不均一混合物から大きな不純物を連続的に除去するステップの流速は、約０．１ｍＬ／分～約５０ｍＬ／分の範囲である。他の例では、不均一混合物から大きな不純物を連続的に除去するステップの流速は、バイオリアクターブリードラインからの流速に等しい。他の例では、濾液を第１のモジュールに連続的に伝達するステップの流速が約０．１ｍＬ／分～約５０ｍＬ／分の範囲であるプロセスが提供される。さらに他の例では、生物学的生成物を含む画分を第１の流出口から第２のモジュールに連続的に伝達するステップの流速が約０．１ｍＬ／分～約５０ｍＬ／分の範囲であるプロセスが提供される。
本明細書に記載の磁性樹脂ビーズ（例えば、磁性アガロース）又は従来の樹脂ビーズ（例えば、アガロース）を用いるプロセス及び方法の重要な利点は、これらのシステムが殺菌、リサイクル、及び／又は再生のために、従来の固定相又はパッキングされた樹脂カラム（例えば、標準クロマトグラフィー用）を必要としないことを含む。例えば、これらのシステムは、作動中に樹脂ビーズの無限の表面積を生成するために樹脂ビーズ（例えば、磁性又は非磁性樹脂ビーズ）のリサイクル及び／又は再生を提供し、結果として連続的かつコスト効率の良い方法を提供する。
言い換えれば、本明細書に記載のモジュールは固定の結合又は会合（ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）能力を有していない。具体的な例では、本明細書に記載の生物学的生成物の精製中に使用される樹脂ビーズは、持続的にリサイクル及び再生されるので、バイオリアクターブリードラインからの流れを中断せずに、動的濾過モジュール又は精製モジュールのいずれかの前のステップの流れを受容することができる。言い換えれば、本発明に記載のモジュールは、これらのステップを連続的に受けているので、実行後に殺菌、再生、及び／又はリサイクルのためにアイドル状態のままにしておく必要はない。前記方法は、現在の方法が樹脂パッキングの制約によって限定されたカラム容量の限界を有するので、連続入力フローを受容し、全容量に達したカラムの再生及び／又はリサイクルを可能にするためには、複数のパックドカラムのカラム切り替えが必要である点で、現在の連続クロマトグラフィー法とは異なる。
本明細書に記載の方法の別の利点は、樹脂ビーズが固定相にパッキングされておらず、むしろ樹脂ビーズが移動することを含む。ビーズのこの移動性は、実質的により多くの樹脂ビーズ表面が露出し、結合が自由になるため、例えば、より多くの生物学的生成物がビーズに結合できるので、結合又は会合に使用できる表面積を増加させる。さらに、通常的にパックドカラム（例えば、ビーズの移動性が不足であり、表面積が減少している場合）内の樹脂ビーズは、カラムを通る流れを生成するために高圧差に露出する。このような高圧差は、ビーズの完全性を損ない、カラムの寿命を短縮させる。ここに記載された発明の移動性樹脂ビーズは、実質的により低い圧力にさらされ、壊れやすいビーズに対してはるかに柔らかいため、寿命を延長させる。さらに、このような移動性は、ビーズが再生（例えば、完全に再生）され、初期状態に戻る可能性を高める。これはまた、例えば、樹脂がより効率的に用いられるので、本明細書に記載の方法のコスト効率性を高める。
本明細書に記載されるように、特許請求される方法及び装置の樹脂ビーズは、プロセス全般にわたって移動性である。従来のクロマトグラフィー精製方法には、例えば、ビーズを十分に共にパッキングして固定相と高密度が得られるカラムパッキングが必要である。例えば、ビーズは、プロセスの間、溶液中で分離（循環又は分散）した状態で維持される（例えば、ビーズは個別のビーズである）。さらに、移動性ビーズは、ビーズが共に凝集しないこと、例えば、少なくとも２つ以上のビーズが共に凝集又はグループ化しないことを意味する場合もある。さらに、移動性ビーズは、ビーズが溶液内で分散して自由に移動する小さな凝集体を形成できることを意味する場合もある。逆に、本明細書に使用されるビーズはパッキングされていないが、移動性を保ち、溶液内で自由に移動する。
本明細書に記載のフリーフロー電気泳動を用いるプロセス及び方法の重要な利点は、このシステムが「生成物の損失がない」プロセスを表す点、すなわち、分離が水溶液中で標的生物学的生成物の物理化学的特性に従って電場との相互作用を介して発生するため、生成物が樹脂又は他の精製モイエティと相互作用する必要がない点である。従来のイオン交換クロマトグラフィーと比較してより高い純度の生成物を得ることができるため、このアプローチの分解能（例えば、高度の物理化学的類似性を有する生成物を精製する能力）において別の利点が観察される。例えば、本明細書のフリーフロー電気泳動モジュール及び方法を使用して少なくとも約９０％、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、又はより高い純度の生物学的生成物を得ることができる。さらに、本明細書に記載の方法及び装置は、従来の精製及びクロマトグラフィー法と比較して、（生物学的生成物の）純度を増加させ得る。例えば、レベルに関連して「増加した」という用語は、対照レベル（例えば、従来の方法を使用して精製から得られる純度のレベル）を超える全ての％増加率を指す。様々な実施形態において、増加したレベルは、従来の精製方法に比べて、純度が少なくとも又は約１％、２％、３％、４％、又は５％増加、少なくとも又は約１０％増加、少なくとも又は約１５％増加、少なくとも又は約２０％増加、少なくとも又は約２５％増加、少なくとも又は約３０％増加、少なくとも又は約３５％増加、少なくとも又は約４０％増加、少なくとも又は約４５％増加、少なくとも又は約５０％増加、少なくとも又は約５５％増加、少なくとも又は約６０％増加、少なくとも又は約６５％増加、少なくとも又は約７０％増加、少なくとも又は約７５％増加、少なくとも又は約８０％増加、少なくとも又は約８５％増加、少なくとも又は約９０％増加、少なくとも又は約９５％増加であり得る。本発明の他の例では、本明細書に記載の方法及び装置から得られる生物学的生成物の純度は、標準的な商業技術又はクロマトグラフィー技術を使用した生物学的生成物の純度に比べて、約１．１倍、１．２倍、１．３倍、１．４倍、１．５倍、１．６倍、１．７倍、１．８倍、１．９倍、２倍、２．１倍、２．２倍、２．３倍、２．４倍、２．５倍、２．６倍、２．７倍、２．８倍、２．９倍、又は３．０倍増加する。
さらに、生物学的生成物の本質的な物理化学的特性（例えば、等電点、表面電荷、純電荷、ゼータ電位、電気泳動移動性、静電相互作用など）に基づいて分離することは、タンパク質又はその断片（ポリペプチド）、抗体又はその断片、サイトカイン、ケモカイン、成長因子、酵素、オリゴヌクレオチド、ウイルス、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス（ＡＡＶ）、又はレンチウイルスを含むが、これらに制限されない様々な生物学的生成物の精製のためのこのようなアプローチの有用性を拡張させる。
さらに、モジュール式のアプローチは、様々な範囲の生物学的生成物を受容するためのプロセス設計の柔軟性を提供する。
実施形態では、本明細書に記載のプロセスで、動的濾過による精製中に、生物学的生成物を含む濾液が生成され、負圧下で約５０ｍＬ～約１００Ｌを収集できる真空収集容器に供給される。例えば、濾液を収集できる真空収集容器は、約１Ｌ～約１０Ｌである。他の例では、濾液を収集できる真空収集容器は、約１Ｌ～約５０Ｌである。
実施形態では、動的濾過モジュールは、不均一混合物の流れを調節し、不均一混合物をフィルタ膜の活性標的領域に分配するための少なくとも１つの出力ヘッドを含む。例えば、前記少なくとも１つの出力ヘッドは、チューブ又はスロットダイである。
実施形態では、少なくとも１つの動的濾過モジュールは、同軸出力ヘッド、別個の単軸出力ヘッド、別個のスロットダイ出力ヘッド、複数の開口部を有するスロットダイ出力ヘッド、又はこれらの任意の組み合わせによって洗浄バッファを供給するための少なくとも１つの追加の入力ラインをさらに含み得る。
いくつかの実施形態では、動的濾過モジュールは、例えば、制限を意図することなく、アクティブ又はパッシブエッジガイド、張力調整装置（例えば、ダンサー）、ブレーキ及び張力検出器、又はこれらの任意の組み合わせなどの当業者に公知の要素を含む。
実施形態では、本明細書のプロセスは、（動的濾過モジュールへの入力ラインと流体連通する）少なくとも１つの出力ヘッドがｘｙラスタリング又はｒθラスタリングが可能であることを含む。例えば、少なくとも１つの出力ヘッドは、ｘｙラスタリングが可能である。いくつかの例では、少なくとも１つの出力ヘッドはｒθラスタリングが可能である。他の例では、少なくとも１つの出力ヘッドはｚ軸に沿って移動可能である。さらに他の例では、少なくとも１つの出力ヘッドはｘｙラスタリングが可能であり、ｚ軸に沿って移動可能である。
実施形態では、動的濾過モジュールは、フィルタ膜ロール、膜支持構造物、少なくとも１つの支持ロッド又はローラ、少なくとも１つの真空ライン、真空システム、及び少なくとも１つの真空収集容器を含む。
実施形態では、前記フィルタ膜ロールは、圧延フィルタ膜を含み、ここで前記フィルタ膜は、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、新水性ポリスルホン、セルロースエステル、セルロースアセテート、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、新水性ＰＶＤＦ、ポリカーボネート、ナイロン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、新水性ＰＴＦＥ、又はこれらの任意の組み合わせを含むが、これらに制限されない。
実施形態では、圧延フィルタ膜の孔径は、精製される生物学的生成物によって変わる。例えば、前記圧延フィルタ膜の孔径は、０．１μｍ～１μｍの範囲である。あるいは、前記孔径は、約０．２μｍ～約０．４５μｍの範囲であるか、前記孔径は、約０．４５μｍ未満である。他の例では、抗体を精製する際に、前記圧延フィルタ膜の孔径は、０．２μｍ～約０．４５μｍの範囲である。
実施形態では、フィルタ膜ロールの幅は、約１０ｍｍ～約６００ｍｍである。例えば、フィルタ膜ロールの幅は、動的濾過システムの大きさ、少なくとも１つの出力ヘッドの大きさ、又は膜支持構造物によって変わり得る。
実施形態では、フィルタ膜ロールはまた収集リールと連通する供給リールとして機能し、すなわち、前記フィルタ膜は、プレハブロールから始まり、最初は空の収集ロールにまたがり、リールツーリールシステムを生成する。
実施形態では、動的濾過モジュールの膜支持構造物は、静摩擦係数の低い材料（例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ））に由来する機械的に滑らかな接触表面、及び真空ラインと連続する開口部を含む。例えば、静摩擦係数は、約０．０１～約０．１、約０．０１～約０．０５、又は約０．０５～約０．１の範囲である。例えば、動的濾過モジュールの膜支持構造物には開口部が含まれている。例えば、前記開口部は、メッシュ、少なくとも１つのスロット、少なくとも１つの孔、フリット、多孔性材料、又はこれらの任意の組み合わせを含み得る。
実施形態では、動的濾過モジュールの膜支持構造物には、温度制御メカニズムが含まれている。温度制御メカニズムは４℃～３７℃の温度を維持する。例えば、抗体の精製中、温度制御メカニズムは１５℃～３７℃の温度を維持する。例示的な温度制御メカニズムは、単一ループコントローラ、マルチループコントローラ、閉ループコントローラ、比例積分微分（ＰＩＤ）コントローラ、ペルチェ素子、抵抗加熱要素、及び／又は循環水／プロピレングリコールジャケット付きサーマルチャックを含むが、これらに制限されない。
実施形態では、動的濾過モジュールの少なくとも１つの支持ロッド又はローラは、静摩擦係数の低い材料（例えば、ＰＴＦＥ、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ））に由来する機械的に滑らかな接触表面を有する。例えば、静摩擦係数は、約０．０１～約０．１、約０．０１～約０．０５、又は約０．０５～約０．１の範囲である。例えば、支持ロッド又はローラは固定されていてもよく、回転していてもよい。いくつかの例では、支持ロッドは、軸受、例えば、スリーブ軸受をさらに含み得る。
実施形態では、動的濾過モジュールの真空システムは、約－５ｋＰａ～約－９８ｋＰａ（約－０．０５ｂａｒ～約－０．９８ｂａｒ）のゲージ圧を維持する。
実施形態では、動的濾過によって不均一混合物から大きな不純物（例えば、細胞、細胞破片、及び凝集体）を連続的に除去するプロセスは、異なる孔径を有する少なくとも２つの別個の圧延フィルタ膜を使用する多段階濾過を含む。例えば、これらの多段階動的濾過プロセスは、小さな孔径（例えば、０．２μｍ）圧延フィルタ膜を有する少なくとも１つの第２の動的濾過装置と流体連通する大きな孔径（例えば、０．４５μｍ）圧延フィルタ膜を有する少なくとも１つの第１の動的濾過装置を含み、それによって、生物学的生成物を含む濾液が生成される。あるいは、別個の供給リールによって供給される少なくとも２つの圧延フィルタ膜を有する単一動的濾過装置によって同様の結果を達成することができ、その結果、標的領域（例えば、活性標的領域）にわたってフィルタ膜の積層されたセットが生成され、ここで不均一混合物は、最初に大きな孔径のフィルタ膜（例えば、０．４５μｍ）と接触し、次により小さな孔径のフィルタ膜（例えば、０．２μｍ）と接触する。
実施形態では、本明細書に記載のプロセスは、溶液を、生物学的生成物を含む少なくとも１つの画分を含む２つ以上の画分に分離できる第１のモジュールに濾液を連続的に伝達することを含み、前記第１のモジュールは、親和性ベースの磁性精製装置を含む。例えば、親和性ベースの磁性精製装置は、磁性樹脂ビーズの懸濁液をさらに含む。磁性樹脂ビーズの表面は、例えば、制限を意図することなく、タンパク質Ａ、タンパク質Ｇ、タンパク質Ｌ、抗原タンパク質、タンパク質、受容体、抗体、又はアプタマーと連結されている。例えば、磁性樹脂ビーズは、常磁性又は超常磁性であり得る。
例えば、親和性ベースの磁性精製装置の磁性樹脂ビーズの直径は、約０．２ミクロン～約２００ミクロンである。他の例では、前記ビーズの直径は、約０．２μｍ～約１００μＭ、約１μｍ～約２００μｍ、約１０μｍ～約２００μｍ、約２０μｍ～約２００μｍ、約３０μｍ～約２００μｍ、約５０μｍ～約２００μｍ、又は約１５０μｍ～約２００μｍである。あるいは、ビーズの直径は、約１μｍ～約１００μｍ、又は約５０μｍ～約１００μｍである。前記磁性樹脂ビーズの直径は、精製される生物学的生成物とプロセスの全体的な流速によって変わり得る。例えば、モノクローナル抗体の精製は大きさが約４０ミクロン～約９０ミクロンである磁性樹脂ビーズを含み得る。さらに、磁性樹脂ビーズの濃度は、約０．０１重量％～約２５重量％の範囲であり得る。例えば、磁性樹脂ビーズの濃度は、約１重量％であり得る。いくつかの例では、モノクローナル抗体の精製は、約１重量％～約１０重量％の濃度を有する磁性樹脂ビーズを含み得る。他の例では、磁性樹脂ビーズの結合能力は、ビーズ濃度、表面積対体積比、親和性リガンド密度、又はこれらの任意の組み合わせの関数である。さらに他の例では、磁性樹脂ビーズは、固体、多孔性、ナノ多孔性、微多孔性、又はこれらの任意の組み合わせであり得る。
実施形態では、本明細書に記載のプロセスは、生物学的生成物を含む画分を第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口から第２のモジュールに連続的に伝達することを含み、ここで前記第２のモジュールは、電荷ベースの磁性精製装置（例えば、正電荷及び／又は負電荷ベースの磁性精製装置）を含み、前記電荷ベースの磁性精製装置は、磁性樹脂ビーズをさらに含む。例えば、磁性樹脂ビーズの表面は、電荷又は静電相互作用に基づく精製を可能にするために、正電荷官能基の結合に由来するカチオン性官能基を有し得る。例えば、前記正電荷官能基は、アミン、カチオン性ポリマー、正味の正電荷ペプチド、正味の正電荷タンパク質、又はこれらの任意の組み合わせを含む。あるいは、磁性樹脂ビーズの表面は、電荷又は静電相互作用に基づく精製を可能にするために、負電荷官能基の結合に由来するアニオン性官能基を有し得る。例えば、前記負電荷官能基は、カルボキシル、アニオン性ポリマー、正味の負電荷ペプチド、正味の負電荷タンパク質、オリゴヌクレオチド、又はこれらの任意の組み合わせを含む。例えば、磁性樹脂ビーズは、常磁性又は超常磁性であり得る。
実施形態では、電荷ベースの磁性精製装置の磁性樹脂ビーズは、直径が約０．２ミクロン～約２００ミクロンである。前記磁性樹脂ビーズの直径は、精製される生物学的生成物とプロセスの全体的な流速によって変わり得る。例えば、モノクローナル抗体の精製は、大きさが約４０ミクロン～約９０ミクロンである磁性樹脂ビーズを含み得る。さらに、磁性樹脂ビーズの濃度は、約０．０１重量％～約２５重量％の範囲であり得る。例えば、磁性樹脂ビーズの濃度は、約１重量％であり得る。いくつかの例では、モノクローナル抗体の精製は、約１重量％～約１０重量％の濃度を有する磁性樹脂ビーズを含み得る。他の例では、磁性樹脂ビーズの電荷又は静電会合容量は、ビーズ濃度、表面積対体積比、表面電荷密度、正味電荷、又はこれらの任意の組み合わせの関数である。さらに他の例では、磁性樹脂ビーズは、固体、多孔性、ナノ多孔性、微多孔性、又はこれらの任意の組み合わせであり得る。
実施形態では、本明細書に記載されるように、第１の（親和性ベースの磁性精製）及び／又は第２の（正電荷及び／又は負電荷ベースの磁性精製装置を含む電荷ベースの磁性精製）モジュールの一方又は両方は、少なくとも１つの外部磁場をさらに含み得る。例えば、少なくとも１つの外部磁場は、永久磁石又は電磁石を含む。少なくとも１つの外部磁場は、約０．０１テスラ～約１テスラ（例えば、最大１テスラ）の磁場強度を含む。あるいは、少なくとも１つの外部磁場は遮蔽される。
実施形態では、ループコンベアシステムには、生物学的生成物を含む混合物を連続的に受容し、続いて生物学的生成物、磁性樹脂ビーズ、バッファ、又はこれらの任意の組み合わせを含む生成された不均一混合物を輸送するように構成された磁性樹脂ビーズで満たされた少なくとも２つの輸送容器がある。例えば、少なくとも２つの輸送容器のうち少なくとも１つは、磁性樹脂ビーズを引き付けるために、外部磁場内又は近接して位置する。
実施形態では、ピックアンドプレースロボットシステムには、生物学的生成物を含む混合物を連続的に受容し、続いて生物学的生成物、磁性樹脂ビーズ、バッファ、又はこれらの任意の組み合わせを含む生成された不均一混合物を輸送するように構成された磁性樹脂ビーズで満たされた少なくとも２つの輸送容器がある。例えば、少なくとも２つの輸送容器のうち少なくとも１つは、磁性樹脂ビーズを引き付けるために、外部磁場内又は近接して位置する。
実施形態では、第１の（親和性ベースの磁性精製）及び／又は第２の（正電荷及び／又は負電荷ベースの磁性精製装置を含む電荷ベースの磁性精製）モジュールは、フェドバッチ又は灌流モードで作動する少なくとも１つの接線流動濾過システムをさらに含む。例えば、接線流動濾過システムは、生物学的生成物を含む画分を濃縮及びバッファ交換するために使用され得る。
実施形態では、本明細書に記載のプロセスは、溶液を、生物学的生成物を含む少なくとも１つの画分を含む２つ以上の画分に分離できる第１のモジュールに濾液を連続的に伝達することを含み、前記第１のモジュールは、親和性ベースの精製装置を含む。例えば、親和性ベースの精製装置は、樹脂ビーズの懸濁液をさらに含む。樹脂ビーズの表面は、例えば、制限を意図することなく、タンパク質Ａ、タンパク質Ｇ、タンパク質Ｌ、抗原タンパク質、タンパク質、受容体、抗体、又はアプタマーと連結されている。
例えば、親和性ベースの精製装置の樹脂ビーズの直径は、約０．２ミクロン～約２００ミクロンである。前記樹脂ビーズの直径は、精製される生物学的生成物とプロセスの全体的な流速によって変わり得る。例えば、モノクローナル抗体の精製は、大きさが約９０ミクロンである樹脂ビーズを含み得る。さらに、前記樹脂ビーズの濃度は、約０．０１重量％～約２５重量％の範囲であり得る。例えば、前記樹脂ビーズの濃度は、約１重量％であり得る。いくつかの例では、モノクローナル抗体の精製は、約１重量％～約１０重量％の濃度を有する樹脂ビーズを含み得る。他の例では、樹脂ビーズの結合能力は、ビーズ濃度、表面積対体積比、親和性リガンド密度、又はこれらの任意の組み合わせの関数である。
さらに他の例では、樹脂ビーズは、固体、多孔性、ナノ多孔性、微多孔性、又はこれらの任意の組み合わせであり得る。
実施形態では、本明細書に記載のプロセスは、生物学的生成物を含む画分を第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口から第２のモジュールに連続的に伝達することを含み、ここで前記第２のモジュールは、電荷ベースの精製装置（例えば、正電荷及び／又は負電荷ベースの精製装置）を含み、前記電荷ベースの精製装置は、樹脂ビーズをさらに含む。例えば、樹脂ビーズの表面は、電荷又は静電相互作用に基づく精製を可能にするために、正電荷官能基の結合に由来するカチオン性官能基を有し得る。例えば、前記正電荷官能基は、アミン、カチオン性ポリマー、正味の正電荷ペプチド、正味の正電荷タンパク質、又はこれらの任意の組み合わせを含む。あるいは、樹脂ビーズの表面は、電荷又は静電相互作用に基づく精製を可能にするために、負電荷官能基の結合に由来するアニオン性官能基を有し得る。例えば、負電荷官能基は、カルボキシル、アニオン性ポリマー、正味の負電荷ペプチド、正味の負電荷タンパク質、オリゴヌクレオチド、又はこれらの任意の組み合わせを含む。
実施形態では、電荷ベースの精製装置の樹脂ビーズの直径は、約０．２ミクロン～約２００ミクロンである。前記樹脂ビーズの直径は、精製される生物学的生成物とプロセスの全体的な流速によって変わり得る。例えば、モノクローナル抗体の精製は、大きさが約９０ミクロンである樹脂ビーズを含み得る。さらに、前記樹脂ビーズの濃度は、約０．０１重量％～約２５重量％の範囲であり得る。例えば、前記樹脂ビーズの濃度は、約１重量％であり得る。いくつかの例では、モノクローナル抗体の精製は、約１重量％～約１０重量％の濃度を有する樹脂ビーズを含み得る。他の例では、樹脂ビーズの電荷又は静電会合容量は、ビーズ濃度、表面積対体積比、表面電荷密度、正味電荷、又はこれらの任意の組み合わせの関数である。さらに他の例では、樹脂ビーズは、固体、多孔性、ナノ多孔性、微多孔性、又はこれらの任意の組み合わせであり得る。
実施形態では、機械的回転システム（例えば、第１及び／又は第２の流入口と第１及び／又は第２の流出口との間の連続的な流体の流れを許容するシステム）には、生物学的生成物を含む混合物を受容し（例えば、連続的に受容し）、続いて生物学的生成物、樹脂ビーズ、バッファ、又はこれらの任意の組み合わせを含む生成された不均一混合物を指定された精製位置に輸送するように構成された移動性樹脂ビーズを含む（例えば、移動性樹脂ビーズで満たされた）少なくとも２つの容器がある。
他の実施形態では、前記システム（例えば、第１及び／又は第２の流入口と第１及び／又は第２の流出口との間の連続的な流体の流れを許容する段階的線形システム）には、生物学的生成物を含む混合物を受容し（例えば、連続的に受容し）、続いて生物学的生成物、樹脂ビーズ、バッファ、又はこれらの任意の組み合わせを含む生成された混合物を処理するように構成された移動性樹脂ビーズを含む（例えば、移動性樹脂ビーズで満たされた）少なくとも２つの容器がある。
実施形態では、第１の（親和性ベースの精製）及び／又は第２の（正電荷及び／又は負電荷ベースの精製装置を含む電荷ベースの精製）モジュールは、生物学的生成物を含む画分を濃縮及びバッファ交換するために、フェドバッチ又は灌流モードで作動する少なくとも１つの接線流動濾過システムをさらに含む。
実施形態では、本明細書に記載のプロセスは、溶液を、生物学的生成物を含む少なくとも１つの画分を含む２つ以上の画分に分離できる第１のモジュールに濾液を連続的に伝達することを含み、ここで前記第１のモジュールは、少なくとも１つのハイブリッド流体素子又はチップを有する親和性ベースの流体精製装置である。実施形態では、少なくとも１つのハイブリッド流体素子又はチップには、クロスフローチャンネル、少なくとも１つの磁場、及び少なくとも１つの機械力発生器がある。さらに、少なくとも１つの機械力発生器は、定義された一方向の力を発生させ得る超音波変換器又は圧電コンポーネントを含み得る。他の例では、少なくとも１つの外部磁場は、永久磁石、電磁石、パターン化された磁石、又はこれらの組み合わせを含む。例えば、少なくとも１つの外部磁場は、約０．０１テスラ（Ｔ）～約１テスラ（例えば、最大１テスラ）の磁場強度を示すことができる。他の例では、磁場強度は、約０．０１Ｔ、約０．１Ｔ、又は約１Ｔである。他の実施形態では、少なくとも１つのハイブリッド流体素子又はチップには、クロスフローチャンネル、少なくとも１つの磁場、及び少なくとも１つの誘電泳動電極がある。少なくとも１つの誘電泳動電極は、定義された一方向の力を誘導し得る。さらに、少なくとも１つの外部磁場は、永久磁石、電磁石、パターン化された磁石、又はこれらの組み合わせを含む。例えば、少なくとも１つの外部磁場は、約０．０１テスラ～約１テスラ（例えば、最大約１テスラ）の磁場強度を示すことができる。
実施形態では、親和性ベースの流体精製装置は磁性樹脂ビーズをさらに含む。磁性樹脂ビーズの表面は、例えば、制限を意図することなく、タンパク質Ａ、タンパク質Ｇ、タンパク質Ｌ、抗原タンパク質、タンパク質、受容体、抗体、又はアプタマーと連結されている。例えば、磁性樹脂ビーズは、常磁性又は超常磁性であり得る。
実施形態では、親和性ベースの流体精製装置の磁性樹脂ビーズの直径は、約０．２ミクロン～約２００ミクロンである。例えば、モノクローナル抗体の精製は、大きさが約４０ミクロンである磁性樹脂ビーズを含み得る。さらに、磁性樹脂ビーズの濃度は、約０．０１重量％～約２５重量％の範囲であり得る。例えば、磁性樹脂ビーズの初期濃度は、約１重量％であり得る。いくつかの例では、モノクローナル抗体の精製は、約１重量％～約１０重量％の濃度を有する磁性樹脂ビーズを含み得る。他の例では、磁性樹脂ビーズの結合能力は、ビーズ濃度、表面積対体積比、親和性リガンド密度、又はこれらの任意の組み合わせの関数である。さらに他の例では、磁性樹脂ビーズは、固体、多孔性、ナノ多孔性、微多孔性、又はこれらの任意の組み合わせであり得る。
実施形態では、本明細書に記載のプロセスは、生物学的生成物を含む画分を第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口から第２のモジュールに連続的に伝達することを含み、ここで前記第２のモジュールは、電荷ベースの流体精製装置を含む。例えば、電荷ベースの流体精製装置には、少なくとも１つのハイブリッド流体素子又はチップがある。前記少なくとも１つのハイブリッド流体素子又はチップには、クロスフローチャンネル、少なくとも１つの磁場、及び少なくとも１つの機械力発生器があり得る。さらに、少なくとも１つの機械力発生器は、定義された一方向の力を発生させ得る超音波変換器又は圧電コンポーネントを含む。他の例では、少なくとも１つの外部磁場は、永久磁石、電磁石、パターン化された磁石、又はこれらの組み合わせを含む。例えば、少なくとも１つの外部磁場は、約０．０１テスラ（Ｔ）～約１テスラ（例えば、最大約１テスラ）の磁場強度を示すことができる。他の例では、前記磁場強度は、約０．０１Ｔ、約０．１Ｔ、又は約１Ｔである。他の実施形態では、ハイブリッド流体素子又はチップには、クロスフローチャンネル、少なくとも１つの磁場、及び少なくとも１つの誘電泳動電極であり、ここで前記少なくとも１つの誘電泳動電極は、定義された一方向の力を誘導し得る。さらに、少なくとも１つの外部磁場は、永久磁石又は電磁石を含む。例えば、少なくとも１つの外部磁場は、約０．０１テスラ～約１テスラ（例えば、最大約１テスラ）の磁場強度を含む。
実施形態では、電荷ベースの流体精製装置（例えば、正電荷及び／又は負電荷ベースの流体精製装置）は、磁性樹脂ビーズの懸濁液をさらに含む。磁性樹脂ビーズの表面は、電荷又は静電相互作用に基づく精製を可能にするために、正電荷官能基の結合に由来するカチオン性官能基を有している。前記正電荷官能基は、アミン、カチオン性ポリマー、正味の正電荷ペプチド、正味の正電荷タンパク質、又はこれらの任意の組み合わせを含む。あるいは、磁性樹脂ビーズ表面は、電荷又は静電相互作用に基づく精製を可能にするために、負電荷官能基の結合に由来するアニオン性官能基を含み得る。前記負電荷官能基は、カルボキシル、アニオン性ポリマー、正味の負電荷ペプチド、正味の負電荷タンパク質、オリゴヌクレオチド、又はこれらの任意の組み合わせを含む。例えば、磁性樹脂ビーズは、常磁性又は超常磁性であり得る。
例えば、電荷ベースの流体精製装置の磁性樹脂ビーズの直径は、約０．２ミクロン～約２００ミクロンである。前記磁性樹脂ビーズの直径は、精製される生物学的生成物とプロセスの流速によって変わり得る。例えば、モノクローナル抗体の精製は、大きさが約４０ミクロンである磁性樹脂ビーズを含み得る。さらに、磁性樹脂ビーズの濃度は、約０．０１重量％～約２５重量％の範囲であり得る。例えば、磁性樹脂ビーズの濃度は、約１重量％であり得る。いくつかの例では、モノクローナル抗体の精製は、約１重量％～約１０重量％の濃度を有する磁性樹脂ビーズを含み得る。他の例では、磁性樹脂ビーズの電荷又は静電会合容量は、ビーズ濃度、表面積対体積比、表面電荷密度、正味電荷、又はこれらの任意の組み合わせの関数である。さらに他の例では、磁性樹脂ビーズは、固体、多孔性、ナノ多孔性、微多孔性、又はこれらの任意の組み合わせであり得る。
実施形態では、第１の（親和性ベースの流体精製）モジュールには、さらに、磁性樹脂ビーズ表面に対する生物学的生成物の結合を可能にする少なくとも１つの平衡容器、及び磁性樹脂ビーズ表面から生物学的生成物の脱結合相互作用を可能にする少なくとも１つの低ｐＨ平衡容器がある。
実施形態では、第２の（正電荷及び／又は負電荷ベースの流体精製装置を含む電荷ベースの流体精製）モジュールには、さらに、磁性樹脂ビーズ表面と生物学的生成物の電荷又は静電相互作用に基づく会合を可能にする少なくとも１つの会合平衡容器、及び磁性樹脂ビーズ表面からの生物学的生成物の解離を可能にする少なくとも１つの解離平衡容器がある。例えば、複数の解離平衡容器は、例えば、ｐＨ勾配又はイオン強度勾配などの勾配解離を達成するために、複数の電荷ベースの流体精製装置と共に使用される。
実施形態では、本明細書に記載の磁性樹脂ビーズはリサイクル及び再使用される。例えば、前記ビーズは、生物学的生成物を精製するために、少なくとも２回、３回、４回、又はそれ以上再使用できる。磁性樹脂ビーズのリサイクル及び再使用を可能にするために、少なくとも１つの再生平衡容器は磁性樹脂ビーズを濃縮及びバッファ交換して、磁性樹脂ビーズをこれらの初期状態に戻すための接線流動濾過システムと共に使用され得る。
本明細書に記載されるように、第１の（親和性ベースの流体精製）及び／又は第２の（正電荷及び／又は負電荷ベースの流体精製装置を含む電荷ベースの流体精製）モジュールは、生物学的生成物を精製するためのハイブリッドマイクロ流体、メソ流体、ミリ流体、マクロ流体素子又はチップ、又はこれらの任意の組み合わせ、例えば、少なくとも１つの磁場と圧電コンポーネント又は誘電泳動電極のうち少なくとも１つを含むハイブリッドマイクロ流体素子を含む。
実施形態では、第１の（親和性ベースの流体精製）及び／又は第２の（正電荷及び／又は負電荷ベースの流体精製装置を含む電荷ベースの流体精製）モジュールは、生物学的生成物を含む画分を濃縮及びバッファ交換するために、フェドバッチ又は灌流モードで作動する少なくとも１つの接線流動濾過システムをさらに含む。
実施形態では、本明細書に記載のプロセスは、溶液を、生物学的生成物を含む少なくとも１つの画分を含む２つ以上の画分に分離できる第１のモジュールに濾液を連続的に伝達することを含み、前記第１のモジュールは、親和性ベースのＴＦＦ精製装置を含む。例えば、親和性ベースのＴＦＦ精製装置には、流体連通する少なくとも３つの接線流動濾過システムがある。
実施形態では、親和性ベースのＴＦＦ精製装置は、樹脂ビーズの懸濁液をさらに含む。樹脂ビーズの表面は、例えば、制限を意図することなく、タンパク質Ａ、タンパク質Ｇ、タンパク質Ｌ、抗原タンパク質、タンパク質、受容体、抗体、又はアプタマーと連結されている。
実施形態では、親和性ベースのＴＦＦ精製装置の樹脂ビーズの直径は、約１０ミクロン～約２００ミクロンである。前記樹脂ビーズの直径は、精製される生物学的生成物とプロセスの全体的な流速によって変わり得る。例えば、モノクローナル抗体の精製は、大きさが約９０ミクロンである樹脂ビーズを含み得る。さらに、前記樹脂ビーズの濃度は、約０．０１重量％～約２５重量％の範囲であり得る。例えば、前記樹脂ビーズの濃度は、約１重量％～約２０重量％であり得る。他の例では、樹脂ビーズの結合能力は、ビーズ濃度、表面積対体積比、親和性リガンド密度、又はこれらの任意の組み合わせの関数である。さらに他の例では、樹脂ビーズは、固体、多孔性、ナノ多孔性、微多孔性、又はこれらの任意の組み合わせであり得る。
実施形態では、本明細書に記載のプロセスは、生物学的生成物を含む画分を第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口から第２のモジュールに連続的に伝達することを含み、ここで前記第２のモジュールは、電荷ベースのＴＦＦ精製装置（例えば、正電荷及び／又は負電荷ベースのＴＦＦ精製装置）を含む。例えば、電荷ベースのＴＦＦ精製装置には、流体連通する少なくとも３つの接線流動濾過システムがある。
実施形態では、電荷ベースのＴＦＦ精製装置は、樹脂ビーズの懸濁液をさらに含む。例えば、樹脂ビーズの表面は、電荷又は静電相互作用に基づく精製を可能にするために、正電荷官能基の結合に由来するカチオン性官能基を有し得る。例えば、前記正電荷官能基は、アミン、カチオン性ポリマー、正味の正電荷ペプチド、正味の正電荷タンパク質、又はこれらの任意の組み合わせを含む。あるいは、樹脂ビーズの表面は、電荷又は静電相互作用に基づく精製を可能にするために、負電荷官能基の結合に由来するアニオン性官能基を有し得る。例えば、負電荷官能基は、カルボキシル、アニオン性ポリマー、正味の負電荷ペプチド、正味の負電荷タンパク質、オリゴヌクレオチド、又はこれらの任意の組み合わせを含む。
実施形態では、電荷ベースのＴＦＦ精製装置の樹脂ビーズの直径は、約０．２ミクロン～約２００ミクロンである。前記樹脂ビーズの直径は、精製される生物学的生成物とプロセスの全体的な流速によって変わり得る。例えば、モノクローナル抗体の精製は、大きさが約９０ミクロンである樹脂ビーズを含み得る。さらに、前記樹脂ビーズの濃度は、約０．０１重量％～約２５重量％の範囲であり得る。例えば、前記樹脂ビーズの濃度は、約１重量％～約２０重量％であり得る。他の例では、樹脂ビーズの電荷又は静電会合容量は、ビーズ濃度、表面積対体積比、表面電荷密度、正味電荷、又はこれらの任意の組み合わせの関数である。さらに他の例では、樹脂ビーズは、固体、多孔性、ナノ多孔性、微多孔性、又はこれらの任意の組み合わせであり得る。
実施形態では、第１の（親和性ベースのＴＦＦ精製）モジュールにはさらに、樹脂ビーズ表面に対する生物学的生成物の結合を可能にする少なくとも１つの平衡容器、及び樹脂ビーズ表面から生物学的生成物の脱結合相互作用を可能にする少なくとも１つの低ｐＨ平衡容器がある。
実施形態では、第２の（正電荷及び／又は負電荷ベースのＴＦＦ精製装置を含む電荷ベースのＴＦＦ精製）モジュールには、さらに、樹脂ビーズ表面と生物学的生成物の電荷又は静電相互作用に基づく会合を可能にする少なくとも１つの会合平衡容器、及び樹脂ビーズ表面からの生物学的生成物の解離を可能にする少なくとも１つの解離平衡容器がある。例えば、複数の解離平衡容器は、例えば、ｐＨ勾配又はイオン強度勾配などの勾配解離を達成するために、複数の電荷ベースの流体精製装置と共に使用される。
実施形態では、本明細書に記載の樹脂ビーズはリサイクル及び再使用される。例えば、前記ビーズは、生物学的生成物を精製するために、少なくとも２回、３回、４回、又はそれ以上再使用できる。樹脂ビーズのリサイクル及び再使用を可能にするために、少なくとも１つの再生平衡容器は、樹脂ビーズを濃縮及びバッファ交換して、樹脂ビーズをこれらの初期状態に戻すための接線流動濾過システムと共に使用され得る。
実施形態では、第１の（親和性ベースのＴＦＦ精製）及び／又は第２の（正電荷及び／又は負電荷ベースのＴＦＦ精製装置を含む電荷ベースのＴＦＦ精製）モジュールは、生物学的生成物を含む画分を濃縮及びバッファ交換するための少なくとも１つの接線流動濾過システムをさらに含む。
他の実施形態では、本明細書に記載のプロセスは、生物学的生成物を含む画分を第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口から第２のモジュールに連続的に伝達することを含み、ここで前記第２のモジュールは、本明細書においてフリーフロー電気泳動装置とも呼ばれる、等電点ベースの流体精製装置を含む。例えば、フリーフロー電気泳動装置には、等電点電気泳動作動モードで作動するために２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及びｐＨ勾配を含む少なくとも１つの流体素子がある。他の例では、等電点ベースの流体精製モジュールは、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及び主分離チャンネルを横切る粗いｐＨ勾配（ｃｏａｒｓｅ ｐＨ ｇｒａｄｉｅｎｔ）（例えば、約２～約１０のｐＨ範囲）を含む少なくとも１つの第１の流体素子、及び２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及び主分離チャンネルを横切る微細なｐＨ勾配（ｆｉｎｅ ｐＨ ｇｒａｄｉｅｎｔ）（例えば、約５～約８のｐＨ範囲）を含む少なくとも１つの第２の流体素子を含む。例えば、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネルと流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配を含む追加の後続の流体素子又はチップを使用して、主分離チャンネルを横切るｐＨ勾配をさらにリパイニング（ｒｅｆｉｎｉｎｇ）することができる（例えば、約７．１～約７．６のｐＨ範囲）。あるいは、フリーフロー電気泳動装置には、ゾーン電気泳動又は電荷分離作動モードで作動するために、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネルと流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配を含み、ｐＨ勾配のない少なくとも１つの流体素子がある。
他の例では、等電点ベースの流体精製モジュールは、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及び一定の塩基性ｐＨ（例えば、ｐＨ７を超える）を含む少なくとも１つの第１の流体素子、及び２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及び一定の酸性ｐＨ（例えば、ｐＨ７未満）を含む少なくとも１つの第２の流体素子を含む。さらに、フリーフロー電気泳動装置には、等速電気泳動作動モードで作動するために、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及びスペーサー溶液（例えば、ＮａＣｌ溶液）によって分離されている酸性ｐＨ勾配及び塩基性ｐＨ勾配の両方を含む少なくとも１つの流体素子がある。
いくつかの実施形態では、等電点ベースの流体精製モジュールは、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネルと流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配を含む少なくとも１つの第１の流体素子、及び２枚の並列板の間に生成された流体チャンネルと流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配を含む少なくとも１つの第２の流体素子を含み、ここでそれぞれの素子は、直列に連結されており、精製を可能にする独立した作動モードで作動できる。例えば、少なくとも１つの第１のフリーフロー電気泳動装置は、等電点電気泳動モードで作動することができ、少なくとも１つの第２のフリーフロー電気泳動装置は、等速電気泳動モードで作動することができ、分離分解能を高めるために、直列連結によって順次作動できる。
他の実施形態では、制限を意図することなく、等電点ベースの流体精製モジュールは、定義された一方向の力を誘導し得る少なくとも１つの誘電泳動電極を有する流体チャンネルを含む少なくとも１つの第１の流体素子と、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及び主分離チャンネルを横切る粗いｐＨ勾配（例えば、約２～約１０のｐＨ範囲）を含む少なくとも１つの第２の流体素子、及び２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及び主分離チャンネルを横切る微細なｐＨ勾配（例えば、約５～約８のｐＨ範囲）を含む少なくとも１つの第３の流体素子を含む。例えば、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネルと流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配を含む追加の後続の流体素子又はチップを使用して主分離チャンネルを横切るｐＨ勾配をさらにリパイニングすることができる（例えば、約７．１～約７．６のｐＨ範囲）。
さらに他の実施形態では、等電点ベースの流体精製装置は、アクティブ冷却システム（例えば、ペルチェ素子、循環水／プロピレングリコールジャケット付きサーマルチャック）をさらに含めて温度制御及びジュール熱放散を可能にする。例えば、アクティブ冷却システムは、約４℃～約５０℃、好ましくは、約４℃～約３７℃の範囲で作動を可能にするために冷却及び／又はジュール熱放散を制御し得る。例えば、生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）を単離する場合、温度は、約４℃～約３７℃に維持される。
さらなる実施形態では、生物学的生成物を精製するプロセスはまた、ウイルス不活性化、ウイルス濾過、接線流動濾過（ＴＦＦ）、高性能接線流動濾過（ＨＰ－ＴＦＦ）、限外濾過／透析濾過（ＵＦ／ＤＦ）、フィルタ滅菌、充填－仕上げ、凍結乾燥、又はこれらの任意の組み合わせを含むことができ、これらは半連続的かつ第２のモジュールのダウンストリームで行われる。
例えば、本明細書に記載の全プロセス（生物学的生成物を精製するためのプロセス）は、約４℃～約５０℃、好ましくは、約４℃～約３７℃の範囲である温度で行われる。さらに、生物学的生成物を精製するための商業生産規模のプロセスは、キログラム／年基準で、製品スループット又は収率を犠牲にすることなく、現在の技術よりも大幅に少ない平方フィートを占めるフットプリントを持つシステムで行われる。例えば、本明細書に記載のモノクローナル抗体を生産及び精製するプロセスは、最大約３０，０００平方フィートを占めるフットプリントで作動される。これに対して、現在のモノクローナル抗体生産及びダウンストリームプロセスには、最小２００，０００平方フィートが必要である。
本明細書に記載のプロセスは、生物学的生成物を精製するために使用され、生物学的生成物は、タンパク質又はその断片（ポリペプチド）、抗体又はその断片、サイトカイン、ケモカイン、酵素、成長因子、オリゴヌクレオチド、ウイルス、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス、又はレンチウイルスを含むが、これらに制限されない。
［動的濾過モジュール］
態様において、本明細書には、不均一混合物中の生物学的生成物から大きな不純物を除去するための動的濾過モジュールが提供される。動的濾過モジュールは、負圧下で入力ラインと流体連通する少なくとも１つの出力ヘッドから動的濾過モジュールに生物学的生成物を連続的に供給する。
実施形態では、動的濾過モジュールは、フィルタ膜ロール、膜支持構造物、少なくとも１つの支持ロッド又はローラ、少なくとも１つの真空ライン、真空システム、及び少なくとも１つの真空収集容器を含む。
動的濾過モジュールは、供給リールと収集リールとの間に延在する圧延フィルタ膜を含み、前記フィルタ膜には、不均一混合物を受容するように構成された標的領域（例えば、活性標的領域）がある。例えば、フィルタ膜ロールのフィルタ膜は、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、新水性ポリスルホン、セルロースエステル、セルロースアセテート、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、新水性ＰＶＤＦ、ポリカーボネート、ナイロン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、又は新水性ＰＴＦＥを含むが、これらに制限されない適した素材で構成される。
実施形態では、前記圧延フィルタ膜の孔径は、精製される生物学的生成物によって変わる。例えば、前記圧延フィルタ膜の孔径は、０．１μｍ～１μｍの範囲である。あるいは、前記孔径は、約０．２μｍ～約０．４５μｍの範囲であるか、前記孔径は、約０．４５μｍ未満である。他の例では、抗体を精製する際に、前記圧延フィルタ膜の孔径は、０．２μｍ～約０．４５μｍの範囲である。
実施形態では、フィルタ膜ロールの幅は、約１０ｍｍ～約６００ｍｍである。例えば、フィルタ膜ロールの幅は、動的濾過システムの大きさ及び膜支持構造物の大きさなどの要因によって変わり得る。
実施形態では、フィルタ膜ロールはまた、収集リールと連通する供給リールとして機能してリールツーリールシステムを生成する。作動時、不均一混合物は、本明細書において「標的領域」（又は「活性標的領域」）とも呼ばれる、フィルタ膜の新しい未使用の標的領域に適用され、ここで前記フィルタ膜は、使用済みのフィルタ膜部分を収集する収集リールの結果として膜支持構造物を横切って適切な輸送速度で連続的に移動する。例えば、供給リールの移動は、高いトルクで低い膜輸送速度を可能にするために、１分あたりの回転数（ＲＰＭ）を２００：１の割合に制限するギアボックスと連結されているサーボモータによって制御される。収集リールの移動は、高いトルクで低い膜輸送速度を可能にするために、ＲＰＭを２００：１の割合に制限するギアボックスと連結されているサーボモータによって制御される。さらに、供給リールモータと収集リールモータは、作動中に供給リールと収集リールの両方で絶えずに変化するフィルタ膜ロールの直径と一貫した膜輸送速度を保証するために、フィードバックメカニズムを作動させる閉ループコントローラによって制御される。
例えば、厚モニタリングシステム又はロータリーエンコーダを使用して一貫した膜輸送速度を保証することができる。例えば、供給リールと収集リールは、同じ速度で同じ方向に作動する。他の例では、供給リールと収集リールは、異なる速度で同じ方向に作動する。供給リールから収集リールにフィルタ膜を輸送する他の方法は、コーティング及びコンバーティング産業分野の当業者によって考慮され得る。他の例では、２つの動的濾過システムが並列に実行される。例えば、２つの並列動的濾過システムは、使用済みのフィルタ膜ロールを交換中にシステムを通る持続的な流れを許容できる。さらに、２つの並列動的濾過システムは、全体の真空収集容器を大気圧への平衡を可能にし、バイオリアクターブリードラインから不均一混合物を連続的に受容するプロセスを中断することなく、第１の精製モジュールへの流体の流れを可能にすることができる。
さらに、動的濾過モジュールは、フィルタ膜が負圧を受けるときにフィルタ膜の標的領域（例えば、活性標的領域）を支持するための膜支持構造物を含む。膜支持構造物は、供給リールと収集リールとの間に位置し、静摩擦係数の低い材料（例えば、ＰＴＦＥ）に由来する機械的に滑らかな接触表面を有し、真空ラインと連続する開口部を有する。例えば、前記開口部は、メッシュ、少なくとも１つのスロット、少なくとも１つの孔、フリット、多孔性材料、又はこれらの任意の組み合わせを含み得る。
実施形態では、動的濾過モジュールの少なくとも１つの支持ロッド又はローラは、静摩擦係数の低い材料（例えば、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ）に由来する機械的に滑らかな接触表面を有する。例えば、動的濾過モジュールは、膜支持構造物を横切るフィルタ膜の移動を安定させるために、機械的に滑らかな接触表面を有する少なくとも１つの支持ロッド又はローラを含む。
実施形態では、動的濾過モジュールの膜支持構造物は、蒸発冷却があるとき、所望の温度を維持するための温度制御メカニズムを含む。前記温度制御メカニズムは、約４℃～約３７℃の温度を維持する。例えば、抗体の精製中、温度制御メカニズムは、約１５℃～約３７℃の範囲の温度を維持する。
実施形態では、動的濾過モジュールは、不均一混合物の流れを調節し、不均一混合物をフィルタ膜の標的領域（例えば、活性標的領域）に分配するための少なくとも１つの出力ヘッドを含む。例えば、前記少なくとも１つの出力ヘッドは、チューブ又はスロットダイである。
いくつかの実施形態では、動的濾過モジュールは、同軸出力ヘッド、別個の単軸出力ヘッド、別個のスロットダイ出力ヘッド、又は複数の開口部を有するスロットダイ出力ヘッドを介して洗浄バッファを供給するための少なくとも１つの追加の入力ラインをさらに含む。
いくつかの実施形態では、動的濾過モジュールは、コーティング及びコンバーティング産業に公知の要素、例えば、制限を意図することなく、アクティブ又はパッシブエッジガイド、張力調整装置（例えば、ダンサー）、ブレーキ及び張力検出器、又はこれらの任意の組み合わせを含む。
実施形態では、動的濾過モジュールは、フィルタ膜の標的領域（例えば、活性標的領域）にわたって負圧を適用するために膜支持構造物と連続する真空システムを含み、ここで前記負圧は、膜支持構造物を横切るフィルタ膜の標的領域（例えば、活性標的領域）を許容し、生物学的生成物を含む濾液の収集を可能にする。例えば、動的濾過モジュールの真空システムは、連続濾過のために、約－５ｋＰａ～約－９８ｋＰａ（約－０．０５ｂａｒ～約－０．９８ｂａｒ）のゲージ圧を維持する。
実施形態では、動的濾過モジュールは、濾液を収集するように構成された少なくとも１つの真空収集容器、及び少なくとも１つのセンサ又は検出器をさらに含む。例えば、２つの並列動的濾過システムは、第１の真空収集容器の完全な充填及び大気圧への平衡化に続いて、システムを通る連続的な流れを可能にするために時間をずらして実行される。
実施形態では、動的濾過によって不均一混合物から大きな不純物（例えば、細胞、細胞破片、及び凝集体）を連続的に除去するプロセスは、異なる孔径を有する少なくとも２つの個別圧延フィルタ膜を使用する多段階濾過を含む。例えば、これらの多段階動的濾過プロセスは、小さな孔径（例えば、０．２μｍ）圧延フィルタ膜を有する少なくとも１つの第２の動的濾過装置と流体連通する大きな孔径（例えば、０．４５μｍ）圧延フィルタ膜を有する少なくとも１つの第１の動的濾過装置を含み、それによって、生物学的生成物を含む濾液が生成される。あるいは、別個の供給リールによって供給される少なくとも２つの圧延フィルタ膜を有する単一動的濾過装置によって同様の結果を達成することができ、その結果、活性標的領域にわたってフィルタ膜の積層されたセットが生成され、ここで不均一混合物は、最初に大きな孔径のフィルタ膜（例えば、０．４５μｍ）と接触し、次により小さな孔径のフィルタ膜（例えば、０．２μｍ）と接触する。
［親和性ベースの磁性精製モジュール］
態様において、本明細書には、混合物を２つ以上の画分に分離するための親和性ベースの磁性精製モジュールが提供され、ここで少なくとも１つの画分には生物学的生成物が含まれている。親和性ベースの磁性精製モジュールは少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口を含むが、これらは少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成されており、ここで流速は、例えば、定常作動中に一貫して一定であり得る。
実施形態では、親和性ベースの磁性精製モジュールは磁性樹脂ビーズの懸濁液を含み、ここで前記磁性樹脂ビーズの表面は、制限を意図することなく、前記生物学的生成物と選択的に結合するように構成されたタンパク質Ａ、タンパク質Ｇ、タンパク質Ｌ、抗原タンパク質、タンパク質、受容体、抗体、又はアプタマーに連結されている。例えば、前記磁性樹脂ビーズは移動性である。
さらに、親和性ベースの磁性精製モジュールは、生物学的生成物を含む混合物を連続的に受容し、続いて生物学的生成物、磁性樹脂ビーズ、バッファ、又はこれらの任意の組み合わせを含む生成された不均一混合物を輸送するように構成された磁性樹脂ビーズで満たされた少なくとも２つの輸送容器を含むループコンベアシステムを含む。
あるいは、親和性ベースの磁性精製モジュールは、生物学的生成物を含む混合物を連続的に受容し、続いて生物学的生成物、磁性樹脂ビーズ、バッファ、又はこれらの任意の組み合わせを含む生成された不均一混合物を輸送するように構成された磁性樹脂ビーズで満たされた少なくとも２つの輸送容器を含むピックアンドプレースロボットシステムを含む。
実施形態では、親和性ベースの磁性精製モジュールは、洗浄を可能にするために不均一混合物から前記磁性樹脂ビーズを引き付けて分離するのに使用され得る少なくとも１つの外部磁場を含む。さらに、前記少なくとも１つの外部磁場は、前記生物学的生成物の溶出を可能にするために不均一混合物から前記磁性樹脂ビーズを引き付けて分離するのに使用され得る。あるいは、前記磁性樹脂ビーズのリサイクルを可能にするために、少なくとも１つの外部磁場が使用され得る。例えば、磁性樹脂ビーズの混合は、オン（ｏｎ）とオフ（ｏｆｆ）の状態の間を切り替える２つの別個の対向する磁場の間に少なくとも１つの輸送容器を配置することによって達成され得る。
実施形態では、親和性ベースの磁性精製モジュールは、少なくとも１つの結合／洗浄バッファシステムを含む。
実施形態では、親和性ベースの磁性精製モジュールは、少なくとも１つの溶出バッファシステムを含む。
実施形態では、親和性ベースの磁性精製モジュールは、少なくとも１つの磁性樹脂ビーズ再生バッファシステムを含む。
実施形態では、親和性ベースの磁性精製モジュールは、少なくとも２つの輸送容器から廃液を除去するための少なくとも１つの吸引器システムを含む。
実施形態では、親和性ベースの磁性精製モジュールは、少なくとも１つのセンサ又は検出器を含む。
実施形態では、親和性ベースの磁性精製モジュールは、少なくとも１つの流体ハンドリングポンプを含む。
［正電荷ベースの磁性精製モジュール］
態様において、本明細書には、混合物を２つ以上の画分に分離するための正電荷ベースの磁性精製モジュールが提供され、ここで少なくとも１つの画分には生物学的生成物が含まれている。正電荷ベースの磁性精製モジュールは少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口を含むが、これらは少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成されており、ここで流速は、例えば、定常作動中に一貫して一定であり得る。
実施形態では、正電荷ベースの磁性精製モジュールは磁性樹脂ビーズの懸濁液を含み、ここで前記磁性樹脂ビーズの表面は、特定のｐＨ及びイオン強度で前記生物学的生成物と選択的に会合するように構成されたカチオン性官能基を含む。例えば、前記磁性樹脂ビーズは移動性である。
さらに、正電荷ベースの磁性精製モジュールは、生物学的生成物を含む混合物を連続的に受容し、続いて生物学的生成物、磁性樹脂ビーズ、バッファ、又はこれらの任意の組み合わせを含む生成された不均一混合物を輸送するように構成された磁性樹脂ビーズで満たされた少なくとも２つの輸送容器を含むループコンベアシステムを含む。
あるいは、正電荷ベースの磁性精製モジュールは、生物学的生成物を含む混合物を連続的に受容し、続いて生物学的生成物、磁性樹脂ビーズ、バッファ、又はこれらの任意の組み合わせを含む生成された不均一混合物を輸送するように構成された磁性樹脂ビーズで満たされた少なくとも２つの輸送容器を含むピックアンドプレースロボットシステムを含む。
実施形態では、正電荷ベースの磁性精製モジュールは、洗浄を可能にするために不均一混合物から前記磁性樹脂ビーズを引き付けて分離するのに使用され得る少なくとも１つの外部磁場を含む。さらに、前記少なくとも１つの外部磁場は、前記生物学的生成物の解離及び精製を可能にするために、不均一混合物から前記磁性樹脂ビーズを引き付けて分離するのに使用され得る。あるいは、前記磁性樹脂ビーズのリサイクルを可能にするために、少なくとも１つの外部磁場が使用され得る。例えば、磁性樹脂ビーズの混合は、オンとオフの状態の間を切り替える２つの別個の対向する磁場の間に少なくとも１つの輸送容器を配置することによって達成され得る。
実施形態では、正電荷ベースの磁性精製モジュールは、少なくとも１つの会合／洗浄バッファシステムを含む。
実施形態では、正電荷ベースの磁性精製モジュールは、少なくとも１つの解離バッファシステムを含む。例えば、勾配解離効果を生成するために、ｐＨ、イオン強度、又はこれらの任意の組み合わせを変化させる複数の解離バッファが順次利用される。
実施形態では、正電荷ベースの磁性精製モジュールは、少なくとも１つの磁性樹脂ビーズ再生バッファシステムを含む。
実施形態では、正電荷ベースの磁性精製モジュールは、少なくとも２つの輸送容器から廃液を除去するための少なくとも１つの吸引器システムを含む。
実施形態では、正電荷ベースの磁性精製モジュールは、少なくとも１つのセンサ又は検出器を含む。
実施形態では、正電荷ベースの磁性精製モジュールは、少なくとも１つの流体ハンドリングポンプを含む。
［負電荷ベースの磁性精製モジュール］
態様において、本明細書には、混合物を２つ以上の画分に分離するための負電荷ベースの磁性精製モジュールが提供され、ここで少なくとも１つの画分には生物学的生成物が含まれている。負電荷ベースの磁性精製モジュールは少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口を含むが、これらは少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成されており、ここで流速は、例えば、定常作動中に一貫して一定であり得る。
実施形態では、負電荷ベースの磁性精製モジュールは磁性樹脂ビーズの懸濁液を含み、ここで前記磁性樹脂ビーズの表面は、特定のｐＨ及びイオン強度で前記生物学的生成物と選択的に会合するように構成されたアニオン性官能基を含む。例えば、前記磁性樹脂ビーズは移動性である。
さらに、負電荷ベースの磁性精製モジュールは、生物学的生成物を含む混合物を連続的に受容し、続いて生物学的生成物、磁性樹脂ビーズ、バッファ、又はこれらの任意の組み合わせを含む生成された不均一混合物を輸送するように構成された磁性樹脂ビーズで満たされた少なくとも２つの輸送容器を含むループコンベアシステムを含む。
あるいは、負電荷ベースの磁性精製モジュールは、生物学的生成物を含む混合物を連続的に受容し、続いて生物学的生成物、磁性樹脂ビーズ、バッファ、又はこれらの任意の組み合わせを含む生成された不均一混合物を輸送するように構成された磁性樹脂ビーズで満たされた少なくとも２つの輸送容器を含むピックアンドプレースロボットシステムを含む。
実施形態では、負電荷ベースの磁性精製モジュールは、洗浄を可能にするために不均一混合物から前記磁性樹脂ビーズを引き付けて分離するのに使用され得る少なくとも１つの外部磁場を含む。さらに、前記少なくとも１つの外部磁場は、前記生物学的生成物の解離及び精製を可能にするために不均一混合物から前記磁性樹脂ビーズを引き付けて分離するのに使用され得る。あるいは、前記磁性樹脂ビーズのリサイクルを可能にするために、少なくとも１つの外部磁場が使用され得る。例えば、磁性樹脂ビーズの混合は、オンとオフの状態の間を切り替える２つの別個の対向する磁場の間に少なくとも１つの輸送容器を配置することによって達成され得る。
実施形態では、負電荷ベースの磁性精製モジュールは、少なくとも１つの会合／洗浄バッファシステムを含む。
実施形態では、負電荷ベースの磁性精製モジュールは、少なくとも１つの解離バッファシステムを含む。例えば、勾配解離効果を生成するために、ｐＨ、イオン強度、又はこれらの任意の組み合わせを変化させる複数の解離バッファが順次利用される。
実施形態では、負電荷ベースの磁性精製モジュールは、少なくとも１つの磁性樹脂ビーズ再生バッファシステムを含む。
実施形態では、負電荷ベースの磁性精製モジュールは、少なくとも２つの輸送容器から廃液を除去するための少なくとも１つの吸引器システムを含む。
実施形態では、負電荷ベースの磁性精製モジュールは、少なくとも１つのセンサ又は検出器を含む。
実施形態では、負電荷ベースの磁性精製モジュールは、少なくとも１つの流体ハンドリングポンプを含む。
［親和性ベースの精製モジュール］
態様において、本明細書には、混合物を２つ以上の画分に分離するための親和性ベースの精製モジュールが提供され、ここで少なくとも１つの画分には生物学的生成物が含まれている。親和性ベースの精製モジュールは、少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口を含むが、これらは少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成されており、ここで流速は、例えば、定常作動中に一貫して一定であり得る。
実施形態では、親和性ベースの精製モジュールは樹脂ビーズの懸濁液を含み、ここで前記樹脂ビーズの表面は、制限を意図することなく、前記生物学的生成物と選択的に結合するように構成されたタンパク質Ａ、タンパク質Ｇ、タンパク質Ｌ、抗原タンパク質、タンパク質、受容体、抗体、又はアプタマーに連結されている。例えば、前記樹脂ビーズは移動性である。
実施形態では、親和性ベースの精製モジュールは、少なくとも１つのガスケットリッドがあるリッドシステムを含み、ここで前記少なくとも１つのガスケットリッドは、正のヘッド圧を制御できるようにガスを導入するための少なくとも１つの流入口を有する。さらに、前記リッドシステムには、大気圧への平衡を可能にする少なくとも１つのベントポート、樹脂ビーズの懸濁液を導入するための少なくとも１つの流入口、生物学的生成物を含む濾液を受容するための少なくとも１つの流入口、及び／又は前記樹脂ビーズの洗浄、溶出、又は再生を可能にするために、樹脂ビーズを分散させるバッファシステムを導入するための少なくとも２つの流入口がある。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのガスケットリッドはまた樹脂ビーズの分散を可能にするために、オーバーヘッド撹拌インペラを受容するためのポートを含む。例えば、前記リッドシステムは、ｚ軸に沿って移動を制御する。
実施形態では、親和性ベースの精製モジュールは、機械的回転システム、例えば、生物学的生成物を含む混合物を連続的に受容し、続いて生物学的生成物、樹脂ビーズ、バッファ、又はこれらの任意の組み合わせを含む生成された不均一混合物を輸送するように構成された樹脂ビーズで満たされた少なくとも２つの容器を含むカルーセルを含む。例えば、カルーセルは、少なくとも２つの容器を保持し、異なるプロセス位置に輸送する回転構造物である。いくつかの例では、機械的回転システムは、加圧及び液体の取り扱いを可能にするためにリッドシステムと嵌合するように構成される。他の例では、機械式回転システムは、ｘｙ平面での移動又は回転を制御する。
実施形態では、親和性ベースの精製モジュールの少なくとも２つの容器は、それぞれ、支持された基底フィルタ又はフィルタ膜を有する。例えば、基底フィルタ（又はフィルタ膜）は、結合、脱結合、洗浄、溶出、及び／又は再生プロセスステップの間、樹脂ビーズの保有を可能にする。例えば、少なくとも２つの容器は、液体の流れを制御するための弁をさらに含み得る。
他の実施形態では、親和性ベースの精製モジュールは、段階的線形システム、例えば、生物学的生成物を含む混合物を連続的に受容し、続いて生物学的生成物、樹脂ビーズ、バッファ、又はこれらの任意の組み合わせを含む生成された不均一混合物を処理するように構成された樹脂ビーズで満たされた少なくとも２つの容器を含む。例えば、少なくとも２つの容器は、加圧及び液体の取り扱いを可能にするためにリッドシステムと嵌合するように構成される。
実施形態では、親和性ベースの精製モジュールは、機械的回転システムの少なくとも２つの容器のうち、少なくとも１つの容器とインターフェースして廃棄物、生物学的生成物を含む画分、又はこれらの任意の組み合わせを収集できる収集システムを含む。例えば、前記収集システムは、ｚ軸に沿って移動を制御する。
他の実施形態では、親和性ベースの精製モジュールは、段階的線形システムの少なくとも２つの容器のうち、少なくとも１つの容器とインターフェースして廃棄物、生物学的生成物を含む画分、又はこれらの任意の組み合わせを収集できる収集システムを含む。例えば、前記収集システムは、少なくとも２つの容器のうち、少なくとも１つの容器に連結されている。
実施形態では、親和性ベースの精製モジュールは、少なくとも１つのガスを含む。いくつかの実施形態では、制限を意図することなく、前記ガスはフィルタリングされた窒素又は圧縮乾燥空気を含む。例えば、前記ガスは、約０．６８９ｋＰａ～約２０７ｋＰａ（約０．１ｐｓｉ～約３０ｐｓｉ）の圧力水頭を生成する。
実施形態では、親和性ベースの精製モジュールは、少なくとも１つの結合／洗浄バッファシステムを含む。
実施形態では、親和性ベースの精製モジュールは、少なくとも１つの低ｐＨ溶出バッファシステムを含む。
実施形態では、親和性ベースの精製モジュールは、少なくとも１つの樹脂ビーズ再生バッファシステムを含む。
実施形態では、親和性ベースの精製モジュールは、少なくとも１つの収集容器を含む。
実施形態では、親和性ベースの精製モジュールは、少なくとも１つのセンサ又は検出器を含む。
実施形態では、親和性ベースの精製モジュールは、少なくとも１つの流体ハンドリングポンプを含む。
［正電荷ベースの精製モジュール］
また、本明細書には、混合物を２つ以上の画分に分離するための正電荷ベースの精製モジュールが提供され、ここで少なくとも１つの画分には生物学的生成物が含まれている。
正電荷ベースの精製モジュールは、少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口を含むが、これらは少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成されており、ここで流速は、例えば、定常作動中に一貫して一定であり得る。
実施形態では、正電荷ベースの精製モジュールは樹脂ビーズの懸濁液を含み、ここで前記樹脂ビーズの表面は、特定のｐＨ及びイオン強度で前記生物学的生成物と選択的に会合するように構成されたカチオン性官能基を含む。例えば、前記樹脂ビーズは移動性である。
実施形態では、正電荷ベースの精製モジュールは、少なくとも１つのガスケットリッドを有するリッドシステムを含み、前記少なくとも１つのガスケットリッドは、正のヘッド圧を制御できるようにガスを導入するための少なくとも１つの流入口と、樹脂ビーズの懸濁液を導入するための少なくとも１つの流入口と、大気圧への平衡を可能にする少なくとも１つのベントポートと、生物学的生成物を含む濾液を受容するための少なくとも１つの流入口と、前記樹脂ビーズの洗浄、解離、又は再生を可能にするために樹脂ビーズを分散させるバッファシステムを導入するための少なくとも２つの流入口を含む。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのガスケットリッドは、樹脂ビーズの分散を可能にするために、オーバーヘッド撹拌インペラを受容するためのポートをさらに含む。例えば、前記リッドシステムは、ｚ軸に沿って移動を制御する。
実施形態では、正電荷ベースの精製モジュールは、機械的回転システム、例えば、生物学的生成物を含む混合物を連続的に受容し、続いて生物学的生成物、樹脂ビーズ、バッファ、又はこれらの任意の組み合わせを含む生成された不均一混合物を輸送するように構成された樹脂ビーズで満たされた少なくとも２つの容器を含むカルーセルを含む。例えば、カルーセルは、少なくとも２つの容器を保持し、異なるプロセス位置に輸送する回転構造物である。いくつかの例では、前記機械的回転システムは、加圧を可能にするために、リッドシステムと嵌合するように構成される。他の例では、機械式回転システムは、ｘｙ平面での移動又は回転を制御する。
実施形態では、正電荷ベースの精製モジュールの少なくとも２つの容器は、それぞれ、支持された基底フィルタ又はフィルタ膜を有する。例えば、基底フィルタ（又はフィルタ膜）は、会合、洗浄、解離、及び／又は再生プロセスステップの間、樹脂ビーズの保有を可能にする。例えば、少なくとも２つの容器は、液体の流れを制御するための弁をさらに含み得る。
他の実施形態では、正電荷ベースの精製モジュールは、段階的線形システム、例えば、生物学的生成物を含む混合物を連続的に受容し、続いて生物学的生成物、樹脂ビーズ、バッファ、又はこれらの任意の組み合わせを含む生成された不均一混合物を処理するように構成された樹脂ビーズで満たされた少なくとも２つの容器を含む。例えば、少なくとも２つの容器は、加圧及び液体の取り扱いを可能にするために、リッドシステムと嵌合するように構成される。
実施形態では、正電荷ベースの精製モジュールは、機械的回転システムの少なくとも２つの容器のうち、少なくとも１つの容器とインターフェースして廃棄物、生物学的生成物を含む画分、又はこれらの任意の組み合わせを収集できる収集システムを含む。例えば、前記収集システムは、ｚ軸に沿って移動を制御する。
他の実施形態では、正電荷ベースの精製モジュールは、段階的線形システムの少なくとも２つの容器のうち、少なくとも１つの容器とインターフェースして廃棄物、生物学的生成物を含む画分、又はこれらの任意の組み合わせを収集できる収集システムを含む。例えば、前記収集システムは、少なくとも２つの容器のうち、少なくとも１つの容器に連結されている。
実施形態では、親和性ベースの精製モジュールは、少なくとも１つのガスを含む。いくつかの実施形態では、制限を意図することなく、前記ガスは、フィルタリングされた窒素又は圧縮乾燥空気を含む。例えば、前記ガスは、約０．６８９ｋＰａ～約２０７ｋＰａ（約０．１ｐｓｉ～約３０ｐｓｉ）の圧力水頭を生成する。
実施形態では、正電荷ベースの精製モジュールは、少なくとも１つの会合／洗浄バッファシステムを含む。
実施形態では、正電荷ベースの精製モジュールは、少なくとも１つの解離バッファシステムを含む。例えば、勾配解離効果を生成するために、ｐＨ、イオン強度、又はこれらの任意の組み合わせを変化させる複数の解離バッファが、連続的又は順次的に利用される。
実施形態では、正電荷ベースの精製モジュールは、少なくとも１つの樹脂ビーズ再生バッファシステムを含む。
実施形態では、正電荷ベースの精製モジュールは、少なくとも１つの収集容器を含む。
実施形態では、正電荷ベースの精製モジュールは、少なくとも１つのセンサ又は検出器を含む。
実施形態では、正電荷ベースの精製モジュールは、少なくとも１つの流体ハンドリングポンプを含む。
［負電荷ベースの精製モジュール］
態様において、本明細書には、混合物を２つ以上の画分に分離するための負電荷ベースの精製モジュールが提供され、ここで少なくとも１つの画分には生物学的生成物が含まれている。負電荷ベースの精製モジュールは、少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口を含むが、これらは少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成されており、ここで流速は、例えば、定常作動中に一貫して一定であり得る。
実施形態では、負電荷ベースの精製モジュールは樹脂ビーズの懸濁液を含み、ここで前記樹脂ビーズの表面は、特定のｐＨ及びイオン強度で前記生物学的生成物と選択的に会合するように構成されたカチオン性官能基を含む。
実施形態では、負電荷ベースの精製モジュールは、少なくとも１つのガスケットリッドを有するリッドシステムを含み、前記少なくとも１つのガスケットリッドは、正のヘッド圧を制御できるようにガスを導入するための少なくとも１つの流入口と、大気圧への平衡を可能にする少なくとも１つのベントポートと、樹脂ビーズの懸濁液を導入するための少なくとも１つの流入口と、生物学的生成物を含む濾液を受容するための少なくとも１つの流入口と、前記樹脂ビーズの洗浄、解離、又は再生を可能にするために樹脂ビーズを分散させるバッファシステムを導入するための少なくとも２つの流入口を含む。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのガスケットリッドは、樹脂ビーズの分散を可能にするために、オーバーヘッド撹拌インペラを受容するためのポートをさらに含む。例えば、前記リッドシステムは、ｚ軸に沿って移動を制御する。
実施形態では、負電荷ベースの精製モジュールは、機械的回転システム、例えば、生物学的生成物を含む混合物を連続的に受容し、続いて生物学的生成物、樹脂ビーズ、バッファ、又はこれらの任意の組み合わせを含む生成された不均一混合物を輸送するように構成された樹脂ビーズで満たされた少なくとも２つの容器を含むカルーセルを含む。例えば、カルーセルは、少なくとも２つの容器を保持し、異なるプロセス位置に輸送する回転構造物である。いくつかの例では、前記機械的回転システムは、加圧を可能にするために、リッドシステムと嵌合するように構成される。他の例では、機械式回転システムは、ｘｙ平面での移動又は回転を制御する。
実施形態では、正電荷ベースの精製モジュールの少なくとも２つの容器は、それぞれ、支持された基底フィルタ又はフィルタ膜を有する。例えば、基底フィルタ（又はフィルタ膜）は、会合、洗浄、解離、及び／又は再生プロセスステップの間、樹脂ビーズの保有を可能にする。例えば、少なくとも２つの容器は、液体の流れを制御するための弁をさらに含み得る。
他の実施形態では、正電荷ベースの精製モジュールは、段階的線形システム、例えば、生物学的生成物を含む混合物を連続的に受容し、続いて生物学的生成物、樹脂ビーズ、バッファ、又はこれらの任意の組み合わせを含む生成された不均一混合物を処理するように構成された樹脂ビーズで満たされた少なくとも２つの容器を含む。例えば、少なくとも２つの容器は、加圧及び液体の取り扱いを可能にするために、リッドシステムと嵌合するように構成される。
実施形態では、正電荷ベースの精製モジュールは、機械的回転システムの少なくとも２つの容器のうち、少なくとも１つの容器とインターフェースして廃棄物、生物学的生成物を含む画分、又はこれらの任意の組み合わせを収集できる収集システムを含む。例えば、前記収集システムは、ｚ軸に沿って移動を制御する。
他の実施形態では、正電荷ベースの精製モジュールは、段階的線形システムの少なくとも２つの容器のうち、少なくとも１つの容器とインターフェースして廃棄物、生物学的生成物を含む画分、又はこれらの任意の組み合わせを収集できる収集システムを含む。例えば、前記収集システムは、少なくとも２つの容器のうち、少なくとも１つの容器に連結されている。
実施形態では、親和性ベースの精製モジュールは、少なくとも１つのガスを含む。いくつかの実施形態では、制限を意図することなく、前記ガスは、フィルタリングされた窒素又は圧縮乾燥空気を含む。例えば、前記ガスは、約０．６８９ｋＰａ～約２０７ｋＰａ（約０．１ｐｓｉ～約３０ｐｓｉ）の圧力水頭を生成する。
実施形態では、負電荷ベースの精製モジュールは、少なくとも１つの会合／洗浄バッファシステムを含む。
実施形態では、負電荷ベースの精製モジュールは、少なくとも１つの解離バッファシステムを含む。例えば、勾配解離効果を生成するために、ｐＨ、イオン強度、又はこれらの任意の組み合わせを変化させる複数の解離バッファが、連続的又は順次的に利用される。
実施形態では、負電荷ベースの精製モジュールは、少なくとも１つの樹脂ビーズ再生バッファシステムを含む。
実施形態では、負電荷ベースの精製モジュールは、少なくとも１つの収集容器を含む。
実施形態では、負電荷ベースの精製モジュールは、少なくとも１つのセンサ又は検出器を含む。
実施形態では、負電荷ベースの精製モジュールは、少なくとも１つの流体ハンドリングポンプを含む。
［親和性ベースの流体精製モジュール］
態様において、本明細書には、混合物を２つ以上の画分に分離するための親和性ベースの流体精製モジュールが提供され、ここで少なくとも１つの画分には生物学的生成物が含まれている。親和性ベースの流体精製モジュールは、少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口を含むが、これらは少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成されており、ここで流速は、例えば、定常作動中に一貫して一定であり得る。
実施形態では、親和性ベースの流体精製モジュールは磁性樹脂ビーズの懸濁液を含み、ここで前記磁性樹脂ビーズの表面は、制限を意図することなく、前記生物学的生成物と選択的に結合するように構成されたタンパク質Ａ、タンパク質Ｇ、タンパク質Ｌ、抗原タンパク質、タンパク質、受容体、抗体、又はアプタマーに連結されている。例えば、前記磁性樹脂ビーズは移動性である。
実施形態では、親和性ベースの流体精製モジュールは、磁性樹脂ビーズ表面に対する生物学的生成物の結合を可能にする少なくとも１つの平衡容器、及びクロスフローチャンネル、少なくとも１つの磁場、及び前記生物学的生成物が結合された磁性樹脂ビーズを前記不均一混合物から分離するために一方向の力を生成又は誘導するように構成された圧電コンポーネント又は誘電泳動電極のうち、少なくとも１つを含む少なくとも１つの第１のハイブリッドクロスフロー流体素子を含む。
実施形態では、親和性ベースの流体精製モジュールは、磁性樹脂ビーズ表面から生物学的生成物の脱結合を許容する少なくとも１つの低ｐＨ平衡容器、及びクロスフローチャンネル、少なくとも１つの磁場、及び前記磁性樹脂ビーズを前記結合していない生物学的生成物から分離し、これらの溶出を完了するために一方向の力を生成又は誘導するように構成された圧電コンポーネント又は誘電泳動電極のうち、少なくとも１つを含む少なくとも１つの第２のハイブリッドクロスフロー流体素子をさらに含む。
実施形態では、親和性ベースの流体精製モジュールは、生物学的生成物を含む画分を濃縮及びバッファ交換するために、フェドバッチ又は灌流モードで作動する少なくとも１つの接線流動濾過システムをさらに含む。
実施形態では、親和性ベースの流体精製モジュールは、少なくとも２つのバッファシステムを含む。
実施形態では、親和性ベースの流体精製モジュールは、少なくとも１つの磁性樹脂ビーズ再生バッファシステムを含む。
実施形態では、親和性ベースの流体精製モジュールは、前記磁性樹脂ビーズのリサイクルを可能にするように構成された少なくとも１つの平衡容器を含む。
実施形態では、親和性ベースの流体精製モジュールは、少なくとも１つのセンサ又は検出器を含む。
実施形態では、親和性ベースの流体精製モジュールは、少なくとも１つの流体ハンドリングポンプを含む。
［正電荷ベースの流体精製モジュール］
態様において、本明細書には、混合物を２つ以上の画分に分離するための正電荷ベースの流体精製モジュールが提供され、ここで少なくとも１つの画分には生物学的生成物が含まれている。正電荷ベースの流体精製モジュールは、少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口を含むが、これらは少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成されており、ここで流速は、例えば、定常作動中に一貫して一定であり得る。
実施形態では、正電荷ベースの流体精製モジュールは磁性樹脂ビーズの懸濁液を含み、ここで前記磁性樹脂ビーズの表面は、特定のｐＨ及びイオン強度で前記生物学的生成物と選択的に会合するように構成されたカチオン性官能基を含む。例えば、前記磁性樹脂ビーズは移動性である。
実施形態では、正電荷ベースの流体精製モジュールは、磁性樹脂ビーズ表面と生物学的生成物の会合を可能にする少なくとも１つの会合平衡容器、及びクロスフローチャンネル、少なくとも１つの磁場、及び前記生物学的生成物が会合された磁性樹脂ビーズを前記不均一混合物から分離するために一方向の力を生成又は誘導するように構成された圧電コンポーネント又は誘電泳動電極のうち、少なくとも１つを含む少なくとも１つの第１のハイブリッドクロスフロー流体素子を含む。
実施形態では、正電荷ベースの流体精製モジュールは、磁性樹脂ビーズ表面から生物学的生成物の解離を許容する少なくとも１つの解離平衡容器、及びクロスフローチャンネル、少なくとも１つの磁場、及び前記磁性樹脂ビーズを前記解離された生物学的生成物から分離し、この精製を完了するために一方向の力を生成又は誘導するように構成された圧電コンポーネント又は誘電泳動電極のうち、少なくとも１つを含む少なくとも１つの第２のハイブリッドクロスフロー流体素子を含む。例えば、勾配解離効果を生成するために、ｐＨ、イオン強度、又はこれらの任意の組み合わせを変化させる別個のバッファを含む複数の解離平衡容器が順次利用される。
実施形態では、正電荷ベースの流体精製モジュールは、生物学的生成物を含む画分を濃縮及びバッファ交換するために、フェドバッチ又は灌流モードで作動する少なくとも１つの接線流動濾過システムをさらに含む。
実施形態では、正電荷ベースの流体精製モジュールは、少なくとも２つのバッファシステムを含む。
実施形態では、正電荷ベースの流体精製モジュールは、少なくとも１つの磁性樹脂ビーズ再生バッファシステムを含む。
実施形態では、正電荷ベースの流体精製モジュールは、前記磁性樹脂ビーズのリサイクルを可能にするように構成された少なくとも１つの平衡容器を含む。
実施形態では、正電荷ベースの流体精製モジュールは、少なくとも１つのセンサ又は検出器を含む。
実施形態では、正電荷ベースの流体精製モジュールは、少なくとも１つの流体ハンドリングポンプを含む。
［負電荷ベースの流体精製モジュール］
態様において、本明細書には、混合物を２つ以上の画分に分離するための負電荷ベースの流体精製モジュールが提供され、ここで少なくとも１つの画分には生物学的生成物が含まれている。負電荷ベースの流体精製モジュールは、少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口を含むが、これらは少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成されており、ここで流速は、例えば、定常作動中に一貫して一定であり得る。
実施形態では、負電荷ベースの流体精製モジュールは磁性樹脂ビーズの懸濁液を含み、ここで前記磁性樹脂ビーズの表面は、特定のｐＨ及びイオン強度で前記生物学的生成物と選択的に会合するように構成されたアニオン性官能基を含む。例えば、前記磁性樹脂ビーズは移動性である。
実施形態では、負電荷ベースの流体精製モジュールは、磁性樹脂ビーズ表面と生物学的生成物の会合を可能にする少なくとも１つの会合平衡容器、及びクロスフローチャンネル、少なくとも１つの磁場、及び前記生物学的生成物が会合された磁性樹脂ビーズを前記不均一混合物から分離するために一方向の力を生成又は誘導するように構成された圧電コンポーネント又は誘電泳動電極のうち、少なくとも１つを含む少なくとも１つの第１のハイブリッドクロスフロー流体素子を含む。
実施形態では、負電荷ベースの流体精製モジュールは、磁性樹脂ビーズ表面から生物学的生成物の解離を許容する少なくとも１つの解離平衡容器、及びクロスフローチャンネル、少なくとも１つの磁場、及び前記磁性樹脂ビーズを前記解離された生物学的生成物から分離し、この精製を完了するために一方向の力を生成又は誘導するように構成された圧電コンポーネント又は誘電泳動電極のうち、少なくとも１つを含む少なくとも１つの第２のハイブリッドクロスフロー流体素子を含む。例えば、勾配解離効果を生成するために、ｐＨ、イオン強度、又はこれらの任意の組み合わせを変化させる別個のバッファを含む複数の解離平衡容器が順次利用される。
実施形態では、負電荷ベースの流体精製モジュールは、生物学的生成物を含む画分を濃縮及びバッファ交換するために、フェドバッチ又は灌流モードで作動する少なくとも１つの接線流動濾過システムをさらに含む。
実施形態では、負電荷ベースの流体精製モジュールは、少なくとも２つのバッファシステムを含む。
実施形態では、負電荷ベースの流体精製モジュールは、少なくとも１つの磁性樹脂ビーズ再生バッファシステムを含む。
実施形態では、負電荷ベースの流体精製モジュールは、前記磁性樹脂ビーズのリサイクルを可能にするように構成された少なくとも１つの平衡容器を含む。
実施形態では、負電荷ベースの流体精製モジュールは、少なくとも１つのセンサ又は検出器を含む。
実施形態では、負電荷ベースの流体精製モジュールは、少なくとも１つの流体ハンドリングポンプを含む。
［親和性ベースのＴＦＦ精製モジュール］
態様において、本明細書には、混合物を２つ以上の画分に分離するための親和性ベースのＴＦＦ精製モジュールが提供され、ここで少なくとも１つの画分には生物学的生成物が含まれている。親和性ベースのＴＦＦ精製モジュールは、少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口を含むが、これらは少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成されており、ここで流速は、定常作動中に一貫して一定である。
実施形態では、親和性ベースのＴＦＦ精製モジュールは樹脂ビーズの懸濁液を含み、ここで前記樹脂ビーズの表面は、制限を意図することなく、前記生物学的生成物と選択的に結合するように構成されたタンパク質Ａ、タンパク質Ｇ、タンパク質Ｌ、抗原タンパク質、タンパク質、受容体、抗体、又はアプタマーに連結されている。例えば、前記磁性樹脂ビーズは移動性である。
実施形態では、親和性ベースのＴＦＦ精製モジュールは、樹脂ビーズ表面に対する生物学的生成物の結合を許容する少なくとも１つの平衡容器、及び前記不均一混合物から前記生物学的生成物に結合された樹脂ビーズを分離するための少なくとも１つの第１の接線流動濾過システムを含む。
実施形態では、親和性ベースのＴＦＦ精製モジュールは、樹脂ビーズ表面から生物学的生成物の脱結合を可能にする少なくとも１つの低ｐＨ平衡容器、及び前記結合していない生物学的生成物から前記樹脂ビーズを分離し、これらの溶出を完了するための少なくとも１つの第２の接線流動濾過システムをさらに含む。
実施形態では、親和性ベースのＴＦＦ精製モジュールは、少なくとも１つの再生平衡容器、及び樹脂ビーズの濃縮及びバッファ交換を許容して樹脂ビーズをこれらの初期状態に戻して樹脂ビーズのリサイクル及び再使用を可能にする少なくとも１つの第３の接線流動濾過システムを含む。
実施形態では、親和性ベースのＴＦＦ精製モジュールは、少なくとも１つの収集容器、及び生物学的生成物の濃縮及びバッファ交換を可能にして生物学的生成物を精製する少なくとも１つの第４の接線流動濾過システムを含む。
実施形態では、親和性ベースのＴＦＦ精製モジュールの少なくとも１つの平衡容器、少なくとも１つの低ｐＨ平衡容器、及び少なくとも１つの再生平衡容器は、平行流路上の少なくとも１つの追加の容器を介して濾液の連続的な流動を維持しながら、適切なバッファを使用して樹脂ビーズの精製及び再生を可能にするために対応する接線流動濾過システムの間で遷移する単一の容器を含み得る。
実施形態では、樹脂ビーズの再生は、少なくとも１つの低ｐＨ平衡容器、及び精製、濃縮及びバッファ交換を可能にするために、低ｐＨ溶出バッファ及び再生バッファの両方を含むように構成された親和性ベースのＴＦＦ精製モジュールの少なくとも１つの第２の接線流動濾過システムを使用して別個の再生平衡容器及び対応する接線流動濾過システムを必要とせずに樹脂ビーズを再生することによって達成され得る。
実施形態では、親和性ベースのＴＦＦ精製モジュールは、少なくとも２つのバッファシステムを含む。
実施形態では、親和性ベースのＴＦＦ精製モジュールは、少なくとも１つの樹脂ビーズ再生バッファシステムを含む。
実施形態では、親和性ベースのＴＦＦ精製モジュールは、少なくとも１つの中空糸膜フィルタを含む。
実施形態では、親和性ベースのＴＦＦ精製モジュールは、少なくとも１つのセンサ又は検出器を含む。
実施形態では、親和性ベースのＴＦＦ精製モジュールは、少なくとも１つの流体ハンドリングポンプを含む。
［正電荷ベースのＴＦＦ精製モジュール］
態様において、本明細書には、混合物を２つ以上の画分に分離するための正電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールが提供され、ここで少なくとも１つの画分には生物学的生成物が含まれている。正電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールは、少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口を含むが、これらは少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成されており、ここで流速は、定常作動中に一貫して一定である。
実施形態では、正電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールは樹脂ビーズの懸濁液を含み、ここで前記樹脂ビーズの表面は、特定のｐＨ及びイオン強度で前記生物学的生成物と選択的に会合するように構成されたカチオン性官能基を含む。例えば、前記磁性樹脂ビーズは移動性である。
実施形態では、正電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールは、樹脂ビーズ表面と生物学的生成物の会合を可能にする少なくとも１つの会合平衡容器、及び前記不均一混合物から前記生物学的生成物が会合された樹脂ビーズを分離するための少なくとも１つの第１の接線流動濾過システムを含む。
実施形態では、正電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールは、樹脂ビーズ表面からの生物学的生成物の解離を可能にする少なくとも１つの解離平衡容器、及び前記解離された生物学的生成物から前記樹脂ビーズを分離し、これらの精製を完了するための少なくとも１つの第２の接線流動濾過システムを含む。いくつかの態様では、例えば、ｐＨ勾配又はイオン強度勾配などの勾配解離を達成するために、複数の解離平衡容器が複数の接線流動濾過システムと共に用いられる。
実施形態では、正電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールは、少なくとも１つの再生平衡容器、及び樹脂ビーズの濃縮及びバッファ交換を許容して樹脂ビーズをこれらの初期状態に戻して樹脂ビーズのリサイクル及び再使用を可能にする少なくとも１つの第３の接線流動濾過システムを含む。
実施形態では、正電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールは、少なくとも１つの収集容器、及び生物学的生成物の濃縮及びバッファ交換を可能にして生物学的生成物を精製する少なくとも１つの第４の接線流動濾過システムを含む。
実施形態では、正電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールの少なくとも１つの会合平衡容器、少なくとも１つの解離容器、及び少なくとも１つの再生平衡容器は、平行流路上の少なくとも１つの追加の容器を介して濾液の連続的な流動を維持しながら、適切なバッファを使用して樹脂ビーズの精製及び再生を可能にするために対応する接線流動濾過システムの間で遷移する単一の容器を含み得る。
実施形態では、樹脂ビーズの再生は、少なくとも１つの解離容器、及び精製、濃縮及びバッファ交換を可能にするために、解離バッファ及び再生バッファの両方を含むように構成された正電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールの少なくとも１つの第２の接線流動濾過システムを使用して別個の再生平衡容器及び対応する接線流動濾過システムを必要とせずに樹脂ビーズを再生することによって達成され得る。
実施形態では、正電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールは、少なくとも２つのバッファシステムを含む。
実施形態では、正電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールは、少なくとも１つの樹脂ビーズ再生バッファシステムを含む。
実施形態では、正電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールは、少なくとも１つの中空糸膜フィルタを含む。
実施形態では、正電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールは、少なくとも１つのセンサ又は検出器を含む。
実施形態では、正電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールは、少なくとも１つの流体ハンドリングポンプを含む。
［負電荷ベースのＴＦＦ精製モジュール］
態様において、本明細書には、混合物を２つ以上の画分に分離するための負電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールが提供され、ここで少なくとも１つの画分には生物学的生成物が含まれている。負電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールは、少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口を含むが、これらは少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成されており、ここで流速は、定常作動中に一貫して一定である。
実施形態では、負電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールは樹脂ビーズの懸濁液を含み、ここで前記樹脂ビーズの表面は、特定のｐＨ及びイオン強度で前記生物学的生成物と選択的に会合するように構成されたアニオン性官能基を含む。
実施形態では、負電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールは、樹脂ビーズ表面と生物学的生成物の会合を可能にする少なくとも１つの会合平衡容器、及び前記不均一混合物から前記生物学的生成物が会合された樹脂ビーズを分離するための少なくとも１つの第１の接線流動濾過システムを含む。
実施形態では、負電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールは、樹脂ビーズ表面からの生物学的生成物の解離を可能にする少なくとも１つの解離平衡容器、及び前記解離された生物学的生成物から前記樹脂ビーズを分離してこれらの精製を完了するための少なくとも１つの第２の接線流動濾過システムを含む。いくつかの態様では、例えば、ｐＨ勾配又はイオン強度勾配などの勾配解離を達成するために、複数の解離平衡容器が複数の接線流動濾過システムと共に用いられる。
実施形態では、負電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールは、少なくとも１つの再生平衡容器、及び樹脂ビーズの濃縮及びバッファ交換を許容して樹脂ビーズをこれらの初期状態に戻して樹脂ビーズのリサイクル及び再使用を可能にする少なくとも１つの第３の接線流動濾過システムを含む。
実施形態では、負電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールは、少なくとも１つの収集容器、及び生物学的生成物の濃縮及びバッファ交換を可能にして生物学的生成物を精製する少なくとも１つの第４の接線流動濾過システムを含む。
実施形態では、負電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールの少なくとも１つの会合平衡容器、少なくとも１つの解離容器、及び少なくとも１つの再生平衡容器は、平行流路上の少なくとも１つの追加の容器を介して濾液の連続的な流動を維持しながら、適切なバッファを使用して樹脂ビーズの精製及び再生を可能にするために対応する接線流動濾過システムの間で遷移する単一の容器を含み得る。
実施形態では、樹脂ビーズの再生は、少なくとも１つの解離容器、及び精製、濃縮及びバッファ交換を可能にするために解離バッファ及び再生バッファの両方を含むように構成された負電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールの少なくとも１つの第２の接線流動濾過システムを使用して別個の再生平衡容器及び対応する接線流動濾過システムを必要とせずに樹脂ビーズを再生することによって達成され得る。
実施形態では、負電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールは、少なくとも２つのバッファシステムを含む。
実施形態では、負電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールは、少なくとも１つの樹脂ビーズ再生バッファシステムを含む。
実施形態では、負電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールは、少なくとも１つの中空糸膜フィルタを含む。
実施形態では、負電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールは、少なくとも１つのセンサ又は検出器を含む。
実施形態では、負電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールは、少なくとも１つの流体ハンドリングポンプを含む。
［等電点ベースの流体精製モジュール］
態様において、本明細書には、混合物を２つ以上の画分に分離するための等電点ベースの流体精製モジュールが提供され、ここで少なくとも１つの画分には生物学的生成物が含まれている。等電点ベースの流体精製モジュールは、少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口を含むが、これらは少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成されており、ここで流速は、例えば、定常作動中に一貫して一定であり得る。
実施形態では、本明細書に記載のプロセスは、生物学的生成物を含む画分を第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口から第２のモジュールに連続的に伝達することを含み、ここで前記第２のモジュールは、フリーフロー電気泳動装置を含む。例えば、フリーフロー電気泳動装置には、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及び水溶液（例えば、イオン溶液、又はバッファ又は両性電解質を提供する溶液）を含む少なくとも１つの流体素子がある。例えば、２枚の並列板の溶液接触表面は、ガラス、セラミック、プラスチック、又はこれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの例では、水性イオン溶液はｐＨ勾配を生じさせ得る。他の例では、水性イオン溶液は、一定のｐＨを付与することができる。
実施形態では、フリーフロー電気泳動装置には、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及びｐＨ勾配を含む少なくとも１つの流体素子がある。例えば、等電点ベースの流体精製モジュールは、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及び主分離チャンネルを横切る粗いｐＨ勾配（例えば、粗いｐＨ勾配は、約２～約１０のｐＨ範囲であり得る）を含む少なくとも１つの第１の流体素子、及び２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及び主分離チャンネルを横切る微細なｐＨ勾配（例えば、微細なｐＨ勾配は、約５～約８のｐＨ範囲であり得る）を含む少なくとも１つの第２の流体素子を含む。例えば、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネルと流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配を含む追加の後続の流体素子又はチップを使用して主分離チャンネルを横切るｐＨ勾配をさらにリパイニングすることができる（例えば、約７．１～約７．６のｐＨ範囲）。
他の実施形態では、フリーフロー電気泳動装置には、ゾーン電気泳動又は電荷分離作動モードで作動するために、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネルと流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配を含み、ｐＨ勾配を含まない少なくとも１つの流体素子がある。例えば、等電点ベースの流体精製モジュールは、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及び一定の塩基性ｐＨ（例えば、ｐＨ７を超える）を含む少なくとも１つの第１の流体素子、及び２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及び一定の酸性ｐＨ（例えば、ｐＨ７未満）を含む少なくとも１つの第２の流体素子を含む。
他の実施形態では、フリーフロー電気泳動装置には、等速電気泳動作動モードで作動するために、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及びスペーサー溶液（例えば、ＮａＣｌ溶液）によって分離されている酸性ｐＨ勾配及び塩基性ｐＨ勾配の両方を含む少なくとも１つの流体素子がある。
他の実施形態では、等電点ベースの流体精製モジュールは、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネルと流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配を含む少なくとも１つの第１のフリーフロー電気泳動装置、及び２枚の並列板の間に生成された流体チャンネルと流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配を含む少なくとも１つの第２のフリーフロー電気泳動装置を含み、ここでそれぞれの素子は直列に連結されており、精製を可能にする独立した作動モードで作動し得る。例えば、少なくとも１つの第１のフリーフロー電気泳動装置は、等電点電気泳動モードで作動することができ、少なくとも１つの第２のフリーフロー電気泳動装置は、等速電気泳動モードで作動して分離分解能を高めることができる。
他の実施形態では、等電点ベースの流体精製モジュールは、定義された一方向の力を誘導し得る少なくとも１つの誘電泳動電極を有する流体チャンネルを含む少なくとも１つの第１の流体素子と、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及び主分離チャンネルを横切る粗いｐＨ勾配（例えば、約２～約１０のｐＨ範囲）を含む少なくとも１つの第２のフリーフロー電気泳動装置、及び２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及び主分離チャンネルを横切る微細なｐＨ勾配（例えば、約５～約８のｐＨ範囲）を含む少なくとも１つの第３のフリーフロー電気泳動装置を含む。例えば、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネルと流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配を含む追加の後続の流体素子又はチップを使用して主分離チャンネルを横切るｐＨ勾配をさらにリパイニングすることができる（例えば、約７．１～約７．６のｐＨ範囲）。
実施形態では、等電点ベースの流体精製装置は、陽極又は陰極として機能するために、少なくとも２つの電極（例えば、白金線電極）をさらに含む。
実施形態では、等電点ベースの流体精製装置内の背圧は、チャンネルの形状及び寸法、流入口及び流出口の開口部及び／又はチュービング（ｔｕｂｉｎｇ）径、及び入力流速によって変わる。例えば、前記背圧は、約３．４５ｋＰａ～約６８．９ｋＰａ（約０．５ｐｓｉ～約１０ｐｓｉ）の範囲である。いくつかの例では、前記背圧は、例えば、制限を意図することなく、ニードル弁によって制御される。
実施形態では、等電点ベースの流体精製装置は、印加電圧下で電極チャンネル内で発生するＯ２及びＨ２ガス気泡を連続的に除去するための少なくとも１つの気泡除去システムをさらに含む。いくつかの実施形態では、電気分解気泡を除去することは、実質的に長期間の連続的な作動を可能にするために不可欠である。例えば、気泡除去システムは、疎水性ＰＴＦＥ膜を利用し、真空システムへの露出によって発生点で電気分解気泡を持続的に除去できる電極チャンネルの上に防水封止部を生成する。例えば、真空ゲージ圧は、約－５ｋＰａ～約－４０ｋＰａ（約－０．０５ｂａｒ～約－０．４ｂａｒ）の範囲である。
実施形態では、等電点ベースの流体精製装置は、温度制御及びジュール熱放散を可能にするために、アクティブ冷却システム又はヒートシンクをさらに含む。例えば、アクティブ冷却システムは、冷却された循環水／プロピレングリコールジャケットを含むアルミニウムサーマルチャックを含む。
実施形態では、等電点ベースの流体精製モジュールは、少なくとも１つのバッファ又は両性電解質システムを含む。
実施形態では、等電点ベースの流体精製モジュールは、少なくとも１つの電極溶液を含む。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの電極溶液は、例えば、それぞれリン酸及び水酸化ナトリウムなどの陽極又は陰極と接触して適切な機能を可能にするように構成された電解質溶液を含む。他の実施形態では、少なくとも１つの電極溶液は、主分離チャンネル、陽極チャンネル、及び陰極チャンネルを介して流れる、例えば、トリス緩衝生理食塩水などの、陽極又は陰極と接触し、適切な機能を可能にするように構成された少なくとも１つの両性電解質溶液を含む。
実施形態では、等電点ベースの流体精製モジュールは、少なくとも１つのセンサ又は検出器を含む。例えば、少なくとも１つのセンサ又は検出器は、インラインに配置される。いくつかの例では、少なくとも１つのセンサ又は検出器は、フローセンサ、温度センサ、導電率センサ、ｐＨセンサ、屈折率検出器、ＵＶ検出器、又は背圧センサを含むが、これらに制限されない。
実施形態では、等電点ベースの流体精製モジュールは、少なくとも１つの液体回路遮断器を含み、又は前記装置のダウンストリームと少なくとも１つのインラインセンサ又は検出器のアップストリームを断絶して無電圧溶液で感知又は検出を実行できるようにする。
実施形態では、等電点ベースの流体精製モジュールは、少なくとも１つの流体ハンドリングポンプを含む。
実施形態では、等電点ベースの流体精製モジュールは、少なくとも１つの収集容器を含む。
［方法］
本明細書に記載のプロセスを利用することを含む、生物学的生成物を生産するバイオリアクターに由来する不均一混合物から前記生物学的生成物を精製する方法が本明細書に提供される。例えば、バイオリアクターの類型は、バッチバイオリアクター、フェドバッチバイオリアクター、灌流バイオリアクター、ケモスタットバイオリアクター、又はマルチコンパートメントバイオリアクターを含むが、これらに制限されない。いくつかの例では、バイオリアクターは、定常状態で前記生物学的生成物を生産する。
実施形態では、本明細書には、例えば、動的濾過モジュール、親和性ベースの磁性精製モジュール、正電荷ベースの磁性精製モジュール、負電荷ベースの磁性精製モジュール、親和性ベースの精製モジュール、正電荷ベースの精製モジュール、負電荷ベースの精製モジュール、親和性ベースの流体精製モジュール、正電荷ベースの流体精製モジュール、負電荷ベースの流体精製モジュール、親和性ベースのＴＦＦ精製モジュール、正電荷ベースのＴＦＦ精製モジュール、負電荷ベースのＴＦＦ精製モジュール、及び／又は等電点ベースの流体精製モジュールなどの本明細書に記載のモジュールのうち、少なくとも１つのモジュールを利用することを含む、生物学的生成物を生産するバイオリアクターに由来する不均一混合物から前記生物学的生成物を精製する方法が提供される。
いくつかの実施形態では、本明細書には、例えば、動的濾過モジュール、親和性ベースの磁性精製モジュール、正電荷ベースの磁性精製モジュール、負電荷ベースの磁性精製モジュール、親和性ベースの精製モジュール、正電荷ベースの精製モジュール、負電荷ベースの精製モジュール、親和性ベースの流体精製モジュール、正電荷ベースの流体精製モジュール、負電荷ベースの流体精製モジュール、親和性ベースのＴＦＦ精製モジュール、正電荷ベースのＴＦＦ精製モジュール、負電荷ベースのＴＦＦ精製モジュール、及び／又は等電点ベースの流体精製モジュールなどの本明細書に記載のモジュールのうち、少なくとも１つのモジュールを利用することを含む、定常状態で生物学的生成物を生産するバイオリアクターに由来する不均一混合物から前記生物学的生成物を連続的に精製する方法が提供される。
他の実施形態では、本明細書には、例えば、動的濾過モジュール、親和性ベースの磁性精製モジュール、正電荷ベースの磁性精製モジュール、負電荷ベースの磁性精製モジュール、親和性ベースの精製モジュール、正電荷ベースの精製モジュール、負電荷ベースの精製モジュール、親和性ベースの流体精製モジュール、正電荷ベースの流体精製モジュール、負電荷ベースの流体精製モジュール、親和性ベースのＴＦＦ精製モジュール、正電荷ベースのＴＦＦ精製モジュール、負電荷ベースのＴＦＦ精製モジュール、及び／又は等電点ベースの流体精製モジュールなどの本明細書に記載のモジュールのうち、少なくとも１つのモジュールを利用することを含む、定常状態で生物学的生成物を生産するバイオリアクターに来由しない不均一混合物から前記生物学的生成物を精製する方法が提供される。
本発明の他の態様は、以下に開示されている。
本特許又は出願ファイルには、カラーで作成された１つ以上の図面が含まれている。カラー図面が含まれる本特許又は特許出願公報のコピーは、要請及び必要な手数料の支払いに応じて、特許庁によって提供される。
図１Ａ～１Ｄは、本明細書に記載の例示的な連続プロセスフローの概略図を示す。図１Ａは、例示的な連続プロセスフローを示し、ステップ１は、定常状態で生物学的生成物を生産するバイオリアクターを含み、ステップ２は、連続的な動的濾過モジュールを含み、ステップ３は、親和性ベースの磁性精製モジュールを含み、ステップ４は、少なくとも１つの電荷ベースの磁性精製モジュールを含み、ステップ５は、例えば、フェドバッチ又は灌流モードで行われる標準産業ウイルス不活性化及び濾過プロセスを含み、ステップ６は、例えば、ステップ７の標準産業充填－仕上げプロセスを準備するためにフェドバッチ又は灌流モードで行われる荷電膜を使用した高性能接線流動濾過を含む。図１Ｂは、例示的な連続プロセスフローを示し、ステップ１は、定常状態で生物学的生成物を生産するバイオリアクターを含み、ステップ２は、連続的な動的濾過モジュールを含み、ステップ３は、親和性ベースの磁性精製モジュールを含み、ステップ４は、正電荷ベースの磁性精製モジュールを含み、ステップ５は、負電荷ベースの磁性精製モジュールを含み、ステップ６は、例えば、ステップ７の標準産業充填－仕上げプロセスを準備するためにフェドバッチ又は灌流モードで行われる荷電膜を使用した高性能接線流動濾過を含む。図１Ｃは、例示的な連続プロセスフローを示し、ステップ１は、定常状態で生物学的生成物を生産するバイオリアクターを含み、ステップ２は、連続的な動的濾過モジュールを含み、ステップ３は、親和性ベースの磁性精製モジュールを含み、ステップ４は、等電点ベースの流体精製モジュールを含み、ステップ５は、例えば、フェドバッチ又は灌流モードで行われる標準産業ウイルス不活性化及び濾過プロセスを含み、ステップ６は、ステップ７の標準産業充填－仕上げプロセスを準備するためにフェドバッチ又は灌流モードで行われる荷電膜を使用した高性能接線流動濾過を含む。図１Ｄは、例示的な連続プロセスフローを示し、ステップ１は、定常状態で生物学的生成物を生産するバイオリアクターを含み、ステップ２は、連続的な動的濾過モジュールを含み、ステップ３は、親和性ベースの磁性精製モジュールを含み、ステップ４は、等電点ベースの流体精製モジュールを含み、ステップ５は、ステップ６の標準産業充填－仕上げプロセスを準備するためにフェドバッチ又は灌流モードで行われる荷電膜を使用した高性能接線流動濾過を含む。 図２Ａ～２Ｄは、本明細書に記載の例示的な連続プロセスフローの概略図を示す。図２Ａは、例示的な連続プロセスフローを示し、ステップ１は、定常状態で生物学的生成物を生産するバイオリアクターを含み、ステップ２は、連続的な動的濾過モジュールを含み、ステップ３は、親和性ベースの精製モジュールを含み、ステップ４は、少なくとも１つの電荷ベースの精製モジュールを含み、ステップ５は、例えば、フェドバッチ又は灌流モードで行われる標準産業ウイルス不活性化及び濾過プロセスを含み、ステップ６は、例えば、ステップ７の標準産業充填－仕上げプロセスを準備するためにフェドバッチ又は灌流モードで行われる荷電膜を使用した高性能接線流動濾過を含む。図２Ｂは、例示的な連続プロセスフローを示し、ステップ１は、定常状態で生物学的生成物を生産するバイオリアクターを含み、ステップ２は、連続的な動的濾過モジュールを含み、ステップ３は、親和性ベースの精製モジュールを含み、ステップ４は、正電荷ベースの精製モジュールを含み、ステップ５は、負電荷ベースの精製モジュールを含み、ステップ６は、例えば、ステップ７の標準産業充填－仕上げプロセスを準備するためにフェドバッチ又は灌流モードで行われる荷電膜を使用した高性能接線流動濾過を含む。図２Ｃは、例示的な連続プロセスフローを示し、ステップ１は、定常状態で生物学的生成物を生産するバイオリアクターを含み、ステップ２は、連続的な動的濾過モジュールを含み、ステップ３は、親和性ベースの精製モジュールを含み、ステップ４は、等電点ベースの流体精製モジュールを含み、ステップ５は、例えば、フェドバッチ又は灌流モードで行われる標準産業ウイルス不活性化及び濾過プロセスを含み、ステップ６は、ステップ７の標準産業充填－仕上げプロセスを準備するためにフェドバッチ又は灌流モードで行われる荷電膜を使用した高性能接線流動濾過を含む。図２Ｄは、例示的な連続プロセスフローを示し、ステップ１は、定常状態で生物学的生成物を生産するバイオリアクターを含み、ステップ２は、連続的な動的濾過モジュールを含み、ステップ３は、親和性ベースの精製モジュールを含み、ステップ４は、等電点ベースの流体精製モジュールを含み、ステップ５は、ステップ６の標準産業充填－仕上げプロセスを準備するためにフェドバッチ又は灌流モードで行われる荷電膜を使用した高性能接線流動濾過を含む。 図３Ａ～３Ｄは、本明細書に記載の例示的な連続プロセスフローの概略図を示す。図３Ａは、例示的な連続プロセスフローを示し、ステップ１は、定常状態で生物学的生成物を生産するバイオリアクターを含み、ステップ２は、連続的な動的濾過モジュールを含み、ステップ３は、親和性ベースの流体精製モジュールを含み、ステップ４は、少なくとも１つの電荷ベースの流体精製モジュールを含み、ステップ５は、例えば、フェドバッチ又は灌流モードで行われる標準産業ウイルス不活性化及び濾過プロセスを含み、ステップ６は、例えば、ステップ７の標準産業充填－仕上げプロセスを準備するためにフェドバッチ又は灌流モードで行われる荷電膜を使用した高性能接線流動濾過を含む。図３Ｂは、例示的な連続プロセスフローを示し、ステップ１は、定常状態で生物学的生成物を生産するバイオリアクターを含み、ステップ２は、連続的な動的濾過モジュールを含み、ステップ３は、親和性ベースの流体精製モジュールを含み、ステップ４は、正電荷ベースの流体精製モジュールを含み、ステップ５は、負電荷ベースの流体精製モジュールを含み、ステップ６は、例えば、ステップ７の標準産業充填－仕上げプロセスを準備するためにフェドバッチ又は灌流モードで行われる荷電膜を使用した高性能接線流動濾過を含む。図３Ｃは、例示的な連続プロセスフローを示し、ステップ１は、定常状態で生物学的生成物を生産するバイオリアクターを含み、ステップ２は、連続的な動的濾過モジュールを含み、ステップ３は、親和性ベースの流体精製モジュールを含み、ステップ４は、等電点ベースの流体精製モジュールを含み、ステップ５は、例えば、フェドバッチ又は灌流モードで行われる標準産業ウイルス不活性化及び濾過プロセスを含み、ステップ６は、ステップ７の標準産業充填－仕上げプロセスを準備するためにフェドバッチ又は灌流モードで行われる荷電膜を使用した高性能接線流動濾過を含む。図３Ｄは、例示的な連続プロセスフローを示し、ステップ１は、定常状態で生物学的生成物を生産するバイオリアクターを含み、ステップ２は、連続的な動的濾過モジュールを含み、ステップ３は、親和性ベースの流体精製モジュールを含み、ステップ４は、等電点ベースの流体精製モジュールを含み、ステップ５は、ステップ６の標準産業充填－仕上げプロセスを準備するためにフェドバッチ又は灌流モードで行われる荷電膜を使用した高性能接線流動濾過を含む。 図４Ａ～４Ｄは、本明細書に記載の例示的な連続プロセスフローの概略図を示す。図４Ａは、例示的な連続プロセスフローを示し、ステップ１は、定常状態で生物学的生成物を生産するバイオリアクターを含み、ステップ２は、連続的な動的濾過モジュールを含み、ステップ３は、親和性ベースのＴＦＦ精製モジュールを含み、ステップ４は、少なくとも１つの電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールを含み、ステップ５は、例えば、フェドバッチ又は灌流モードで行われる標準産業ウイルス不活性化及び濾過プロセスを含み、ステップ６は、例えば、ステップ７の標準産業充填－仕上げプロセスを準備するためにフェドバッチ又は灌流モードで行われる荷電膜を使用した高性能接線流動濾過を含む。図４Ｂは、例示的な連続プロセスフローを示し、ステップ１は、定常状態で生物学的生成物を生産するバイオリアクターを含み、ステップ２は、連続的な動的濾過モジュールを含み、ステップ３は、親和性ベースのＴＦＦ精製モジュールを含み、ステップ４は、正電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールを含み、ステップ５は、負電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールを含み、ステップ６は、例えば、ステップ７の標準産業充填－仕上げプロセスを準備するためにフェドバッチ又は灌流モードで行われる荷電膜を使用した高性能接線流動濾過を含む。図４Ｃは、例示的な連続プロセスフローを示し、ステップ１は、定常状態で生物学的生成物を生産するバイオリアクターを含み、ステップ２は、連続的な動的濾過モジュールを含み、ステップ３は、親和性ベースのＴＦＦ精製モジュールを含み、ステップ４は、等電点ベースの流体精製モジュールを含み、ステップ５は、例えば、フェドバッチ又は灌流モードで行われる標準産業ウイルス不活性化及び濾過プロセスを含み、ステップ６は、ステップ７の標準産業充填－仕上げプロセスを準備するためにフェドバッチ又は灌流モードで行われる荷電膜を使用した高性能接線流動濾過を含む。図４Ｄは、例示的な連続プロセスフローを示し、ステップ１は、定常状態で生物学的生成物を生産するバイオリアクターを含み、ステップ２は、連続的な動的濾過モジュールを含み、ステップ３は、親和性ベースのＴＦＦ精製モジュールを含み、ステップ４は、等電点ベースの流体精製モジュールを含み、ステップ５は、ステップ６の標準産業充填－仕上げプロセスを準備するためにフェドバッチ又は灌流モードで行われる荷電膜を使用した高性能接線流動濾過を含む。 図５Ａ及び５Ｂは、本明細書に記載のダウンストリーム精製モジュールに対する設計概略図と共に例示的な連続プロセスフローを示す。 同上。 図６Ａ及び６Ｂは、定常状態バイオリアクターブリード出力ラインから生物学的生成物を含む不均一混合物を連続的に伝達するための単一の出力ヘッド、及び洗浄バッファを供給するための別個の出力ヘッドを含む動的濾過装置の一連の例示的な設計を示す。図６Ａは、定常状態バイオリアクターブリード出力ラインから生物学的生成物を含む不均一混合物を連続的に伝達するための単一の出力ヘッドと、洗浄バッファを供給するための別個の出力ヘッドと、供給リール、収集リールとして機能する圧延フィルタ膜と、供給リール対収集リールシステムを制御するための２つのサーボモータと、機械的に滑らかな接触表面を有する２つの支持ロッドと、機械的に滑らかな接触表面を有し、真空ラインと連続される開口部がある膜支持構造物と、真空収集容器と、ダイヤフラムポンプ、及び連動ポンプと、を含む動的濾過装置設計の概略図である。図６Ｂは、定常状態バイオリアクターブリード出力ラインから生物学的生成物を含む不均一混合物を連続的に伝達するための単一の出力ヘッドと、洗浄バッファを供給するための別個の出力ヘッドと、供給リール、収集リールとして機能する圧延フィルタ膜と、供給リール対収集リールシステムを制御するための２つのサーボモータと、機械的に滑らかな接触表面を有する２つの支持ロッドと、機械的に滑らかな接触表面を有し、真空ラインと連続される開口部がある膜支持構造物と、制御可能なＴ－弁と、２つの真空収集容器と、ダイヤフラムポンプ、及び２つの連動ポンプと、を含む動的濾過装置設計の概略図である。 同上。 図７Ａ及び７Ｂは、定常状態バイオリアクターブリード出力ラインから生物学的生成物を含む不均一混合物を連続的に伝達するための複数の出力ヘッド、及び洗浄バッファを供給するための複数の個別出力ヘッドを含む動的濾過装置の２つの例示的な設計を示す。図７Ａは、定常状態バイオリアクターブリード出力ラインから生物学的生成物を含む不均一混合物を伝達するための複数の出力ヘッドと、洗浄バッファを供給するための複数の個別出力ヘッドと、供給リール、収集リールとして機能する圧延フィルタ膜と、供給リール対収集リールシステムを制御するための２つのサーボモータと、機械的に滑らかな接触表面を有する２つの支持ロッドと、機械的に滑らかな接触表面を有し、真空ラインと連続される開口部がある膜支持構造物と、真空収集容器と、ダイヤフラムポンプ、及び連動ポンプと、を含む動的濾過装置設計の概略図を示す。図７Ｂは、定常状態バイオリアクターブリード出力ラインから生物学的生成物を含む不均一混合物を連続的に伝達するための複数の出力ヘッドと、洗浄バッファを供給するための複数の個別出力ヘッドと、供給リール、収集リールとして機能する圧延フィルタ膜と、供給リール対収集リールシステムを制御するための２つのサーボモータと、機械的に滑らかな接触表面を有する２つの支持ロッドと、機械的に滑らかな接触表面を有し、真空ラインと連続される開口部がある膜支持構造物と、制御可能なＴ－弁と、２つの真空収集容器と、ダイヤフラムポンプ、及び２つの連動ポンプと、を含む動的濾過装置設計の概略図を示す。 同上。 ５つの並列スロット付き開口部を有する例示的な膜支持構造物の画像を示す。 図９Ａ及び９Ｂは、１Ｘ ＰＢＳにおける不均一混合物からのＰｏｌｙＢｅａｄｓ（０．０５％固形物；２μｍ（赤色）、６μｍ（赤色）、及び１０μｍ（青色）の直径）の除去を示す画像である。図９Ａは、１Ｘ ＰＢＳにおけるＰｏｌｙＢｅａｄｓ（０．０５％固形物；２μｍ、６μｍ、及び１０μｍの直径）の初期不均一混合物と、０．２μｍのＰＴＦＥシリンジフィルタで不均一混合物を精製して得た濾液と、例示的な動的濾過装置で不均一混合物を精製して得た濾液（ＭＢＭ－３は、０．４５μｍのＰＶＤＦフィルタ膜と０．２５ｍＬ／分の流速で動的濾過されたサンプルを示す）、及び例示的な動的濾過装置で不均一混合物を精製して得た濾液（ＭＢＭ－４は、０．４５μｍのＰＥＳフィルタ膜、及び０．２５、０．５、１．０、２．０、及び５．０ｍＬ／分の流速で動的濾過されたサンプルを示す）の視覚的比較（左から右へ）を示す画像である。図９Ｂは、１Ｘ ＰＢＳにおけるＰｏｌｙＢｅａｄｓ（０．０５％固形物；２μｍ、６μｍ、及び１０μｍの直径）の初期不均一混合物と、０．２μｍのＰＴＦＥシリンジフィルタで不均一混合物を精製して得た濾液と、０．４５μｍのＰＶＤＦフィルタ膜を有し、流速が０．２５ｍＬ／分の例示的な動的濾過装置で不均一混合物を精製して得た濾液（ＭＢＭ－３）、及び０．４５μｍのＰＥＳフィルタ膜を有し、流速が０．２５、０．５、１．０、２．０、及び５．０ｍＬ／分の例示的な動的濾過装置で不均一混合物を精製して得た濾液（ＭＢＭ－４）のＵＶ－Ｖｉｓ分光光度計の比較を示す棒グラフであって、これは、例示的な動的濾過装置を使用して不均一混合物からＰｏｌｙＢｅａｄｓが成功的に除去されることを立証する。 同上。 図１０Ａ～１０Ｄは、１Ｘ ＰＢＳにおけるＢＳＡ－ＦＩＴＣの０．５ｍｇ／ｍＬ溶液中に懸濁されたＰｏｌｙＢｅａｄｓの不均一混合物からＰｏｌｙＢｅａｄｓ（０．０５％固形物；２μｍ（赤色）、６μｍ（赤色）、及び１０μｍ（青色）の直径）の除去を示す一連のデータである。図１０Ａは、１Ｘ ＰＢＳにおけるＢＳＡ－ＦＩＴＣの０．５ｍｇ／ｍＬ溶液中に懸濁されたＰｏｌｙＢｅａｄｓ（０．０５％固形物；２μｍ、６μｍ、及び１０μｍの直径）の連続希釈された不均一混合物のＵＶ－Ｖｉｓ分光光度計トレースを示すグラフであり、ＰｏｌｙＢｅａｄシグネチャー領域が表示されており、ＰｏｌｙＢｅａｄｓが存在することを示す。図１０Ｂは、１Ｘ ＰＢＳにおけるＢＳＡ－ＦＩＴＣの連続希釈された０．５ｍｇ／ｍＬ溶液のＵＶ－Ｖｉｓ分光光度計トレースを示すグラフであり、ＰｏｌｙＢｅａｄシグネチャー領域が表示されており、ＰｏｌｙＢｅａｄｓが存在しないことを示す。図１０Ｃは、１Ｘ ＰＢＳにおけるＢＳＡ－ＦＩＴＣの０．５ｍｇ／ｍＬ溶液中に懸濁されたＰｏｌｙＢｅａｄｓ（０．０５％固形物；２μｍ、６μｍ及び１０μｍの直径）の初期不均一混合物と、０．２μｍのＰＴＦＥシリンジフィルタで不均一混合物を精製して得た濾液と、例示的な動的濾過装置で不均一混合物を精製して得た濾液（ＭＢＭ－３ａは、０．４５μｍのＰＶＤＦフィルタ膜、及び０．２５ｍＬ／分の流速で動的濾過されたサンプルを示す）と、例示的な動的濾過装置で不均一混合物を精製して得た濾液（ＭＢＭ－４ａは、０．４５μｍのＰＥＳフィルタ膜と０．５ｍＬ／分の流速で動的濾過されたサンプルを示す）と、例示的な動的濾過装置で不均一混合物を精製して得た濾液（ＭＢＭ－５ａは、０．４５μｍのＰＥＳフィルタ膜と２．０ｍＬ／分の流速で動的濾過されたサンプルを示す）、及び遠心分離（１０，０００ｘｇで５分）による不均一混合物の精製から収集された上澄液の視覚的比較（左から右へ）の画像を示す。図１０Ｄは、１Ｘ ＰＢＳにおけるＢＳＡ－ＦＩＴＣの０．５ｍｇ／ｍＬ溶液中に懸濁されたＰｏｌｙＢｅａｄｓ（０．０５％固形物；２μｍ、６μｍ、及び１０μｍの直径）の初期不均一混合物と、０．２μｍのＰＴＦＥシリンジフィルタで不均一混合物を精製して得た濾液と、例示的な動的濾過装置で不均一混合物を精製して得た濾液（ＭＢＭ－３ａ）と、例示的な動的濾過装置で不均一混合物を精製して得た濾液（ＭＢＭ－４ａ）と、例示的な動的濾過装置で不均一混合物を精製して得た濾液（ＭＢＭ－５ａ）、及び遠心分離（１０，０００ｘｇで５分）による精製から収集された上澄液のＵＶ－Ｖｉｓ分光光度計の比較を示すグラフであって、これは、例示的な動的濾過装置を使用して、ＰｏｌｙＢｅａｄシグネチャー領域にＰｏｌｙＢｅａｄｓが存在しないと表示されたように、ＰｏｌｙＢｅａｄｓを除去することによってＢＳＡ－ＦＩＴＣが成功的に精製されることを立証する。 同上。 同上。 同上。 図１１Ａ及び１１Ｂは、１０ｍＬ／分の入力流速で、１Ｘ ＰＢＳにおけるヒトポリクローナルＩｇＧ（ｈＩｇＧ）の０．５ｍｇ／ｍＬ溶液中に懸濁されたＰｏｌｙＢｅａｄｓの不均一混合物の動的濾過を示す。図１１Ａは、スロットダイ出力ヘッドを介する動的濾過を示す。図１１Ａは、１Ｘ ＰＢＳにおけるｈＩｇＧの０．５ｍｇ／ｍＬ溶液中に懸濁されたＰｏｌｙＢｅａｄｓ（各々、１．１×１０８、４．２×１０６、及び１．０×１０６粒子／ｍＬで、２μｍ、６μｍ、及び１０μｍの直径）の初期不均一混合物と、０．４５μｍのＰＥＳフィルタ膜を有し、流速が１０ｍＬ／分の例示的な動的濾過装置で不均一混合物を精製して得た濾液、及び遠心分離（１０，０００ｘｇで５分）による不均一混合物の精製から収集された上澄液の視覚的比較（左から右へ）の画像を示す。図１１Ｂは、動的濾過によって得られた濾液、及び遠心分離によって収集された上澄液のＢＣＡアッセイによって決定された総タンパク質濃度の分光光度計の比較を示すグラフである。図１１Ｃは、１Ｘ ＰＢＳにおけるｈＩｇＧの０．５ｍｇ／ｍＬ溶液中に懸濁されたＰｏｌｙＢｅａｄｓ（各々、７．３×１０７、１．１×１０８、１．１×１０８、１．１×１０８、３．４×１０７、及び１．０×１０６粒子／ｍＬで０．５μｍ、０．７５μｍ、１μｍ、２μｍ、３μｍ、及び１０μｍの直径）の初期不均一混合物と、０．４５μｍのＰＥＳフィルタ膜を有し、流速が１０ｍＬ／分の例示的な動的濾過装置で不均一混合物を精製して得た濾液、及び遠心分離（１０，０００ｘｇで５分）による不均一混合物の精製から収集された上澄液の視覚的比較（左から右へ）の画像を示す。図１１ｄは、動的濾過によって得られた濾液、及び遠心分離によって収集された上澄液のＢＣＡアッセイによって決定された総タンパク質濃度の分光光度計の比較を示すグラフである。 同上。 図１２Ａ～１２Ｄは、異なるタンパク質、タンパク質濃度、フィルタ膜材料と孔径、膜支持構造物、及び異なる入力流速での連続的な作動中の動的濾過のタンパク質の回収を示す。図１２Ａは、輸送速度が０．５ｍｍ／秒であり、入力流速が１０ｍＬ／分の０．４５μｍのＰＥＳフィルタ膜で動的濾過して得られた濾液のＢＣＡアッセイによる、大きさ及び電荷が異なるタンパク質（各々、０．５－１０ｍｇ／ｍＬ、５ｍｇ／ｍＬ、及び０．５ｍｇ／ｍＬの牛血清アルブミン（ＢＳＡ）、リゾチーム、及びｈＩｇＧ）の回収率を示す。図１２Ｂは、輸送速度が０．５ｍｍ／秒であり、入力流速が１０ｍＬ／分の異なる材料及び孔径のフィルタ膜（０．４５μｍＰＥＳ、０．４５μｍ新水性ＰＶＤＦ、０．２２μｍＰＥＳ）を使用した動的濾過によって得られた濾液のＢＣＡアッセイによる０．５ｍｇ／ｍＬのｈＩｇＧの回収率を示す。図１２Ｃは、輸送速度が０．５ｍｍ／秒であり、入力流速が１０ｍＬ／分の０．４５μｍのＰＥＳフィルタ膜、及び異なる膜支持構造物（５つの並列スロットを有するＰＴＦＥ膜支持構造物、及び多孔性新水性ポリエチレン（ＰＥ）インサートを有するＰＴＦＥ膜支持構造物）を使用した動的濾過によって得られた濾液のＢＣＡアッセイによる０．５ｍｇ／ｍＬのｈＩｇＧの回収率を示す。図１２Ｄは、輸送速度が０．５ｍｍ／秒である０．４５μｍのＰＥＳフィルタ膜を使用した長期間の連続的な作動中の異なる流速（５及び１０ｍＬ／分）で動的濾過によって得られた濾液のＢＣＡアッセイによる０．５ｍｇ／ｍＬのリゾチームの回収率を示す。 同上。 図１３Ａ～１３Ｃは、１ｇ／Ｌの最終濃度でｈＩｇＧがスパイクされたＲＰＭＩ培地中の懸濁細胞培養物を含む入力不均一混合物の動的濾過及び遠心分離による細胞浄化の比較を示す。図１３Ａは、ＲＰＭＩ培地中の初期ｈｌｇＧスパイクされたネズミ骨髄腫懸濁細胞培養物（２×１０６細胞／ｍＬで１ｇ／Ｌ ｈＩｇＧ）と、輸送速度が０．５ｍｍ／秒である０．４５μｍのＰＥＳフィルタ膜を使用して２ｍＬ／分の入力流速で動的濾過して得られた濾液（ＤＦ－１、ＤＦ－２、ＤＦ－３）、及び１０，０００ｘｇで５分間遠心分離して収集された上澄液（Ｃ－１、Ｃ－２、Ｃ－３）の光学イメージング（左から右へ）を示す。図１３Ｂは、ＲＰＭＩ培地中の初期ｈｌｇＧスパイクされたネズミ骨髄腫懸濁細胞培養物（２×１０６細胞／ｍＬで１ｇ／Ｌ ｈＩｇＧ）と、輸送速度が０．５ｍｍ／秒である０．４５μｍのＰＥＳフィルタ膜を使用して２ｍＬ／分の入力流速で動的濾過して得られた濾液（ＤＦ－１、ＤＦ－２、ＤＦ－３）、及び１０，０００ｘｇで５分間遠心分離して得られた上澄液（Ｃ－１、Ｃ－２、Ｃ－３）のＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析（左から右へ）を示す。図１３Ｃは、輸送速度が０．５ｍｍ／秒である０．４５μｍのＰＥＳフィルタ膜を使用して２ｍＬ／分の入力流速で動的濾過して得られた濾液（青色のアウトラインバー）、及び１０，０００ｘｇで５分間遠心分離して収集された上澄液のＢＣＡアッセイによる不均一混合物（１ｇ／Ｌ ｈＩｇＧでスパイクされたＲＰＭＩ培地中の懸濁細胞培養物）からのｈＩｇＧ回収率の比較を示す。 同上。 ループコンベアシステム及び永久的に「オン」である少なくとも１つの磁場を含む親和性ベースの磁性精製装置の例示的な設計概略図を示す。 ループコンベアシステム、及び「オン／オフ」切り替えが可能な少なくとも１つの磁場を含む親和性ベースの磁性精製装置の例示的な設計概略図を示す。 ループコンベアシステム、及び永久的に「オン」である少なくとも１つの磁場を含む電荷ベースの磁性精製装置の例示的な設計概略図を示す。 ループコンベアシステム及び「オン／オフ」切り替えが可能な少なくとも１つの磁場を含む電荷ベースの磁性精製装置の例示的な設計概略図を示す。 ピックアンドプレースロボットシステム及び少なくとも１つの磁場を含む親和性ベースの磁性精製装置の例示的な設計概略図を示す。 ピックアンドプレースロボットシステム及び少なくとも１つの磁場を含む電荷ベースの磁性精製装置の例示的な設計概略図を示す。 図２０Ａ及び２０Ｂは、ｈＩｇＧ（標的、２ｇ／Ｌ入力濃度）とリゾチーム（不純物、１ｇ／Ｌ入力濃度）の混合物に対して磁性タンパク質Ａコーティングされたアガロースビーズが充填された親和性ベースの磁性精製装置で行われた親和性ベースの磁性精製を示す。図２０Ａは、磁性親和性ビーズの使用及びリサイクルの３回連続サイクルから収集された画分に対するＢＣＡアッセイによる全タンパク質分析を示し、これは、結合能力及び性能を損なうことなく、磁性親和性ビーズを再現可能にリサイクル及び再使用する能力を立証する。図２０Ｂは、磁性親和性ビーズの使用及びリサイクルの３回連続サイクルから収集された画分に対するＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析を示し、これは、結合能力及び性能を損なうことなく、磁性親和性ビーズを再現可能にリサイクル及び再使用する能力を立証する。 同上。 図２１Ａ～２１Ｄは、機械的回転システムを含む親和性ベースの精製装置の例示的な設計を示す。図２１Ａは、リッドシステムの概略図である。図２１Ｂは、容器カルーセルの概略図である。図２１Ｃは、収集システムの概略図である。図２１Ｄは、リッドシステム及び収集システムが容器カルーセルとインターフェースする方式を示す。 図２２Ａ～２２Ｄは、機械的回転システムを含む電荷ベースの精製装置の例示的な設計を示す。図２２Ａは、リッドシステムの概略図である。図２２Ｂは、容器カルーセルの概略図である。図２２Ｃは、収集システムの概略図である。図２２Ｄは、リッドシステム及び収集システムが容器カルーセルとインターフェースする方式を示す。 図２３Ａ～２３Ｄは、親和性ベースの精製又は電荷ベースの精製装置の個別システムの構成要素を示す。図２３Ａは、例示的なガスケットリッド、容器、及び収集器アセンブリの概略図である。図２３Ｂは、リッドシステムの構成要素である空気流入口、円形のフローパターンを生成するように構成された２つのバッファ流入口、ベントポート、及び充填流入口を含む例示的なガスケットリッドの概略図である。図２３Ｃは、容器カルーセルの構成要素であるメッシュフィルタ又はフリット、及び弁を含む容器の概略図である。図２３Ｄは、収集システムの構成要素である収集器の概略図である。 図２４Ａ及び２４Ｂは、段階的線形システムを含む親和性ベースの精製装置の例示的な設計を示す。図２４Ａは、親和性ベースの精製装置の個別システムの構成要素を示す。図２４Ｂは、段階的線形システムを含む親和性ベースの精製装置の連結性を示す。 図２５Ａ及び２５Ｂは、段階的線形システムを含む親和性ベースの精製装置の例示的な設計を示す。図２５Ａは、電荷ベースの精製装置の個別システムの構成要素を示す。図２５Ｂは、段階的線形システムを含む電荷ベースの精製装置の連結性を示す。 図２６Ａ及び２６Ｂは、タンパク質Ａコーティングされたアガロース樹脂ビーズで充填された親和性ベースの精製装置で行われたｈＩｇＧ（２ｇ／Ｌ入力濃度）溶液の親和性ベースの精製を示す。図２６Ａは、親和性樹脂ビーズの使用及びリサイクルの３回連続サイクルから収集された画分に対するＢＣＡアッセイによる全タンパク質分析を示し、これは、結合能力及び性能を損なうことなく、親和性樹脂ビーズを再現可能にリサイクル及び再使用する能力を立証する。図２６Ｂは、親和性樹脂ビーズの使用及びリサイクルの３回連続サイクルから収集された画分に対するＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析を示し、これは、結合能力及び性能を損なうことなく、親和性樹脂ビーズを再現可能にリサイクル及び再使用する能力を立証する。 同上。 図２７Ａ及び２７Ｂは、ｈＩｇＧ（標的、２ｇ／Ｌ入力濃度）とリゾチーム（不純物、１ｇ／Ｌ入力濃度）の混合物に対してタンパク質Ａコーティングされたアガロース樹脂ビーズで充填された親和性ベースの精製装置で行われた親和性ベースの精製を示す。図２７Ａは、親和性樹脂ビーズの使用及びリサイクルの３回連続サイクルから収集された画分に対するＢＣＡアッセイによる全タンパク質分析を示し、これは、結合能力及び性能を損なうことなく、親和性樹脂ビーズを再現可能にリサイクル及び再使用する能力を立証する。図２７Ｂは、親和性樹脂ビーズの使用及びリサイクルの３回連続サイクルから収集された画分に対するＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析を示し、これは、結合能力及び性能を損なうことなく、親和性樹脂ビーズを再現可能にリサイクル及び再使用する能力を立証する。 同上。 図２８Ａ～２８Ｄは、ハイブリッド流体素子の例示的な設計を示す一連の画像である。図２８Ａは、平行クロスフローチャンネル、永久磁場、及び２つの圧電変換器を含むハイブリッド流体素子を示す画像である。図２８Ｂは、角度のあるクロスフローチャンネル、永久磁場、及び２つの圧電変換器を含むハイブリッド流体素子を示す画像である。図２８Ｃは、平行クロスフローチャンネル、永久磁場、及び２つの選択的な誘電泳動電極を含むハイブリッド流体素子を示す画像である。図２８Ｄは、角度のあるクロスフローチャンネル、永久磁場、及び２つの選択的な誘電泳動電極を含むハイブリッド流体素子を示す画像である。 親和性ベースの流体精製装置の例示的な設計概略図を示す。 電荷ベースの流体精製装置の例示的な設計概略図を示す。 少なくとも１つの接線流動濾過システムを含む親和性ベースの精製装置の例示的な設計概略図を示す。 少なくとも１つの接線流動濾過システムを含む電荷ベースの精製装置の例示的な設計概略図を示す。 ２枚の並列板の間に生成されたチャンネル、流体の流れの方向に直交する電場、及び水性イオン溶液を有する流体素子を含む等電点ベースの流体精製装置の例示的な設計概略図を示す。 ２枚の並列板の間に生成されたチャンネル、流体の流れの方向に直交する電場、及び微細なｐＨ勾配を有する第２の流体素子に連結されている、２枚の並列板の間に生成されたチャンネル、流体の流れの方向に直交する電場、及び粗いｐＨ勾配を有する第１の流体素子を含むフリーフロー電気泳動装置の例示的な設計概略図を示すものであって、前記装置は、等電点電気泳動モードで作動できる。 ２枚の並列板の間に生成されたチャンネル、流体の流れの方向に直交する電場、及び主分離チャンネルを横切る一定の酸性ｐＨを有する第２の流体素子に連結されている、２枚の並列板の間に生成されたチャンネル、流体の流れの方向に直交する電場、及び主分離チャンネルを横切る一定の塩基性ｐＨを有する第１の流体素子を含むフリーフロー電気泳動装置の例示的な設計概略図を示すものであって、前記装置は、ゾーン電気泳動モードで作動できる。 等速電気泳動モードで作動できる２枚の並列板の間に生成されたチャンネルと流体の流れの方向に直交する電場を有する第２の流体素子に連結されている、等電点電気泳動モードで作動できる２枚の並列板の間に生成されたチャンネルと流体の流れの方向に直交する電場を有する第１の流体素子を含むフリーフロー電気泳動装置の例示的な設計概略図を示す。 等速電気泳動モードで作動できる２枚の並列板の間に生成されたチャンネルと流体の流れの方向に直交する電場を有する第３の流体素子に連結されている、等電点電気泳動モードで作動できる２枚の並列板の間に生成されたチャンネルと流体の流れの方向に直交する電場を有する第２の流体素子に連結されている、混合物を事前に分類するための選択的な誘電泳動電極を備えたチャンネルを有する第１の流体素子を含むフリーフロー電気泳動装置の例示的な設計概略図を示す。 気泡のない主分離チャンネルを生成するために電極チャンネルから直接電気分解気泡を除去する例示的な気泡除去及び脱気システムの設計を示す。 フリーフロー電気泳動装置の流出口から少なくとも１つのインラインセンサ又は検出器に流れる印加電圧に連結された溶液に断絶を作る例示的な液体回路遮断器を示す。 図４０Ａ～４０Ｅは、陽極チャンネル（Ｈ２ＳＯ４）、陰極チャンネル（ＮａＯＨ）、及び両性電解質溶液が流れる５つの流入口と５つの流出口を有する主分離チャンネルがある等電点ベースの精製装置を使用したロダミン６Ｇ（０．２５ｍｇ／ｍＬ、正味電荷＋１）とフルオレセイン（０．２５ｍｇ／ｍＬ、正味電荷－１）混合物の等電点ベースの流体精製を示すものであり、ここで前記混合物は、前記装置の流入口（流入口３）の中央に導入された。図４０Ａは、０Ｖ及び５ｍＬ／分で５つの流出口から収集された画分の光学画像を示す。図４０Ｂは、０Ｖ及び５ｍＬ／分で５つの流出口から収集された画分の吸光度スペクトルを示す。図４０Ｃは、ｐＨ勾配の存在下で１０００Ｖ及び１０ｍＬ／分で５つの流出口から収集された画分の光学画像を示す。図４０Ｄは、ｐＨ勾配の存在下で１０００Ｖ及び１０ｍＬ／分で５つの流出口から収集された画分の吸光度スペクトルを示す。図４０Ｅは、精製されたロダミン６Ｇ（流出口２、陰極に向かう）と精製されたフルオレセイン（流出口４、陽極に向かう）を含む画分が生成される混合物の精製を示す。 図４１Ａ～４１Ｃは、陽極チャンネル（Ｈ２ＳＯ４）、陰極チャンネル（ＮａＯＨ）、及び両性電解質溶液が流れる５つの流入口と５つの流出口を有する主分離チャンネルがある等電点ベースの精製装置を使用して異なる作動条件下でロダミン６Ｇ（０．２５ｍｇ／ｍＬ、正味電荷＋１）とフルオレセイン（０．２５ｍｇ／ｍＬ、正味電荷－１）の混合物を精製することに関する光学イメージングを示すものであり、ここで前記混合物は、前記装置の流入口（流入口３）の中央に導入された。図４１Ａは、５００Ｖ及び流速３ｍＬ／分でロダミン６Ｇとフルオレセインの混合物の等電点フリーフロー電気泳動を示す。図４１Ｂは、７００Ｖ及び流速５ｍＬ／分でロダミン６Ｇとフルオレセインの混合物の等電点フリーフロー電気泳動を示す。図４１Ｃは、９００Ｖ及び流速１０ｍＬ／分でロダミン６Ｇとフルオレセインの混合物の等電点フリーフロー電気泳動を示す。 図４２Ａ及び４２Ｂは、等電点ベースの精製装置を使用して小分子染料の混合物を精製することに関する光学イメージングを示し、前記装置は、陽極チャンネル（Ｈ２ＳＯ４）、陰極チャンネル（ＮａＯＨ）、及び両性電解質溶液が流れる５つの流入口と５つの流出口を有する主分離チャンネルを含み、ここで前記混合物は、前記装置の流入口（流入口３）の中央に導入された。図４２Ａは、５００Ｖ及び流速５ｍＬ／分で塩基性フクシン（０．０５ｍｇ／ｍＬ、正味電荷＋３）とフルオレセイン（０．２５ｍｇ／ｍＬ、正味電荷－１）混合物の等電点フリーフロー電気泳動を示す。図４２Ｂは、５００Ｖ及び流速５ｍＬ／分でクリスタルバイオレット（０．０５ｍｇ／ｍＬ、正味電荷＋３）とフルオレセイン（０．２５ｍｇ／ｍＬ、正味電荷－１）混合物の等電点フリーフロー電気泳動を示す。 図４３Ａ～４３Ｄは、増加する印加電圧にわたって等電点フリーフロー電気泳動モードで作動する等電点ベースの精製装置を使用して塩基性フクシン（０．００５ｍｇ／ｍＬ、正味電荷＋３）とフルオレセイン（０．２５ｍｇ／ｍＬ、正味電荷－１）の混合物を精製することに関する光学イメージングを示す。前記混合物は、陽極チャンネル、陰極チャンネル、及び５つの流入口と１０つの流出口を有する主分離チャンネルを含む装置を使用して５ｍＬ／分の流速で中央流入口（流入口３）に導入されており、ここで各チャンネルは、同一の両性電解質溶液を５ｍＬ／分で流れるようにした。電圧が印加されていない場合、前記混合物は層流に沿って中央流出口（流出口４及び５）から装置を出る（図４３Ａ）。サンプル入力流速が５ｍＬ／分の両性電解質を有する主分離チャンネルに電圧を印加する場合、線形ｐＨ勾配が確立され、塩基性フクシンとフルオレセインが各々陰極と陽極に移動するが、これは、理論上の電気泳動移動度予測と一致する（図４３Ｂ～４３Ｄ）。印加電圧を６００Ｖ（図４３Ｂ）から９００Ｖ（図４３Ｃ）に、１１００Ｖ（図４３Ｄ）に高めて電場強度を増加させることによって、２つの分子の分離が主分離チャンネルの長さと比例して増加することが観察された。 図４４Ａ及び４４Ｂは、等電点ベースの精製装置を使用して小分子染料の混合物を精製することに関する光学イメージングを示し、前記装置は、陽極チャンネル（Ｈ２ＳＯ４）、陰極チャンネル（ＮａＯＨ）、及びスペーサー溶液によって分離される２つの両性電解質溶液が流れる５つの流入口と５つの流出口を有する主分離チャンネルを含み、ここで前記混合物は、前記装置の流入口（流入口３）の中央でスペーサー溶液に導入された。図４４Ａは、２５０Ｖ及び流速５ｍＬ／分でロダミン６Ｇ（０．２５ｍｇ／ｍＬ、正味電荷＋１）とフルオレセイン（０．２５ｍｇ／ｍＬ、正味電荷－１）の混合物の等速電気泳動を示し、結果として２つの染料が２つの個別高解像度ラインに濃縮される。図４４Ｂは、図４４Ａに示した結果のＵＶ照射結果を示す。 図４５Ａ～４５Ｅは、等電点ベースの精製装置を使用してＢＳＡ（０．５ｍｇ／ｍＬ、ｐＩ４－５）とリゾチーム（０．２５ｍｇ／ｍＬ、ｐＩ１１）の混合物を精製した結果を示し、前記装置は、陽極チャンネル（Ｈ２ＳＯ４）、陰極チャンネル（ＮａＯＨ）、及び両性電解質溶液が流れる５つの流入口と５つの流出口を有する主分離チャンネルを含み、ここで前記混合物は、前記装置の流入口（流入口３）の中央に導入された。図４５Ａは、０Ｖ及び流速１０ｍＬ／分で５つの流出口に由来する画分の総タンパク質濃度に対するＢＣＡアッセイによる分光光度計分析を示す。図４５Ｂは、０Ｖ及び流速１０ｍＬ／分で５つの流出口に由来する画分に対するＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析を示すものであり、混合物が流出口３に存在することを示す。図４５Ｃは、８５０Ｖ及び流速１０ｍＬ／分で５つの流出口に由来する画分の総タンパク質濃度に対するＢＣＡアッセイによる分光光度計分析を示すものであり、タンパク質が流出口２、３及び４にわたって分布されていることを示す。図４５Ｄは、８５０Ｖ及び流速１０ｍＬ／分で５つの流出口に由来する画分のＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析を示すものであり、精製されたリゾチームは流出口２に存在し、精製されたＢＳＡは流出口４に存在することを示す。図４５Ｅは、ＢＳＡ（陽極に向かう）及びリゾチーム（陰極に向かう）の理論上の電気泳動移動方向を示す。 図４６Ａ～４６Ｃは、等電点ベースの精製装置を使用してｈｌｇＧ（０．５ｍｇ／ｍＬ、ｐＩ６－８）とリゾチーム（０．２５ｍｇ／ｍＬ、ｐＩ１１）の混合物を精製した結果を示し、前記装置は、陽極チャンネル（Ｈ２ＳＯ４）、陰極チャンネル（ＮａＯＨ）、及び両性電解質溶液が流れる５つの流入口と５つの流出口を有する主分離チャンネルを含み、ここで前記混合物は、前記装置の流入口（流入口３）の中央に導入された。図４６Ａは、（１）０Ｖ、５ｍＬ／分、（２）１０００Ｖ、５ｍＬ／分、（３）１５００Ｖ、５ｍＬ／分、（４）０Ｖ、１０ｍＬ／分、又は（５）１０００Ｖ、１０ｍＬ／分で５つの流出口に由来する画分の総タンパク質濃度に対するＢＣＡアッセイによる分光光度計分析を示す。図４６Ｂは、ｈＩｇＧ（陽極、陰極、及び中央に向かう）及びリゾチーム（陰極に向かう）の理論上の電気泳動移動方向を示す。図４６Ｃは、（１）０Ｖ、５ｍＬ／分、（２）１０００Ｖ、５ｍＬ／分、（３）１５００Ｖ、５ｍＬ／分、（４）０Ｖ、１０ｍＬ／分、又は（５）１０００Ｖ、１０ｍＬ／分で５つの流出口に由来する画分のＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析を示す。 同上。 図４７Ａ～４７Ｄは、等電点ベースの精製装置を使用してＢＳＡ（０．５ｍｇ／ｍＬ、ｐＩ４－５）とリゾチーム（０．２５ｍｇ／ｍＬ、ｐＩ１１）の混合物を精製した結果を示し、前記装置は、陽極チャンネル（Ｈ２ＳＯ４）、陰極チャンネル（ＮａＯＨ）、及び両性電解質溶液が流れる５つの流入口と５つの流出口を有する主分離チャンネルを含み、ここで前記混合物は、前記装置の流入口（流入口３）の中央に導入された。図４７Ａは、０Ｖ及び５００Ｖで３ｍＬ／分の流速で５つの流出口に由来する画分の総タンパク質濃度に対するＢＣＡアッセイによる分光光度計分析を示したものであり、印加電圧下でタンパク質が流出口２、３、及び４にわたって分布されていることを示す。図４７Ｂは、０Ｖ及び７００Ｖで５ｍＬ／分の流速で５つの流出口に由来する画分の総タンパク質濃度に対するＢＣＡアッセイによる分光光度計分析を示すものであり、印加電圧下でタンパク質が流出口２、３、及び４にわたって分布されていることを示す。図４７Ｃは、０Ｖ及び８５０Ｖで１０ｍＬ／分の流速で５つの流出口に由来する画分の総タンパク質濃度に対するＢＣＡアッセイによる分光光度計分析を示し、印加電圧下でタンパク質が流出口２、３、及び４にわたって分布されていることを示す。図４７Ｄは、（１）３ｍＬ／分で０Ｖ又は５００Ｖ、（２）５ｍＬ／分で０Ｖ又は７００Ｖ、又は（３）１０ｍＬ／分で０Ｖ又は８５０Ｖで５つの流出口に由来する画分のＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析を示す。 同上。 同上。 同上。 充填仕上げのための生物学的生成物を準備するためにフェドバッチ又は灌流モードで行われる標準産業ダウンストリーム処理装置を用いて本明細書に記載の例示的な半連続プロセスに電荷ベースの精製モジュール、磁性精製モジュール、電荷ベースの精製モジュール、電荷ベースの流体精製モジュール、電荷ベースのＴＦＦ精製モジュール、又は等電点ベースの精製モジュールを連結する例示的な概略図を示す。 独立したウイルス不活性化及び除去プロセスステップがない場合、充填仕上げのための生物学的生成物を準備するためにフェドバッチ又は灌流モードで行われる標準産業ダウンストリーム処理装置を用いて本明細書に記載の例示的な半連続プロセスに電荷ベースの精製モジュール、磁性精製モジュール、電荷ベースの精製モジュール、電荷ベースの流体精製モジュール、電荷ベースのＴＦＦ精製モジュール、又は等電点ベースの精製モジュールを連結する例示的な概略図を示す。
本明細書では、特に、生物学的生成物を精製する連続プロセスが提供される。現在特許請求されたプロセスは、例えば、タンパク質又はその断片（ポリペプチド）、抗体又はその断片、サイトカイン、ケモカイン、酵素、成長因子、オリゴヌクレオチド、ウイルス、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス、又はレンチウイルスなどの生物学的生成物を精製するための現在のダウンストリーム方法及びプロセスに比べて多くの利点を提供する。例えば、制限を意図することなく、本明細書に記載のプロセスは、大きな不純物（例えば、細胞、細胞破片、及び凝集体）を除去するために、本明細書に記載のように少なくとも１つの動的濾過モジュールを含む初期濾過ステップを有することで従来の多段階濾過プロセス（例えば、多段階接線流動濾過又は深層濾過）に内在した膜の汚れの問題を無くすモノクローナル抗体を精製するための連続バイオプロセスを提供する。さらに、前記連続プロセスは、スループットと収率を維持しながら、バッチ式、単一使用、又は半連続モノクローナル抗体を製造する従来のアプローチと比較すると、生産施設のフットプリント、施設の構築及び検証に必要な時間、施設の構築に関するコスト、及び資本設備の支出を大幅に削減する。
本明細書に記載のような連続バイオプロセッシングは、連続的に作動できる能力によって、従来のダウンストリームバイオプロセッシングの遠心分離、深層濾過、及びカラムクロマトグラフィーステップに必要な大型のプロセス装置（この大きさは、大きなバイオリアクターの体積によって左右される）が必要ではないため、より小型で簡素化された装置（例えば、より小さなバイオリアクターの体積及びダウンストリームバイオプロセス装置）の使用を可能にする。さらに、連続的に作動するより小型で簡素化された装置は、定常状態でモノクローナル抗体を生産する非常に小型のバイオリアクターの使用を可能にする。本明細書に記載のような連続バイオプロセスはまた、従来のモノクローナル抗体製造アプローチと比較する場合、運用コスト、全体的なバイオプロセスラインのダウンタイム、及び生物学的生成物の損失を大幅に削減することができる。最後に、生物学的生成物を精製するための本明細書に記載のプロセスは、キログラム／年基準で、製品スループット又は収率を犠牲にすることなく、現在の技術よりも大幅に少ない平方フィートを占めるフットプリントを持つシステムで行われる。例えば、本明細書に記載のモノクローナル抗体を生産及び精製するプロセスは、最大約３０，０００平方フィートを占めるフットプリントで作動される。これに対して、現在のモノクローナル抗体生産及びダウンストリームプロセスには、最小２００，０００平方フィートが必要である。
［動的濾過モジュール、親和性ベースの磁性精製モジュール、及び電荷ベースの磁性精製モジュール又は等電点ベースの流体精製モジュールのうち、少なくとも１つを使用して生物学的生成物を精製する連続プロセス］
生物学的生成物を精製する連続プロセスが記載されており、前記プロセスは、入力ラインを介して生物学的生成物を含む不均一混合物を連続的に受容することを含み、ここで前記生物学的生成物は、タンパク質又はその断片（ポリペプチド）、抗体又はその断片、サイトカイン、ケモカイン、酵素、又は成長因子を含むが、これらに制限されない。精製する際に、生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）は、不純物（細胞、細胞破片、凝集体、宿主細胞タンパク質、望ましくないタンパク質及びペプチド、望ましくない抗体、望ましくない核酸及びオリゴヌクレオチド、ウイルス、塩、バッファ成分、界面活性剤、糖、金属汚染物質、浸出物、培地成分、及び／又は自然的に結合された天然有機分子）が少なくとも６０重量％、７０重量％、８０重量％、９０重量％、９５重量％、又は９９重量％除去されると、実質的に純純である。
前記プロセスには、動的濾過によって不均一混合物から大きな不純物を連続的に除去することが含まれる。前記動的濾過プロセスは、負圧下で入力ラインと流体連通する少なくとも１つの出力ヘッドから動的濾過モジュールに生物学的生成物を連続的に供給することで生物学的生成物を含む濾液を生成する少なくとも１つの動的濾過モジュールを含む。前記動的濾過モジュールは、同軸出力ヘッド又は別個の単軸出力ヘッドを介して洗浄バッファを供給するための少なくとも１つの追加の入力ラインをさらに含み得る。
実施形態では、本明細書に記載のプロセスは、バイオリアクター（例えば、フェドバッチバイオリアクター、灌流バイオリアクター、及びケモスタットバイオリアクター）で連続的に生成される生物学的生成物を精製することを含む。例えば、バイオリアクターは、定常状態の細胞培養成長条件を可能にするバイオリアクター供給ライン及び出力ブリードラインを含み、前記出力ブリードラインは、バイオリアクターから動的濾過モジュールへの連続流体の流れを許容する入力ラインとして機能する。
本明細書に記載されるように、不均一混合物（又は混合物）から大きな不純物を連続的に除去するプロセスは、遠心分離、ディスクスタック遠心分離、深層濾過、静的濾過、接線流動濾過、ハイドロサイクロン、又はこれらの任意の組み合わせを含まない。「静的濾過」という用語は、濾過される不均一混合物が静的状態を維持する過程を指し、すなわち、例えば、フィルタ膜（又は深層フィルタ）が限定された容量を有し、膜がその容量に達すると濾過速度が低下する（例えば、膜の細孔が塞がれる）。「静的」（「動的」とは対照的に）濾過において、フィルタ膜は固定された状態を維持し（移動しない）、流れ（例えば、不均一混合物の流れ）は、固定式フィルタ膜を通過する。これらの静的濾過方法は、当技術分野において通常的であり、簡単でよく知られている。
当技術分野において通常的に使用される静的濾過方法とは異なり、本明細書のプロセスは動的濾過モジュールを説明しており、ここで動的濾過モジュールの構成要素はフィルタ膜の未使用の新しい標的領域で濾過が連続的に発生できるように調整された方式で移動する（例えば、全プロセスの流速に従って膜が移動又は前進する）。これにより、膜の汚れや閉塞がなくなり、作動中のフィルタケーキのパッキング及び厚さを制御することができる。
動的濾過モジュールは、フィルタ膜ロール、膜支持構造物、少なくとも１つの支持ロッド又はローラ、真空ライン、真空システム、及び少なくとも１つの真空収集容器を含む。
実施形態では、前記フィルタ膜ロールは、圧延フィルタ膜を含み、ここで前記フィルタ膜は、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、新水性ポリスルホン、セルロースエステル、セルロースアセテート、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、新水性ＰＶＤＦ、ポリカーボネート、ナイロン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、新水性ＰＴＦＥ、又はこれらの任意の組み合わせを含むが、これらに制限されない。
前記圧延フィルタ膜の孔径は、精製される生物学的生成物によって変わる。例えば、前記圧延フィルタ膜の孔径は、０．１μｍ～１μｍの範囲である。あるいは、前記孔径は、約０．２μｍ～約０．４５μｍの範囲であるか、又は前記孔径は、約０．４５μｍ未満である。他の例では、抗体を精製する際に、前記圧延フィルタ膜の孔径は、０．２μｍ～約０．４５μｍの範囲である。
前記フィルタ膜ロールは、幅が約１０ｍｍ～約６００ｍｍである。例えば、前記フィルタ膜ロールの幅は、動的濾過システム又は膜支持構造物の大きさによって変わり得る。
実施形態では、フィルタ膜ロールはまた収集リールと連通する供給リールとして機能し、これは、フィルタ膜がプレハブロールから始まり、最初は空の収集ロールにまたがり、リールツーリールシステムを生成することを意味する。態様において、動的濾過モジュールは、供給リールと収集リールとの間に延在する圧延フィルタ膜を含み、前記フィルタ膜には、不均一混合物を受容するように構成された標的領域（例えば、活性標的領域）がある。例えば、供給リールの移動は高いトルクで低い膜輸送速度を可能にするために１分あたりの回転数（ＲＰＭ）を２００：１の割合に制限するギアボックスと連結されているサーボモータによって制御される。収集リールの移動は、高いトルクで低い膜輸送速度を可能にするためにＲＰＭを２００：１の割合に制限するギアボックスと連結されているサーボモータによって制御される。さらに、供給リールモータと収集リールモータは、作動中に供給リールと収集リールの両方で絶えずに変化するフィルタ膜ロールの直径と一貫した速度を保証するためにフィードバックメカニズムを作動させる閉ループコントローラによって制御される。例えば、供給リールと収集リールは、同じ速度で同じ方向に作動する。
実施形態では、フィルタ膜の輸送速度は、約０．１ｍｍ／秒～約１００ｍｍ／秒、好ましくは、約０．１ｍｍ／秒～約１０ｍｍ／秒の範囲である。
動的濾過モジュールの膜支持構造物は、静摩擦係数の低い材料（例えば、ＰＴＦＥ）に由来する機械的に滑らかな接触表面、及び真空ラインと連続される開口部を含む。本明細書で使用されるように、「膜支持構造物」は、フィルタ膜の活性領域に構造的支持を提供して、真空ラインと連続される開口部によって負圧領域を通過する際の変形を防止するために作製された構成要素を指す。さらに、本明細書で使用される「機械的に滑らかな接触表面」は、静摩擦係数が低く、特に濡れたときにフィルタ膜の輸送に対抗する摩擦力が低く生成される表面を指す。機械的に滑らかな接触表面は、フィルタ膜が動的方式で動く容易さに影響を与える可能性がある。機械的に滑らかな接触表面はまた表面粗さで測定でき、値が低いほど表面が滑らかになる。さらに、粗い表面は滑らかな表面よりも表面間に摩擦力がより大きいため、本明細書で使用される機械的に滑らかな接触表面は、摩擦力が低い（すなわち、静摩擦係数が低い）表面を指す。
実施形態では、動的濾過モジュールの膜支持構造物は開口部を含む。前記開口部は、例えば、メッシュ、少なくとも１つのスロット、少なくとも１つの孔、フリット、多孔性材料、又はこれらの任意の組み合わせを含み得る。例えば、前記開口部は、一連の規則的又は不規則的に離隔した要素（例えば、メッシュ、少なくとも１つのスロット、少なくとも１つの孔、又はこれらの任意の組み合わせ）を含み得る。さらに、前記開口部は、規則的に離隔した要素を含むことができ、例えば、前記開口部は、一連の間隔が同一の並列スロットを含み得る。さらに、前記開口部は、１つのグレート（ｇｒａｔｅ）（例えば、上述のような一連の規則的又は不規則的に離隔した要素）を含み得る。他の例では、前記開口部は、１つ以上のグレートを含むことができ、ここで各グレートは垂直である。前記開口部は、不規則又は規則的な要素（例えば、一連の並列スロット）の集まりであり得る。前記開口部はまたメッシュを含み得るが、これは、分厚又は全厚であり、平行な列であってもよく、そうでなくてもよい。前記開口部の要素（例えば、メッシュ、少なくとも１つのスロット、少なくとも１つの孔、フリット、多孔性材料、又はこれらの任意の組み合わせ）は、任意の所望の厚さであってもよい。例えば、制限を意図することなく、前記開口部は、約０．２５ｍｍ～約５ｍｍの厚さのメッシュを含んでもよい。
動的濾過モジュールの膜支持構造物には、温度制御メカニズムが含まれている。前記温度制御メカニズムは、蒸発冷却の存在下で約４℃から約３７℃までの温度を維持する。例えば、抗体の精製中、温度制御メカニズムは、１５℃～３７℃の温度を維持する。例示的な温度制御メカニズムは、単一ループコントローラ、マルチループコントローラ、閉ループコントローラ、ＰＩＤコントローラ、ペルチェ素子、抵抗加熱要素、及び／又は循環水／プロピレングリコールジャケット付きサーマルチャックを含むが、これらに制限されない。
実施形態では、動的濾過モジュールの少なくとも１つの支持ロッド又はローラは、静摩擦係数の低い材料（例えば、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ）に由来する機械的に滑らかな接触表面を有する。例えば、静摩擦係数は、約０．０１～約０．１、約０．０１～約０．０５、又は約０．０５～約０．１の範囲である。具体的な例では、静摩擦係数は、０．０４である。例えば、動的濾過モジュールは、膜支持構造物を横切るフィルタ膜の移動を安定させるために、機械的に滑らかな接触表面を有する少なくとも１つの支持ロッド又はローラを含む。
実施形態では、動的濾過モジュールは不均一混合物の流れを調節し、不均一混合物をフィルタ膜の標的領域（例えば、活性標的領域）に分配するための少なくとも１つの出力ヘッドを含む。例えば、前記少なくとも１つの出力ヘッドは、チューブ又はスロットダイである。
いくつかの実施形態では、動的濾過モジュールは、同軸出力ヘッド、別個の単軸出力ヘッド、別個のスロットダイ出力ヘッド、又は複数の開口部を有するスロットダイ出力ヘッドを介して洗浄バッファを供給するための少なくとも１つの追加の入力ラインをさらに含む。
いくつかの実施形態では、動的濾過モジュールは、コーティング及びコンバーティング産業に公知の要素、例えば、制限を意図することなく、アクティブ又はパッシブエッジガイド、張力調整装置（例えば、ダンサー）、ブレーキ及び張力検出器、又はこれらの任意の組み合わせを含む。
実施形態では、動的濾過モジュールは、フィルタ膜の活性標的領域にわたって負圧を適用するために膜支持構造物と連続される真空システムを含み、ここで前記負圧は、膜支持構造物を横切ってフィルタ膜のアクティブ輸送を許容し、生物学的生成物を含む濾液の収集を可能にする。例えば、動的濾過モジュールの真空システムは連続濾過のために、約－５ｋＰａ～約９８ｋＰａ（約－０．０５ｂａｒ～約０．９８ｂａｒ）のゲージ圧を維持する。
実施形態では、動的濾過モジュールは、濾液を収集するように構成された少なくとも１つの真空収集容器、及び少なくとも１つのセンサ又は検出器をさらに含む。本明細書に記載の態様において、動的濾過による精製中、生物学的生成物を含む濾液は、負圧下で約５０ｍＬ～約１００Ｌを収集できる真空収集容器に供給される。例えば、濾液を収集できる真空収集容器は、約１Ｌ～約１０Ｌである。他の例では、濾液を収集できる真空収集容器は、約１Ｌ～約５０Ｌである。
実施形態では、動的濾過によって不均一混合物から大きな不純物（例えば、細胞、細胞破片、及び凝集体）を連続的に除去するプロセスは異なる孔径を有する少なくとも２つの個別圧延フィルタ膜を使用する多段階濾過を含む。例えば、これらの多段階動的濾過プロセスは、小さな孔径（例えば、０．２μｍ）圧延フィルタ膜を有する少なくとも１つの第２の動的濾過装置と流体連通する大きな孔径（例えば、０．４５μｍ）圧延フィルタ膜を有する少なくとも１つの第１の動的濾過装置を含み、それによって、生物学的生成物を含む濾液が生成される。
本明細書に記載のプロセスは、溶液を、生物学的生成物を含む少なくとも１つの画分を含む２つ以上の画分に分離できる第１のモジュールに濾液を連続的に伝達することを含む。例えば、溶液を２つ以上の画分に分離することは、生物学的生成物を含む少なくとも１つの画分、及び小さな不純物を含む少なくとも１つの他の画分を含み得る。本明細書に記載されるように、前記第１のモジュールは親和性ベースの磁性精製装置を含む。「親和性ベースの磁性精製装置」は、選択的な表面固定リガンドが精製する生物学的生成物を認識して結合する分子の構造的結合相互作用（例えば、リガンド－受容体相互作用）に基づく精製技術を指す。例えば、第１のモジュールは、少なくとも１つの第１の流入口と少なくとも１つの第１の流出口を有し、ループコンベアシステム又はピックアンドプレースロボットシステムを介して第１の流入口と第１の流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成される。
実施形態では、親和性ベースの磁性精製装置は、磁性樹脂ビーズの懸濁液をさらに含む。磁性樹脂ビーズの表面は、例えば、制限を意図することなく、タンパク質Ａ、タンパク質Ｇ、タンパク質Ｌ、抗原タンパク質、タンパク質、受容体、抗体、又はアプタマーと連結されている。親和性磁性樹脂ビーズを用いた生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）の連続精製により、従来の親和性カラムクロマトグラフィー（例えば、タンパク質Ａ親和性クロマトグラフィー）の煩わしい処理ステップを避けることができる。
実施形態では、親和性ベースの磁性精製装置の磁性樹脂ビーズの直径は、約０．２ミクロン～約２００ミクロンである。前記磁性樹脂ビーズの直径は、精製される生物学的生成物とプロセスの流速によって変わり得る。さらに、前記磁性樹脂ビーズの濃度は、０．０１重量％～２５重量％の範囲であり得る。例えば、前記磁性樹脂ビーズの濃度は、約１重量％～約１０重量％であり得る。他の例では、磁性樹脂ビーズの結合能力は、ビーズ濃度、表面積対体積比、親和性リガンド密度、又はこれらの任意の組み合わせの関数である。さらに他の例では、磁性樹脂ビーズは、固体、多孔性、ナノ多孔性、微多孔性、又はこれらの任意の組み合わせであり得る。
ループコンベアシステムは、例えば、連続又は無限ループを指し得る。ループコンベアシステムは、従来の親和性カラムクロマトグラフィーシステム（例えば、タンパク質Ａ親和性クロマトグラフィー）と比較して、より小さなフットプリントを許容しながらプロセスを通じて連続的かつ効率的に高流速で多くの量が移動できる点で有利である。生物学的生成物は、トラックで直接運搬されるので、あらゆる大きさの規則的又は不規則的な形状のオブジェクトがいずれも輸送用に構成できる。いくつかの態様では、オブジェクトは、規則的な形状（例えば、立方体、矩形プリズム、シリンダ、及び円錐）を有する輸送容器である。
実施形態では、ループコンベアシステムには、生物学的生成物を含む混合物を含む濾液を連続的に受容し、続いて生物学的生成物、磁性樹脂ビーズ、バッファ、又はこれらの任意の組み合わせを含む生成された不均一混合物を輸送するように構成された磁性樹脂ビーズで満たされた少なくとも２つの輸送容器がある。
ピックアンドプレースロボットシステムは、例えば、少なくとも１つのロボット又はロボットアームを指し得る。ピックアンドプレースロボットシステムは、従来の親和性カラムクロマトグラフィーシステム（例えば、タンパク質Ａ親和性クロマトグラフィー）と比較して、より小さなフットプリントを許容しながらプロセスを通じて連続的かつ効率的に高流速で多くの量が移動できる点で有利である。輸送容器に含まれた生物学的生成物は、ピッキングして配置されるので、あらゆる大きさの規則的な形状のオブジェクトを、ハンドルの有無にかかわらず、輸送及び積み重ね用に構成できる。いくつかの態様では、オブジェクトは、規則的な形状（例えば、立方体、及び矩形プリズム）を有する輸送容器である。
実施形態では、ピックアンドプレースロボットシステムには、生物学的生成物を含む混合物を含む濾液を連続的に受容し、続いて生物学的生成物、磁性樹脂ビーズ、バッファ、又はこれらの任意の組み合わせを含む生成された不均一混合物を輸送するように構成された磁性樹脂ビーズで満たされた少なくとも２つの輸送容器がある。
親和性ベースの磁性精製モジュールは、少なくとも２つの輸送容器のうち、少なくとも１つの容器内で洗浄を可能にするために、不均一混合物から前記磁性樹脂ビーズを引き付けて分離するのに使用され得る少なくとも１つの外部磁場をさらに含む。さらに、前記少なくとも１つの外部磁場は、少なくとも２つの輸送容器のうち、少なくとも１つの内での前記生物学的生成物の溶出を可能にするために不均一混合物から前記磁性樹脂ビーズを引き付けて分離するのに使用され得る。あるいは、前記少なくとも１つの外部磁場は、少なくとも２つの輸送容器のうち、少なくとも１つの容器内で前記磁性樹脂ビーズのリサイクルを可能にするために使用され得る。例えば、磁性樹脂ビーズの混合は、オンとオフの状態の間を切り替える２つの別個の対向する磁場の間に少なくとも１つの輸送容器を配置することによって達成され得る。
本明細書に記載のプロセスはまた、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口から、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口からの流れを受容するための少なくとも１つの流入口を有する第２のモジュールに生物学的生成物を含む画分を連続的に伝達することを含み、前記第２のモジュールは、電荷ベースの磁性精製装置を含む。本明細書に使用される「電荷ベースの磁性精製装置」は、例えば、生物学的分子を、この表面電荷、イオン特性、静電相互作用、又は等電点に基づいて精製することを含む。本明細書に記載されるように、電荷ベースの磁性精製装置は、正電荷ベースの磁性精製装置、負電荷ベースの磁性精製装置、又はこれらの組み合わせを含む。例えば、第２のモジュールは、少なくとも１つの第２の流入口と少なくとも１つの第２の流出口を有し、ループコンベアシステム又はピックアンドプレースロボットシステムを介して第２の流入口と第２の流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成される。
実施形態では、電荷ベースの磁性精製装置（例えば、正電荷及び／又は負電荷ベースの磁性精製）は、磁性樹脂ビーズの懸濁液をさらに含む。例えば、磁性樹脂ビーズの表面は、各々正電荷ベースの磁性精製又は負電荷ベースの磁性精製を可能にするために、特定のｐＨ及びイオン強度で前記生物学的生成物と選択的に会合するように構成されたカチオン性又はアニオン性官能基を含み得る。イオン性磁性樹脂ビーズを用いた生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）の連続精製により、従来のイオン交換カラムクロマトグラフィー（例えば、陽イオン交換又は陰イオン交換クロマトグラフィー）の煩わしい処理ステップを避けることができる。
実施形態では、電荷ベースの磁性精製装置の磁性樹脂ビーズの直径は、約０．２ミクロン～約２００ミクロンである。前記磁性樹脂ビーズの直径は、精製される生物学的生成物とプロセスの流速によって変わり得る。さらに、前記磁性樹脂ビーズの濃度は、０．０１重量％～２５重量％の範囲であり得る。例えば、前記磁性樹脂ビーズの濃度は、約１重量％～約１０重量％であり得る。他の例では、磁性樹脂ビーズの電荷又は静電会合容量は、ビーズ濃度、表面積対体積比、表面電荷密度、正味電荷、又はこれらの任意の組み合わせの関数である。さらに他の例では、磁性樹脂ビーズは、固体、多孔性、ナノ多孔性、微多孔性、又はこれらの任意の組み合わせであり得る。
ループコンベアシステムは、例えば、連続又は無限ループを指し得る。ループコンベアシステムは、従来のイオン交換カラムクロマトグラフィーシステムと比較して、より小さなフットプリントを許容しながらプロセスを通じて連続的かつ効率的に高流速で多くの量が移動できる点で有利である。生物学的生成物は、トラックで直接運搬されるので、あらゆる大きさの規則的又は不規則的な形状のオブジェクトがいずれも輸送用に構成できる。いくつかの態様では、オブジェクトは、規則的な形状（例えば、立方体、矩形プリズム、シリンダ、及び円錐）を有する輸送容器である。
実施形態では、ループコンベアシステムには、生物学的生成物を含む混合物を連続的に受容し、続いて生物学的生成物、磁性樹脂ビーズ、バッファ、又はこれらの任意の組み合わせを含む生成された不均一混合物を輸送するように構成された磁性樹脂ビーズで満たされた少なくとも２つの輸送容器がある。
ピックアンドプレースロボットシステムは、例えば、少なくとも１つのロボット又はロボットアームを指し得る。ピックアンドプレースロボットシステムは、従来のイオン交換クロマトグラフィーシステムと比較して、より小さなフットプリントを許容しながらプロセスを通じて連続的かつ効率的に高流速で多くの量が移動できる点で有利である。輸送容器に含まれた生物学的生成物は、ピッキングして配置されるので、あらゆる大きさの規則的な形状のオブジェクトを、ハンドルの有無にかかわらず、輸送及び積み重ね用に構成できる。いくつかの態様では、オブジェクトは、規則的な形状（例えば、立方体、及び矩形プリズム）を有する輸送容器である。
実施形態では、ピックアンドプレースロボットシステムには、生物学的生成物を含む混合物を含む濾液を連続的に受容し、続いて生物学的生成物、磁性樹脂ビーズ、バッファ、又はこれらの任意の組み合わせを含む生成された不均一混合物を輸送するように構成された磁性樹脂ビーズで満たされた少なくとも２つの輸送容器がある。
電荷ベースの磁性精製モジュールは、少なくとも２つの輸送容器のうち、少なくとも１つの容器内で洗浄を可能にするために不均一混合物から前記磁性樹脂ビーズを引き付けて分離するのに使用され得る少なくとも１つの外部磁場をさらに含む。さらに、前記少なくとも１つの外部磁場は、少なくとも２つの輸送容器のうち、少なくとも１つの容器内で前記生物学的生成物の解離及び収集を可能にするために、不均一混合物から前記磁性樹脂ビーズを引き付けて分離するのに使用され得る。あるいは、前記少なくとも１つの外部磁場は、少なくとも２つの輸送容器のうち、少なくとも１つの容器内で前記磁性樹脂ビーズのリサイクルを可能にするために使用され得る。例えば、磁性樹脂ビーズの混合は、オンとオフの状態の間を切り替える２つの別個の対向する磁場の間に少なくとも１つの輸送容器を配置することによって達成され得る。
本明細書に記載の実施形態では、第１の（親和性ベースの磁性精製）及び／又は第２の（電荷ベースの磁性精製）モジュールの一方又は両方の磁性樹脂ビーズは、リサイクル及び再使用される。例えば、前記ビーズは、生物学的生成物を精製するために、少なくとも２回、３回、４回、又はそれ以上再使用できる。
あるいは、本明細書に記載のプロセスは、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口から、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口からの流れを受容するための少なくとも１つの流入口を有する第２のモジュールに生物学的生成物を含む画分を連続的に伝達することを含み、前記第２のモジュールは、フリーフロー電気泳動装置を含む。２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及び水性イオン溶液を有するフリーフロー電気泳動装置は、生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）を精製するための電荷ベースの磁性精製モジュールの代わりに、又はそれに加えて使用され得る。
例えば、２枚の並列板の溶液接触表面は、ガラス、セラミック、プラスチック、又はこれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの例では、水性イオン溶液は、主分離チャンネルを横切ってｐＨ勾配を生じさせ得る。他の例では、水性イオン溶液は、主分離チャンネルを横切って一定のｐＨを付与することができる。
実施形態では、フリーフロー電気泳動装置には、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及びｐＨ勾配を含む少なくとも１つの流体素子がある。例えば、等電点ベースの流体精製モジュールは、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及び主分離チャンネルを横切る粗いｐＨ勾配（例えば、粗いｐＨ勾配は、約２～約１０のｐＨ範囲であり得る）を含む少なくとも１つの第１の流体素子、及び２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及び主分離チャンネルを横切る微細なｐＨ勾配（例えば、微細なｐＨ勾配は、約５～約８のｐＨ範囲であり得る）を含む少なくとも１つの第２の流体素子を含む。例えば、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネルと流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配を含む追加の後続の流体素子又はチップを使用して主分離チャンネルを横切るｐＨ勾配をさらにリパイニングすることができる（例えば、約７．１～約７．６のｐＨ範囲）。
他の実施形態では、フリーフロー電気泳動装置は、ゾーン電気泳動又は電荷分離作動モードで作動するために２枚の並列板の間に生成された流体チャンネルと流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配を含み、ｐＨ勾配がない（例えば、主分離チャンネルで一定のｐＨ）少なくとも１つの流体素子がある。例えば、等電点ベースの流体精製モジュールは、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及び一定の塩基性ｐＨ（例えば、ｐＨ７を超える）を含む少なくとも１つの第１の流体素子、及び２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及び一定の酸性ｐＨ（例えば、ｐＨ７未満）を含む少なくとも１つの第２の流体素子を含む。
他の実施形態では、フリーフロー電気泳動装置には、等速電気泳動作動モードで作動するために、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及びスペーサー溶液（例えば、ＮａＣｌ溶液）によって分離されている酸性ｐＨ勾配及び塩基性ｐＨ勾配の両方を含む少なくとも１つの流体素子がある。
他の実施形態では、等電点ベースの流体精製モジュールは、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネルと流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配を含む少なくとも１つの第１のフリーフロー電気泳動装置、及び２枚の並列板の間に生成された流体チャンネルと流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配を含む少なくとも１つの第２のフリーフロー電気泳動装置を含み、ここでそれぞれの素子は直列に連結されており、精製を可能にする独立した作動モードで作動できる。例えば、少なくとも１つの第１のフリーフロー電気泳動装置は、等電点電気泳動モードで作動することができ、少なくとも１つの第２のフリーフロー電気泳動装置は、等速電気泳動モードで作動して分離分解能を高めることができる。
他の実施形態では、等電点ベースの流体精製モジュールは、定義された一方向の力を誘導し得る少なくとも１つの誘電泳動電極を有する流体チャンネルを含む少なくとも１つの第１の流体素子と、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及び主分離チャンネルを横切る粗いｐＨ勾配（例えば、約２～約１０のｐＨ範囲）を含む少なくとも１つの第２のフリーフロー電気泳動装置、及び２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及び主分離チャンネルを横切る微細なｐＨ勾配（例えば、約５～約８のｐＨ範囲）を含む少なくとも１つの第３のフリーフロー電気泳動装置を含む。例えば、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネルと流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配を含む追加の後続の流体素子又はチップを使用して主分離チャンネルを横切るｐＨ勾配をさらにリパイニングすることができる（例えば、約７．１～約７．６のｐＨ範囲）。
実施形態では、等電点ベースの流体精製装置は、陽極又は陰極として機能するために、少なくとも２つの電極（例えば、白金線電極）をさらに含む。
実施形態では、等電点ベースの流体精製装置内の背圧は、チャンネルの形状及び寸法、流入口及び流出口の開口部及び／又はチュービング径、及び入力流速によって変わる。例えば、前記背圧は、約３．４５ｋＰａ～約６８．９ｋＰａ（約０．５ｐｓｉ～約１０ｐｓｉ）の範囲である。いくつかの例では、前記背圧は、例えば、制限を意図することなく、ニードル弁によって制御される。
実施形態では、等電点ベースの流体精製装置は、印加電圧下で電極チャンネル内で発生するＯ２及びＨ２ガス気泡を連続的に除去するための少なくとも１つの気泡除去システムをさらに含む。いくつかの実施形態では、電気分解気泡を除去することは、実質的に長期間の連続的な作動を可能にするために不可欠である。例えば、気泡除去システムは、疎水性ＰＴＦＥ膜を利用し、真空システムへの露出によって発生点で電気分解気泡を持続的に除去できる電極チャンネルの上に防水封止部を生成する。例えば、真空ゲージ圧は、約－５ｋＰａ～約－４０ｋＰａ（約－０．０５ｂａｒ～約－０．４ｂａｒ）の範囲である。
実施形態では、等電点ベースの流体精製装置は、温度制御及びジュール熱放散を可能にするために、アクティブ冷却システム又はヒートシンク（例えば、ペルチェ素子、循環水／プロピレングリコールジャケット付きサーマルチャック）をさらに含む。例えば、アクティブ冷却システムは、約４℃～約５０℃、好ましくは、約４℃～約３７℃の範囲で冷却及び／又は熱放散を制御し得る。理想的には、生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）を分離する場合、温度は、約１０℃～約２５℃に維持される。例えば、アクティブ冷却システムは、冷却された循環水／プロピレングリコールジャケットを含むアルミニウムサーマルチャックを含む。
実施形態では、等電点ベースの流体精製モジュールは、少なくとも１つのバッファ又は両性電解質システムを含む。
実施形態では、等電点ベースの流体精製モジュールは、少なくとも１つの電極溶液を含む。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの電極溶液は、例えば、それぞれリン酸及び水酸化ナトリウムなどの陽極又は陰極と接触して適切な機能を可能にするように構成された電解質溶液を含む。他の実施形態では、少なくとも１つの電極溶液は、主分離チャンネル、陽極チャンネル、及び陰極チャンネルを介して流れる、例えば、トリス緩衝生理食塩水などの、陽極又は陰極と接触し、適切な機能を可能にするように構成された少なくとも１つの両性電解質溶液を含む。
実施形態では、等電点ベースの流体精製モジュールは、少なくとも１つのセンサ又は検出器を含む。例えば、少なくとも１つのセンサ又は検出器は、インラインに配置される。いくつかの例では、少なくとも１つのセンサ又は検出器は、フローセンサ、温度センサ、導電率センサ、ｐＨセンサ、屈折率検出器、ＵＶ検出器、又は背圧センサを含むが、これらに制限されない。
実施形態では、等電点ベースの流体精製モジュールは、少なくとも１つの液体回路遮断器を含むか、又は前記装置のダウンストリームと少なくとも１つのインラインセンサ又は検出器のアップストリームを断絶して無電圧溶液で感知又は検出を実行できるようにする。
現在特許請求されたプロセスは、例えば、タンパク質又はその断片（ポリペプチド）、抗体又はその断片、サイトカイン、ケモカイン、酵素、又は成長因子などの生物学的生成物を精製するための現在のダウンストリーム方法及びプロセスに比べて多くの利点を提供する。例えば、制限を意図することなく、本明細書に記載のプロセスは、スループットと収率を維持しながら、バッチ式、単一使用、又は半連続モノクローナル抗体を製造する従来のアプローチと比較すると、生産施設のフットプリント、施設の構築及び検証に必要な時間、施設の構築に関するコスト、及び資本設備の支出を大きく減らすモノクローナル抗体を精製するための連続的なバイオプロセスを提供する。本明細書に記載のような連続バイオプロセッシングは、連続的に作動できる能力によって、従来のダウンストリームバイオプロセッシングのバッチ式の遠心分離、深層濾過、及びカラムクロマトグラフィーステップに必要な大型のプロセス装置（その大きさは、大きなバイオリアクターの体積に左右される）が必要ではないため、より小型で簡素化された装置（例えば、より小さなバイオリアクターの体積及びダウンストリームバイオプロセス装置）を使用する。さらに、連続的に作動するより小型で簡素化された装置は、定常状態でモノクローナル抗体を生産する非常に小型のバイオリアクターを使用する。本明細書に記載のような連続バイオプロセスはまた、従来のモノクローナル抗体製造アプローチと比較すると、運用コスト、全体的なバイオプロセスラインのダウンタイム、及び生物学的生成物の損失を大幅に削減することができる。最後に、生物学的生成物を精製するための本明細書に記載のプロセスは、キログラム／年基準で、製品スループット又は収率を犠牲にすることなく、現在の技術よりも大幅に少ない平方フィートを占めるフットプリントを持つシステムで行われる。
本明細書に記載のプロセス及び方法の利点は、膜の汚れ又は閉塞なしに、大きな不純物（例えば、細胞、細胞破片、及び凝集体）を除去する能力を含む。膜の汚れは、不均一混合物が膜表面上又は膜の細孔内に堆積し、時間の経過と共に膜の性能が低下して従来の濾過システムの有用性に大きな制限をもたらすプロセスを指し得る。例えば、従来の濾過又は接線流動濾過システムを使用して細胞培養培地から細胞、細胞破片、及び凝集体を浄化することは、通常的にフィルタ膜の汚れ又は閉塞をもたらし、これらの方法は、長期間の連続プロセスによって生物学的生成物を含む不均一混合物から大きな不純物を連続的に除去する手段として不適切である。これに対して、本明細書に記載の動的濾過装置は、フィルタ膜の活性標的領域が持続的に新しくなるため、膜を汚れることなく、生物学的生成物を含む不均一混合物から大きな不純物を連続的に除去することを可能にする。
さらに、生物学的生成物を生産及び精製する全プロセスが連続的であり得ると共に、全プロセスにわたって、約０．１ｍＬ／分～約５０ｍＬ／分（例えば、約５ｍＬ／分～約１０ｍＬ／分）の範囲の流速を維持することができるため、プロセス装置及び全プロセスのフットプリントは、キログラム／年基準で、製品スループット又は収率を犠牲にすることなく、現在の標準的なプロセスよりも大幅に小さなフットプリントを持つことができる。例えば、本明細書に記載のモノクローナル抗体を生産及び精製するプロセスは、最大約３０，０００平方フィートを占めるフットプリントで作動される。これに対して、現在のモノクローナル抗体生産及びダウンストリームプロセスには、最小２００，０００平方フィートが必要である。例えば、生物学的生成物を精製するプロセスの流速は、約１ｍＬ／分～約１０ｍＬ／分の範囲である。いくつかの例では、不均一混合物から大きな不純物を連続的に除去するステップの流速は、約０．１ｍＬ／分～約５０ｍＬ／分の範囲である。他の例では、不均一混合物から大きな不純物を連続的に除去するステップの流速は、バイオリアクターブリードラインからの流速に等しい。他の例では、濾液を第１のモジュールに連続的に伝達するステップの流速が、約０．１ｍＬ／分～約５０ｍＬ／分の範囲であるプロセスが提供される。さらに他の例では、生物学的生成物を含む画分を第１の流出口から第２のモジュールに連続的に伝達するステップの流速が、約０．１ｍＬ／分～約５０ｍＬ／分の範囲であるプロセスが提供される。
本明細書に記載の磁性樹脂ビーズ（例えば、磁性アガロース）を利用するプロセス及び方法の重要な利点は、これらのシステムが、殺菌、リサイクル、及び／又は再生のために、従来の固定相又はパッキングされた樹脂カラム（例えば、標準クロマトグラフィー用）を必要としないことを含む。例えば、これらのシステムは、作動中に磁性樹脂ビーズの無限の表面積を生成するために、磁性樹脂ビーズのリサイクル及び／又は再生を提供し、その結果、連続的かつコスト効率の良い方法を提供する。言い換えれば、本明細書に記載のモジュールは、固定の結合又は会合能力を有していない。具体的な例では、本明細書に記載のような生物学的生成物の精製中に使用される磁性樹脂ビーズは、持続的にリサイクル及び再生されるので、バイオリアクターブリードラインからの流れを中断することなく、動的濾過モジュール又は精製モジュールのいずれかの前のステップからの流れを受容できる。
言い換えれば、本発明に記載のモジュールは、これらのステップを連続的に受けているので、実行後に殺菌、再生、及び／又はリサイクルのためにアイドル状態のままにしておく必要はない。前記方法は、現在のカラムクロマトグラフィー法が樹脂パッキングの制約によって限定されたカラム容量の限界を有するので、連続入力フローを受容し、全容量に達したカラムの再生及び／又はリサイクルを可能にするためには、複数のパックドカラムのカラム切り替えが必要である点で、現在の連続クロマトグラフィー法とは異なる。本明細書に記載の方法の別の利点は、磁性樹脂ビーズが固定相にパッキングされず、むしろ磁性樹脂ビーズが移動する点を含む。このようなビーズの移動性は、実質的により多くの磁性樹脂ビーズ表面が露出して自由に結合できるので、結合又は会合に使用できる樹脂ビーズの表面積を増加させる。さらに、パックドカラム内の樹脂ビーズは、カラムを通る流れを生成するために高圧差にさらされ、これによる損傷は、カラムを所望の寿命よりも短縮させる理由の１つである。ここに記載の発明における移動性樹脂ビーズは、実質的により低い圧力にさらされ、壊れやすいビーズに対してはるかに柔らかいため、寿命を延長させる。さらに、このような移動性によって磁性樹脂ビーズが再生完了してこれらの初期状態に戻る可能性が高くなる。これにより、磁性樹脂がより効率的に用いられるので、本明細書に記載の方法のコスト効率性をさらに向上する。
本明細書に記載のフリーフロー電気泳動を用いるプロセス及び方法の重要な利点は、このシステムが「生成物の損失がない」プロセスを表す点、すなわち、分離が水溶液中で標的生物学的生成物の物理化学的特性に従って電場との相互作用を介して発生するため、生成物が樹脂又は他の精製モイエティと相互作用する必要がない点である。従来のイオン交換クロマトグラフィーと比較して、理論的により高い純度の製品を得ることができるため、このアプローチの分解能にも別の利点が観察される。さらに、本質的な物理化学的特性に基づく分離は、タンパク質又はその断片（ポリペプチド）、抗体又はその断片、サイトカイン、ケモカイン、酵素、成長因子、オリゴヌクレオチド、ウイルス、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス（ＡＡＶ）、又はレンチウイルスを含むが、これらに制限されない様々な生物学的生成物の精製のためのこのようなアプローチの有用性を拡張させる。
さらに、モジュール式のアプローチは、様々な範囲の生物学的生成物を受容するようにプロセス設計の柔軟性を提供する。
［動的濾過モジュール、親和性ベースの精製モジュール、及び電荷ベースの精製モジュール又は等電点ベースの流体精製モジュールのうち、少なくとも１つを使用して生物学的生成物を精製する連続プロセス］
生物学的生成物を精製する連続プロセスが記載されており、前記プロセスは、入力ラインを介して生物学的生成物を含む不均一混合物を連続的に受容することを含み、ここで前記生物学的生成物は、タンパク質又はその断片（ポリペプチド）、抗体又はその断片、サイトカイン、ケモカイン、酵素、又は成長因子を含むが、これらに制限されない。精製する際に、生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）は、不純物（細胞、細胞破片、凝集体、宿主細胞タンパク質、望ましくないタンパク質及びペプチド、望ましくない抗体、望ましくない核酸及びオリゴヌクレオチド、ウイルス、塩、バッファ成分、界面活性剤、糖、金属汚染物質、浸出物、培地成分、及び／又は自然的に結合された天然有機分子）が少なくとも約６０重量％、７０重量％、８０重量％、９０重量％、９５重量％、又は９９重量％除去されると、実質的に純純である。
前記プロセスには、動的濾過によって不均一混合物から大きな不純物を連続的に除去することが含まれる。前記動的濾過プロセスは、負圧下で入力ラインと流体連通する少なくとも１つの出力ヘッドから動的濾過モジュールに生物学的生成物を連続的に供給することで生物学的生成物を含む濾液を生成する少なくとも１つの動的濾過モジュールを含む。前記動的濾過モジュールは、同軸出力ヘッド又は別個の単軸出力ヘッドを介して洗浄バッファを供給するための少なくとも１つの追加の入力ラインをさらに含み得る。
実施形態では、本明細書に記載のプロセスは、バイオリアクター（例えば、フェドバッチバイオリアクター、灌流バイオリアクター、及びケモスタットバイオリアクター）で連続的に生成される生物学的生成物を精製することを含む。例えば、バイオリアクターは、定常状態の細胞培養成長条件を可能にするバイオリアクター供給ライン及び出力ブリードラインを含み、前記出力ブリードラインは、バイオリアクターから動的濾過モジュールへの連続流体の流れを許容する入力ラインとして機能する。
本明細書に記載されるように、不均一混合物から大きな不純物を連続的に除去するプロセスは、遠心分離、ディスクスタック遠心分離、深層濾過、静的濾過、接線流動濾過、ハイドロサイクロン、又はこれらの任意の組み合わせを含まない。「静的濾過」という用語は、濾過される不均一混合物が静的状態を維持する過程を指し、すなわち、例えば、フィルタ膜（又は深層フィルタ）が限定された容量を有し、膜がこの容量に達すると濾過速度が低下する（例えば、膜の細孔が塞がれる）。「静的」（「動的」とは対照的に）濾過では、フィルタ膜は、固定された状態を維持し（移動しない）、流れ（例えば、不均一混合物の流れ）は、固定式フィルタ膜を通過する。これらの静的濾過方法は、当技術分野において通常的であり、簡単でよく知られている。
当技術分野において通常的に使用される静的濾過方法とは異なり、本明細書のプロセスは、動的濾過モジュールを記載しており、ここで動的濾過モジュールの構成要素は、フィルタ膜の未使用の新しい標的領域で濾過が連続的に発生できるように調整された方式で移動する（例えば、全プロセスの流速に従って膜が移動又は前進する）。これにより、膜の汚れや閉塞がなくなり、作動中のフィルタケーキのパッキング及び厚さを制御することができる。
動的濾過モジュールは、フィルタ膜ロール、膜支持構造物、少なくとも１つの支持ロッド又はローラ、真空ライン、真空システム、及び少なくとも１つの真空収集容器を含む。
例えば、フィルタ膜ロールは圧延フィルタ膜を含み、ここで前記フィルタ膜は、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、新水性ポリスルホン、セルロースエステル、セルロースアセテート、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、新水性ＰＶＤＦ、ポリカーボネート、ナイロン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、新水性ＰＴＦＥ、又はこれらの任意の組み合わせを含むが、これらに制限されない。
前記圧延フィルタ膜の孔径は、精製される生物学的生成物によって変わる。例えば、前記圧延フィルタ膜の孔径は、０．１μｍ～１μｍの範囲である。あるいは、前記孔径は、約０．２μｍ～約０．４５μｍの範囲であるか、又は前記孔径は、約０．４５μｍ未満である。他の例では、抗体を精製する際に、前記圧延フィルタ膜の孔径は０．２μｍ～約０．４５μｍの範囲である。
前記フィルタ膜ロールは、幅が約１０ｍｍ～約６００ｍｍである。例えば、前記フィルタ膜ロールの幅は、動的濾過システム又は膜支持構造物の大きさによって変わり得る。
実施形態では、フィルタ膜ロールはまた収集リールと連通する供給リールとして機能し、これは、フィルタ膜がプレハブロールから始まり、最初は空の収集ロールにまたがり、リールツーリールシステムを生成することを意味する。態様では、動的濾過モジュールは、供給リールと収集リールとの間に延在する圧延フィルタ膜を含み、フィルタ膜には、不均一混合物を受容するように構成された活性標的領域がある。例えば、供給リールの移動は、高いトルクで低い膜輸送速度を可能にするために１分あたりの回転数（ＲＰＭ）を２００：１の割合に制限するギアボックスと連結されているサーボモータによって制御される。収集リールの移動は、高いトルクで低い膜輸送速度を可能にするためにＲＰＭを２００：１の割合に制限するギアボックスと連結されているサーボモータによって制御される。さらに、供給リールモータと収集リールモータは、作動中に供給リールと収集リールの両方で絶えずに変化するフィルタ膜ロールの直径と一貫した速度を保証するためにフィードバックメカニズムを作動させる閉ループコントローラによって制御される。例えば、供給リールと収集リールは、同じ速度で同じ方向に作動する。
実施形態では、フィルタ膜の輸送速度は、約０．１ｍｍ／秒～約１００ｍｍ／秒、好ましくは、約０．１ｍｍ／秒～約１０ｍｍ／秒の範囲である。
動的濾過モジュールの膜支持構造物は、静摩擦係数の低い材料（例えば、ＰＴＦＥ）に由来する機械的に滑らかな接触表面、及び真空ラインと連続される開口部を含む。本明細書で使用されるように、「膜支持構造物」は、フィルタ膜の活性領域に構造的支持を提供して真空ラインと連続される開口部によって負圧領域を通過するとき変形を防止するように作製された構成要素を指す。さらに、本明細書で使用される「機械的に滑らかな接触表面」は、静摩擦係数が低く、特に濡れたときにフィルタ膜の輸送に対抗する摩擦力が低く生成される表面を指す。機械的に滑らかな接触表面は、フィルタ膜が動的方式で動く容易さに影響を与える可能性がある。機械的に滑らかな接触表面はまた表面粗さで測定でき、値が低いほど表面が滑らかになる。さらに、粗い表面は滑らかな表面よりも表面の間に摩擦力が大きいため、本明細書で使用される機械的に滑らかな接触表面は、摩擦力が低い（すなわち、静摩擦係数が低い）表面を指す。
実施形態では、動的濾過モジュールの膜支持構造物は開口部を含む。前記開口部は、例えば、メッシュ、少なくとも１つのスロット、少なくとも１つの孔、フリット、多孔性材料、又はこれらの任意の組み合わせを含み得る。例えば、前記開口部は、一連の規則的又は不規則的に離隔した要素（例えば、メッシュ、少なくとも１つのスロット、少なくとも１つの孔、又はこれらの任意の組み合わせ）を含み得る。さらに、前記開口部は、規則的に離隔した要素を含むことができ、例えば、前記開口部は、一連の間隔が同一の並列スロットを含み得る。さらに、前記開口部は、１つのグレート（例えば、上述のような一連の規則的又は不規則的に離隔した要素）を含み得る。他の例では、前記開口部は、１つ以上のグレートを含むことができ、ここで各グレートは垂直である。前記開口部は、不規則又は規則的な要素（例えば、一連の並列スロット）の集まりであり得る。前記開口部はまたメッシュを含み得るが、これは、分厚又は全厚であり、平行な列であってもよく、そうでなくてもよい。前記開口部の要素（例えば、メッシュ、少なくとも１つのスロット、少なくとも１つの孔、フリット、多孔性材料、又はこれらの任意の組み合わせ）は任意の所望の厚さであってもよい。例えば、制限を意図することなく、前記開口部は、約０．２５ｍｍ～約５ｍｍの厚さのメッシュを含み得る。
動的濾過モジュールの膜支持構造物には、温度制御メカニズムが含まれている。前記温度制御メカニズムは、蒸発冷却の存在下で約４℃から約３７℃までの温度を維持する。例えば、抗体の精製中、温度制御メカニズムは、約１５℃～約３７℃の温度を維持する。例示的な温度制御メカニズムは、単一ループコントローラ、マルチループコントローラ、閉ループコントローラ、ＰＩＤコントローラ、ペルチェ素子、及び／又は循環水／プロピレングリコールジャケット付きサーマルチャックを含むが、これらに制限されない。
実施形態では、動的濾過モジュールの少なくとも１つの支持ロッド又はローラは、静摩擦係数の低い材料（例えば、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ）に由来する機械的に滑らかな接触表面を有する。例えば、動的濾過モジュールは、膜支持構造物を横切るフィルタ膜の移動を安定させるために、機械的に滑らかな接触表面を有する少なくとも１つの支持ロッド又はローラを含む。
実施形態では、動的濾過モジュールは不均一混合物の流れを調節し、不均一混合物をフィルタ膜の活性標的領域に分配するための少なくとも１つの出力ヘッドを含む。例えば、前記少なくとも１つの出力ヘッドは、チューブ又はスロットダイである。
いくつかの実施形態では、動的濾過モジュールは、同軸出力ヘッド、別個の単軸出力ヘッド、別個のスロットダイ出力ヘッド、又は複数の開口部を有するスロットダイ出力ヘッドを介して洗浄バッファを供給するための少なくとも１つの追加の入力ラインをさらに含む。
いくつかの実施形態では、動的濾過モジュールは、コーティング及びコンバーティング産業に公知の要素、例えば、制限を意図することなく、アクティブ又はパッシブエッジガイド、張力調整装置（例えば、ダンサー）、ブレーキ及び張力検出器、又はこれらの任意の組み合わせを含む。
実施形態では、動的濾過モジュールは、フィルタ膜の標的領域（例えば、活性標的領域）にわたって負圧を適用するために膜支持構造物と連続される真空システムを含み、ここで前記負圧は、膜支持構造物を横切ってフィルタ膜のアクティブ輸送を許容し、生物学的生成物を含む濾液の収集を可能にする。例えば、動的濾過モジュールの真空システムは、連続濾過のために、約－５ｋＰａ～約－９８ｋＰａ（約－０．０５ｂａｒ～約－０．９８ｂａｒ）のゲージ圧を維持する。
実施形態では、動的濾過モジュールは、濾液を収集するように構成された少なくとも１つの真空収集容器、及び少なくとも１つのセンサ又は検出器をさらに含む。本明細書に記載の態様では、動的濾過による精製中に、生物学的生成物を含む濾液は、負圧下で約５０ｍＬ～約１００Ｌを収集できる真空収集容器に供給される。例えば、濾液を収集できる真空収集容器は、約１Ｌ～約１０Ｌである。他の例では、濾液を収集できる真空収集容器は、約１Ｌ～約５０Ｌである。
実施形態では、動的濾過によって不均一混合物から大きな不純物（例えば、細胞、細胞破片、及び凝集体）を連続的に除去するプロセスは、異なる孔径を有する少なくとも２つの個別圧延フィルタ膜を使用する多段階濾過を含む。例えば、これらの多段階動的濾過プロセスは、小さな孔径（例えば、０．２μｍ）圧延フィルタ膜を有する少なくとも１つの第２の動的濾過装置と流体連通する大きな孔径（例えば、０．４５μｍ）圧延フィルタ膜を有する少なくとも１つの第１の動的濾過装置を含み、それによって、生物学的生成物を含む濾液が生成される。
本明細書に記載のプロセスは、溶液を、生物学的生成物を含む少なくとも１つの画分を含む２つ以上の画分に分離できる第１のモジュールに濾液を連続的に伝達することを含む。例えば、溶液を２つ以上の画分に分離することは、生物学的生成物を含む少なくとも１つの画分、及び小さな不純物を含む少なくとも１つの他の画分を含み得る。本明細書に記載されるように、前記第１のモジュールは、親和性ベースの精製装置を含む。「親和性ベースの精製装置」は、選択的な表面固定リガンドが精製する生物学的生成物を認識して結合する分子の構造的結合相互作用（例えば、リガンド－受容体相互作用）に基づく精製技術を指す。例えば、前記第１のモジュールは、少なくとも１つの第１の流入口及び少なくとも１つの第１の流出口を有し、リッドシステム、容器カルーセル、及び収集システムを含む機械的回転システムを介して第１の流入口と第１の流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成される。
実施形態では、親和性ベースの精製装置は、樹脂ビーズの懸濁液をさらに含む。樹脂ビーズの表面は、例えば、制限を意図することなく、タンパク質Ａ、タンパク質Ｇ、タンパク質Ｌ、抗原タンパク質、タンパク質、受容体、抗体、又はアプタマーと連結されている。親和性樹脂ビーズを用いた生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）の連続精製により、従来の親和性カラムクロマトグラフィー（例えば、タンパク質Ａ親和性クロマトグラフィー）の煩わしい処理ステップを避けることができる。
実施形態では、親和性ベースの精製装置の樹脂ビーズの直径は、約０．２ミクロン～約２００ミクロンである。前記樹脂ビーズの直径は、精製される生物学的生成物とプロセスの流速によって変わり得る。さらに、前記樹脂ビーズの濃度は、０．０１重量％～２５重量％の範囲であり得る。例えば、前記磁性樹脂ビーズの濃度は、約１重量％～約２０重量％であり得る。他の例では、樹脂ビーズの結合能力は、ビーズ濃度、表面積対体積比、親和性リガンド密度、又はこれらの任意の組み合わせの関数である。さらに他の例では、樹脂ビーズは、固体、多孔性、ナノ多孔性、微多孔性、又はこれらの任意の組み合わせであり得る。
実施形態では、親和性ベースの精製モジュールは、少なくとも１つのガスケットリッドを有するリッドシステムを含み、前記少なくとも１つのガスケットリッドは、正のヘッド圧を制御できるようにガスを導入するための少なくとも１つの流入口と、大気圧への平衡を可能にする少なくとも１つのベントポートと、樹脂ビーズの懸濁液を導入するための少なくとも１つの流入口と、生物学的生成物を含む濾液を受容するための少なくとも１つの流入口と、前記樹脂ビーズの洗浄、溶出、又は再生を可能にするために樹脂ビーズを分散させるバッファシステムを導入するための少なくとも２つの流入口を含む。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのガスケットリッドは、樹脂ビーズの分散を可能にするために、オーバーヘッド撹拌インペラを受容するためのポートをさらに含む。例えば、前記リッドシステムは、ｚ軸に沿って移動を制御する。
実施形態では、親和性ベースの精製モジュールは、機械的回転システム、例えば、生物学的生成物を含む混合物を連続的に受容し、続いて生物学的生成物、樹脂ビーズ、バッファ、又はこれらの任意の組み合わせを含む生成された不均一混合物を輸送するように構成された樹脂ビーズで満たされた少なくとも２つの容器を含むカルーセルを含む。例えば、前記機械的回転システムは、加圧を可能にするために、リッドシステムと嵌合するように構成される。他の例では、機械式回転システムは、ｘｙ平面での移動又は回転を制御する。
実施形態では、親和性ベースの精製モジュールの少なくとも２つの容器は、それぞれ、結合、脱結合、洗浄、溶出、及び再生プロセスステップ中に樹脂ビーズの保有を可能にする支持された基底フィルタ又はフィルタ膜を有する。例えば、少なくとも２つの容器は、液体の流れを制御するための弁をさらに含む。
実施形態では、親和性ベースの精製モジュールは、機械的回転システムの少なくとも２つの容器のうち、少なくとも１つの容器とインターフェースして廃棄物、生物学的生成物を含む画分、又はこれらの任意の組み合わせを収集できる収集システムを含む。例えば、前記収集システムは、ｚ軸に沿って移動を制御する。
本明細書に記載のプロセスはまた、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口から、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口からの流れを受容するための少なくとも１つの流入口を有する第２のモジュールに生物学的生成物を含む画分を連続的に伝達することを含み、前記第２のモジュールは、電荷ベースの精製装置を含む。本明細書で使用される「電荷ベースの精製装置」は、例えば、生物学的分子を、この表面電荷、イオン特性、静電相互作用、又は等電点に基づいて精製することを含む。本明細書に記載されるように、電荷ベースの精製は、正電荷ベースの精製装置、負電荷ベースの精製装置、又はこれらの組み合わせを含む。例えば、前記第２のモジュールは、少なくとも１つの第２の流入口及び少なくとも１つの第２の流出口を有し、リッドシステム、容器カルーセル、及び収集システムを含む機械的回転システムを介して第２の流入口と第２の流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成される。
実施形態では、電荷ベースの精製装置（例えば、正電荷及び／又は負電荷ベースの精製）は、樹脂ビーズの懸濁液をさらに含む。例えば、樹脂ビーズの表面は、各々正電荷ベースの精製又は負電荷ベースの精製を可能にするために、特定のｐＨ及びイオン強度で前記生物学的生成物と選択的に会合するように構成されたカチオン性又はアニオン性官能基を含み得る。イオン性樹脂ビーズを用いた生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）の連続精製により、従来のイオン交換カラムクロマトグラフィー（例えば、陽イオン交換又は陰イオン交換クロマトグラフィー）の煩わしい処理ステップを避けることができる。
実施形態では、電荷ベースの精製装置の樹脂ビーズの直径は、約０．２ミクロン～約２００ミクロンである。前記樹脂ビーズの直径は、精製される生物学的生成物とプロセスの流速によって変わり得る。さらに、前記樹脂ビーズの濃度は、０．０１重量％～２５重量％の範囲であり得る。例えば、前記磁性樹脂ビーズの濃度は、約１重量％～約２０重量％であり得る。他の例では、樹脂ビーズの電荷又は静電会合容量は、ビーズ濃度、表面積対体積比、表面電荷密度、正味電荷、又はこれらの任意の組み合わせの関数である。さらに他の例では、樹脂ビーズは、固体、多孔性、ナノ多孔性、微多孔性、又はこれらの任意の組み合わせであり得る。
実施形態では、電荷ベースの精製モジュールは、少なくとも１つのガスケットリッドを有するリッドシステムを含み、前記少なくとも１つのガスケットリッドは、正のヘッド圧の制御を可能にするために、ガス導入のための少なくとも１つの流入口と、大気圧への平衡を可能にする少なくとも１つのベントポートと、樹脂ビーズの懸濁液を導入するための少なくとも１つの流入口と、生物学的生成物を含む濾液を受容するための少なくとも１つの流入口と、前記樹脂ビーズの洗浄、解離、又は再生を可能にするために樹脂ビーズを分散させるバッファシステムを導入するための少なくとも２つの流入口を含む。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのガスケットリッドは、樹脂ビーズの分散を可能にするために、オーバーヘッド撹拌インペラを受容するためのポートをさらに含む。例えば、前記リッドシステムは、ｚ軸に沿って移動を制御する。
実施形態では、電荷ベースの精製モジュールは、機械的回転システム、例えば、生物学的生成物を含む混合物を連続的に受容し、続いて生物学的生成物、樹脂ビーズ、バッファ、又はこれらの任意の組み合わせを含む生成された不均一混合物を輸送するように構成された樹脂ビーズで満たされた少なくとも２つの容器を含むカルーセルを含む。例えば、前記機械的回転システムは、加圧を可能にするために、リッドシステムと嵌合するように構成される。他の例では、機械式回転システムは、ｘｙ平面での移動又は回転を制御する。
実施形態では、電荷ベースの精製モジュールの少なくとも２つの容器は、それぞれ、会合、解離、洗浄、及び再生プロセスステップ中に樹脂ビーズの保有を可能にする支持された基底フィルタ又はフィルタ膜を有する。例えば、少なくとも２つの容器は、液体の流れを制御するための弁をさらに含む。
実施形態では、電荷ベースの精製モジュールは、機械的回転システムの少なくとも２つの容器のうち、少なくとも１つの容器とインターフェースして廃棄物、生物学的生成物を含む画分、又はこれらの任意の組み合わせを収集できる収集システムを含む。例えば、前記収集システムは、ｚ軸に沿って移動を制御する。
本明細書に記載の実施形態では、第１の（親和性ベースの精製）及び／又は第２の（電荷ベースの精製）モジュールの一方又は両方の樹脂ビーズはリサイクル及び再使用される。例えば、前記ビーズは、生物学的生成物を精製するために、少なくとも２回、３回、４回、又はそれ以上再使用できる。
あるいは、本明細書に記載のプロセスは、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口から、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口からの流れを受容するための少なくとも１つの流入口を有する第２のモジュールに生物学的生成物を含む画分を連続的に伝達することを含み、前記第２のモジュールは、フリーフロー電気泳動装置を含む。２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及び水性イオン溶液を有するフリーフロー電気泳動装置は、生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）を精製するための電荷ベースの磁性精製モジュールの代りに、又はそれに加えて使用され得る。
例えば、２枚の並列板の溶液接触表面は、ガラス、セラミック、プラスチック、又はこれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの例では、水性イオン溶液は、主分離チャンネルを横切ってｐＨ勾配を生じさせ得る。他の例では、水性イオン溶液は、主分離チャンネルを横切って一定のｐＨを付与することができる。
実施形態では、フリーフロー電気泳動装置には、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及びｐＨ勾配を含む少なくとも１つの流体素子がある。例えば、等電点ベースの流体精製モジュールは、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及び主分離チャンネルを横切る粗いｐＨ勾配（例えば、粗いｐＨ勾配は、約２～約１０のｐＨ範囲であり得る）を含む少なくとも１つの第１の流体素子、及び２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及び主分離チャンネルを横切る微細なｐＨ勾配（例えば、微細なｐＨ勾配は、約５～約８のｐＨ範囲であり得る）を含む少なくとも１つの第２の流体素子を含む。例えば、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネルと流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配を含む追加の後続の流体素子又はチップを使用して、主分離チャンネルを横切るｐＨ勾配をさらにリパイニングすることができる（例えば、約７．１～約７．６のｐＨ範囲）。
他の実施形態では、フリーフロー電気泳動装置には、ゾーン電気泳動又は電荷分離作動モードで作動するために、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネルと流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配を含み、ｐＨ勾配を含まない少なくとも１つの流体素子がある。例えば、等電点ベースの流体精製モジュールは、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及び一定の塩基性ｐＨ（例えば、ｐＨ７を超える）を含む少なくとも１つの第１の流体素子、及び２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及び一定の酸性ｐＨ（例えば、ｐＨ７未満）を含む少なくとも１つの第２の流体素子を含む。
他の実施形態では、フリーフロー電気泳動装置には、等速電気泳動作動モードで作動するために、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及びスペーサー溶液（例えば、ＮａＣｌ溶液）によって分離されている酸性ｐＨ勾配及び塩基性ｐＨ勾配の両方を含む少なくとも１つの流体素子がある。
他の実施形態では、等電点ベースの流体精製モジュールは、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネルと流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配を含む少なくとも１つの第１のフリーフロー電気泳動装置、及び２枚の並列板の間に生成された流体チャンネルと流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配を含む少なくとも１つの第２のフリーフロー電気泳動装置を含み、ここでそれぞれの素子は、直列に連結されており、精製を可能にする独立した作動モードで作動できる。例えば、少なくとも１つの第１のフリーフロー電気泳動装置は、等電点電気泳動モードで作動することができ、少なくとも１つの第２のフリーフロー電気泳動装置は、等速電気泳動モードで作動して分離分解能を高めることができる。
他の実施形態では、等電点ベースの流体精製モジュールは、定義された一方向の力を誘導し得る少なくとも１つの誘電泳動電極を有する流体チャンネルを含む少なくとも１つの第１の流体素子と、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及び主分離チャンネルを横切る粗いｐＨ勾配（例えば、約２～約１０のｐＨ範囲）を含む少なくとも１つの第２のフリーフロー電気泳動装置、及び２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及び主分離チャンネルを横切る微細なｐＨ勾配（例えば、約５～約８のｐＨ範囲）を含む少なくとも１つの第３のフリーフロー電気泳動装置を含む。例えば、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネルと流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配を含む追加の後続の流体素子又はチップを使用して主分離チャンネルを横切るｐＨ勾配をさらにリパイニングすることができる（例えば、約７．１～約７．６のｐＨ範囲）。
実施形態では、等電点ベースの流体精製装置は、陽極又は陰極として機能するために、少なくとも２つの電極（例えば、白金線電極）をさらに含む。
実施形態では、等電点ベースの流体精製装置内の背圧は、チャンネルの形状及び寸法、流入口及び流出口の開口部及び／又はチュービング径、及び入力流速によって変わる。例えば、前記背圧は、約３．４５ｋＰａ～約６８．９ｋＰａ（約０．５ｐｓｉ～約１０ｐｓｉ）の範囲である。いくつかの例では、前記背圧は、例えば、制限を意図することなく、ニードル弁によって制御される。
実施形態では、等電点ベースの流体精製装置は、印加電圧下で電極チャンネル内で発生するＯ２及びＨ２ガス気泡を連続的に除去するための少なくとも１つの気泡除去システムをさらに含む。いくつかの実施形態では、電気分解気泡を除去することは、実質的に長期間の連続的な作動を可能にするために不可欠である。例えば、気泡除去システムは、疎水性ＰＴＦＥ膜を利用し、真空システムへの露出によって発生点で電気分解気泡を持続的に除去できる電極チャンネルの上に防水封止部を生成する。例えば、真空ゲージ圧は、約－５ｋＰａ～約－４０ｋＰａ（約－０．０５ｂａｒ～約－０．４ｂａｒ）の範囲である。
実施形態では、等電点ベースの流体精製装置は、温度制御及びジュール熱放散を可能にするために、アクティブ冷却システム又はヒートシンク（例えば、ペルチェ素子、循環水／プロピレングリコールジャケット付きサーマルチャック）をさらに含む。例えば、アクティブ冷却システムは、約４℃～約５０℃、好ましくは、約４℃～約３７℃の範囲で冷却及び／又は熱放散を制御し得る。理想的には、生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）を分離する場合、温度は、約１０℃～約２５℃に維持される。例えば、アクティブ冷却システムは、冷却された循環水／プロピレングリコールジャケットを含むアルミニウムサーマルチャックを含む。
実施形態では、等電点ベースの流体精製モジュールは、少なくとも１つのバッファ又は両性電解質システムを含む。
実施形態では、等電点ベースの流体精製モジュールは、少なくとも１つの電極溶液を含む。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの電極溶液は、例えば、それぞれリン酸及び水酸化ナトリウムなどの陽極又は陰極と接触して適切な機能を可能にするように構成された電解質溶液を含む。他の実施形態では、少なくとも１つの電極溶液は、主分離チャンネル、陽極チャンネル、及び陰極チャンネルを介して流れる、例えば、トリス緩衝生理食塩水などの、陽極又は陰極と接触し、適切な機能を可能にするように構成された少なくとも１つの両性電解質溶液を含む。
実施形態では、等電点ベースの流体精製モジュールは、少なくとも１つのセンサ又は検出器を含む。例えば、少なくとも１つのセンサ又は検出器は、インラインに配置される。いくつかの例では、少なくとも１つのセンサ又は検出器は、フローセンサ、温度センサ、導電率センサ、ｐＨセンサ、屈折率検出器、ＵＶ検出器、又は背圧センサを含むが、これらに制限されない。
実施形態では、等電点ベースの流体精製モジュールは、少なくとも１つの液体回路遮断器を含むか、又は前記装置のダウンストリームと少なくとも１つのインラインセンサ又は検出器のアップストリームを断絶して無電圧溶液で感知又は検出を実行できるようにする。
現在特許請求されたプロセスは、例えば、タンパク質又はその断片（ポリペプチド）、抗体又はその断片、サイトカイン、ケモカイン、酵素、又は成長因子などの生物学的生成物を精製するための現在のダウンストリーム方法及びプロセスに比べて多くの利点を提供する。例えば、制限を意図することなく、本明細書に記載のプロセスは、スループットと収率を維持しながら、バッチ式、単一使用、又は半連続モノクローナル抗体を製造する従来のアプローチと比較すると、生産施設のフットプリント、施設の構築及び検証に必要な時間、施設の構築に関するコスト、及び資本設備の支出を大きく減らすモノクローナル抗体を精製するための連続的なバイオプロセスを提供する。本明細書に記載の連続バイオプロセッシングは、連続的に作動できる能力によって、従来のダウンストリームバイオプロセッシングの遠心分離、深層濾過、及びカラムクロマトグラフィーステップに必要な大型のプロセス装置（この大きさは、大きなバイオリアクターの体積によって左右される）が必要ではないため、より小型で簡素化された装置（例えば、より小さなバイオリアクターの体積及びダウンストリームバイオプロセス装置）を使用する。さらに、連続的に作動するより小型で簡素化された装置は、定常状態でモノクローナル抗体を生産する非常に小型のバイオリアクターを使用する。本明細書に記載の連続バイオプロセスはまた、従来のモノクローナル抗体製造アプローチと比較すると、運用コスト、全体的なバイオプロセスラインのダウンタイム、及び生物学的生成物の損失を大幅に削減することができる。最後に、生物学的生成物を精製するための本明細書に記載のプロセスは、キログラム／年基準で、製品スループット又は収率を犠牲にすることなく、現在の技術よりも大幅に少ない平方フィートを占めるフットプリントを持つシステムで行われる。
本明細書に記載のプロセス及び方法の利点は、膜の汚れ又は閉塞なしに、大きな不純物（例えば、細胞、細胞破片、及び凝集体）を除去する能力を含む。例えば、従来の濾過又は接線流動濾過システムを使用して細胞培養培地から細胞、細胞破片、及び凝集体を浄化することは、通常的にフィルタ膜の汚れ又は閉塞をもたらし、これらの方法は、長期間の連続プロセスによって生物学的生成物を含む不均一混合物から大きな不純物を連続的に除去する手段として不適切である。これに対して、本明細書に記載の動的濾過装置は、フィルタ膜の活性標的領域が持続的に新しくなるため、膜を汚れることなく、生物学的生成物を含む不均一混合物から大きな不純物を連続的に除去することを可能にする。さらに、生物学的生成物を生産及び精製する全過程が連続的であり、全過程にわたって約０．１ｍＬ／分～約５０ｍＬ／分の範囲の流速を維持できるため、プロセス装置及び全プロセスのフットプリントは、キログラム／年基準で、製品スループット又は収率を犠牲にすることなく、現在の標準的なプロセスよりも大幅に小さなフットプリントを持つことができる。例えば、本明細書に記載のモノクローナル抗体を生産及び精製するプロセスは、最大約３０，０００平方フィートを占めるフットプリントで作動される。これに対して、現在のモノクローナル抗体生産及びダウンストリームプロセスには、最小２００，０００平方フィートが必要である。例えば、生物学的生成物を精製するプロセスの流速は、約１ｍＬ／分～約１０ｍＬ／分の範囲である。いくつかの例では、不均一混合物から大きな不純物を連続的に除去するステップの流速は、約０．１ｍＬ／分～約５０ｍＬ／分の範囲である。他の例では、不均一混合物から大きな不純物を連続的に除去するステップの流速は、バイオリアクターブリードラインからの流速に等しい。他の例では、濾液を第１のモジュールに連続的に伝達するステップの流速が、約０．１ｍＬ／分～約５０ｍＬ／分の範囲であるプロセスが提供される。さらに他の例では、生物学的生成物を含む画分を第１の流出口から第２のモジュールに連続的に伝達するステップの流速が、約０．１ｍＬ／分～約５０ｍＬ／分の範囲であるプロセスが提供される。
本明細書に記載の樹脂ビーズ（例えば、アガロース）を利用するプロセス及び方法の重要な利点は、これらのシステムが、殺菌、リサイクル、及び／又は再生のために、従来の固定相又はパッキングされた樹脂カラム（例えば、標準クロマトグラフィー用）を必要としないことを含む。例えば、これらのシステムは、作動中に樹脂ビーズの無限の表面積を生成するために樹脂ビーズのリサイクル及び／又は再生を提供し、結果として連続的かつコスト効率の良い方法を提供する。言い換えれば、本明細書に記載のモジュールは、固定の結合又は会合能力を有していない。具体的な例では、本明細書に記載の生物学的生成物の精製中に使用される樹脂ビーズは、持続的にリサイクル及び再生されるので、バイオリアクターブリードラインからの流れを中断せずに、動的濾過モジュール又は精製モジュールのいずれかの前のステップの流れを受容できる。言い換えれば、本発明に記載のモジュールは、これらのステップを連続的に受けているので、実行後に殺菌、再生、及び／又はリサイクルのためにアイドル状態のままにしておく必要はない。前記方法は、現在のカラムクロマトグラフィー法がカラムパッキング制約によって限定されたカラム容量の限界を有するので、連続入力フローを受容し、全容量に達したカラムの再生及び／又はリサイクルを可能にするためには、複数のパックドカラムのカラム切り替えが必要である点で、現在の連続クロマトグラフィー法とは異なる。本明細書に記載の方法の別の利点は、樹脂ビーズが固定相にパッキングされず、むしろ樹脂ビーズが移動する点を含む。このようなビーズの移動性は、実質的により多くの樹脂ビーズ表面が露出して自由に結合できるので、結合又は会合に使用できる樹脂ビーズの表面積を増加させる。さらに、パックドカラム内の樹脂ビーズは、カラムを通る流れを生成するために高圧差にさらされ、これによる損傷は、カラムを所望の寿命よりも短縮させる理由の１つである。ここに記載の発明における移動性樹脂ビーズは、実質的により低い圧力にさらされ、壊れやすいビーズに対してはるかに柔らかいため、寿命を延長させる。さらに、このような移動性によって樹脂ビーズが再生完了してこれらの初期状態に戻る可能性が高くなる。これはまた樹脂がより効率的に用いられるので、本明細書に記載の方法のコスト効率性を高める。
本明細書に記載のフリーフロー電気泳動を用いるプロセス及び方法の重要な利点は、このシステムが「生成物の損失がない」プロセスを表す点、すなわち、分離が水溶液中で標的生物学的生成物の物理化学的特性に従って電場との相互作用を介して発生するため、生成物が樹脂又は他の精製モイエティと相互作用する必要がない点である。従来のイオン交換クロマトグラフィーと比較して、理論的により高い純度の製品を得ることができるため、このアプローチの分解能にも別の利点が観察される。さらに、本質的な物理化学的特性に基づく分離は、タンパク質又はその断片（ポリペプチド）、抗体又はその断片、サイトカイン、ケモカイン、酵素、成長因子、オリゴヌクレオチド、ウイルス、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス（ＡＡＶ）、又はレンチウイルスを含むが、これらに制限されない様々な生物学的生成物の精製のためのこのようなアプローチの有用性を拡張させる。
さらに、モジュール式のアプローチは、様々な範囲の生物学的生成物を受容するようにプロセス設計の柔軟性を提供する。
［動的濾過モジュール、親和性ベースの流体精製モジュール、及び電荷ベースの流体精製モジュール又は等電点ベースの流体精製モジュールのうち、少なくとも１つを使用して生物学的生成物を精製する連続プロセス］
生物学的生成物を精製する連続プロセスが記載されており、前記プロセスは、入力ラインを介して生物学的生成物を含む不均一混合物を連続的に受容することを含み、ここで前記生物学的生成物は、タンパク質又はその断片（ポリペプチド）、抗体又はその断片、サイトカイン、ケモカイン、酵素、又は成長因子を含むが、これらに制限されない。精製する際に、生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）は、不純物（例えば、細胞、細胞破片、凝集体、宿主細胞タンパク質、望ましくないタンパク質及びペプチド、望ましくない抗体、望ましくない核酸及びオリゴヌクレオチド、ウイルス、塩、バッファ成分、界面活性剤、糖、金属汚染物質、浸出物、培地成分、及び／又は自然的に結合された天然有機分子）が少なくとも約６０重量％、７０重量％、８０重量％、９０重量％、９５重量％、又は９９重量％除去されると、実質的に純純である。
前記プロセスには、動的濾過によって不均一混合物から大きな不純物を連続的に除去することが含まれる。前記動的濾過プロセスは、負圧下で入力ラインと流体連通する少なくとも１つの出力ヘッドから動的濾過モジュールに生物学的生成物を連続的に供給することで生物学的生成物を含む濾液を生成する少なくとも１つの動的濾過モジュールを含む。前記動的濾過モジュールは、同軸出力ヘッド又は別個の単軸出力ヘッドを介して洗浄バッファを供給するための少なくとも１つの追加の入力ラインをさらに含み得る。
実施形態では、本明細書に記載のプロセスは、バイオリアクター（例えば、フェドバッチバイオリアクター、灌流バイオリアクター、及びケモスタットバイオリアクター）で連続的に生成される生物学的生成物を精製することを含む。例えば、バイオリアクターは、定常状態の細胞培養成長条件を可能にするバイオリアクター供給ライン及び出力ブリードラインを含み、前記出力ブリードラインは、バイオリアクターから動的濾過モジュールへの連続流体の流れを許容する入力ラインとして機能する。
本明細書に記載されるように、不均一混合物から大きな不純物を連続的に除去するプロセスは、遠心分離、ディスクスタック遠心分離、深層濾過、静的濾過、接線流動濾過、ハイドロサイクロン、又はこれらの任意の組み合わせを含まない。「静的濾過」という用語は、濾過される不均一混合物が静的状態を維持する過程を指し、すなわち、例えば、フィルタ膜（又は深層フィルタ）が限定された容量を有し、膜がその容量に達すると、濾過速度が低下する（例えば、膜の細孔が塞がれる）。「静的」（「動的」とは対照的に）濾過では、フィルタ膜は固定された状態を維持し（移動しない）、流れ（例えば、不均一混合物の流れ）は、固定式フィルタ膜を通過する。これらの静的濾過方法は、当技術分野において通常的であり、簡単でよく知られている。
当技術分野において通常的に使用される静的濾過方法とは異なり、本明細書のプロセスは、動的濾過モジュールを記載しており、ここで動的濾過モジュールの構成要素は、フィルタ膜の未使用の新しい標的領域で濾過が連続的に発生できるように調整された方式で移動する（例えば、全プロセスの流速に従って膜が移動又は前進する）。これにより、膜の汚れや閉塞がなくなり、作動中のフィルタケーキのパッキング及び厚さを制御することができる。
動的濾過モジュールは、フィルタ膜ロール、膜支持構造物、少なくとも１つの支持ロッド又はローラ、真空ライン、真空システム、及び少なくとも１つの真空収集容器を含む。
実施形態では、前記フィルタ膜ロールは、フィルタロールを含み、ここで前記フィルタ膜は、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、新水性ポリスルホン、セルロースエステル、セルロースアセテート、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、新水性ＰＶＤＦ、ポリカーボネート、ナイロン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、新水性ＰＴＦＥ、又はこれらの任意の組み合わせを含むが、これらに制限されない。
前記圧延フィルタ膜の孔径は、精製される生物学的生成物によって変わる。例えば、前記圧延フィルタ膜の孔径は、０．１μｍ～１μｍの範囲である。あるいは、前記孔径は、約０．２μｍ～約０．４５μｍの範囲であるか、又は前記孔径は、約０．４５μｍ未満である。他の例では、抗体を精製する際に、前記圧延フィルタ膜の孔径は、０．２μｍ～約０．４５μｍの範囲である。
前記フィルタ膜ロールは、幅が約１０ｍｍ～約６００ｍｍである。例えば、前記フィルタ膜ロールの幅は、動的濾過システム又は膜支持構造物の大きさによって変わり得る。
実施形態では、フィルタ膜ロールはまた収集リールと連通する供給リールとして機能し、これは、フィルタ膜がプレハブロールから始まり、最初は空の収集ロールにまたがり、リールツーリールシステムを生成することを意味する。態様において、動的濾過モジュールは、供給リールと収集リールとの間に延在する圧延フィルタ膜を含み、フィルタ膜には、不均一混合物を受容するように構成された活性標的領域がある。例えば、供給リールの移動は、高いトルクで低い膜輸送速度を可能にするために、１分あたりの回転数（ＲＰＭ）を２００：１の割合に制限するギアボックスと連結されているサーボモータによって制御される。収集リールの移動は、高いトルクで低い膜輸送速度を可能にするために、ＲＰＭを２００：１の割合に制限するギアボックスと連結されているサーボモータによって制御される。さらに、供給リールモータと収集リールモータは、作動中に供給リールと収集リールの両方で絶えずに変化するフィルタ膜ロールの直径と一貫した速度を保証するために、フィードバックメカニズムを作動させる閉ループコントローラによって制御される。例えば、供給リールと収集リールは、同じ速度で同じ方向に作動する。
実施形態では、フィルタ膜の輸送速度は、約０．１ｍｍ／秒～約１００ｍｍ／秒、好ましくは、約０．１ｍｍ／秒～約１０ｍｍ／秒の範囲である。
動的濾過モジュールの膜支持構造物は、静摩擦係数の低い材料（例えば、ＰＴＦＥ）に由来する機械的に滑らかな接触表面、及び真空ラインと連続される開口部を含む。本明細書で使用されるように、「膜支持構造物」は、フィルタ膜の活性領域に構造的支持を提供して真空ラインと連続される開口部によって負圧領域を通過するとき変形を防止するように作製された構成要素を指す。さらに、本明細書で使用される「機械的に滑らかな接触表面」は、静摩擦係数が低く、特に濡れたときにフィルタ膜の輸送に対抗する摩擦力が低く生成される表面を指す。機械的に滑らかな接触表面は、フィルタ膜が動的方式で動く容易さに影響を与える可能性がある。機械的に滑らかな接触表面はまた表面粗さで測定でき、値が低いほど表面が滑らかになる。さらに、粗い表面は、滑らかな表面よりも表面の間に摩擦力が大きいため、本明細書で使用される機械的に滑らかな接触表面は、摩擦力が低い（すなわち、静摩擦係数が低い）表面を指す。
実施形態では、動的濾過モジュールの膜支持構造物は開口部を含む。前記開口部は、例えば、メッシュ、少なくとも１つのスロット、少なくとも１つの孔、フリット、多孔性材料、又はこれらの任意の組み合わせを含み得る。例えば、前記開口部は、一連の規則的又は不規則的に離隔した要素（例えば、メッシュ、少なくとも１つのスロット、少なくとも１つの孔、又はこれらの任意の組み合わせ）を含み得る。さらに、前記開口部は、規則的に離隔した要素を含むことができ、例えば、前記開口部は、一連の間隔が同一の並列スロットを含み得る。さらに、前記開口部は、１つのグレート（例えば、上述のような一連の規則的又は不規則的に離隔した要素）を含み得る。他の例では、前記開口部は、１つ以上のグレートを含むことができ、ここで各グレートは垂直である。前記開口部は、不規則又は規則的な要素（例えば、一連の並列スロット）の集まりであり得る。前記開口部はまたメッシュを含み得るが、これは、分厚又は全厚であり、平行な列であってもよく、そうでなくてもよい。前記開口部の要素（例えば、メッシュ、少なくとも１つのスロット、少なくとも１つの孔、フリット、多孔性材料、又はこれらの任意の組み合わせ）は任意の所望の厚さであってもよい。例えば、制限を意図することなく、前記開口部は、約０．２５ｍｍ～約５ｍｍの厚さのメッシュを含み得る。
動的濾過モジュールの膜支持構造物には、温度制御メカニズムが含まれている。前記温度制御メカニズムは、蒸発冷却の存在下で約４℃から約３７℃までの温度を維持する。例えば、抗体の精製中、温度制御メカニズムは、１５℃～３７℃の温度を維持する。例示的な温度制御メカニズムは、単一ループコントローラ、マルチループコントローラ、閉ループコントローラ、ＰＩＤコントローラ、ペルチェ素子、抵抗加熱要素、及び／又は循環水ジャケット付きサーマルチャックを含むが、これらに制限されない。
実施形態では、動的濾過モジュールの少なくとも１つの支持ロッド又はローラは、静摩擦係数の低い材料（例えば、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ）に由来する機械的に滑らかな接触表面を有する。例えば、動的濾過モジュールは、膜支持構造物を横切るフィルタ膜の移動を安定させるために、機械的に滑らかな接触表面を有する少なくとも１つの支持ロッド又はローラを含む。
実施形態では、動的濾過モジュールは、不均一混合物の流れを調節し、不均一混合物をフィルタ膜の標的領域（例えば、活性標的領域）に分配するための少なくとも１つの出力ヘッドを含む。例えば、前記少なくとも１つの出力ヘッドは、チューブ又はスロットダイである。
いくつかの実施形態では、動的濾過モジュールは、同軸出力ヘッド、別個の単軸出力ヘッド、別個のスロットダイ出力ヘッド、又は複数の開口部を有するスロットダイ出力ヘッドを介して洗浄バッファを供給するための少なくとも１つの追加の入力ラインをさらに含む。
いくつかの実施形態では、動的濾過モジュールは、コーティング及びコンバーティング産業に公知の要素、例えば、制限を意図することなく、アクティブ又はパッシブエッジガイド、張力調整装置（例えば、ダンサー）、ブレーキ及び張力検出器、又はこれらの任意の組み合わせを含む。
実施形態では、動的濾過モジュールは、フィルタ膜の活性標的領域にわたって負圧を適用するために膜支持構造物と連続される真空システムを含み、ここで前記負圧は、膜支持構造物を横切ってフィルタ膜のアクティブ輸送を許容し、生物学的生成物を含む濾液の収集を可能にする。例えば、動的濾過モジュールの真空システムは、連続濾過のために、約－５ｋＰａ～約－９８ｋＰａ（約－０．０５ｂａｒ～約－０．９８ｂａｒ）のゲージ圧を維持する。
実施形態では、動的濾過モジュールは、濾液を収集するように構成された少なくとも１つの真空収集容器、及び少なくとも１つのセンサ又は検出器をさらに含む。本明細書に記載の態様では、動的濾過による精製中に、生物学的生成物を含む濾液は、負圧下で約５０ｍＬ～約１００Ｌを収集できる真空収集容器に供給される。例えば、濾液を収集できる真空収集容器は、約１Ｌ～約１０Ｌである。他の例では、濾液を収集できる真空収集容器は、約１Ｌ～約５０Ｌである。
実施形態では、動的濾過によって不均一混合物から大きな不純物（例えば、細胞、細胞破片、及び凝集体）を連続的に除去するプロセスは、異なる孔径を有する少なくとも２つの個別圧延フィルタ膜を使用する多段階濾過を含む。例えば、これらの多段階動的濾過プロセスは、小さな孔径（例えば、０．２μｍ）圧延フィルタ膜を有する少なくとも１つの第２の動的濾過装置と流体連通する大きな孔径（例えば、０．４５μｍ）圧延フィルタ膜を有する少なくとも１つの第１の動的濾過装置を含み、それによって、生物学的生成物を含む濾液が生成される。
本明細書に記載のプロセスは、溶液を、生物学的生成物を含む少なくとも１つの画分を含む２つ以上の画分に分離できる第１のモジュールに濾液を連続的に伝達することを含む。例えば、溶液を２つ以上の画分に分離することは、生物学的生成物を含む少なくとも１つの画分、及び小さな不純物を含む少なくとも１つの他の画分を含み得る。本明細書に記載されるように、前記第１のモジュールは、親和性ベースの流体精製装置を含む。「親和性ベースの流体精製装置」は、選択的な表面固定リガンドが少なくとも１つのハイブリッド流体素子又はチップ（例えば、マイクロ流体、メソ流体、ミリ流体、マクロ流体）に精製される生物学的生成物を認識して結合する分子の構造的結合相互作用（例えば、リガンド－受容体相互作用）を利用することに基づく精製技術を指す。例えば、第１のモジュールは、少なくとも１つの第１の流入口と少なくとも１つの第１の流出口を有し、第１の流入口と第１の流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成される。
実施形態では、親和性ベースの流体精製装置は、磁性樹脂ビーズの懸濁液をさらに含む。磁性樹脂ビーズの表面は、例えば、制限を意図することなく、タンパク質Ａ、タンパク質Ｇ、タンパク質Ｌ、抗原タンパク質、タンパク質、受容体、抗体、又はアプタマーと連結されている。親和性磁性樹脂ビーズを用いた生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）の連続精製により、従来の親和性カラムクロマトグラフィー（例えば、タンパク質Ａ親和性クロマトグラフィー）の煩わしい処理ステップを避けることができる。
実施形態では、親和性ベースの流体精製装置の磁性樹脂ビーズの直径は、約０．２ミクロン～約２００ミクロンである。前記磁性樹脂ビーズの直径は、精製される生物学的生成物とプロセスの流速によって変わり得る。さらに、前記磁性樹脂ビーズの濃度は、０．０１重量％～２５重量％の範囲であり得る。例えば、磁性樹脂ビーズの濃度は、約１重量％であり得る。他の例では、磁性樹脂ビーズの結合能力は、ビーズ濃度、表面積対体積比、親和性リガンド密度、又はこれらの任意の組み合わせの関数である。さらに他の例では、磁性樹脂ビーズは、固体、多孔性、ナノ多孔性、微多孔性、又はこれらの任意の組み合わせであり得る。
親和性ベースの流体精製装置の少なくとも１つのハイブリッド流体素子又はチップは、例えば、マイクロ流体、メソ流体、ミリ流体、マクロ流体素子又はチップ、又はこれらの任意の組み合わせを指し得る。いくつかの例では、前記流体素子又はチップは、ハイブリッドマイクロ流体素子又はチップ、例えば、クロスフロー流体力学の機能と磁気泳動及び誘電泳動能力を結合したマイクロ流体素子であり、ここで前記クロスフロー流体力学は、マイクロチャンネル設計によって制御され、前記磁気泳動は、外部磁場を介して行われ、前記誘電泳動は、誘電泳動電極を介して行われる。態様では、誘電泳動電極と外部磁場の組み合わせは、クロスフローマイクロチャンネル内の磁性樹脂ビーズの流路を操作し、高流速（例えば、０．５ｍＬ／分以上）で効率的な精製を可能にすることに使用され、これは、流速が通常的にμＬ／ｈｒ又はμＬ／分に制限されるマイクロ流体力学分野では現在実現されていない現象である。他の例では、ハイブリッド流体は、クロスフロー流体力学の機能と磁気泳動及び音響泳動能力を結合したマイクロ流体素子であり、ここで前記クロスフロー流体力学は、マイクロチャンネル設計によって制御され、前記磁気泳動は、外部磁場を介して行われ、前記音響泳動は、圧電変換器又は結晶を介して行われる。態様では、圧電変換器と外部磁場の組み合わせは、クロスフローマイクロチャンネル内の磁性樹脂ビーズの流路を操作し、高流速（例えば、０．５ｍＬ／分以上）で効率的な精製を可能にすることに使用され、これは、流速が通常的にμＬ／ｈｒ又はμＬ／分に制限されるマイクロ流体力学分野では現在実現されていない現象である。
実施形態では、親和性ベースの流体精製モジュールは、生物学的生成物を含む画分を濃縮及びバッファ交換するために、フェドバッチ又は灌流モードで作動する少なくとも１つの接線流動濾過システムをさらに含む。
本明細書に記載のプロセスはまた、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口から、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口からの流れを受容するための少なくとも１つの流入口を有する第２のモジュールに生物学的生成物を含む画分を連続的に伝達することを含み、前記第２のモジュールは、電荷ベースの流体精製装置を含む。本明細書で使用される「電荷ベースの流体精製装置」は、例えば、少なくとも１つのハイブリッド流体素子又はチップ（例えば、マイクロ流体、メソ流体、ミリ流体、マクロ流体素子又はチップ、又はこれらの任意の組み合わせ）を使用して生物学的分子を、この表面電荷、イオン特性、静電相互作用、又は等電点に基づいて精製することを含む。本明細書に記載されるように、電荷ベースの流体精製装置は、正電荷ベースの流体精製装置、負電荷ベースの流体精製装置、又はこれらの組み合わせを含む。例えば、第２のモジュールは、少なくとも１つの第２の流入口と少なくとも１つの第２の流出口を有し、第２の流入口と第２の流出口との間で連続的な流体の流れを許容するように構成される。
実施形態では、電荷ベースの流体精製装置は、磁性樹脂ビーズの懸濁液をさらに含む。例えば、磁性樹脂ビーズの表面は、各々正電荷ベースの流体精製又は負電荷ベースの流体精製を可能にするために、特定のｐＨ及びイオン強度で前記生物学的生成物と選択的に会合するように構成されたカチオン性又はアニオン性官能基を含み得る。イオン性磁性樹脂ビーズを用いた生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）の連続精製により、従来のイオン交換カラムクロマトグラフィー（例えば、陽イオン交換又は陰イオン交換クロマトグラフィー）の煩わしい処理ステップを避けることができる。
実施形態では、電荷ベースの流体精製装置の磁性樹脂ビーズの直径は、約０．２ミクロン～約２００ミクロンである。前記磁性樹脂ビーズの直径は、精製される生物学的生成物とプロセスの流速によって変わり得る。さらに、前記磁性樹脂ビーズの濃度は、０．０１重量％～２５重量％の範囲であり得る。例えば、磁性樹脂ビーズの濃度は、約１重量％であり得る。他の例では、磁性樹脂ビーズの電荷又は静電会合容量は、ビーズ濃度、表面積対体積比、表面電荷密度、正味電荷、又はこれらの任意の組み合わせの関数である。さらに他の例では、磁性樹脂ビーズは、固体、多孔性、ナノ多孔性、微多孔性、又はこれらの任意の組み合わせであり得る。
電荷ベースの流体精製装置の少なくとも１つのハイブリッド流体素子又はチップは、例えば、マイクロ流体、メソ流体、ミリ流体、マクロ流体素子又はチップ、又はこれらの任意の組み合わせを指し得る。いくつかの例では、前記流体素子又はチップは、ハイブリッドマイクロ流体素子又はチップ、例えば、クロスフロー流体力学の機能と磁気泳動及び誘電泳動能力を結合したマイクロ流体素子であり、ここで前記クロスフロー流体力学は、マイクロチャンネル設計によって制御され、前記磁気泳動は、外部磁場を介して行われ、前記誘電泳動は、誘電泳動電極を介して行われる。態様では、誘電泳動電極と外部磁場の組み合わせは、クロスフローマイクロチャンネル内の磁性樹脂ビーズの流路を操作し、高流速（例えば、０．５ｍＬ／分以上）で効率的な精製を可能にすることに使用され、これは、流速が通常的にμＬ／ｈｒ又はμＬ／分に制限されるマイクロ流体力学分野では現在実現されていない現象である。他の例では、ハイブリッド流体は、クロスフロー流体力学の機能と磁気泳動及び音響泳動能力を結合したマイクロ流体素子であり、ここで前記クロスフロー流体力学は、マイクロチャンネル設計によって制御され、前記磁気泳動は、外部磁場を介して行われ、前記音響泳動は、圧電変換器又は結晶を介して行われる。態様では、圧電変換器と外部磁場の組み合わせは、クロスフローマイクロチャンネル内の磁性樹脂ビーズの流路を操作し、高流速（例えば、０．５ｍＬ／分以上）で効率的な精製を可能にすることに使用され、これは、流速が通常的にμＬ／ｈｒ又はμＬ／分に制限されるマイクロ流体力学分野では現在実現されていない現象である。
実施形態では、電荷ベースの流体精製モジュールは、生物学的生成物を含む画分を濃縮及びバッファ交換するために、フェドバッチ又は灌流モードで作動する少なくとも１つの接線流動濾過システムをさらに含む。
本明細書に記載の実施形態では、第１の（親和性ベースの流体精製）及び／又は第２の（電荷ベースの流体精製）モジュールの一方又は両方の磁性樹脂ビーズは、リサイクル及び再使用される。例えば、前記ビーズは、生物学的生成物を精製するために、少なくとも２回、３回、４回、又はそれ以上再使用できる。
あるいは、本明細書に記載のプロセスは、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口から、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口からの流れを受容するための少なくとも１つの流入口を有する第２のモジュールに生物学的生成物を含む画分を連続的に伝達することを含み、前記第２のモジュールは、フリーフロー電気泳動装置を含む。２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及び水性イオン溶液を有するフリーフロー電気泳動装置は、生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）を精製するための電荷ベースの磁性精製モジュールの代りに、又はそれに加えて使用され得る。
例えば、２枚の並列板の溶液接触表面は、ガラス、セラミック、プラスチック、又はこれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの例では、水性イオン溶液は、主分離チャンネルを横切ってｐＨ勾配を生じさせ得る。他の例では、水性イオン溶液は、主分離チャンネルを横切って一定のｐＨを付与することができる。
実施形態では、フリーフロー電気泳動装置には、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及びｐＨ勾配を含む少なくとも１つの流体素子がある。例えば、等電点ベースの流体精製モジュールは、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及び主分離チャンネルを横切る粗いｐＨ勾配（例えば、粗いｐＨ勾配は、約２～約１０のｐＨ範囲であり得る）を含む少なくとも１つの第１の流体素子、及び２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及び主分離チャンネルを横切る微細なｐＨ勾配（例えば、微細なｐＨ勾配は、約５～約８のｐＨ範囲であり得る）を含む少なくとも１つの第２の流体素子を含む。例えば、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネルと流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配を含む追加の後続の流体素子又はチップを使用して主分離チャンネルを横切るｐＨ勾配をさらにリパイニングすることができる（例えば、約７．１～約７．６のｐＨ範囲）。
他の実施形態では、フリーフロー電気泳動装置には、ゾーン電気泳動又は電荷分離作動モードで作動するために２枚の並列板の間に生成された流体チャンネルと流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配を含み、ｐＨ勾配を含まない少なくとも１つの流体素子がある。例えば、等電点ベースの流体精製モジュールは、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及び一定の塩基性ｐＨ（例えば、ｐＨ７を超える）を含む少なくとも１つの第１の流体素子、及び２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及び一定の酸性ｐＨ（例えば、ｐＨ７未満）を含む少なくとも１つの第２の流体素子を含む。
他の実施形態では、フリーフロー電気泳動装置には、等速電気泳動作動モードで作動するために、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及びスペーサー溶液（例えば、ＮａＣｌ溶液）によって分離されている酸性ｐＨ勾配及び塩基性ｐＨ勾配の両方を含む少なくとも１つの流体素子がある。
他の実施形態では、等電点ベースの流体精製モジュールは、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネルと流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配を含む少なくとも１つの第１のフリーフロー電気泳動装置、及び２枚の並列板の間に生成された流体チャンネルと流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配を含む少なくとも１つの第２のフリーフロー電気泳動装置を含み、ここでそれぞれの素子は直列に連結されており、精製を可能にする独立した作動モードで作動できる。例えば、少なくとも１つの第１のフリーフロー電気泳動装置は、等電点電気泳動モードで作動することができ、少なくとも１つの第２のフリーフロー電気泳動装置は、等速電気泳動モードで作動して分離分解能を高めることができる。
他の実施形態では、等電点ベースの流体精製モジュールは、定義された一方向の力を誘導し得る少なくとも１つの誘電泳動電極を有する流体チャンネルを含む少なくとも１つの第１の流体素子と、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及び主分離チャンネルを横切る粗いｐＨ勾配（例えば、約２～約１０のｐＨ範囲）を含む少なくとも１つの第２のフリーフロー電気泳動装置、及び２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及び主分離チャンネルを横切る微細なｐＨ勾配（例えば、約５～約８のｐＨ範囲）を含む少なくとも１つの第３のフリーフロー電気泳動装置を含む。例えば、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネルと流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配を含む追加の後続の流体素子又はチップを使用して主分離チャンネルを横切るｐＨ勾配をさらにリパイニングすることができる（例えば、約７．１～約７．６のｐＨ範囲）。
実施形態では、等電点ベースの流体精製装置は、陽極又は陰極として機能するために、少なくとも２つの電極（例えば、白金線電極）をさらに含む。
実施形態では、等電点ベースの流体精製装置内の背圧は、チャンネルの形状及び寸法、流入口及び流出口の開口部及び／又はチュービング径、及び入力流速によって変わる。例えば、前記背圧は、約３．４５ｋＰａ～約６８．９ｋＰａ（約０．５ｐｓｉ～約１０ｐｓｉ）の範囲である。いくつかの例では、前記背圧は、例えば、制限を意図することなく、ニードル弁によって制御される。
実施形態では、等電点ベースの流体精製装置は、印加電圧下で電極チャンネル内で発生するＯ２及びＨ２ガス気泡を連続的に除去するための少なくとも１つの気泡除去システムをさらに含む。いくつかの実施形態では、電気分解気泡を除去することは、実質的に長期間の連続的な作動を可能にするために不可欠である。例えば、気泡除去システムは、疎水性ＰＴＦＥ膜を利用し、真空システムへの露出によって発生点で電気分解気泡を持続的に除去できる電極チャンネルの上に防水封止部を生成する。例えば、真空ゲージ圧は、約－５ｋＰａ～約－４０ｋＰａ（約－０．０５ｂａｒ～約－０．４ｂａｒ）の範囲である。
実施形態では、等電点ベースの流体精製装置は、温度制御及びジュール熱放散を可能にするために、アクティブ冷却システム又はヒートシンク（例えば、ペルチェ素子、循環水／プロピレングリコールジャケット付きサーマルチャック）をさらに含む。例えば、アクティブ冷却システムは、約４℃～約５０℃、好ましくは、約４℃～約３７℃の範囲で冷却及び／又は熱放散を制御し得る。理想的には、生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）を分離する場合、温度は、約１０℃～約２５℃に維持される。例えば、アクティブ冷却システムは、冷却された循環水／プロピレングリコールジャケットを含むアルミニウムサーマルチャックを含む。
実施形態では、等電点ベースの流体精製モジュールは、少なくとも１つのバッファ又は両性電解質システムを含む。
実施形態では、等電点ベースの流体精製モジュールは、少なくとも１つの電極溶液を含む。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの電極溶液は、例えば、それぞれリン酸及び水酸化ナトリウムなどの陽極又は陰極と接触して適切な機能を可能にするように構成された電解質溶液を含む。他の実施形態では、少なくとも１つの電極溶液は、主分離チャンネル、陽極チャンネル、及び陰極チャンネルを介して流れる、例えば、トリス緩衝生理食塩水などの、陽極又は陰極と接触し、適切な機能を可能にするように構成された少なくとも１つの両性電解質溶液を含む。
実施形態では、等電点ベースの流体精製モジュールは、少なくとも１つのセンサ又は検出器を含む。例えば、少なくとも１つのセンサ又は検出器は、インラインに配置される。いくつかの例では、少なくとも１つのセンサ又は検出器は、フローセンサ、温度センサ、導電率センサ、ｐＨセンサ、屈折率検出器、ＵＶ検出器、又は背圧センサを含むが、これらに制限されない。
実施形態では、等電点ベースの流体精製モジュールは、少なくとも１つの液体回路遮断器を含むか、又は前記装置のダウンストリームと少なくとも１つのインラインセンサ又は検出器のアップストリームを断絶して無電圧溶液で感知又は検出を実行できるようにする。
現在特許請求されたプロセスは、例えば、タンパク質又はその断片（ポリペプチド）、抗体又はその断片、サイトカイン、ケモカイン、酵素、又は成長因子などの生物学的生成物を精製するための現在のダウンストリーム方法及びプロセスに比べて多くの利点を提供する。例えば、制限を意図することなく、本明細書に記載のプロセスは、スループットと収率を維持しながら、バッチ式、単一使用、又は半連続モノクローナル抗体を製造する従来のアプローチと比較すると、生産施設のフットプリント、施設の構築及び検証に必要な時間、施設の構築に関するコスト、及び資本設備の支出を大きく減らすモノクローナル抗体を精製するための連続的なバイオプロセスを提供する。本明細書に記載の連続バイオプロセッシングは、連続的に作動できる能力によって、従来のダウンストリームバイオプロセッシングの遠心分離、深層濾過、及びカラムクロマトグラフィーステップに必要な大型のプロセス装置（この大きさは、大きなバイオリアクターの体積によって左右される）が必要ではないため、より小型で簡素化された装置（例えば、より小さなバイオリアクターの体積及びダウンストリームバイオプロセス装置）を使用する。さらに、連続的に作動するより小型で簡素化された装置は、定常状態でモノクローナル抗体を生産する非常に小型のバイオリアクターを使用する。本明細書に記載の連続バイオプロセスはまた、従来のモノクローナル抗体製造アプローチと比較すると、運用コスト、全体的なバイオプロセスラインのダウンタイム、及び生物学的生成物の損失を大幅に削減することができる。最後に、生物学的生成物を精製するための本明細書に記載のプロセスは、キログラム／年基準で、製品スループット又は収率を犠牲にすることなく、現在の技術よりも大幅に少ない平方フィートを占めるフットプリントを持つシステムで行われる。
本明細書に記載のプロセス及び方法の利点は、膜の汚れ又は閉塞なしに、大きな不純物（例えば、細胞、細胞破片、及び凝集体）を除去する能力を含む。例えば、従来の濾過又は接線流動濾過システムを使用して細胞培養培地から細胞、細胞破片、及び凝集体を浄化することは、通常的にフィルタ膜の汚れ又は閉塞をもたらし、これらの方法は、長期間の連続プロセスによって生物学的生成物を含む不均一混合物から大きな不純物を連続的に除去する手段として不適切である。これに対して、本明細書に記載の動的濾過装置は、フィルタ膜の活性標的領域が持続的に新しくなるため、膜を汚れることなく、生物学的生成物を含む不均一混合物から大きな不純物を連続的に除去することを可能にする。さらに、生物学的生成物を生産及び精製する全過程が連続的であり、全過程にわたって約０．１ｍＬ／分～約５０ｍＬ／分の範囲の流速を維持できるため、プロセス装置及び全プロセスのフットプリントは、キログラム／年基準で、製品スループット又は収率を犠牲にすることなく、現在の標準的なプロセスよりも大幅に小さなフットプリントを持つことができる。例えば、本明細書に記載のモノクローナル抗体を生産及び精製するプロセスは、最大約３０，０００平方フィートを占めるフットプリントで作動される。これに対して、現在のモノクローナル抗体生産及びダウンストリームプロセスには、最小２００，０００平方フィートが必要である。例えば、生物学的生成物を精製するプロセスの流速は、約１ｍＬ／分～約１０ｍＬ／分の範囲である。いくつかの例では、不均一混合物から大きな不純物を連続的に除去するステップの流速は、約０．１ｍＬ／分～約５０ｍＬ／分の範囲である。他の例では、不均一混合物から大きな不純物を連続的に除去するステップの流速は、バイオリアクターブリードラインからの流速に等しい。他の例では、濾液を第１のモジュールに連続的に伝達するステップの流速が、約０．１ｍＬ／分～約５０ｍＬ／分の範囲であるプロセスが提供される。さらに他の例では、生物学的生成物を含む画分を第１の流出口から第２のモジュールに連続的に伝達するステップの流速が、約０．１ｍＬ／分～約５０ｍＬ／分の範囲であるプロセスが提供される。さらに、ハイブリッドマイクロ流体素子を使用して、約０．１ｍＬ／分～約５０ｍＬ／分の範囲の流速で生物学的生成物を精製するプロセスに対する能力は、流速が通常的にμＬ／ｈｒ又はμＬ／分に制限されるマイクロ流体力学分野では現在実現されていない現象である。
本明細書に記載の磁性樹脂ビーズ（例えば、磁性アガロース）を利用するプロセス及び方法の重要な利点は、これらのシステムが殺菌、リサイクル、及び／又は再生のために、従来の固定相又はパッキングされた樹脂カラム（例えば、標準クロマトグラフィー用）を必要としないことを含む。例えば、これらのシステムは、作動中に磁性樹脂ビーズの無限の表面積を生成するために、磁性樹脂ビーズのリサイクル及び／又は再生を提供し、結果として連続的かつコスト効率の良い方法を提供する。言い換えれば、本明細書に記載のモジュールは、固定の結合又は会合能力を有していない。具体的な例では、本明細書に記載の生物学的生成物の精製中に使用される磁性樹脂ビーズは、持続的にリサイクル及び再生されるので、バイオリアクターブリードラインからの流れを中断せずに、動的濾過モジュール又は精製モジュールのいずれかの前のステップの流れを受容できる。言い換えれば、本発明に記載のモジュールは、これらのステップを連続的に受けているので、実行後に殺菌、再生、及び／又はリサイクルのためにアイドル状態のままにしておく必要はない。前記方法は、現在のカラムクロマトグラフィー法が樹脂パッキングの制約によって限定されたカラム容量の限界を有するので、連続入力フローを受容し、全容量に達したカラムの再生及び／又はリサイクルを可能にするためには、複数のパックドカラムのカラム切り替えが必要である点で、現在の連続クロマトグラフィー法とは異なる。本明細書に記載の方法の別の利点は、磁性樹脂ビーズが固定相にパッキングされず、むしろ磁性樹脂ビーズが移動する点を含む。このようなビーズの移動性は、実質的により多くの磁性樹脂ビーズ表面が露出して自由に結合できるので、結合又は会合に使用できる磁性樹脂ビーズの表面積を増加させる。さらに、パックドカラム内の樹脂ビーズは、カラムを通る流れを生成するために高圧差にさらされ、これによる損傷は、カラムを所望の寿命よりも短縮させる理由の１つである。ここに記載の発明における移動性樹脂ビーズは、実質的により低い圧力にさらされ、壊れやすいビーズに対してはるかに柔らかいため、寿命を延長させる。さらに、このような移動性によって磁性樹脂ビーズが再生完了してこれらの初期状態に戻る可能性が高くなる。これはまた樹脂がより効率的に用いられるので、本明細書に記載の方法のコスト効率性を高める。
本明細書に記載のフリーフロー電気泳動を用いるプロセス及び方法の重要な利点は、このシステムが「生成物の損失がない」プロセスを表す点、すなわち、分離が水溶液中で標的生物学的生成物の物理化学的特性に従って電場との相互作用を介して発生するため、生成物が樹脂又は他の精製モイエティと相互作用する必要がない点である。従来のイオン交換クロマトグラフィーと比較して、理論的により高い純度の製品を得ることができるため、このアプローチの分解能にも別の利点が観察される。さらに、本質的な物理化学的特性に基づく分離は、タンパク質又はその断片（ポリペプチド）、抗体又はその断片、サイトカイン、ケモカイン、酵素、成長因子、オリゴヌクレオチド、ウイルス、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス（ＡＡＶ）、又はレンチウイルスを含むが、これらに制限されない様々な生物学的生成物の精製のためのこのようなアプローチの有用性を拡張させる。
さらに、モジュール式のアプローチは、様々な範囲の生物学的生成物を受容するようにプロセス設計の柔軟性を提供する。
［動的濾過モジュール、親和性ベースのＴＦＦ精製モジュール、及び電荷ベースのＴＦＦ精製モジュール又は等電点ベースの流体精製モジュールのうち、少なくとも１つを使用して生物学的生成物を精製する連続プロセス］
生物学的生成物を精製する連続プロセスが記載されており、前記プロセスは、入力ラインを介して生物学的生成物を含む不均一混合物を連続的に受容することを含み、ここで前記生物学的生成物は、タンパク質又はその断片（ポリペプチド）、抗体又はその断片、サイトカイン、ケモカイン、酵素、又は成長因子を含むが、これらに制限されない。精製する際に、生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）は、不純物（例えば、細胞、細胞破片、凝集体、宿主細胞タンパク質、望ましくないタンパク質及びペプチド、望ましくない抗体、望ましくない核酸及びオリゴヌクレオチド、ウイルス、塩、バッファ成分、界面活性剤、糖、金属汚染物質、浸出物、培地成分、及び／又は自然的に結合された天然有機分子）が少なくとも６０重量％、７０重量％、８０重量％、９０重量％、９５重量％、又は９９重量％除去されると、実質的に純純である。
前記プロセスには、動的濾過によって不均一混合物から大きな不純物を連続的に除去することが含まれる。前記動的濾過プロセスは、負圧下で入力ラインと流体連通する少なくとも１つの出力ヘッドから動的濾過モジュールに生物学的生成物を連続的に供給することで生物学的生成物を含む濾液を生成する少なくとも１つの動的濾過モジュールを含む。前記動的濾過モジュールは、同軸出力ヘッド又は別個の単軸出力ヘッドを介して洗浄バッファを供給するための少なくとも１つの追加の入力ラインをさらに含み得る。
実施形態では、本明細書に記載のプロセスは、バイオリアクター（例えば、フェドバッチバイオリアクター、灌流バイオリアクター、及びケモスタットバイオリアクター）で連続的に生成される生物学的生成物を精製することを含む。例えば、バイオリアクターは、定常状態の細胞培養成長条件を可能にするバイオリアクター供給ライン及び出力ブリードラインを含み、前記出力ブリードラインは、バイオリアクターから動的濾過モジュールへの連続流体の流れを許容する入力ラインとして機能する。
本明細書に記載されるように、不均一混合物から大きな不純物を連続的に除去するプロセスは、遠心分離、ディスクスタック遠心分離、深層濾過、静的濾過、接線流動濾過、ハイドロサイクロン、又はこれらの任意の組み合わせを含まない。「静的濾過」という用語は、濾過される不均一混合物が静的状態を維持する過程を指し、すなわち、例えば、フィルタ膜（又は深層フィルタ）が限定された容量を有し、膜がその容量に達すると、濾過速度が低下する（例えば、膜の細孔が塞がれる）。「静的」（「動的」とは対照的に）濾過では、フィルタ膜は固定された状態を維持し（移動しない）、流れ（例えば、不均一混合物の流れ）は固定式フィルタ膜を通過する。これらの静的濾過方法は、当技術分野において通常的であり、簡単でよく知られている。
当技術分野において通常的に使用される静的濾過方法とは異なり、本明細書のプロセスは、動的濾過モジュールを記載しており、ここで動的濾過モジュールの構成要素は、フィルタ膜の未使用の新しい標的領域で濾過が連続的に発生できるように調整された方式で移動する（例えば、全プロセスの流速に従って膜が移動又は前進する）。これにより、膜の汚れや閉塞がなくなり、作動中のフィルタケーキのパッキング及び厚さを制御することができる。
動的濾過モジュールは、フィルタ膜ロール、膜支持構造物、少なくとも１つの支持ロッド又はローラ、真空ライン、真空システム、及び少なくとも１つの真空収集容器を含む。
実施形態では、前記フィルタ膜ロールは、フィルタロールを含み、ここで前記フィルタ膜は、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、新水性ポリスルホン、セルロースエステル、セルロースアセテート、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、新水性ＰＶＤＦ、ポリカーボネート、ナイロン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、新水性ＰＴＦＥ、又はこれらの任意の組み合わせを含むが、これらに制限されない。
前記圧延フィルタ膜の孔径は、精製される生物学的生成物によって変わる。例えば、前記圧延フィルタ膜の孔径は、０．１μｍ～１μｍの範囲である。あるいは、前記孔径は、約０．２μｍ～約０．４５μｍの範囲であるか、又は前記孔径は、約０．４５μｍ未満である。他の例では、抗体を精製する際に、前記圧延フィルタ膜の孔径は、０．２μｍ～約０．４５μｍの範囲である。
前記フィルタ膜ロールは、幅が約１０ｍｍ～約６００ｍｍである。例えば、前記フィルタ膜ロールの幅は、動的濾過システム又は膜支持構造物の大きさによって変わり得る。
実施形態では、フィルタ膜ロールはまた収集リールと連通する供給リールとして機能し、これは、フィルタ膜がプレハブロールから始まり、最初は空の収集ロールにまたがり、リールツーリールシステムを生成することを意味する。態様において、動的濾過モジュールは、供給リールと収集リールとの間に延在する圧延フィルタ膜を含み、フィルタ膜には、不均一混合物を受容するように構成された活性標的領域がある。例えば、供給リールの移動は、高いトルクで低い膜輸送速度を可能にするために、１分あたりの回転数（ＲＰＭ）を２００：１の割合に制限するギアボックスと連結されているサーボモータによって制御される。収集リールの移動は、高いトルクで低い膜輸送速度を可能にするために、ＲＰＭを２００：１の割合に制限するギアボックスと連結されているサーボモータによって制御される。さらに、供給リールモータと収集リールモータは、作動中に供給リールと収集リールの両方で絶えずに変化するフィルタ膜ロールの直径と一貫した速度を保証するために、フィードバックメカニズムを作動させる閉ループコントローラによって制御される。例えば、供給リールと収集リールは、同じ速度で同じ方向に作動する。
実施形態では、フィルタ膜の輸送速度は、約０．１ｍｍ／秒～約１００ｍｍ／秒、好ましくは、約０．１ｍｍ／秒～約１０ｍｍ／秒の範囲である。
動的濾過モジュールの膜支持構造物は、静摩擦係数の低い材料（例えば、ＰＴＦＥ）に由来する機械的に滑らかな接触表面、及び真空ラインと連続される開口部を含む。本明細書で使用されるように、「膜支持構造物」は、フィルタ膜の活性領域に構造的支持を提供して真空ラインと連続される開口部によって負圧領域を通過するとき変形を防止するように作製された構成要素を指す。さらに、本明細書で使用される「機械的に滑らかな接触表面」は、静摩擦係数が低く、特に濡れたときにフィルタ膜の輸送に対抗する摩擦力が低く生成される表面を指す。機械的に滑らかな接触表面は、フィルタ膜が動的方式で動く容易さに影響を与える可能性がある。機械的に滑らかな接触表面はまた表面粗さで測定でき、値が低いほど表面が滑らかになる。さらに、粗い表面は、滑らかな表面よりも表面の間に摩擦力が大きいため、本明細書で使用される機械的に滑らかな接触表面は、摩擦力が低い（すなわち、静摩擦係数が低い）表面を指す。
実施形態では、動的濾過モジュールの膜支持構造物は開口部を含む。前記開口部は、例えば、メッシュ、少なくとも１つのスロット、少なくとも１つの孔、フリット、多孔性材料、又はこれらの任意の組み合わせを含み得る。例えば、前記開口部は、一連の規則的又は不規則的に離隔した要素（例えば、メッシュ、少なくとも１つのスロット、少なくとも１つの孔、又はこれらの任意の組み合わせ）を含み得る。さらに、前記開口部は、規則的に離隔した要素を含むことができ、例えば、前記開口部は、一連の間隔が同一の並列スロットを含み得る。さらに、前記開口部は、１つのグレート（例えば、上述のような一連の規則的又は不規則的に離隔した要素）を含み得る。他の例では、前記開口部は、１つ以上のグレートを含むことができ、ここで各グレートは垂直である。前記開口部は、不規則又は規則的な要素（例えば、一連の並列スロット）の集まりであり得る。前記開口部はまたメッシュを含み得るが、これは、分厚又は全厚であり、平行な列であってもよく、そうでなくてもよい。前記開口部の要素（例えば、メッシュ、少なくとも１つのスロット、少なくとも１つの孔、フリット、多孔性材料、又はこれらの任意の組み合わせ）は、任意の所望の厚さであってもよい。例えば、制限を意図することなく、前記開口部は、約０．２５ｍｍ～約５ｍｍの厚さのメッシュを含み得る。
動的濾過モジュールの膜支持構造物には、温度制御メカニズムが含まれている。前記温度制御メカニズムは、蒸発冷却がある場合、４℃～３７℃の温度を維持する。例えば、抗体の精製中、温度制御メカニズムは、１５℃～３７℃の温度を維持する。例示的な温度制御メカニズムは、単一ループコントローラ、マルチループコントローラ、閉ループコントローラ、ＰＩＤコントローラ、ペルチェ素子、抵抗加熱要素、及び／又は循環水ジャケット付きサーマルチャックを含むが、これらに制限されない。
実施形態では、動的濾過モジュールの少なくとも１つの支持ロッド又はローラは、静摩擦係数の低い材料（例えば、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ）に由来する機械的に滑らかな接触表面を有する。例えば、動的濾過モジュールは、膜支持構造物を横切るフィルタ膜の移動を安定させるために、機械的に滑らかな接触表面を有する少なくとも１つの支持ロッド又はローラを含む。
実施形態では、動的濾過モジュールは不均一混合物の流れを調節し、不均一混合物をフィルタ膜の活性標的領域に分配するための少なくとも１つの出力ヘッドを含む。例えば、前記少なくとも１つの出力ヘッドは、チューブ又はスロットダイである。
いくつかの実施形態では、動的濾過モジュールは、同軸出力ヘッド、別個の単軸出力ヘッド、別個のスロットダイ出力ヘッド、又は複数の開口部を有するスロットダイ出力ヘッドを介して洗浄バッファを供給するための少なくとも１つの追加の入力ラインをさらに含む。
いくつかの実施形態では、動的濾過モジュールは、コーティング及びコンバーティング産業に公知の要素、例えば、制限を意図することなく、アクティブ又はパッシブエッジガイド、張力調整装置（例えば、ダンサー）、ブレーキ及び張力検出器、又はこれらの任意の組み合わせを含む。
実施形態では、動的濾過モジュールは、フィルタ膜の活性標的領域にわたって負圧を適用するために、膜支持構造物と連続される真空システムを含み、ここで前記負圧は、膜支持構造物を横切ってフィルタ膜のアクティブ輸送を許容し、生物学的生成物を含む濾液の収集を可能にする。例えば、動的濾過モジュールの真空システムは、連続濾過のために、約－５ｋＰａ～約－９８ｋＰａ（約－０．０５ｂａｒ～約－０．９８ｂａｒ）のゲージ圧を維持する。
実施形態では、動的濾過モジュールは、濾液を収集するように構成された少なくとも１つの真空収集容器、及び少なくとも１つのセンサ又は検出器をさらに含む。本明細書に記載の態様では、動的濾過による精製中に、生物学的生成物を含む濾液は、負圧下で約５０ｍＬ～約１００Ｌを収集できる真空収集容器に供給される。例えば、濾液を収集できる真空収集容器は、約１Ｌ～約１０Ｌである。他の例では、濾液を収集できる真空収集容器は、約１Ｌ～約５０Ｌである。
実施形態では、動的濾過によって不均一混合物から大きな不純物（例えば、細胞、細胞破片、及び凝集体）を連続的に除去するプロセスは、異なる孔径を有する少なくとも２つの個別圧延フィルタ膜を使用する多段階濾過を含む。例えば、これらの多段階動的濾過プロセスは、小さな孔径（例えば、０．２μｍ）圧延フィルタ膜を有する少なくとも１つの第２の動的濾過装置と流体連通する大きな孔径（例えば、０．４５μｍ）圧延フィルタ膜を有する少なくとも１つの第１の動的濾過装置を含み、それによって、生物学的生成物を含む濾液が生成される。
本明細書に記載のプロセスは、溶液を、生物学的生成物を含む少なくとも１つの画分を含む２つ以上の画分に分離できる第１のモジュールに濾液を連続的に伝達することを含む。例えば、溶液を２つ以上の画分に分離することは、生物学的生成物を含む少なくとも１つの画分、及び小さな不純物を含む少なくとも１つの他の画分を含み得る。本明細書に記載されるように、前記第１のモジュールは親和性ベースのＴＦＦ精製装置を含む。「親和性ベースのＴＦＦ精製装置」は、選択的な表面固定リガンドが少なくとも１つの接線流動濾過システムに精製される生物学的生成物を認識して結合する分子の構造的結合相互作用（例えば、リガンド－受容体相互作用）を利用することに基づく精製技術を指す。例えば、第１のモジュールは、少なくとも１つの第１の流入口と少なくとも１つの第１の流出口を有し、第１の流入口と第１の流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成される。
実施形態では、親和性ベースのＴＦＦ精製装置は樹脂ビーズの懸濁液をさらに含む。樹脂ビーズの表面は、例えば、制限を意図することなく、タンパク質Ａ、タンパク質Ｇ、タンパク質Ｌ、抗原タンパク質、タンパク質、受容体、抗体、又はアプタマーと連結されている。親和性樹脂ビーズを用いた生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）の連続精製により、従来の親和性カラムクロマトグラフィー（例えば、タンパク質Ａ親和性クロマトグラフィー）の煩わしい処理ステップを避けることができる。
実施形態では、親和性ベースのＴＦＦ精製装置の樹脂ビーズの直径は、約１０ミクロン～約２００ミクロンである。前記樹脂ビーズの直径は、精製される生物学的生成物とプロセスの流速によって変わり得る。さらに、前記樹脂ビーズの濃度は、０．０１重量％～２５重量％の範囲であり得る。例えば、前記樹脂ビーズの濃度は、約１重量％～約２０重量％であり得る。他の例では、樹脂ビーズの結合能力は、ビーズ濃度、表面積対体積比、親和性リガンド密度、又はこれらの任意の組み合わせの関数である。さらに他の例では、樹脂ビーズは、固体、多孔性、ナノ多孔性、微多孔性、又はこれらの任意の組み合わせであり得る。
親和性ベースのＴＦＦ精製装置の少なくとも１つの接線流動濾過システムは、例えば、接線流動、高性能接線流動、又は平板又は中空糸膜濾過形状を有するクロスフロー濾過システムを指し得る。いくつかの例では、接線流動濾過システムは中空糸膜フィルタを含む。態様では、中空糸膜素材は、ＰＥＳ、変形ＰＥＳ（ｍＰＥＳ）、又は混合セルロースエステル（ＭＣＥ）から選択される。いくつかの態様では、中空糸膜は、荷電されていてもよく（例えば、正電荷又は負電荷）、荷電されていなくてもよい。他の態様では、中空糸膜の孔径は、約１０ｋＤａ～約１μｍの範囲から選択される。さらに他の態様では、中空糸膜の内部直径は、約０．５ｍｍ～約５ｍｍの範囲から選択される。
本明細書に記載のプロセスはまた、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口から、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口からの流れを受容するための少なくとも１つの流入口を有する第２のモジュールに生物学的生成物を含む画分を連続的に伝達することを含み、前記第２のモジュールは電荷ベースのＴＦＦ精製装置を含む。本明細書で使用される「電荷ベースのＴＦＦ精製装置」は、例えば、少なくとも１つの接線流動濾過システムを使用して生物学的分子を、この表面電荷、イオン特性、静電相互作用、又は等電点に基づいて精製することを含む。本明細書に記載されるように、電荷ベースのＴＦＦ精製装置は、正電荷ベースのＴＦＦ精製装置、負電荷ベースのＴＦＦ精製装置、又はこれらの組み合わせを含む。例えば、第２のモジュールは、少なくとも１つの第２の流入口と少なくとも１つの第２の流出口を有し、第２の流入口と第２の流出口との間で連続的な流体の流れを許容するように構成される。
実施形態では、電荷ベースのＴＦＦ精製装置は樹脂ビーズの懸濁液をさらに含む。例えば、樹脂ビーズの表面は、各々正電荷ベースの精製又は負電荷ベースの精製を可能にするために、特定のｐＨ及びイオン強度で前記生物学的生成物と選択的に会合するように構成されたカチオン性又はアニオン性官能基を含み得る。イオン性樹脂ビーズを用いた生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）の連続精製により、従来のイオン交換カラムクロマトグラフィー（例えば、陽イオン交換又は陰イオン交換クロマトグラフィー）の煩わしい処理ステップを避けることができる。
実施形態では、電荷ベースのＴＦＦ精製装置の樹脂ビーズの直径は、約１０ミクロン～約２００ミクロンである。前記樹脂ビーズの直径は、精製される生物学的生成物とプロセスの流速によって変わり得る。さらに、前記樹脂ビーズの濃度は、０．０１重量％～２５重量％の範囲であり得る。例えば、前記樹脂ビーズの濃度は、約１重量％～約２０重量％であり得る。他の例では、樹脂ビーズの電荷又は静電会合容量は、ビーズ濃度、表面積対体積比、表面電荷密度、正味電荷、又はこれらの任意の組み合わせの関数である。
電荷ベースのＴＦＦ精製装置の少なくとも１つの接線流動濾過システムは、例えば、接線流動、高性能接線流動、又は平板又は中空糸膜濾過形状を有するクロスフロー濾過システムを指し得る。いくつかの例では、接線流動濾過システムは中空糸膜フィルタを含む。態様では、中空糸膜素材は、ＰＥＳ、変形ＰＥＳ（ｍＰＥＳ）、又は混合セルロースエステル（ＭＣＥ）から選択される。いくつかの態様では、中空糸膜は、荷電されていてもよく（例えば、正電荷又は負電荷）、荷電されていなくてもよい。他の態様では、中空糸膜の孔径は、約１０ｋＤａ～約１μｍの範囲から選択される。さらに他の態様では、中空糸膜の内部直径は、約０．５ｍｍ～約５ｍｍの範囲から選択される。
本明細書に記載の実施形態では、第１の（親和性ベースのＴＦＦ精製）及び／又は第２の（電荷ベースのＴＦＦ精製）モジュールの一方又は両方の樹脂ビーズはリサイクル及び再使用される。例えば、前記ビーズは、生物学的生成物を精製するために、少なくとも２回、３回、４回、又はそれ以上再使用できる。
あるいは、本明細書に記載のプロセスは、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口から、第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口からの流れを受容するための少なくとも１つの流入口を有する第２のモジュールに生物学的生成物を含む画分を連続的に伝達することを含み、前記第２のモジュールは、フリーフロー電気泳動装置を含む。２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及び水性イオン溶液を有するフリーフロー電気泳動装置は、生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）を精製するための電荷ベースの磁性精製モジュールの代りに、又はそれに加えて使用され得る。
例えば、２枚の並列板の溶液接触表面は、ガラス、セラミック、プラスチック、又はこれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの例では、水性イオン溶液は、ｐＨ勾配を生じさせ得る。他の例では、水性イオン溶液は、一定のｐＨを付与することができる。
実施形態では、フリーフロー電気泳動装置には、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及びｐＨ勾配を含む少なくとも１つの流体素子がある。例えば、等電点ベースの流体精製モジュールは、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及び主分離チャンネルを横切る粗いｐＨ勾配（例えば、粗いｐＨ勾配は、約２～約１０のｐＨ範囲であり得る）を含む少なくとも１つの第１の流体素子、及び２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及び主分離チャンネルを横切る微細なｐＨ勾配（例えば、微細なｐＨ勾配は、約５～約８のｐＨ範囲であり得る）を含む少なくとも１つの第２の流体素子を含む。例えば、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネルと流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配を含む追加の後続の流体素子又はチップを使用して主分離チャンネルを横切るｐＨ勾配をさらにリパイニングすることができる（例えば、約７．１～約７．６のｐＨ範囲）。
他の実施形態では、フリーフロー電気泳動装置には、ゾーン電気泳動又は電荷分離作動モードで作動するために、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネルと流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配を含み、ｐＨ勾配を含まない少なくとも１つの流体素子がある。例えば、等電点ベースの流体精製モジュールは、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及び一定の塩基性ｐＨ（例えば、ｐＨ７を超える）を含む少なくとも１つの第１の流体素子、及び２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及び一定の酸性ｐＨ（例えば、ｐＨ７未満）を含む少なくとも１つの第２の流体素子を含む。
他の実施形態では、フリーフロー電気泳動装置には、等速電気泳動作動モードで作動するために２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及びスペーサー溶液（例えば、ＮａＣｌ溶液）によって分離されている酸性ｐＨ勾配及び塩基性ｐＨ勾配の両方を含む少なくとも１つの流体素子がある。
他の実施形態では、等電点ベースの流体精製モジュールは、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネルと流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配を含む少なくとも１つの第１のフリーフロー電気泳動装置、及び２枚の並列板の間に生成された流体チャンネルと流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配を含む少なくとも１つの第２のフリーフロー電気泳動装置を含み、ここでそれぞれの素子は直列に連結されており、精製を可能にする独立した作動モードで作動できる。例えば、少なくとも１つの第１のフリーフロー電気泳動装置は、等電点電気泳動モードで作動することができ、少なくとも１つの第２のフリーフロー電気泳動装置は、等速電気泳動モードで作動して分離分解能を高めることができる。
他の実施形態では、等電点ベースの流体精製モジュールは、定義された一方向の力を誘導し得る少なくとも１つの誘電泳動電極を有する流体チャンネルを含む少なくとも１つの第１の流体素子と、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及び主分離チャンネルを横切る粗いｐＨ勾配（例えば、約２～約１０のｐＨ範囲）を含む少なくとも１つの第２のフリーフロー電気泳動装置、及び２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及び主分離チャンネルを横切る微細なｐＨ勾配（例えば、約５～約８のｐＨ範囲）を含む少なくとも１つの第３のフリーフロー電気泳動装置を含む。例えば、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネルと流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配を含む追加の後続の流体素子又はチップを使用して主分離チャンネルを横切るｐＨ勾配をさらにリパイニングすることができる（例えば、約７．１～約７．６のｐＨ範囲）。
実施形態では、等電点ベースの流体精製装置は、陽極又は陰極として機能するために、少なくとも２つの電極（例えば、白金線電極）をさらに含む。
実施形態では、等電点ベースの流体精製装置内の背圧は、チャンネルの形状及び寸法、流入口及び流出口の開口部及び／又はチュービング径、及び入力流速によって変わる。例えば、前記背圧は、約３．４５ｋＰａ～約６８．９ｋＰａ（約０．５ｐｓｉ～約１０ｐｓｉ）の範囲である。いくつかの例では、前記背圧は、例えば、制限を意図することなく、ニードル弁によって制御される。
実施形態では、等電点ベースの流体精製装置は、印加電圧下で電極チャンネル内で発生するＯ２及びＨ２ガス気泡を連続的に除去するための少なくとも１つの気泡除去システムをさらに含む。いくつかの実施形態では、電気分解気泡を除去することは、実質的に長期間の連続的な作動を可能にするために不可欠である。例えば、気泡除去システムは、疎水性ＰＴＦＥ膜を利用し、真空システムへの露出によって発生点で電気分解気泡を持続的に除去できる電極チャンネルの上に防水封止部を生成する。例えば、真空ゲージ圧は、約－５ｋＰａ～約－４０ｋＰａ（約－０．０５ｂａｒ～約－０．４ｂａｒ）の範囲である。
実施形態では、等電点ベースの流体精製装置は、温度制御及びジュール熱放散を可能にするために、アクティブ冷却システム又はヒートシンク（例えば、ペルチェ素子、循環水／プロピレングリコールジャケット付きサーマルチャック）をさらに含む。例えば、アクティブ冷却システムは、約４℃～約５０℃、好ましくは４℃～約３７℃の範囲で冷却及び／又は熱放散を制御し得る。理想的には生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）を分離する場合、温度は、約１０℃～約２５℃に維持される。例えば、アクティブ冷却システムは、冷却された循環水／プロピレングリコールジャケットを含むアルミニウムサーマルチャックを含む。
実施形態では、等電点ベースの流体精製モジュールは、少なくとも１つのバッファ又は両性電解質システムを含む。
実施形態では、等電点ベースの流体精製モジュールは、少なくとも１つの電極溶液を含む。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの電極溶液は、例えば、それぞれリン酸及び水酸化ナトリウムなどの陽極又は陰極と接触して適切な機能を可能にするように構成された電解質溶液を含む。他の実施形態では、少なくとも１つの電極溶液は、主分離チャンネル、陽極チャンネル、及び陰極チャンネルを介して流れる、例えば、トリス緩衝生理食塩水などの、陽極又は陰極と接触し、適切な機能を可能にするように構成された少なくとも１つの両性電解質溶液を含む。
実施形態では、等電点ベースの流体精製モジュールは、少なくとも１つのセンサ又は検出器を含む。例えば、少なくとも１つのセンサ又は検出器は、インラインに配置される。いくつかの例では、少なくとも１つのセンサ又は検出器は、フローセンサ、温度センサ、導電率センサ、ｐＨセンサ、屈折率検出器、ＵＶ検出器、又は背圧センサを含むが、これらに制限されない。
実施形態では、等電点ベースの流体精製モジュールは、少なくとも１つの液体回路遮断器を含むか、又は前記装置のダウンストリームと少なくとも１つのインラインセンサ又は検出器のアップストリームを断絶して無電圧溶液で感知又は検出を実行できるようにする。
現在特許請求されたプロセスは、例えば、タンパク質又はその断片（ポリペプチド）、抗体又はその断片、サイトカイン、ケモカイン、酵素、又は成長因子などの生物学的生成物を精製するための現在のダウンストリーム方法及びプロセスに比べて多くの利点を提供する。例えば、制限を意図することなく、本明細書に記載のプロセスは、スループットと収率を維持しながら、バッチ式、単一使用、又は半連続モノクローナル抗体を製造する従来のアプローチと比較すると、生産施設のフットプリント、施設の構築及び検証に必要な時間、施設の構築に関するコスト、及び資本設備の支出を大きく減らすモノクローナル抗体を精製するための連続的なバイオプロセスを提供する。本明細書に記載の連続バイオプロセッシングは、連続的に作動できる能力によって、従来のダウンストリームバイオプロセッシングの遠心分離、深層濾過、及びカラムクロマトグラフィーステップに必要な大型のプロセス装置（この大きさは、大きなバイオリアクターの体積によって左右される）が必要ではないため、より小型で簡素化された装置（例えば、より小さなバイオリアクターの体積及びダウンストリームバイオプロセス装置）を使用する。さらに、連続的に作動するより小型で簡素化された装置は、定常状態でモノクローナル抗体を生産する非常に小型のバイオリアクターを使用する。本明細書に記載の連続バイオプロセスはまた、従来のモノクローナル抗体製造アプローチと比較すると、運用コスト、全体的なバイオプロセスラインのダウンタイム、及び生物学的生成物の損失を大幅に削減することができる。最後に、生物学的生成物を精製するための本明細書に記載のプロセスは、キログラム／年基準で、製品スループット又は収率を犠牲にすることなく、現在の技術よりも大幅に少ない平方フィートを占めるフットプリントを持つシステムで行われる。
本明細書に記載のプロセス及び方法の利点は、膜の汚れ又は閉塞なしに、大きな不純物（例えば、細胞、細胞破片、及び凝集体）を除去する能力を含む。例えば、従来の濾過又は接線流動濾過システムを使用して細胞培養培地から細胞、細胞破片、及び凝集体を浄化することは、通常的にフィルタ膜の汚れ又は閉塞をもたらし、これらの方法は、長期間の連続プロセスによって生物学的生成物を含む不均一混合物から大きな不純物を連続的に除去する手段として不適切である。これに対して、本明細書に記載の動的濾過装置は、フィルタ膜の活性標的領域が持続的に新しくなるため、膜を汚れることなく、生物学的生成物を含む不均一混合物から大きな不純物を連続的に除去することを可能にする。さらに、生物学的生成物を生産及び精製する全過程が連続的であり、全過程にわたって約０．１ｍＬ／分～約５０ｍＬ／分の範囲の流速を維持できるため、プロセス装置及び全プロセスのフットプリントは、キログラム／年基準で、製品スループット又は収率を犠牲にすることなく、現在の標準的なプロセスよりも大幅に小さなフットプリントを持つことができる。例えば、本明細書に記載のモノクローナル抗体を生産及び精製するプロセスは、最大約３０，０００平方フィートを占めるフットプリントで作動される。これに対して、現在のモノクローナル抗体生産及びダウンストリームプロセスには、最小２００，０００平方フィートが必要である。例えば、生物学的生成物を精製するプロセスの流速は、約１ｍＬ／分～約１０ｍＬ／分の範囲である。いくつかの例では、不均一混合物から大きな不純物を連続的に除去するステップの流速は、約０．１ｍＬ／分～約５０ｍＬ／分の範囲である。他の例では、不均一混合物から大きな不純物を連続的に除去するステップの流速は、バイオリアクターブリードラインからの流速に等しい。他の例では、濾液を第１のモジュールに連続的に伝達するステップの流速が、約０．１ｍＬ／分～約５０ｍＬ／分の範囲であるプロセスが提供される。さらに他の例では、生物学的生成物を含む画分を第１の流出口から第２のモジュールに連続的に伝達するステップの流速が、約０．１ｍＬ／分～約５０ｍＬ／分の範囲であるプロセスが提供される。
本明細書に記載の樹脂ビーズ（例えば、アガロース）を利用するプロセス及び方法の重要な利点は、これらのシステムが殺菌、リサイクル、及び／又は再生のために、従来の固定相又はパッキングされた樹脂カラム（例えば、標準クロマトグラフィー用）を必要としないことを含む。例えば、これらのシステムは、作動中に樹脂ビーズの無限の表面積を生成するために樹脂ビーズのリサイクル及び／又は再生を提供し、結果として連続的かつコスト効率の良い方法を提供する。言い換えれば、本明細書に記載のモジュールは、固定の結合又は会合能力を有していない。具体的な例では、本明細書に記載の生物学的生成物の精製中に使用される樹脂ビーズは、持続的にリサイクル及び再生されるので、バイオリアクターブリードラインからの流れを中断せずに、動的濾過モジュール又は精製モジュールのいずれかの前のステップの流れを受容できる。言い換えれば、本発明に記載のモジュールは、これらのステップを連続的に受けているので、実行後に殺菌、再生、及び／又はリサイクルのためにアイドル状態のままにしておく必要はない。前記方法は、現在のカラムクロマトグラフィー法が樹脂パッキングの制約によって限定されたカラム容量の限界を有するので、連続入力フローを受容し、全容量に達したカラムの再生及び／又はリサイクルを可能にするためには、複数のパックドカラムのカラム切り替えが必要である点で、現在の連続クロマトグラフィー法とは異なる。本明細書に記載の方法の別の利点は、樹脂ビーズが固定相にパッキングされず、むしろ樹脂ビーズが移動する点を含む。このようなビーズの移動性は、実質的により多くの樹脂ビーズ表面が露出して自由に結合できるので、結合又は会合に使用できる樹脂ビーズの表面積を増加させる。さらに、パックドカラム内の樹脂ビーズは、カラムを通る流れを生成するために高圧差にさらされ、これによる損傷は、カラムを所望の寿命よりも短縮させる理由の１つである。ここに記載の発明における移動性樹脂ビーズは、実質的により低い圧力にさらされ、壊れやすいビーズに対してはるかに柔らかいため、寿命を延長させる。さらに、このような移動性によって樹脂ビーズが再生完了してこれらの初期状態に戻る可能性が高くなる。これはまた樹脂がより効率的に用いられるので、本明細書に記載の方法のコスト効率性を高める。
本明細書に記載のフリーフロー電気泳動を用いるプロセス及び方法の重要な利点は、このシステムが「生成物の損失がない」プロセスを表す点、すなわち、分離が水溶液中で標的生物学的生成物の物理化学的特性に従って電場との相互作用を介して発生するため、生成物が樹脂又は他の精製モイエティと相互作用する必要がない点である。従来のイオン交換クロマトグラフィーと比較して、理論的により高い純度の製品を得ることができるため、このアプローチの分解能にも別の利点が観察される。さらに、本質的な物理化学的特性に基づく分離は、タンパク質又はその断片（ポリペプチド）、抗体又はその断片、サイトカイン、ケモカイン、酵素、成長因子、オリゴヌクレオチド、ウイルス、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス（ＡＡＶ）、又はレンチウイルスを含むが、これらに制限されない様々な生物学的生成物の精製のためのこのようなアプローチの有用性を拡張させる。
さらに、モジュール式のアプローチは、様々な範囲の生物学的生成物を受容するようにプロセス設計の柔軟性を提供する。
［動的濾過モジュール］
本明細書では、不均一混合物中の生物学的生成物から大きな不純物を連続的に除去するための動的濾過モジュールが提供され、例えば、定常状態で作動するバイオリアクターに由来する不均一混合物から細胞、細胞破片、及び凝集体を除去することによって生物学的生成物を含む濾液が生成される（図６Ａ～６Ｂ、及び図７Ａ～７Ｂ）。当技術分野において通常的に使用される静的濾過方法とは異なり、動的濾過モジュールの構成要素は、フィルタ膜の未使用の新しい標的領域で濾過が連続的に発生できるように調整された方式で移動する（例えば、全プロセスの流速に従って膜が移動又は前進する）。これにより、膜の汚れや閉塞がなくなり、作動中のフィルタケーキのパッキング及び厚さを制御することができる。
動的濾過モジュールは、フィルタ膜ロール、膜支持構造物、少なくとも１つの支持ロッド又はローラ、少なくとも１つの真空ライン、真空システム、及び少なくとも１つの真空収集容器を含む。図６Ａ～６Ｂ、及び図７Ａ～７Ｂに示されるように、供給リールは、フィルタ膜ロール上に配置されたフィルタ膜を含み、ここで２つの機械的に滑らかな支持ロッドによって支持されている前記フィルタ膜は、開口部を含む機械的に滑らかな膜支持構造物の上を通過する。不均一混合物が出力ヘッドからフィルタ膜の活性標的領域に伝達されることによって、フィルタ膜は移動を続け、フィルタ膜を収集リールに向かって前進させる一方、膜支持構造物の開口部と連続される真空ラインは、負圧を維持することによって細胞、細胞破片、及び凝集体の分離及び除去を許容して生物学的生成物を含む濾液を生成する。
動的濾過モジュールは、遠心分離、深層濾過、静的濾過、又はこれらの任意の組み合わせを使用せずに不均一混合物から大きな不純物（例えば、細胞、細胞破片、及び凝集体）を除去して生物学的生成物及び関連する小さな不純物（例えば、宿主細胞タンパク質、望ましくないタンパク質及びペプチド、望ましくない抗体、望ましくない核酸及びオリゴヌクレオチド、ウイルス、望ましくない核酸又はオリゴヌクレオチド、塩、バッファ成分、界面活性剤、糖、金属汚染物質、浸出物、培地成分、及び／又は自然的に結合された天然有機分子）を含む濾液を生成し得る。
本明細書に記載の動的濾過モジュールは、小さなフットプリントを提供し、高収率、低タンパク質の結合、最小溶液接触及び滞留時間で濾過を可能にするために、チュービング、コネクタ、膜支持構造物、及びフィルタ膜（例えば、ポリマー類型、孔径）に対する適切な材料選択が必要である。
動的濾過モジュールは、供給リールと収集リールとの間に延在する圧延フィルタ膜を含み、ここで前記フィルタ膜には、不均一混合物を受容するように構成された活性標的領域がある。例えば、フィルタ膜ロールのフィルタ膜は、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、新水性ポリスルホン、セルロースエステル、セルロースアセテート、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、新水性ＰＶＤＦ、ポリカーボネート、ナイロン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、又は新水性ＰＴＦＥを含むが、これらに制限されない適した素材で構成される。
実施形態では、前記圧延フィルタ膜の孔径は、精製される生物学的生成物によって変わる。例えば、前記圧延フィルタ膜の孔径は、０．１μｍ～１μｍの範囲である。あるいは、前記孔径は、約０．２μｍ～約０．４５μｍの範囲であるか、又は前記孔径は、約０．４５μｍ未満である。他の例では、抗体を精製する際に、前記圧延フィルタ膜の孔径は、０．２μｍ～約０．４５μｍの範囲である。
実施形態では、フィルタ膜ロールの幅は、約１０ｍｍ～約６００ｍｍである。例えば、フィルタ膜ロールの幅は、動的濾過システムの大きさ及び膜支持構造物の大きさなどの要因によって変わり得る。
実施形態では、フィルタ膜ロールはまた収集リールと連通する供給リールとして機能し、これは、フィルタ膜がプレハブロールから始まり、最初は空の収集ロールにまたがり、リールツーリールシステムを生成することを意味する。作動時、不均一混合物は、出力ヘッドから、フィルタ膜が供給リールから収集リールに適切な速度で移動してフィルタ膜の使用された部分を収集することによってフィルタ膜の輸送によって生成されたフィルタ膜の新しい未使用の領域（本明細書において活性標的領域とも呼ばれる）に連続的に適用される。例えば、供給リールの移動は、高いトルクで低い膜輸送速度を可能にするために、１分あたりの回転数（ＲＰＭ）を２００：１の割合に制限するギアボックスと連結されているサーボモータによって制御される。収集リールの移動は、高いトルクで低い膜輸送速度を可能にするために、ＲＰＭを２００：１の割合に制限するギアボックスと連結されているサーボモータによって制御される。さらに、供給リールモータと収集リールモータは、作動中に供給リールと収集リールの両方で絶えずに変化するフィルタ膜ロールの直径と一貫した速度を保証するために、フィードバックメカニズムを作動させる閉ループコントローラによって制御される。例えば、供給リールと収集リールは、同じ速度で同じ方向に作動する。供給リールから収集リールにフィルタ膜を輸送する他の方法は、コーティング及びコンバーティング産業分野の当業者によって考慮され得る。
実施形態では、動的濾過モジュール内のフィルタ膜輸送速度は高収率（回収率）を維持しながら、高流速（高いスループット）を可能にするように選択される。例えば、フィルタ膜の輸送速度は、約０．１ｍｍ／秒～約１００ｍｍ／秒、好ましくは、約０．１ｍｍ／秒～約１０ｍｍ／秒の範囲である。
さらに、動的濾過モジュールは、フィルタ膜が負圧を受けるときにフィルタ膜の活性標的領域を支持するための膜支持構造物（図８）を含む。膜支持構造物は、供給リールと収集リールとの間に位置し、静摩擦係数の低い材料（例えば、ＰＴＦＥ）に由来する機械的に滑らかな接触表面を有し、真空ラインと連続される開口部を有する。例えば、本明細書で使用される「機械的に滑らかな接触表面」は、静摩擦係数が低く、特に濡れたときにフィルタ膜の輸送に対抗する摩擦力が低く生成される表面を指す。機械的に滑らかな接触表面は、フィルタ膜が動的方式で動く容易さに影響を与える可能性がある。機械的に滑らかな接触表面はまた表面粗さで測定でき、値が低いほど表面が滑らかになる。さらに、粗い表面は、滑らかな表面よりも表面の間に摩擦力が大きいため、本明細書で使用される機械的に滑らかな接触表面は、摩擦力が低い（すなわち、静摩擦係数が低い）表面を指す。
実施形態では、動的濾過モジュールの膜支持構造物は開口部を含む。前記開口部は、例えば、メッシュ、少なくとも１つのスロット、少なくとも１つの孔、フリット、多孔性材料、又はこれらの任意の組み合わせを含み得る。例えば、前記開口部は、一連の規則的又は不規則的に離隔した要素（例えば、メッシュ、少なくとも１つのスロット、少なくとも１つの孔、又はこれらの任意の組み合わせ）を含み得る。さらに、前記開口部は、規則的に離隔した要素を含むことができ、例えば、前記開口部は、一連の間隔が同一の並列スロットを含み得る。さらに、前記開口部は、１つのグレート（例えば、上述のような一連の規則的又は不規則的に離隔した要素）を含み得る。他の例では、前記開口部は、１つ以上のグレートを含むことができ、ここで各グレートは垂直である。前記開口部は、不規則又は規則的な要素（例えば、一連の並列スロット）の集まりであり得る。前記開口部はまたメッシュを含み得るが、これは、分厚又は全厚であり、平行な列であってもよく、そうでなくてもよい。前記開口部の要素（例えば、メッシュ、少なくとも１つのスロット、少なくとも１つの孔、フリット、多孔性材料、又はこれらの任意の組み合わせ）は、任意の所望の厚さであってもよい。例えば、制限を意図することなく、前記開口部は、約０．２５ｍｍ～約５ｍｍの厚さのメッシュを含み得る。
さらに、膜支持構造物の温度制御、及び蒸発冷却に対応するための少なくとも１つの真空収集容器との連結も提供され、生物学的生成物（例えば、タンパク質又はその断片（ポリペプチド）、抗体又はその断片、サイトカイン、ケモカイン、酵素、又は成長因子）の閉塞、汚れ、溶液凍結、溶液粘度の変化、及び変性（又は沈殿）を防止する。前記温度制御メカニズムは、約４℃～約３７℃の温度を維持する。例えば、抗体の精製中、温度制御メカニズムは、約１５℃～約３７℃の温度を維持する。例示的な温度制御メカニズムは、単一ループコントローラ、マルチループコントローラ、閉ループコントローラ、ＰＩＤコントローラ、ペルチェ素子、抵抗加熱要素、及び／又は循環水ジャケット付きサーマルチャックを含むが、これらに制限されない。
実施形態では、動的濾過モジュールの少なくとも１つの支持ロッド又はローラは、静摩擦係数の低い材料（例えば、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ）に由来する機械的に滑らかな接触表面を有する。例えば、本明細書で使用される「機械的に滑らかな接触表面」は、静摩擦係数が低く、フィルタ膜の輸送に対抗する摩擦力が低く生成される表面を指す。機械的に滑らかな接触表面は、フィルタ膜が動的方式で動く容易さに影響を与える可能性がある。機械的に滑らかな接触表面はまた表面粗さで測定でき、値が低いほど表面が滑らかになる。さらに、粗い表面は滑らかな表面よりも表面の間に摩擦力が大きいため、本明細書で使用される機械的に滑らかな接触表面は摩擦力が低い（すなわち、静摩擦係数が低い）表面を指す。あるいは、少なくとも１つの支持ロッドは、軸受、例えば、フィルタ膜上の摩擦力及び張力を低減するために機械的に滑らかな接触表面を有するスリーブ軸受をさらに含み得る。さらに、機械的に滑らかな接触表面を有する少なくとも１つの支持ロッド又はローラは、フィルタ膜上の張力を低減させるために回転できる。
実施形態では、動的濾過モジュールは、不均一混合物の流れを調節し、不均一混合物をフィルタ膜の活性標的領域に分配するための少なくとも１つの出力ヘッドを含む。例えば、前記少なくとも１つの出力ヘッドは、チューブ又はスロットダイである。
動的濾過モジュール内では、入力流速は、定常状態で作動するバイオリアクターのブリード速度と一致し、ここで前記ブリード速度は、合理的に高いスループット（例えば、キログラム／年基準で従来のバイオ医薬品（ｂｉｏｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ）製造スループットと一致するか、それ以上のスループット）を提供する。特定の例では、ｚ軸に沿った動きの有無にかかわらず、ｘｙラスタリング又はｒθラスタリングヘッドと同様に、流速を管理するために複数のヘッドを使用することができる。
動的濾過モジュールは、真空システムの負圧を含み、本明細書に記載されているように、圧力値は、高いスループット及び収率を達成するために、所望のフィルタ膜輸送移動性を維持しながら、効率的な濾過を可能にするように選択できる。実施形態では、動的濾過モジュールの真空システムは、連続濾過のために、約－５ｋＰａ～約－９８ｋＰａ（約－０．０５ｂａｒ～約－０．９８ｂａｒ）のゲージ圧を維持する。
いくつかの実施形態では、供給区域（例えば、バイオリアクターブリード溶液入力ライン及び出力ヘッド分配領域又はフィルタ膜活性標的領域）に加えて、その後に洗浄区域が提供される。洗浄区域は、同軸出力ヘッド、別個の単軸出力ヘッド、別個のスロットダイ出力ヘッド、又は複数の開口部を有するスロットダイ出力ヘッドを介して追加の入力ラインから供給される洗浄バッファを含む。
いくつかの実施形態では、動的濾過モジュールは、コーティング及びコンバーティング産業に公知の要素、例えば、制限を意図することなく、アクティブ又はパッシブエッジガイド、張力調整装置（例えば、ダンサー）、ブレーキ及び張力検出器、又はこれらの任意の組み合わせを含む。
実施形態では、動的濾過によって不均一混合物から大きな不純物（例えば、細胞、細胞破片、及び凝集体）を連続的に除去するプロセスは、異なる孔径を有する少なくとも２つの個別圧延フィルタ膜を使用する多段階濾過を含む。例えば、これらの多段階動的濾過プロセスは、小さな孔径（例えば、０．２μｍ）圧延フィルタ膜を有する少なくとも１つの第２の動的濾過装置と流体連通する大きな孔径（例えば、０．４５μｍ）圧延フィルタ膜を有する少なくとも１つの第１の動的濾過装置を含み、それによって、生物学的生成物を含む濾液が生成される。
本明細書に記載されるように、動的濾過モジュールは、キログラム／年基準で標準精製（遠心分離）プロセスと同等又はそれ以上の生物学的生成物の収率を提供する。動的濾過モジュールはまた負圧状態にある、又は大気圧への平衡を可能にする少なくとも１つの真空収集容器から次のステップに供給できるようにする。動的濾過モジュールに組み込まれ、選択された材料には、コネクタ、チュービング、フィルタ膜、膜支持構造物、真空収集容器が含まれ、これらの全ては、単独又は結合してタンパク質吸着による摩擦及び収率損失を最小化し、当業者に知られている。
当技術分野で一般的に使用される静的濾過方法とは異なり、動的濾過モジュールの構成要素は、連続的であり、妨害されず、汚れのない濾過を可能にするように調整された方式で移動する（例えば、入力ラインからの不均一混合物の流速によって膜が移動又は前進する）。
［ループコンベアシステムを有する親和性ベースの磁性精製モジュール］
本明細書では、不均一混合物を２つ以上の画分に分離するための親和性ベースの磁性精製モジュールが提供され、ここで少なくとも１つの画分には生物学的生成物が含まれている。前記モジュールは、少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口を含むが、これらは少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成されており、ここで流速は、例えば、定常作動中に一貫して一定であり得る。さらに、親和性ベースの磁性精製モジュールは、親和性磁性樹脂ビーズの懸濁液を含み、ここで前記磁性樹脂ビーズの表面は、制限を意図することなく、前記生物学的生成物と選択的に結合するように構成されたタンパク質Ａ、タンパク質Ｇ、タンパク質Ｌ、抗原タンパク質、タンパク質、受容体、抗体、又はアプタマーに連結されている。
親和性ベースの磁性精製モジュールは、生物学的生成物を含む不均一混合物を連続的に受容し、続いて生物学的生成物、親和性磁性樹脂ビーズ、バッファ、又はこれらの任意の組み合わせを含む生成された不均一混合物を輸送するように構成された親和性磁性樹脂ビーズで充填された少なくとも２つの輸送容器を含むループコンベアシステムと、洗浄を可能にするために不均一混合物から前記磁性樹脂ビーズを引き付けて分離する少なくとも１つの外部磁場と、前記生物学的生成物の溶出を可能にするために不均一混合物から前記磁性樹脂ビーズを引き付けて分離する少なくとも１つの外部磁場と、前記磁性樹脂ビーズのリサイクルを可能にする少なくとも１つの外部磁場と、少なくとも１つの結合／洗浄バッファシステムと、少なくとも１つの低ｐＨ溶出バッファシステムと、少なくとも１つの磁性樹脂ビーズ再生バッファシステムと、少なくとも２つの輸送容器から廃液を除去する少なくとも１つの吸引器システムと、少なくとも１つの収集容器と、少なくとも１つのセンサ又は検出器、及び少なくとも１つの流体ハンドリングポンプを含む。
親和性ベースの磁性精製モジュールの装置設計（図１４～１５）は、バッチ式プロセス又は半連続プロセスと比較して自動化され、連続的な生物学的磁性精製を可能にし、小さなフットプリントを提供する。
磁場強度及び電界効果は、輸送容器の壁厚及び材料類型、ループコンベアトラック上の輸送容器の壁への近接性、磁性樹脂ビーズの大きさ、濃度、飽和磁化及び磁化率、及び溶液粘度によって変わる。実施形態では、前記磁場強度は、約０．０１テスラ～約１テスラ（例えば、最大約１テスラ）の範囲である。例えば、前記磁場は、永久磁石（例えば、ネオジム磁石）によって生成される。前記永久磁石は、容器の壁の５ｍｍ以内、好ましくは１ｍｍ以内に配置することができる。他の例では、前記磁場は、電磁石によって生成される。さらに他の例では、磁性樹脂ビーズの混合は、オンとオフの状態の間を切り替える２つの別個の対向する磁場の間に少なくとも１つの輸送容器を配置することによって達成され得る。
本明細書に記載されるように、親和性ベースの磁性精製モジュールは磁性樹脂ビーズの懸濁液を含み、ここで濃度は、所望の結合能力又は所望の溶液粘度によって変わる。あるいは、親和性ベースの磁性精製モジュールの磁性樹脂ビーズの大きさはミクロンからサブミクロンであり、例えば、各々溶液粘度依存性及び表面リガンド密度依存性などの親和性相互作用及び平衡のための適切な流体力学を可能にするために必要な表面積対体積比の関数である結合能力の要求事項によって変わる。
輸送容器の数と大きさは、入力流速、磁性樹脂ビーズの結合能力、及び結合平衡時間によって変わる。輸送容器の材料と壁厚は、磁場の強度と近接性によって変わる。
親和性ベースの磁性精製モジュールの磁性樹脂ビーズの材料選択は、無視できる浸出物とリサイクル及び再使用を可能にする堅牢な安定性を提供するために重要である。磁性樹脂ビーズは、固体、多孔性、ナノ多孔性、微多孔性、又はこれらの任意の組み合わせであり得る。
結合／洗浄バッファは、目的の生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）及び除去される小さな不純物によって変わる。ｐＨ、イオン強度、界面活性剤の使用、及び有機塩及び／又は無機塩の使用を含む結合／洗浄バッファに関する他の考慮事項も、結合／洗浄バッファにおいて考慮される。さらに、効果的に洗浄するために、追加の輸送容器と繰り返されたコンベアトラックの位置が必要になる場合もある。
溶出バッファは、磁性樹脂ビーズ表面リガンドと目的の生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）との間の結合親和性（例えば、非共有相互作用の強度）によって変わる。例えば、溶出バッファは、ｐＨ、イオン強度、界面活性剤の使用、有機塩及び／又は無機塩の使用、複数の溶出バッファ組成物の使用（例えば、収率増加のために、これは、追加の輸送容器と繰り返されたコンベアトラック位置が必要になる場合がある）が変化され得る。さらに、効果的な溶出のために、追加の輸送容器と繰り返されたコンベアトラックの位置が必要になる場合もある。
コンベアトラックの進行における各ステップの滞留時間は、流速、平衡時間、及びスループットボリュームによって変わる。さらに、バッファ組成及びｐＨによって、洗浄ステップ中のウイルス不活性化及び除去も考慮されるので、例えば、モノクローナル抗体を精製する際に、別個のウイルス不活性化及び除去プロセスステップの必要性が排除されるであろう。
親和性ベースの磁性精製モジュールは、工程中の分析試験（ｉｎ－ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎａｌｙｔｉｃａｌ ｔｅｓｔｉｎｇ）及び／又はインライン分析測定技術のためのインラインサンプリングポートを含み得る。さらに、インライン分析測定技術（例えば、フローセンサ、光学密度測定装置、ＵＶ検出器、ＲＩ検出器）を使用して、プロセスのフィードバック制御メカニズムを有効にすることができる。
当技術分野で一般的に使用される従来のパックドカラムクロマトグラフィー及びカラムスイッチングクロマトグラフィー法とは異なり、親和性ベースの磁性精製モジュールは、インサイチュ（ｉｎ ｓｉｔｕ）再生及びリサイクルが可能な移動性親和性樹脂を用いて樹脂をより効率的に使用し、従来のカラム容量の限界を懸念することなく、小さなフットプリントで連続的な処理を可能にする。
［ピックアンドプレースロボットシステムを有する親和性ベースの磁性精製モジュール］
本明細書では、混合物を２つ以上の画分に分離するための親和性ベースの磁性精製モジュールが提供され、ここで少なくとも１つの画分には生物学的生成物が含まれている。前記モジュールは、少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口を含むが、これらは少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成されており、ここで流速は、例えば、定常作動中に一貫して一定であり得る。さらに、親和性ベースの磁性精製モジュールは、親和性磁性樹脂ビーズの懸濁液を含み、ここで前記磁性樹脂ビーズの表面は、制限を意図することなく、前記生物学的生成物と選択的に結合するように構成されたタンパク質Ａ、タンパク質Ｇ、タンパク質Ｌ、抗原タンパク質、タンパク質、受容体、抗体、又はアプタマーに連結されている。
親和性ベースの磁性精製モジュールは、生物学的生成物を含む混合物を連続的に受容し、続いて生物学的生成物、親和性磁性樹脂ビーズ、バッファ、又はこれらの任意の組み合わせを含む生成された不均一混合物を輸送するように構成された親和性磁性樹脂ビーズで充填された少なくとも２つの輸送容器を含むピックアンドプレースロボットシステムと、洗浄を可能にするために不均一混合物から前記磁性樹脂ビーズを引き付けて分離する少なくとも１つの外部磁場と、前記生物学的生成物の溶出を可能にするために不均一混合物から前記磁性樹脂ビーズを引き付けて分離する少なくとも１つの外部磁場と、前記磁性樹脂ビーズのリサイクルを可能にする少なくとも１つの外部磁場と、少なくとも１つの結合／洗浄バッファシステムと、少なくとも１つの低ｐＨ溶出バッファシステムと、少なくとも１つの磁性樹脂ビーズ再生バッファシステムと、少なくとも２つの輸送容器から廃液を除去する少なくとも１つの吸引器システムと、少なくとも１つの収集容器と、少なくとも１つのセンサ又は検出器、及び少なくとも１つの流体ハンドリングポンプを含む。
親和性ベースの磁性精製モジュールの装置設計（図１８）は、バッチ式プロセス又は半連続プロセスと比較して自動化されて連続的な生物学的磁性精製を可能にし、小さなフットプリントを提供する。
磁場強度及び電界効果は、輸送容器の壁厚及び材料類型、配置された輸送容器の壁への近接性、磁性樹脂ビーズの大きさ、濃度、飽和磁化及び磁化率、及び溶液粘度によって変わる。実施形態では、前記磁場強度は、約０．０１テスラ～約１テスラ（例えば、最大約１テスラ）の範囲である。例えば、前記磁場は、永久磁石（例えば、ネオジム磁石）によって生成される。前記永久磁石は、容器の壁の５ｍｍ以内、好ましくは１ｍｍ以内に配置することができる。他の例では、前記磁場は、電磁石によって生成される。さらに他の例では、磁性樹脂ビーズの混合は、オンとオフの状態の間を切り替える２つの別個の対向する磁場の間に少なくとも１つの輸送容器を配置することによって達成され得る。
本明細書に記載されるように、親和性ベースの磁性精製モジュールは磁性樹脂ビーズの懸濁液を含み、ここで濃度は、所望の結合能力又は所望の溶液粘度によって変わる。あるいは、親和性ベースの磁性精製モジュールの磁性樹脂ビーズの大きさは、ミクロンからサブミクロンであり、例えば、各々溶液粘度依存性及び表面リガンド密度依存性などの平衡及び親和性相互作用のための適切な流体力学を可能にするために必要な表面積対体積比の関数である結合能力の要求事項によって変わる。
輸送容器の数と大きさは、入力流速、磁性樹脂ビーズの結合能力、及び結合平衡時間によって変わる。輸送容器の材料と壁厚は、磁場の強度と近接性によって変わる。
親和性ベースの磁性精製モジュールの磁性樹脂ビーズの材料選択は、無視できる浸出物とリサイクル及び再使用を可能にする堅牢な安定性を提供するために重要である。磁性樹脂ビーズは、固体、多孔性、ナノ多孔性、微多孔性、又はこれらの任意の組み合わせであり得る。
結合／洗浄バッファは、目的の生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）及び除去される小さな不純物によって変わる。ｐＨ、イオン強度、界面活性剤の使用、及び有機塩及び／又は無機塩の使用を含む結合／洗浄バッファに関する他の考慮事項も、結合／洗浄バッファにおいて考慮される。さらに、効果的に洗浄するために、追加の輸送容器と繰り返されたピックアンドプレース位置が必要になる場合もある。
溶出バッファは、磁性樹脂ビーズ表面リガンドと目的の生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）との間の結合親和性（例えば、非共有相互作用の強度）によって変わる。例えば、溶出バッファは、ｐＨ、イオン強度、界面活性剤の使用、有機塩及び／又は無機塩の使用、複数の溶出バッファ組成物の使用（例えば、収率増加のために、これは、追加の輸送容器と繰り返されたコンベアトラック位置が必要になる場合がある）が変化され得る。さらに、効果的な溶出のために、追加の輸送容器と繰り返されたピックアンドプレース位置が必要になる場合もある。
ピックアンドプレースプロセスを介する輸送容器の進行における各ステップの滞留時間は、流速、平衡時間、及びスループットボリュームによって変わる。さらに、バッファ組成及びｐＨによって、洗浄ステップ中のウイルス不活性化及び除去も考慮されるので、例えば、モノクローナル抗体を精製する際に、別個のウイルス不活性化及び除去プロセスステップの必要性が排除されるであろう。
親和性ベースの精製モジュールは、工程中の分析試験及び／又はインライン分析測定技術のためのインラインサンプリングポートを含み得る。さらに、インライン分析測定技術（例えば、フローセンサ、光学密度測定装置、ＵＶ検出器、ＲＩ検出器）を使用して、プロセスのフィードバック制御メカニズムを有効にすることができる。
当技術分野で一般的に使用される従来のパックドカラムクロマトグラフィー及びカラムスイッチングクロマトグラフィー法とは異なり、親和性ベースの磁性精製モジュールは、インサイチュ再生及びリサイクルが可能な移動性親和性樹脂を用いて樹脂をより効率的に使用し、従来のカラム容量の限界を懸念することなく、小さなフットプリントで連続的な処理を可能にする。
［ループコンベアシステムを有する正電荷ベースの磁性精製モジュール］
本明細書に記載されるように、混合物を２つ以上の画分に分離するための正電荷ベースの磁性精製モジュールが含まれ、ここで少なくとも１つの画分には生物学的生成物が含まれている。正電荷ベースの磁性精製モジュールは少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口を含むが、これらは少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成されており、ここで流速は、例えば、定常作動中に一貫して一定であり得る。さらに、正電荷ベースの磁性精製モジュールは、カチオン性磁性樹脂ビーズの懸濁液を含み、ここで前記磁性樹脂ビーズの表面は、特定のｐＨ及びイオン強度で前記生物学的生成物と選択的に会合するように構成されたカチオン性官能基を含む。
正電荷ベースの磁性精製モジュールは、生物学的生成物を含む混合物を連続的に受容し、続いて生物学的生成物、カチオン性磁性樹脂ビーズ、バッファ、又はこれらの任意の組み合わせを含む生成された不均一混合物を輸送するように構成されたカチオン性磁性樹脂ビーズで充填された少なくとも２つの輸送容器を含むループコンベアシステムと、洗浄を可能にするために、不均一混合物から前記磁性樹脂ビーズを引き付けて分離する少なくとも１つの外部磁場と、前記生物学的生成物の解離を可能にするために、不均一混合物から前記磁性樹脂ビーズを引き付けて分離する少なくとも１つの外部磁場と、前記磁性樹脂ビーズのリサイクルを可能にする少なくとも１つの外部磁場と、少なくとも１つの解離／洗浄バッファシステム、少なくとも１つの解離バッファシステムと、少なくとも１つの磁性樹脂ビーズ再生バッファシステムと、少なくとも２つの輸送容器から廃液を除去する少なくとも１つの吸引器システムと、少なくとも１つの収集容器と、少なくとも１つのセンサ又は検出器、及び少なくとも１つの流体ハンドリングポンプを含む。
正電荷ベースの磁性精製モジュールのための装置設計（図１６～１７）は、バッチ式プロセス又は半連続プロセスと比較して自動化されて連続的な生物学的磁性精製を可能にし、小さなフットプリントを提供する。
磁場強度及び電界効果は、輸送容器の壁厚及び材料類型、ループコンベアトラック上の輸送容器の壁への近接性、磁性樹脂ビーズの大きさ、濃度、飽和磁化及び磁化率、及び溶液粘度によって変わる。実施形態では、前記磁場強度は、約０．０１テスラ～約１テスラ（例えば、最大約１テスラ）の範囲である。例えば、前記磁場は、永久磁石（例えば、ネオジム磁石）によって生成される。前記永久磁石は、容器の壁の５ｍｍ以内、好ましくは１ｍｍ以内に配置することができる。他の例では、前記磁場は、電磁石によって生成される。さらに他の例では、磁性樹脂ビーズの混合は、オンとオフの状態の間を切り替える２つの別個の対向する磁場の間に少なくとも１つの輸送容器を配置することによって達成され得る。
本明細書に記載されるように、正電荷ベースの磁性精製モジュールは磁性樹脂ビーズの懸濁液を含み、ここで濃度は、所望の電荷又は静電会合容量、又は所望の溶液粘度によって変わる。あるいは、正電荷ベースの磁性精製モジュールの磁性樹脂ビーズの大きさは、ミクロンからサブミクロンであり、例えば、各々溶液粘度依存性及び表面電荷密度依存性などの平衡及び電荷又は静電相互作用のための適切な流体力学を可能にするために必要な表面積対体積比の関数である電荷又は静電会合容量の要求事項によって変わる。
輸送容器の数と大きさは、入力流速、磁性樹脂ビーズ電荷又は静電会合容量、及び会合平衡時間によって変わる。輸送容器の材料と壁厚は、磁場の強度と近接性によって変わる。
正電荷ベースの磁性精製モジュールの磁性樹脂ビーズの材料選択は、無視できるほどの浸出物とリサイクル及び再使用を可能にする堅牢な安定性を提供するために重要である。磁性樹脂ビーズは、固体、多孔性、ナノ多孔性、微多孔性、又はこれらの任意の組み合わせであり得る。
正電荷ベースの磁性精製モジュール内では、カチオン性表面の選択は重要な考慮事項であり、カチオン性ポリマー、正味の正電荷ペプチド又はタンパク質、アミン官能基を含み得る。さらに、カチオン性表面の選択は、定義されたバッファ（ｐＨ及びイオン強度）内で正電荷ビーズ表面と生物学的生成物との間の適切な静電相互作用及び安全性を達成することに基づいている。
正電荷ベースの磁性精製モジュールの会合／洗浄バッファは、目的の生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）及び除去される小さな不純物によって変わる。さらに、ｐＨ、イオン強度、界面活性剤の使用、及び有機塩及び／又は無機塩の使用も、会合／洗浄バッファにおいて考慮される。さらに、効果的に洗浄するために、追加の輸送容器と繰り返されたコンベアトラックの位置が必要になる場合もある。
正電荷ベースの磁性精製モジュールの解離バッファは、カチオン性磁性樹脂ビーズ表面官能基と目的の生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）との間の静電相互作用の強度によって変わる。例えば、解離バッファは、ｐＨ、イオン強度、界面活性剤の使用、有機塩及び／又は無機塩の使用、複数の解離バッファ組成物の使用（例えば、収率増加のために、これは、追加の輸送容器と繰り返されたコンベアトラック位置が必要になる場合がある）が変化され得る。他の例では、勾配解離効果を生成するために、ｐＨ、イオン強度、又はこれらの任意の組み合わせが変化された複数の解離バッファが順次利用される。さらに、効果的な解離のために、追加の輸送容器と繰り返されたコンベアトラックの位置が必要になる場合もある。
正電荷ベースの磁性精製モジュールのコンベアトラックの進行における各ステップの滞留時間は、流速、平衡時間、及びスループットボリュームによって変わる。さらに、バッファ組成及びｐＨによって、洗浄ステップ中のウイルス不活性化及び除去も考慮されるので、例えば、モノクローナル抗体を精製する際に、別個のウイルス不活性化及び除去プロセスステップの必要性が排除されるであろう。
正電荷ベースの精製モジュールは、工程中の分析試験及び／又はインライン分析測定技術のためのインラインサンプリングポートを含み得る。さらに、インライン分析測定技術（例えば、フローセンサ、光学密度測定装置、ＵＶ検出器、ＲＩ検出器）を使用して、プロセスのフィードバック制御メカニズムを有効にすることができる。
当技術分野で一般的に使用される従来のパックドカラムクロマトグラフィー及びカラムスイッチングクロマトグラフィー法とは異なり、正電荷ベースの磁性精製モジュールは、インサイチュ再生及びリサイクルが可能な移動性親和性樹脂を用いて樹脂をより効率的に使用し、従来のカラム容量の限界を懸念することなく、小さなフットプリントで連続的な処理を可能にする。
［ピックアンドプレースロボットシステムを有する正電荷ベースの磁性精製モジュール］
本明細書に記載されるように、混合物を２つ以上の画分に分離するための正電荷ベースの磁性精製モジュールが含まれ、ここで少なくとも１つの画分には生物学的生成物が含まれている。正電荷ベースの磁性精製モジュールは少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口を含むが、これらは少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成されており、ここで流速は、例えば、定常作動中に一貫して一定であり得る。さらに、正電荷ベースの磁性精製モジュールは、カチオン性磁性樹脂ビーズの懸濁液を含み、ここで前記磁性樹脂ビーズの表面は、特定のｐＨ及びイオン強度で前記生物学的生成物と選択的に会合するように構成されたカチオン性官能基を含む。
正電荷ベースの磁性精製モジュールは、生物学的生成物を含む混合物を連続的に受容し、続いて生物学的生成物、カチオン性磁性樹脂ビーズ、バッファ、又はこれらの任意の組み合わせを含む生成された不均一混合物を輸送するように構成されたカチオン性磁性樹脂ビーズで充填された少なくとも２つの輸送容器を含むピックアンドプレースロボットシステムと、洗浄を可能にするために不均一混合物から前記磁性樹脂ビーズを引き付けて分離する少なくとも１つの外部磁場と、前記生物学的生成物の解離を可能にするために、不均一混合物から前記磁性樹脂ビーズを引き付けて分離する少なくとも１つの外部磁場と、前記磁性樹脂ビーズのリサイクルを可能にする少なくとも１つの外部磁場と、少なくとも１つの解離／洗浄バッファシステム、少なくとも１つの解離バッファシステムと、少なくとも１つの磁性樹脂ビーズ再生バッファシステムと、少なくとも２つの輸送容器から廃液を除去する少なくとも１つの吸引器システムと、少なくとも１つの収集容器と、少なくとも１つのセンサ又は検出器、及び少なくとも１つの流体ハンドリングポンプを含む。
正電荷ベースの磁性精製モジュールのための装置設計（図１９）は、バッチ式プロセス又は半連続プロセスと比較して自動化されて連続的な生物学的磁性精製を可能にし、小さなフットプリントを提供する。
磁場強度及び電界効果は、輸送容器の壁厚及び材料類型、ループコンベアトラック上の輸送容器の壁への近接性、磁性樹脂ビーズの大きさ、濃度、飽和磁化及び磁化率、及び溶液粘度によって変わる。実施形態では、前記磁場強度は、約０．０１テスラ～約１テスラ（例えば、最大約１テスラ）の範囲である。例えば、前記磁場は、永久磁石（例えば、ネオジム磁石）によって生成される。前記永久磁石は、容器の壁の５ｍｍ以内、好ましくは１ｍｍ以内に配置することができる。他の例では、前記磁場は、電磁石によって生成される。さらに他の例では、磁性樹脂ビーズの混合は、オンとオフの状態の間を切り替える２つの別個の対向する磁場の間に少なくとも１つの輸送容器を配置することによって達成され得る。
本明細書に記載されるように、正電荷ベースの磁性精製モジュールは磁性樹脂ビーズの懸濁液を含み、ここで濃度は、所望の電荷又は静電会合容量、又は所望の溶液粘度によって変わる。あるいは、正電荷ベースの磁性精製モジュールの磁性樹脂ビーズの大きさは、ミクロンからサブミクロンであり、例えば、各々溶液粘度依存性及び表面電荷密度依存性などの平衡及び電荷又は静電相互作用のための適切な流体力学を可能にするために必要な表面積対体積比の関数である電荷又は静電会合容量の要求事項によって変わる。
輸送容器の数と大きさは、入力流速、磁性樹脂ビーズ電荷又は静電会合容量、及び会合平衡時間によって変わる。輸送容器の材料と壁厚は、磁場の強度と近接性によって変わる。
正電荷ベースの磁性精製モジュールの磁性樹脂ビーズの材料選択は、無視できるほどの浸出物とリサイクル及び再使用を可能にする堅牢な安定性を提供するために重要である。磁性樹脂ビーズは、固体、多孔性、ナノ多孔性、微多孔性、又はこれらの任意の組み合わせであり得る。
正電荷ベースの磁性精製モジュール内では、カチオン性表面の選択は重要な考慮事項であり、カチオン性ポリマー、正味の正電荷ペプチド又はタンパク質、アミン官能基を含み得る。さらに、カチオン性表面の選択は、定義されたバッファ（ｐＨ及びイオン強度）内で正電荷ビーズ表面と生物学的生成物との間の適切な静電相互作用及び安全性を達成することに基づいている。
正電荷ベースの磁性精製モジュールの会合／洗浄バッファは、目的の生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）及び除去される小さな不純物によって変わる。さらに、ｐＨ、イオン強度、界面活性剤の使用、及び有機塩及び／又は無機塩の使用も、会合／洗浄バッファにおいて考慮される。さらに、効果的に洗浄するために、追加の輸送容器と繰り返されたピックアンドプレース位置が必要になる場合もある。
正電荷ベースの磁性精製モジュールの解離バッファは、カチオン性磁性樹脂ビーズ表面官能基と目的の生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）との間の静電相互作用の強度によって変わる。例えば、解離バッファは、ｐＨ、イオン強度、界面活性剤の使用、有機塩及び／又は無機塩の使用、複数の解離バッファ組成物の使用（例えば、収率増加のために、これは、追加の輸送容器と繰り返されたコンベアトラック位置が必要になる場合がある）が変化され得る。他の例では、勾配解離効果を生成するために、ｐＨ、イオン強度、又はこれらの任意の組み合わせが変化された複数の解離バッファが順次利用される。さらに、効果的な解離のために、追加の輸送容器と繰り返されたピックアンドプレース位置が必要になる場合もある。
正電荷ベースの磁性精製モジュールのピックアンドプレースプロセスを介する輸送容器の進行における各ステップの滞留時間は、流速、平衡時間、及びスループットボリュームによって変わる。さらに、バッファ組成及びｐＨによって、洗浄ステップ中のウイルス不活性化及び除去も考慮されるので、例えば、モノクローナル抗体を精製する際に、別個のウイルス不活性化及び除去プロセスステップの必要性が排除されるであろう。
正電荷ベースの磁性精製モジュールは、工程中の分析試験及び／又はインライン分析測定技術のためのインラインサンプリングポートを含み得る。さらに、インライン分析測定技術（例えば、フローセンサ、光学密度測定装置、ＵＶ検出器、ＲＩ検出器）を使用して、プロセスのフィードバック制御メカニズムを有効にすることができる。
当技術分野で一般的に使用される従来のパックドカラムクロマトグラフィー及びカラムスイッチングクロマトグラフィー法とは異なり、正電荷ベースの磁性精製モジュールは、インサイチュ再生及びリサイクルが可能な移動性親和性樹脂を用いて樹脂をより効率的に使用し、従来のカラム容量の限界を懸念することなく、小さなフットプリントで連続的な処理を可能にする。
［ループコンベアシステムを有する負電荷ベースの磁性精製モジュール］
本明細書に記載されるように、混合物を２つ以上の画分に分離するための負電荷ベースの磁性精製モジュールが含まれ、ここで少なくとも１つの画分には生物学的生成物が含まれている。負電荷ベースの磁性精製モジュールは少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口を含むが、これらは少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成されており、ここで流速は、例えば、定常作動中に一貫して一定であり得る。さらに、負電荷ベースの磁性精製モジュールは、アニオン性磁性樹脂ビーズの懸濁液を含み、ここで前記磁性樹脂ビーズの表面は、特定のｐＨ及びイオン強度で前記生物学的生成物と選択的に会合するように構成されたアニオン性官能基を含む。
負電荷ベースの磁性精製モジュールは、生物学的生成物を含む混合物を連続的に受容し、続いて生物学的生成物、アニオン性磁性樹脂ビーズ、バッファ、又はこれらの任意の組み合わせを含む生成された不均一混合物を輸送するように構成されたアニオン性磁性樹脂ビーズで充填された少なくとも２つの輸送容器を含むループコンベアシステムと、洗浄を可能にするために不均一混合物から前記磁性樹脂ビーズを引き付けて分離する少なくとも１つの外部磁場と、前記生物学的生成物の解離を可能にするために、不均一混合物から前記磁性樹脂ビーズを引き付けて分離する少なくとも１つの外部磁場と、前記磁性樹脂ビーズのリサイクルを可能にする少なくとも１つの外部磁場と、少なくとも１つの解離／洗浄バッファシステムと、少なくとも１つの解離バッファシステムと、少なくとも１つの磁性樹脂ビーズ再生バッファシステムと、少なくとも２つの輸送容器から廃液を除去する少なくとも１つの吸引器システムと、少なくとも１つの収集容器と、少なくとも１つのセンサ又は検出器、及び少なくとも１つの流体ハンドリングポンプを含む。
負電荷ベースの磁性精製モジュールのための装置設計（図１６～１７）は、バッチ式プロセス又は半連続プロセスと比較して自動化されて連続的な生物学的磁性精製を可能にし、小さなフットプリントを提供する。
磁場強度及び電界効果は、輸送容器の壁厚及び材料類型、ループコンベアトラック上の輸送容器の壁への近接性、磁性樹脂ビーズの大きさ、濃度、飽和磁化及び磁化率、及び溶液粘度によって変わる。実施形態では、前記磁場強度は、約０．０１テスラ～約１テスラ（例えば、最大約１テスラ）の範囲である。例えば、前記磁場は、永久磁石（例えば、ネオジム磁石）によって生成される。前記永久磁石は、容器の壁の５ｍｍ以内、好ましくは１ｍｍ以内に配置することができる。他の例では、前記磁場は、電磁石によって生成される。さらに他の例では、磁性樹脂ビーズの混合は、オンとオフの状態の間を切り替える２つの別個の対向する磁場の間に少なくとも１つの輸送容器を配置することによって達成され得る。
本明細書に記載されるように、負電荷ベースの磁性精製モジュールは磁性樹脂ビーズの懸濁液を含み、ここで濃度は、所望の電荷又は静電会合容量、又は所望の溶液粘度によって変わる。あるいは、負電荷ベースの磁性精製モジュールの磁性樹脂ビーズの大きさは、ミクロンからサブミクロンであり、例えば、各々溶液粘度依存性及び表面電荷密度依存性などの平衡及び電荷又は静電相互作用のための適切な流体力学を可能にするために必要な表面積対体積比の関数である電荷又は静電会合容量の要求事項によって変わる。
輸送容器の数と大きさは、入力流速、磁性樹脂ビーズ電荷又は静電会合容量、及び会合平衡時間によって変わる。輸送容器の材料と壁厚は、磁場の強度と近接性によって変わる。
負電荷ベースの磁性精製モジュールの磁性樹脂ビーズの材料選択は、無視できるほどの浸出物とリサイクル及び再使用を可能にする堅牢な安定性を提供するために重要である。磁性樹脂ビーズは、固体、多孔性、ナノ多孔性、微多孔性、又はこれらの任意の組み合わせであり得る。
負電荷ベースの磁性精製モジュール内では、アニオン性表面の選択は重要な考慮事項であり、アニオン性ポリマー、正味の負電荷ペプチド又はタンパク質、オリゴヌクレオチド、カルボキシル官能基を含み得る。さらに、前記選択は、定義されたバッファ（ｐＨ及びイオン強度）内で負電荷ビーズ表面と生物学的生成物との間の適切な静電相互作用及び安全性を達成することに基づいている。
負電荷ベースの磁性精製モジュールの会合／洗浄バッファは、目的の生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）及び除去される小さな不純物によって変わる。さらに、ｐＨ、イオン強度、界面活性剤の使用、及び有機塩及び／又は無機塩の使用も、会合／洗浄バッファにおいて考慮される。さらに、効果的に洗浄するために、追加の輸送容器と繰り返されたコンベアトラックの位置が必要になる場合もある。
負電荷ベースの磁性精製モジュールの解離バッファは、アニオン性磁性樹脂ビーズ表面官能基と目的の生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）との間の静電相互作用の強度によって変わる。例えば、解離バッファは、ｐＨ、イオン強度、界面活性剤の使用、有機塩及び／又は無機塩の使用、複数の解離バッファ組成物の使用（例えば、収率増加のために、これは、追加の輸送容器と繰り返されたコンベアトラック位置が必要になる場合がある）が変化され得る。他の例では、勾配解離効果を生成するために、ｐＨ、イオン強度、又はこれらの任意の組み合わせが変化された複数の解離バッファが順次利用される。さらに、効果的な解離のために、追加の輸送容器と繰り返されたコンベアトラックの位置が必要になる場合もある。
負電荷ベースの磁性精製モジュールのコンベアトラックの進行における各ステップの滞留時間は、流速、平衡時間、及びスループットボリュームによって変わる。さらに、バッファ組成及びｐＨによって、洗浄ステップ中のウイルス不活性化及び除去も考慮されるので、例えば、モノクローナル抗体を精製する際に、別個のウイルス不活性化及び除去プロセスステップの必要性が排除されるであろう。
負電荷ベースの磁性精製モジュールは、工程中の分析試験及び／又はインライン分析測定技術のためのインラインサンプリングポートを含み得る。さらに、インライン分析測定技術（例えば、フローセンサ、光学密度測定装置、ＵＶ検出器、ＲＩ検出器）を使用して、プロセスのフィードバック制御メカニズムを有効にすることができる。
当技術分野で一般的に使用される従来のパックドカラムクロマトグラフィー及びカラムスイッチングクロマトグラフィー法とは異なり、負電荷ベースの磁性精製モジュールは、インサイチュ再生及びリサイクルが可能な移動性親和性樹脂を用いて樹脂をより効率的に使用し、従来のカラム容量の限界を懸念することなく、小さなフットプリントで連続的な処理を可能にする。
［ピックアンドプレースロボットシステムを有する負電荷ベースの磁性精製モジュール］
本明細書に記載されるように、混合物を２つ以上の画分に分離するための負電荷ベースの磁性精製モジュールが含まれ、ここで少なくとも１つの画分には生物学的生成物が含まれている。負電荷ベースの磁性精製モジュールは少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口を含むが、これらは少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成されており、ここで流速は、例えば、定常作動中に一貫して一定であり得る。さらに、負電荷ベースの磁性精製モジュールは、アニオン性磁性樹脂ビーズの懸濁液を含み、ここで前記磁性樹脂ビーズの表面は、特定のｐＨ及びイオン強度で前記生物学的生成物と選択的に会合するように構成されたアニオン性官能基を含む。
負電荷ベースの磁性精製モジュールは、生物学的生成物を含む混合物を連続的に受容し、続いて生物学的生成物、アニオン性磁性樹脂ビーズ、バッファ、又はこれらの任意の組み合わせを含む生成された不均一混合物を輸送するように構成されたアニオン性磁性樹脂ビーズで充填された少なくとも２つの輸送容器を含むピックアンドプレースロボットシステムと、洗浄を可能にするために不均一混合物から前記磁性樹脂ビーズを引き付けて分離する少なくとも１つの外部磁場と、前記生物学的生成物の解離を可能にするために、不均一混合物から前記磁性樹脂ビーズを引き付けて分離する少なくとも１つの外部磁場と、前記磁性樹脂ビーズのリサイクルを可能にする少なくとも１つの外部磁場と、少なくとも１つの解離／洗浄バッファシステムと、少なくとも１つの解離バッファシステムと、少なくとも１つの磁性樹脂ビーズ再生バッファシステムと、少なくとも２つの輸送容器から廃液を除去する少なくとも１つの吸引器システムと、少なくとも１つの収集容器と、少なくとも１つのセンサ又は検出器、及び少なくとも１つの流体ハンドリングポンプを含む。
負電荷ベースの磁性精製モジュールのための装置設計（図１９）は、バッチ式プロセス又は半連続プロセスと比較して自動化されて連続的な生物学的磁性精製を可能にし、小さなフットプリントを提供する。
磁場強度及び電界効果は、輸送容器の壁厚及び材料類型、ループコンベアトラック上の輸送容器の壁への近接性、磁性樹脂ビーズの大きさ、濃度、飽和磁化及び磁化率、及び溶液粘度によって変わる。実施形態では、前記磁場強度は、約０．０１テスラ～約１テスラ（例えば、最大約１テスラ）の範囲である。例えば、前記磁場は、永久磁石（例えば、ネオジム磁石）によって生成される。前記永久磁石は、容器の壁の５ｍｍ以内、好ましくは１ｍｍ以内に配置することができる。他の例では、前記磁場は、電磁石によって生成される。さらに他の例では、磁性樹脂ビーズの混合は、オンとオフの状態の間を切り替える２つの別個の対向する磁場の間に少なくとも１つの輸送容器を配置することによって達成され得る。
本明細書に記載されるように、負電荷ベースの磁性精製モジュールは磁性樹脂ビーズの懸濁液を含み、ここで濃度は、所望の電荷又は静電会合容量、又は所望の溶液粘度によって変わる。あるいは、負電荷ベースの磁性精製モジュールの磁性樹脂ビーズの大きさは、ミクロンからサブミクロンであり、例えば、各々溶液粘度依存性及び表面電荷密度依存性などの平衡及び電荷又は静電相互作用のための適切な流体力学を可能にするために必要な表面積対体積比の関数である電荷又は静電会合容量の要求事項によって変わる。
輸送容器の数と大きさは、入力流速、磁性樹脂ビーズ電荷又は静電会合容量、及び会合平衡時間によって変わる。輸送容器の材料と壁厚は、磁場の強度と近接性によって変わる。
負電荷ベースの磁性精製モジュールの磁性樹脂ビーズの材料選択は、無視できるほどの浸出物とリサイクル及び再使用を可能にする堅牢な安定性を提供するために重要である。磁性樹脂ビーズは、固体、多孔性、ナノ多孔性、微多孔性、又はこれらの任意の組み合わせであり得る。
負電荷ベースの磁性精製モジュール内では、アニオン性表面の選択は重要な考慮事項であり、アニオン性ポリマー、正味の負電荷ペプチド又はタンパク質、オリゴヌクレオチド、カルボキシル官能基を含み得る。さらに、前記選択は、定義されたバッファ（ｐＨ及びイオン強度）内で負電荷ビーズ表面と生物学的生成物との間の適切な静電相互作用及び安全性を達成することに基づいている。
負電荷ベースの磁性精製モジュールの会合／洗浄バッファは、目的の生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）及び除去される小さな不純物によって変わる。さらに、ｐＨ、イオン強度、界面活性剤の使用、及び有機塩及び／又は無機塩の使用も、会合／洗浄バッファにおいて考慮される。さらに、効果的に洗浄するために、追加の輸送容器と繰り返されたピックアンドプレース位置が必要になる場合もある。
負電荷ベースの磁性精製モジュールの解離バッファは、アニオン性磁性樹脂ビーズ表面官能基と目的の生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）との間の静電相互作用の強度によって変わる。例えば、解離バッファは、ｐＨ、イオン強度、界面活性剤の使用、有機塩及び／又は無機塩の使用、複数の解離バッファ組成物の使用（例えば、収率増加のために、これは、追加の輸送容器と繰り返されたコンベアトラック位置が必要になる場合がある）が変化され得る。他の例では、勾配解離効果を生成するために、ｐＨ、イオン強度、又はこれらの任意の組み合わせが変化された複数の解離バッファが順次利用される。さらに、効果的な解離のために、追加の輸送容器と繰り返されたピックアンドプレース位置が必要になる場合もある。
負電荷ベースの磁性精製モジュールのピックアンドプレースプロセスを介する輸送容器の進行における各ステップの滞留時間は、流速、平衡時間、及びスループットボリュームによって変わる。さらに、バッファ組成及びｐＨによって、洗浄ステップ中のウイルス不活性化及び除去も考慮されるので、例えば、モノクローナル抗体を精製する際に、別個のウイルス不活性化及び除去プロセスステップの必要性が排除されるであろう。
負電荷ベースの精製モジュールは、工程中の分析試験及び／又はインライン分析測定技術のためのインラインサンプリングポートを含み得る。さらに、インライン分析測定技術（例えば、フローセンサ、光学密度測定装置、ＵＶ検出器、ＲＩ検出器）を使用して、プロセスのフィードバック制御メカニズムを有効にすることができる。
当技術分野で一般的に使用される従来のパックドカラムクロマトグラフィー及びカラムスイッチングクロマトグラフィー法とは異なり、負電荷ベースの磁性精製モジュールは、インサイチュ再生及びリサイクルが可能な移動性親和性樹脂を用いて樹脂をより効率的に使用し、従来のカラム容量の限界を懸念することなく、小さなフットプリントで連続的な処理を可能にする。
［機械的回転システムを有する親和性ベースの精製モジュール］
本明細書では、混合物を２つ以上の画分に分離するための親和性ベースの精製モジュールが提供され、ここで少なくとも１つの画分には生物学的生成物が含まれている。前記モジュールは、少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口を含むが、これらは少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成されており、ここで流速は、例えば、定常作動中に一貫して一定であり得る。さらに、親和性ベースの精製モジュールは、親和性樹脂ビーズの懸濁液を含み、ここで前記樹脂ビーズの表面は、制限を意図することなく、前記生物学的生成物と選択的に結合するように構成されたタンパク質Ａ、タンパク質Ｇ、タンパク質Ｌ、抗原タンパク質、タンパク質、受容体、抗体、又はアプタマーに連結されている。
親和性ベースの精製モジュールは、少なくとも１つのガスケットリッドを有するｚ軸に沿って移動可能なリッドシステム（前記少なくとも１つのガスケットリッドは、正のヘッド圧を制御できるようにガスを導入するための少なくとも１つの流入口、大気圧への平衡を可能にする少なくとも１つのベントポート、樹脂ビーズの懸濁液を導入するための少なくとも１つの流入口、結合を可能にする生物学的生成物を含む濾液を受容するための少なくとも１つの流入口、前記樹脂ビーズの洗浄、溶出、又は再生を可能にするために樹脂ビーズを分散させるバッファシステムを導入するための少なくとも２つの流入口を含む）と、ｘｙ平面で移動可能な機械的回転システム、例えば、生物学的生成物を含む混合物を連続的に受容し、続いて生物学的生成物、樹脂ビーズ、バッファ、又はこれらの任意の組み合わせを含む生成された不均一混合物を輸送するように構成された樹脂ビーズで満たされた少なくとも２つの容器を含むカルーセルと、廃棄物、生物学的生成物を含む画分、又はこれらの任意の組み合わせを収集できるように機械的回転システムの少なくとも２つの容器のうち、少なくとも１つの容器とインターフェースするｚ軸に沿って移動可能な収集システムと、少なくとも１つのガスと、少なくとも１つの結合／洗浄バッファシステムと、少なくとも１つの溶出バッファシステムと、少なくとも１つの樹脂ビーズ再生バッファシステムと、少なくとも１つの収集容器と、少なくとも１つのセンサ又は検出器、及び少なくとも１つの流体ハンドリングポンプを含む。
親和性ベースの精製モジュールの装置設計（図２１及び２３）は、バッチ式プロセス又は半連続プロセスと比較して自動化されて連続的な生物学的精製を可能にし、小さなフットプリントを提供する。
本明細書に記載されるように、親和性ベースの精製モジュールは樹脂ビーズの懸濁液を含み、ここで濃度は、所望の結合能力又は所望の溶液粘度によって変わる。あるいは、親和性ベースの精製モジュール樹脂ビーズの大きさは、ミクロンからサブミクロンであり、例えば、各々溶液粘度依存性及び表面リガンド密度依存性などの平衡及び親和性相互作用のための適切な流体力学を可能にするために必要な表面積対体積比の関数である結合能力の要求事項によって変わる。
容器の数と大きさは、入力流速、樹脂ビーズの結合能力、及び結合平衡時間によって変わる。容器の材料は、タンパク質の結合を制限するように選択される。
フィルタ又はフィルタ膜の材料と容器の孔径は、樹脂ビーズ直径と目的の生物学的生成物によって変わる。フィルタ又はフィルタ膜の材料は、タンパク質の結合を制限するように選択される。
親和性ベースの精製モジュールの樹脂ビーズの材料選択は、無視できるほどの浸出物とリサイクル及び再使用を可能にする堅牢な安定性を提供するために重要である。樹脂ビーズは、固体、多孔性、ナノ多孔性、微多孔性、又はこれらの任意の組み合わせであり得る。
結合／洗浄バッファは、目的の生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）及び除去される小さな不純物によって変わる。ｐＨ、イオン強度、界面活性剤の使用、及び有機塩及び／又は無機塩の使用を含む結合／洗浄バッファに関する他の考慮事項も、結合／洗浄バッファにおいて考慮される。さらに、効果的に洗浄するために、追加の容器と繰り返されたカルーセル位置が必要になる場合もある。
溶出バッファは、樹脂ビーズ表面リガンドと目的の生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）との間の結合親和性（例えば、非共有相互作用の強度）によって変わる。例えば、溶出バッファは、ｐＨ、イオン強度、界面活性剤の使用、有機塩及び／又は無機塩の使用、複数の溶出バッファ組成物の使用（例えば、収率増加のために、これは、追加の容器と繰り返されたカルーセル位置が必要になる場合がある）が変化され得る。さらに、効果的な溶出のために、追加の容器と繰り返されたカルーセル位置又は追加の溶出が必要になる場合もある。
回転プロセスを介する容器の進行における各ステップの滞留時間は、流速、平衡時間、及びスループットボリュームによって変わる。さらに、バッファ組成及びｐＨによって、洗浄ステップ中のウイルス不活性化及び除去も考慮されるので、例えば、モノクローナル抗体を精製する際に、別個のウイルス不活性化及び除去プロセスステップの必要性が排除されるであろう。
親和性ベースの精製モジュールは、工程中の分析試験及び／又はインライン分析測定技術のためのインラインサンプリングポートを含み得る。さらに、インライン分析測定技術（例えば、フローセンサ、光学密度測定装置、ＵＶ検出器、ＲＩ検出器）を使用して、プロセスのフィードバック制御メカニズムを有効にすることができる。
当技術分野で一般的に使用される従来のパックドカラムクロマトグラフィー及びカラムスイッチングクロマトグラフィー法とは異なり、親和性ベースの精製モジュールは、インサイチュ再生及びリサイクルが可能な移動性親和性樹脂を用いて樹脂をより効率的に使用し、従来のカラム容量の限界を懸念することなく、小さなフットプリントで連続的な処理を可能にする。
［機械的回転システムを有する正電荷ベースの精製モジュール］
本明細書に記載されるように、混合物を２つ以上の画分に分離するための正電荷ベースの精製モジュールが含まれ、ここで少なくとも１つの画分には生物学的生成物が含まれている。正電荷ベースの精製モジュールは、少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口を含むが、これらは少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成されており、ここで流速は、例えば、定常作動中に一貫して一定であり得る。さらに、正電荷ベースの精製モジュールは、カチオン性樹脂ビーズの懸濁液を含み、ここで前記樹脂ビーズの表面は、特定のｐＨ及びイオン強度で前記生物学的生成物と選択的に会合するように構成されたカチオン性官能基を含む。
正電荷ベースの精製モジュールは、少なくとも１つのガスケットリッドを有するｚ軸に沿って移動可能なリッドシステム（前記少なくとも１つのガスケットリッドは、正のヘッド圧を制御できるようにガスを導入するための少なくとも１つの流入口、大気圧への平衡を可能にする少なくとも１つのベントポート、樹脂ビーズの懸濁液を導入するための少なくとも１つの流入口、会合を可能にする生物学的生成物を含む濾液を受容するための少なくとも１つの流入口、前記樹脂ビーズの洗浄、解離、又は再生を可能にするために樹脂ビーズを分散させるバッファシステムを導入するための少なくとも２つの流入口を有するｚ軸に沿って移動可能なリッドシステムを含む）と、ｘｙ平面で移動可能な機械的回転システム、例えば、生物学的生成物を含む混合物を連続的に受容し、続いて生物学的生成物、樹脂ビーズ、バッファ、又はこれらの任意の組み合わせを含む生成された不均一混合物を輸送するように構成された樹脂ビーズで満たされた少なくとも２つの容器を含むカルーセルと、廃棄物、生物学的生成物を含む画分、又はこれらの任意の組み合わせを収集できるように機械的回転システムの少なくとも２つの容器のうち、少なくとも１つの容器とインターフェースするｚ軸に沿って移動可能な収集システムと、少なくとも１つのガスと、少なくとも１つの会合／洗浄バッファシステムと、少なくとも１つの解離バッファシステムと、少なくとも１つの樹脂ビーズ再生バッファシステムと、少なくとも１つの収集容器と、少なくとも１つのセンサ又は検出器、及び少なくとも１つの流体ハンドリングポンプを含む。
正電荷ベースの精製モジュールのための装置設計（図２２～２３）は、バッチ式プロセス又は半連続プロセスと比較して自動化されて連続的な生物学的精製を可能にし、小さなフットプリントを提供する。
本明細書に記載されるように、正電荷ベースの精製モジュールは、カチオン性樹脂ビーズを含み、ここで濃度は、所望の電荷又は静電会合容量、又は所望の溶液粘度によって変わる。あるいは、正電荷ベースの精製モジュール樹脂ビーズの大きさは、ミクロンからサブミクロンであり、例えば、各々溶液粘度依存性及び表面電荷密度依存性などの平衡及び電荷又は静電相互作用のための適切な流体力学を可能にするために必要な表面積対体積比の関数である電荷又は静電会合容量の要求事項によって変わる。
容器の数と大きさは、入力流速、樹脂ビーズ電荷又は静電会合容量、及び会合平衡時間によって変わる。容器の材料は、タンパク質の結合を制限するように選択される。
フィルタ又はフィルタ膜の材料と容器の孔径は、樹脂ビーズ直径と目的の生物学的生成物によって変わる。フィルタ又はフィルタ膜の材料はタンパク質の結合を制限するように選択される。
正電荷ベースの精製モジュールの樹脂ビーズの材料選択は、無視できるほどの浸出物とリサイクル及び再使用を可能にする堅牢な安定性を提供するために重要である。樹脂ビーズは、固体、多孔性、ナノ多孔性、微多孔性、又はこれらの任意の組み合わせであり得る。
正電荷ベースの精製モジュール内では、カチオン性表面の選択は重要な考慮事項であり、カチオン性ポリマー、正味の正電荷ペプチド又はタンパク質、アミン官能基を含み得る。さらに、前記選択は定義されたバッファ（ｐＨ及びイオン強度）内で正電荷ビーズ表面と生物学的生成物との間の適切な静電相互作用及び安全性を達成することに基づいている。
正電荷ベースの精製モジュールの会合／洗浄バッファは、目的の生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）及び除去される小さな不純物によって変わる。さらに、ｐＨ、イオン強度、界面活性剤の使用、及び有機塩及び／又は無機塩の使用も、会合／洗浄バッファにおいて考慮される。さらに、効果的に洗浄するために、追加の容器と繰り返されたカルーセル位置が必要になる場合もある。
正電荷ベースの精製モジュールの解離バッファは、アニオン性樹脂ビーズ表面官能基と目的の生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）との間の静電相互作用の強度によって変わる。例えば、解離バッファは、ｐＨ、イオン強度、界面活性剤の使用、有機塩及び／又は無機塩の使用、複数の解離バッファ組成物の使用（例えば、収率増加のために、これは、追加の容器と繰り返されたカルーセル位置が必要になる場合がある）が変化され得る。他の例では、勾配解離効果を生成するために、ｐＨ、イオン強度、又はこれらの任意の組み合わせが変化された複数の解離バッファが順次利用される。さらに、効果的な解離のために、追加の容器と繰り返されたカルーセル位置又は追加の解離が必要になる場合もある。
回転プロセスを介する容器の進行における各ステップの滞留時間は、流速、平衡時間、及びスループットボリュームによって変わる。さらに、バッファ組成及びｐＨによって、洗浄ステップ中のウイルス不活性化及び除去も考慮されるので、例えば、モノクローナル抗体を精製する際に、別個のウイルス不活性化及び除去プロセスステップの必要性が排除されるであろう。
正電荷ベースの精製モジュールは、工程中の分析試験及び／又はインライン分析測定技術のためのインラインサンプリングポートを含み得る。さらに、インライン分析測定技術（例えば、フローセンサ、光学密度測定装置、ＵＶ検出器、ＲＩ検出器）を使用して、プロセスのフィードバック制御メカニズムを有効にすることができる。
当技術分野で一般的に使用される従来のパックドカラムクロマトグラフィー及びカラムスイッチングクロマトグラフィー法とは異なり、正電荷ベースの精製モジュールは、インサイチュ再生及びリサイクルが可能な移動性親和性樹脂を用いて樹脂をより効率的に使用し、従来のカラム容量の限界を懸念することなく、小さなフットプリントで連続的な処理を可能にする。
［機械的回転システムを有する負電荷ベースの精製モジュール］
本明細書に記載されるように、混合物を２つ以上の画分に分離するための負電荷ベースの精製モジュールが含まれ、ここで少なくとも１つの画分には生物学的生成物が含まれている。負電荷ベースの精製モジュールは、少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口を含むが、これらは少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成されており、ここで流速は、例えば、定常作動中に一貫して一定であり得る。さらに、負電荷ベースの精製モジュールは、陰イオン樹脂ビーズの懸濁液を含み、ここで前記樹脂ビーズの表面は、特定のｐＨ及びイオン強度で前記生物学的生成物と選択的に会合するように構成されたアニオン性官能基を含む。
負電荷ベースの精製モジュールは、少なくとも１つのガスケットリッドを有するｚ軸に沿って移動可能なリッドシステム（前記少なくとも１つのガスケットリッドは、正のヘッド圧を制御できるようにガスを導入するための少なくとも１つの流入口、大気圧への平衡を可能にする少なくとも１つのベントポート、樹脂ビーズの懸濁液を導入するための少なくとも１つの流入口、会合を可能にする生物学的生成物を含む濾液を受容するための少なくとも１つの流入口、前記樹脂ビーズの洗浄、解離、又は再生を可能にするために樹脂ビーズを分散させるバッファシステムを導入するための少なくとも２つの流入口を有するｚ軸に沿って移動可能なリッドシステムを含む）と、ｘｙ平面で移動可能な機械的回転システム、例えば、生物学的生成物を含む混合物を連続的に受容し、続いて生物学的生成物、樹脂ビーズ、バッファ、又はこれらの任意の組み合わせを含む生成された不均一混合物を輸送するように構成された樹脂ビーズで満たされた少なくとも２つの容器を含むカルーセルと、廃棄物、生物学的生成物を含む画分、又はこれらの任意の組み合わせを収集できるように機械的回転システムの少なくとも２つの容器のうち、少なくとも１つの容器とインターフェースするｚ軸に沿って移動可能な収集システムと、少なくとも１つのガスと、少なくとも１つの会合／洗浄バッファシステムと、少なくとも１つの解離バッファシステムと、少なくとも１つの樹脂ビーズ再生バッファシステムと、少なくとも１つの収集容器と、少なくとも１つのセンサ又は検出器、及び少なくとも１つの流体ハンドリングポンプを含む。
負電荷ベースの精製モジュールのための装置設計（図２２～２３）は、バッチ式プロセス又は半連続プロセスと比較して自動化されて連続的な生物学的精製を可能にし、小さなフットプリントを提供する。
本明細書に記載されるように、負電荷ベースの精製モジュールは樹脂ビーズの懸濁液を含み、ここで濃度は、所望の電荷又は静電会合容量、又は所望の溶液粘度によって変わる。あるいは、負電荷ベースの精製モジュール樹脂ビーズの大きさは、ミクロンからサブミクロンであり、例えば、各々溶液粘度依存性及び表面電荷密度依存性などの平衡及び電荷又は静電相互作用のための適切な流体力学を可能にするために必要な表面積対体積比の関数である電荷又は静電会合容量の要求事項によって変わる。
容器の数と大きさは、入力流速、樹脂ビーズ電荷又は静電会合容量、及び会合平衡時間によって変わる。容器の材料は、タンパク質の結合を制限するように選択される。
フィルタ又はフィルタ膜の材料と容器の孔径は、樹脂ビーズ直径と目的の生物学的生成物によって変わる。フィルタ又はフィルタ膜の材料は、タンパク質の結合を制限するように選択される。
負電荷ベースの精製モジュールの樹脂ビーズの材料選択は、無視できるほどの浸出物とリサイクル及び再使用を可能にする堅牢な安定性を提供するために重要である。樹脂ビーズは、固体、多孔性、ナノ多孔性、微多孔性、又はこれらの任意の組み合わせであり得る。
負電荷ベースの精製モジュール内では、アニオン性表面の選択は重要な考慮事項であり、アニオン性ポリマー、正味の負電荷ペプチド又はタンパク質、オリゴヌクレオチド、カルボキシル官能基を含み得る。さらに、前記選択は、定義されたバッファ（ｐＨ及びイオン強度）内で負電荷ビーズ表面と生物学的生成物との間の適切な静電相互作用及び安全性を達成することに基づいている。
負電荷ベースの精製モジュールの会合／洗浄バッファは、目的の生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）及び除去される小さな不純物によって変わる。さらに、ｐＨ、イオン強度、界面活性剤の使用、及び有機塩及び／又は無機塩の使用も、会合／洗浄バッファにおいて考慮される。さらに、効果的に洗浄するために、追加の容器と繰り返されたカルーセル位置が必要になる場合もある。
負電荷ベースの精製モジュールの解離バッファは、アニオン性樹脂ビーズ表面官能基と目的の生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）との間の静電相互作用の強度によって変わる。例えば、解離バッファは、ｐＨ、イオン強度、界面活性剤の使用、有機塩及び／又は無機塩の使用、複数の解離バッファ組成物の使用（例えば、収率増加のために、これは、追加の容器と繰り返されたカルーセル位置が必要になる場合がある）が変化され得る。他の例では、勾配解離効果を生成するために、ｐＨ、イオン強度、又はこれらの任意の組み合わせが変化された複数の解離バッファが順次利用される。さらに、効果的な解離のために、追加の容器と繰り返されたカルーセル位置又は追加の解離が必要になる場合もある。
回転プロセスを介する容器の進行における各ステップの滞留時間は、流速、平衡時間、及びスループットボリュームによって変わる。さらに、バッファ組成及びｐＨによって、洗浄ステップ中のウイルス不活性化及び除去も考慮されるので、例えば、モノクローナル抗体を精製する際に、別個のウイルス不活性化及び除去プロセスステップの必要性が排除されるであろう。
負電荷ベースの精製モジュールは、工程中の分析試験及び／又はインライン分析測定技術のためのインラインサンプリングポートを含み得る。さらに、インライン分析測定技術（例えば、フローセンサ、光学密度測定装置、ＵＶ検出器、ＲＩ検出器）を使用して、プロセスのフィードバック制御メカニズムを有効にすることができる。
当技術分野で一般的に使用される従来のパックドカラムクロマトグラフィー及びカラムスイッチングクロマトグラフィー法とは異なり、負電荷ベースの磁性精製モジュールは、インサイチュ再生及びリサイクルが可能な移動性親和性樹脂を用いて樹脂をより効率的に使用し、従来のカラム容量の限界を懸念することなく、小さなフットプリントで連続的な処理を可能にする。
［段階的線形システムを有する親和性ベースの精製モジュール］
本明細書では、混合物を２つ以上の画分に分離するための親和性ベースの精製モジュールが提供され、ここで少なくとも１つの画分には生物学的生成物が含まれている。前記モジュールは、少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口を含むが、これらは少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成されており、ここで流速は、例えば、定常作動中に一貫して一定であり得る。さらに、親和性ベースの精製モジュールは、親和性樹脂ビーズの懸濁液を含み、ここで前記樹脂ビーズの表面は、制限を意図することなく、前記生物学的生成物と選択的に結合するように構成されたタンパク質Ａ、タンパク質Ｇ、タンパク質Ｌ、抗原タンパク質、タンパク質、受容体、抗体、又はアプタマーに連結されている。
親和性ベースの精製モジュールは、正のヘッド圧を制御できるようにガスを導入するための少なくとも１つの流入口、大気圧への平衡を可能にする少なくとも１つのベントポート、樹脂ビーズの懸濁液を導入するための少なくとも１つの流入口、結合を可能にする生物学的生成物を含む濾液を受容するための少なくとも１つの流入口、前記樹脂ビーズの洗浄、溶出、又は再生を可能にするために樹脂ビーズを分散させるバッファシステムを導入するための少なくとも２つの流入口を有する少なくとも１つのガスケットリッドシステムと、生物学的生成物を含む混合物を連続的に受容し、続いて生物学的生成物、樹脂ビーズ、バッファ、又はこれらの任意の組み合わせを含む生成された不均一混合物を処理するように構成された移動性樹脂ビーズで満たされた少なくとも２つの容器を含む段階的線形システムと、廃棄物、生物学的生成物を含む画分、又はこれらの任意の組み合わせを収集できるように段階的線形システムの少なくとも２つの容器のうち、少なくとも１つの容器に連結されている収集システムと、少なくとも１つのガスと、少なくとも１つの結合／洗浄バッファシステムと、少なくとも１つの溶出バッファシステムと、少なくとも１つの樹脂ビーズ再生バッファシステムと、少なくとも１つの収集容器と、少なくとも１つのセンサ又は検出器、及び少なくとも１つの流体ハンドリングポンプを含む。
親和性ベースの精製モジュールの装置設計（図２４Ａ及び２４Ｂ）は、バッチ式プロセス又は半連続プロセスと比較して自動化されて連続的な生物学的精製を可能にし、小さなフットプリントを提供する。
本明細書に記載されるように、親和性ベースの精製モジュールは樹脂ビーズの懸濁液を含み、ここで濃度は、所望の結合能力又は所望の溶液粘度によって変わる。あるいは、親和性ベースの精製モジュール樹脂ビーズの大きさは、ミクロンからサブミクロンであり、例えば、各々溶液粘度依存性及び表面リガンド密度依存性などの平衡及び親和性相互作用のための適切な流体力学を可能にするために必要な表面積対体積比の関数である結合能力の要求事項によって変わる。
容器の数と大きさは、入力流速、樹脂ビーズの結合能力、及び結合平衡時間によって変わる。容器の材料は、タンパク質の結合を制限するように選択される。
フィルタ又はフィルタ膜の材料と容器の孔径は、樹脂ビーズ直径と目的の生物学的生成物によって変わる。フィルタ又はフィルタ膜の材料は、タンパク質の結合を制限するように選択される。
親和性ベースの精製モジュールの樹脂ビーズの材料選択は、無視できるほどの浸出物とリサイクル及び再使用を可能にする堅牢な安定性を提供するために重要である。樹脂ビーズは、固体、多孔性、ナノ多孔性、微多孔性、又はこれらの任意の組み合わせであり得る。
結合／洗浄バッファは、目的の生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）及び除去される小さな不純物によって変わる。ｐＨ、イオン強度、界面活性剤の使用、及び有機塩及び／又は無機塩の使用を含む結合／洗浄バッファに関する他の考慮事項も、結合／洗浄バッファにおいて考慮される。さらに、効果的に洗浄するために、追加の容器と繰り返されたカルーセル位置が必要になる場合もある。
溶出バッファは、樹脂ビーズ表面リガンドと目的の生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）との間の結合親和性（例えば、非共有相互作用の強度）によって変わる。例えば、溶出バッファは、ｐＨ、イオン強度、界面活性剤の使用、有機塩及び／又は無機塩の使用、複数の溶出バッファ組成物の使用（例えば、収率増加のために、これは、追加の容器と繰り返されたカルーセル位置が必要になる場合がある）が変化され得る。さらに、効果的な溶出のために追加の溶出が必要になる場合もある。
バッファ組成及びｐＨによって、洗浄ステップ中のウイルス不活性化及び除去も考慮されるので、例えば、モノクローナル抗体を精製する際に、別個のウイルス不活性化及び除去プロセスステップの必要性が排除されるであろう。
親和性ベースの精製モジュールは、工程中の分析試験及び／又はインライン分析測定技術のためのインラインサンプリングポートを含み得る。さらに、インライン分析測定技術（例えば、フローセンサ、光学密度測定装置、ＵＶ検出器、ＲＩ検出器）を使用して、プロセスのフィードバック制御メカニズムを有効にすることができる。
当技術分野で一般的に使用される従来のパックドカラムクロマトグラフィー及びカラムスイッチングクロマトグラフィー法とは異なり、親和性ベースの精製モジュールは、インサイチュ再生及びリサイクルが可能な移動性親和性樹脂を用いて樹脂をより効率的に使用し、従来のカラム容量の限界を懸念することなく、小さなフットプリントで連続的な処理を可能にする。
［段階的線形システムを有する正電荷ベースの精製モジュール］
本明細書では混合物を２つ以上の画分に分離するための正電荷ベースの精製モジュールが提供され、ここで少なくとも１つの画分には生物学的生成物が含まれている。前記モジュールは、少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口を含むが、これらは少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成されており、ここで流速は、例えば、定常作動中に一貫して一定であり得る。さらに、正電荷ベースの精製モジュールは、親和性樹脂ビーズの懸濁液を含み、ここで前記樹脂ビーズの表面は、制限を意図することなく、前記生物学的生成物と選択的に結合するように構成されたタンパク質Ａ、タンパク質Ｇ、タンパク質Ｌ、抗原タンパク質、タンパク質、受容体、抗体、又はアプタマーに連結されている。
正電荷ベースの精製モジュールは、正のヘッド圧を制御できるようにガスを導入するための少なくとも１つの流入口、大気圧への平衡を可能にする少なくとも１つのベントポート、樹脂ビーズの懸濁液を導入するための少なくとも１つの流入口、生物学的生成物を含む濾液を受容するための少なくとも１つの流入口、前記樹脂ビーズの洗浄、解離、又は再生を可能にするために樹脂ビーズを分散させるバッファシステムを導入するための少なくとも２つの流入口を有する少なくとも１つのガスケットリッドシステムと、生物学的生成物を含む混合物を連続的に受容し、続いて生物学的生成物、樹脂ビーズ、バッファ、又はこれらの任意の組み合わせを含む生成された不均一混合物を処理するように構成された移動性樹脂ビーズで満たされた少なくとも２つの容器を含む段階的線形システムと、廃棄物、生物学的生成物を含む画分、又はこれらの任意の組み合わせを収集できるように段階的線形システムの少なくとも２つの容器のうち、少なくとも１つの容器に連結されている収集システムと、少なくとも１つのガスと、少なくとも１つの結合／洗浄バッファシステムと、少なくとも１つの溶出バッファシステムと、少なくとも１つの樹脂ビーズ再生バッファシステムと、少なくとも１つの収集容器と、少なくとも１つのセンサ又は検出器、及び少なくとも１つの流体ハンドリングポンプを含む。
正電荷ベースの精製モジュールの装置設計（図２４Ａ及び２４Ｂ）は、バッチ式プロセス又は半連続プロセスと比較して自動化されて連続的な生物学的精製を可能にし、小さなフットプリントを提供する。
本明細書に記載されるように、正電荷ベースの精製モジュールは、カチオン性樹脂ビーズを含み、ここで濃度は、所望の電荷又は静電会合容量、又は所望の溶液粘度によって変わる。あるいは、正電荷ベースの精製モジュール樹脂ビーズの大きさは、ミクロンからサブミクロンであり、例えば、各々溶液粘度依存性及び表面電荷密度依存性などの平衡及び電荷又は静電相互作用のための適切な流体力学を可能にするために必要な表面積対体積比の関数である電荷又は静電会合容量の要求事項によって変わる。
容器の数と大きさは、入力流速、樹脂ビーズ電荷又は静電会合容量、及び会合平衡時間によって変わる。容器の材料は、タンパク質の結合を制限するように選択される。
フィルタ又はフィルタ膜の材料と容器の孔径は、樹脂ビーズ直径と目的の生物学的生成物によって変わる。フィルタ又はフィルタ膜の材料は、タンパク質の結合を制限するように選択される。
正電荷ベースの精製モジュールの樹脂ビーズの材料選択は、無視できるほどの浸出物とリサイクル及び再使用を可能にする堅牢な安定性を提供するために重要である。樹脂ビーズは、固体、多孔性、ナノ多孔性、微多孔性、又はこれらの任意の組み合わせであり得る。
正電荷ベースの精製モジュール内では、カチオン性表面の選択は重要な考慮事項であり、カチオン性ポリマー、正味の正電荷ペプチド又はタンパク質、アミン官能基を含み得る。さらに、前記選択は、定義されたバッファ（ｐＨ及びイオン強度）内で正電荷ビーズ表面と生物学的生成物との間の適切な静電相互作用及び安全性を達成することに基づいている。
正電荷ベースの精製モジュールの会合／洗浄バッファは、目的の生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）及び除去される小さな不純物によって変わる。さらに、ｐＨ、イオン強度、界面活性剤の使用、及び有機塩及び／又は無機塩の使用も、会合／洗浄バッファにおいて考慮される。さらに、効果的に洗浄するために、追加の容器と繰り返されたカルーセル位置が必要になる場合もある。
正電荷ベースの精製モジュールの解離バッファは、アニオン性樹脂ビーズ表面官能基と目的の生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）との間の静電相互作用の強度によって変わる。例えば、解離バッファは、ｐＨ、イオン強度、界面活性剤の使用、有機塩及び／又は無機塩の使用、複数の解離バッファ組成物の使用（例えば、収率増加のために、これは、追加の容器と繰り返されたカルーセル位置が必要になる場合がある）が変化され得る。他の例では、勾配解離効果を生成するために、ｐＨ、イオン強度、又はこれらの任意の組み合わせが変化された複数の解離バッファが順次利用される。さらに、効果的な解離のために追加の解離が必要になる場合もある。
バッファ組成及びｐＨによって、洗浄ステップ中のウイルス不活性化及び除去も考慮されるので、例えば、モノクローナル抗体を精製する際に、別個のウイルス不活性化及び除去プロセスステップの必要性が排除されるであろう。
正電荷ベースの精製モジュールは、工程中の分析試験及び／又はインライン分析測定技術のためのインラインサンプリングポートを含み得る。さらに、インライン分析測定技術（例えば、フローセンサ、光学密度測定装置、ＵＶ検出器、ＲＩ検出器）を使用して、プロセスのフィードバック制御メカニズムを有効にすることができる。
当技術分野で一般的に使用される従来のパックドカラムクロマトグラフィー及びカラムスイッチングクロマトグラフィー法とは異なり、正電荷ベースの精製モジュールは、インサイチュ再生及びリサイクルが可能な移動性親和性樹脂を用いて樹脂をより効率的に使用し、従来のカラム容量の限界を懸念することなく、小さなフットプリントで連続的な処理を可能にする。
［段階的線形システムを有する負電荷ベースの精製モジュール］
本明細書では、混合物を２つ以上の画分に分離するための負電荷ベースの精製モジュールが提供され、ここで少なくとも１つの画分には生物学的生成物が含まれている。前記モジュールは、少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口を含むが、これらは少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成されており、ここで流速は、例えば、定常作動中に一貫して一定であり得る。さらに、負電荷ベースの精製モジュールは、親和性樹脂ビーズの懸濁液を含み、ここで前記樹脂ビーズの表面は、制限を意図することなく、前記生物学的生成物と選択的に結合するように構成されたタンパク質Ａ、タンパク質Ｇ、タンパク質Ｌ、抗原タンパク質、タンパク質、受容体、抗体、又はアプタマーに連結されている。
負電荷ベースの精製モジュールは、正のヘッド圧を制御できるようにガスを導入するための少なくとも１つの流入口、大気圧への平衡を可能にする少なくとも１つのベントポート、樹脂ビーズの懸濁液を導入するための少なくとも１つの流入口、生物学的生成物を含む濾液を受容するための少なくとも１つの流入口、前記樹脂ビーズの洗浄、解離、又は再生を可能にするために樹脂ビーズを分散させるバッファシステムを導入するための少なくとも２つの流入口を有する少なくとも１つのガスケットリッドシステムと、生物学的生成物を含む混合物を連続的に受容し、続いて生物学的生成物、樹脂ビーズ、バッファ、又はこれらの任意の組み合わせを含む生成された不均一混合物を処理するように構成された移動性樹脂ビーズで満たされた少なくとも２つの容器を含む段階的線形システムと、廃棄物、生物学的生成物を含む画分、又はこれらの任意の組み合わせを収集できるように段階的線形システムの少なくとも２つの容器のうち、少なくとも１つの容器に連結されている収集システムと、少なくとも１つのガスと、少なくとも１つの結合／洗浄バッファシステムと、少なくとも１つの溶出バッファシステムと、少なくとも１つの樹脂ビーズ再生バッファシステムと、少なくとも１つの収集容器と、少なくとも１つのセンサ又は検出器、及び少なくとも１つの流体ハンドリングポンプを含む。
負電荷ベースの精製モジュールの装置設計（図２５Ａ及び２５Ｂ）は、バッチ式プロセス又は半連続プロセスと比較して自動化されて連続的な生物学的精製を可能にし、小さなフットプリントを提供する。
本明細書に記載されるように、負電荷ベースの精製モジュールは樹脂ビーズの懸濁液を含み、ここで濃度は、所望の電荷又は静電会合容量、又は所望の溶液粘度によって変わる。あるいは、負電荷ベースの精製モジュール樹脂ビーズの大きさは、ミクロンからサブミクロンであり、例えば、各々溶液粘度依存性及び表面電荷密度依存性などの平衡及び電荷又は静電相互作用のための適切な流体力学を可能にするために必要な表面積対体積比の関数である電荷又は静電会合容量の要求事項によって変わる。
容器の数と大きさは、入力流速、樹脂ビーズ電荷又は静電会合容量、及び会合平衡時間によって変わる。容器の材料は、タンパク質の結合を制限するように選択される。
フィルタ又はフィルタ膜の材料と容器の孔径は、樹脂ビーズ直径と目的の生物学的生成物によって変わる。フィルタ又はフィルタ膜の材料は、タンパク質の結合を制限するように選択される。
負電荷ベースの精製モジュールの樹脂ビーズの材料選択は、無視できるほどの浸出物とリサイクル及び再使用を可能にする堅牢な安定性を提供するために重要である。樹脂ビーズは、固体、多孔性、ナノ多孔性、微多孔性、又はこれらの任意の組み合わせであり得る。
負電荷ベースの精製モジュール内では、アニオン性表面の選択は重要な考慮事項であり、アニオン性ポリマー、正味の負電荷ペプチド又はタンパク質、オリゴヌクレオチド、カルボキシル官能基を含み得る。さらに、前記選択は、定義されたバッファ（ｐＨ及びイオン強度）内で負電荷ビーズ表面と生物学的生成物との間の適切な静電相互作用及び安全性を達成することに基づいている。
負電荷ベースの精製モジュールの会合／洗浄バッファは、目的の生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）及び除去される小さな不純物によって変わる。さらに、ｐＨ、イオン強度、界面活性剤の使用、及び有機塩及び／又は無機塩の使用も、会合／洗浄バッファにおいて考慮される。さらに、効果的に洗浄するために、追加の容器と繰り返されたカルーセル位置が必要になる場合もある。
負電荷ベースの精製モジュールの解離バッファは、アニオン性樹脂ビーズ表面官能基と目的の生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）との間の静電相互作用の強度によって変わる。例えば、解離バッファは、ｐＨ、イオン強度、界面活性剤の使用、有機塩及び／又は無機塩の使用、複数の解離バッファ組成物の使用（例えば、収率増加のために、これは、追加の容器と繰り返されたカルーセル位置が必要になる場合がある）が変化され得る。他の例では、勾配解離効果を生成するために、ｐＨ、イオン強度、又はこれらの任意の組み合わせが変化された複数の解離バッファが順次利用される。さらに、効果的な解離のために追加の解離が必要になる場合もある。
バッファ組成及びｐＨによって、洗浄ステップ中のウイルス不活性化及び除去も考慮されるので、例えば、モノクローナル抗体を精製する際に、別個のウイルス不活性化及び除去プロセスステップの必要性が排除されるであろう。
負電荷ベースの精製モジュールは、工程中の分析試験及び／又はインライン分析測定技術のためのインラインサンプリングポートを含み得る。さらに、インライン分析測定技術（例えば、フローセンサ、光学密度測定装置、ＵＶ検出器、ＲＩ検出器）を使用して、プロセスのフィードバック制御メカニズムを有効にすることができる。
当技術分野で一般的に使用される従来のパックドカラムクロマトグラフィー及びカラムスイッチングクロマトグラフィー法とは異なり、負電荷ベースの磁性精製モジュールは、インサイチュ再生及びリサイクルが可能な移動性親和性樹脂を用いて樹脂をより効率的に使用し、従来のカラム容量の限界を懸念することなく、小さなフットプリントで連続的な処理を可能にする。
［親和性ベースの流体精製モジュール］
本明細書に提供されるように、混合物を２つ以上の画分に分離するための親和性ベースの流体精製モジュールが記載されており、ここで少なくとも１つの画分には生物学的生成物が含まれている。親和性ベースの流体精製モジュールは、少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口を含むが、これらは少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成されており、ここで流速は、例えば、定常作動中に一貫して一定であり得る。さらに、親和性ベースの流体精製モジュールは、親和性磁性樹脂ビーズの懸濁液を含み、ここで前記磁性樹脂ビーズの表面は、制限を意図することなく、前記生物学的生成物と選択的に結合するように構成されたタンパク質Ａ、タンパク質Ｇ、タンパク質Ｌ、抗原タンパク質、タンパク質、受容体、抗体、又はアプタマーに連結されている。
親和性ベースの流体精製モジュールは、磁性樹脂ビーズ表面に対する生物学的生成物の結合を可能にする少なくとも１つの平衡容器と、磁性樹脂ビーズ表面から生物学的生成物の脱結合を許容する少なくとも１つの低ｐＨ平衡容器と、少なくとも１つの磁場、及び前記不均一混合物で磁性樹脂ビーズの流路を操作するために、一方向の力を生成又は誘導するように構成された圧電コンポーネント又は誘電泳動電極のうち少なくとも１つ、及び生物学的生成物に結合された磁性樹脂ビーズを不均一混合物中の小さな不純物から分離するためのクロスフローチャンネルを含む少なくとも１つの第１のハイブリッドクロスフロー流体素子又はチップ（例えば、マイクロ流体、メソ流体、ミリ流体、マクロ流体素子又はチップ、又はこれらの任意の組み合わせ）（図２８）と、少なくとも１つの磁場、及び前記生物学的生成物から前記磁性樹脂ビーズの流路を操作するために、一方向の力を生成又は誘導するように構成された圧電コンポーネント又は誘電泳動電極のうち少なくとも１つ、及び前記生物学的生成物から磁性樹脂ビーズを分離するためのクロスフローチャンネルを含む少なくとも１つの第２のハイブリッドクロスフロー流体素子又はチップ（例えば、マイクロ流体、メソ流体、ミリ流体、マクロ流体素子又はチップ、又はこれらの任意の組み合わせ）（図２８）と、少なくとも２つのバッファシステムと、少なくとも１つの磁性樹脂ビーズ再生バッファシステムと、前記磁性樹脂ビーズのリサイクルを可能にするように構成された少なくとも１つの再生平衡容器と、少なくとも１つの収集容器と、少なくとも１つのセンサ又は検出器、及び少なくとも１つの流体ハンドリングポンプを含む。
親和性ベースの流体精製モジュールのための装置設計（図２９）は、連続的な生物学的磁性精製を可能にし、小さなフットプリントを提供する。
親和性ベースの流体精製モジュールの少なくとも１つの平衡容器体積及び撹拌能力は、結合動力学、及び磁性樹脂ビーズの濃度及び結合能力を可能にする入力流速及びスループット、平衡時間及び撹拌速度を考慮する。親和性ベースの流体精製モジュールのための平衡バッファは、目的の生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）及び除去される小さな不純物によって変わる。前記バッファに関する考慮事項には、ｐＨ、イオン強度、界面活性剤の使用、又は有機塩及び／又は無機塩の使用が含まれる。
親和性ベースの流体精製モジュールのクロスフローチャンネルの大きさは、溶液粘度、磁性樹脂ビーズの濃度、入力流速、及びスループットボリュームによって変わる。圧電又は音響アクチュエータは、所望の磁性樹脂ビーズ偏向又は磁性樹脂ビーズ流路の操作、及び圧電結晶類型を可能にする物理的位置とエネルギー（例えば、周波数）を考慮する。誘電泳動電極は、所望の磁性樹脂ビーズ偏向を可能にする選択的類型及びデザイン、所望のビーズ偏向を可能にする電極の数及び間隔、所望のビーズ偏向を可能にする印加電圧、及び電極材料を考慮する。
磁場強度及び電界効果は、流速及び磁性樹脂ビーズの濃度、大きさ、飽和磁化及び磁化率、及び／又はクロスフローチャンネルへの近接性によって変わる。実施形態では、前記磁場強度は、約０．０１テスラ～約１テスラ（例えば、最大約１テスラ）の範囲である。磁性樹脂ビーズの濃度は、所望の結合能力、及び所望の溶液粘度によって変わり、磁性樹脂ビーズの大きさは、例えば、各々溶液粘度依存性及び表面リガンド密度依存性などの平衡及び親和性相互作用のための適切な流体力学を可能にする表面積対体積比によって変わる。実施形態では、磁性樹脂ビーズの直径は、サブミクロンからミクロンである。
親和性ベースの流体精製モジュールの材料選択は、親和性ベースの流体精製モジュールのリサイクル及び再使用を可能にする堅牢な安定性及び無視できるほどの浸出物のために重要である。磁性樹脂ビーズは、固体、多孔性、ナノ多孔性、微多孔性、又はこれらの任意の組み合わせであり得る。
親和性ベースの流体精製モジュールの少なくとも１つの低ｐＨ平衡容器体積及び撹拌能力は、入力流速及びスループット、脱結合動力学を可能にする平衡時間、１Ｘの最終バッファ塩濃度に達するように平衡時間中の希釈を可能にする１０Ｘの低ｐＨ溶出バッファを考慮する。低ｐＨ溶出バッファは、磁性樹脂ビーズ表面リガンドに対する目的の生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）の結合親和性によって変わり、変化には、ｐＨ、イオン強度、又は有機塩及び／又は無機塩の使用が含まれ得る。
親和性ベースの流体精製モジュールのスループットは、複数の流体素子又はチップを直列又は並列に多重化することによって増加させ得る。さらに、完全な精製を可能にするために、直列又は並列に連結された複数の流体素子又はチップが必要になる場合がある。さらに、再生平衡容器は、磁性樹脂ビーズの正しい濃度を維持し、効果的なリサイクルのために、永久磁場と廃棄物ラインが必要になる場合がある。ウイルス不活性化及び除去は、バッファ組成及びｐＨによって低ｐＨ溶出バッファ平衡及び後続の流体処理ステップ中に達成され得る。
親和性ベースの流体精製モジュールは、生物学的生成物を含む画分を濃縮及びバッファ交換するために、フェドバッチ又は灌流モードで作動する少なくとも１つの接線流動濾過システムを含み得る。
親和性ベースの流体精製モジュールは、工程中の分析試験及び／又はインライン分析測定技術のためのインラインサンプリングポートを含み得る。さらに、インライン分析測定技術（例えば、フローセンサ、圧力センサ、光学密度測定装置、ＵＶ検出器、ＲＩ検出器）を使用して、プロセスのフィードバック制御メカニズムを有効にすることができる。
当技術分野で一般的に使用される従来のパックドカラムクロマトグラフィー及びカラムスイッチングクロマトグラフィー法とは異なり、親和性ベースの流体精製モジュールは、インサイチュ再生及びリサイクルが可能な移動性親和性樹脂を用いて樹脂をより効率的に使用し、従来のカラム容量の限界を懸念することなく、小さなフットプリントで連続的な処理を可能にする。
［正電荷ベースの流体精製モジュール］
本明細書に提供されるように、混合物を２つ以上の画分に分離するための正電荷ベースの流体精製モジュールが記載されており、ここで少なくとも１つの画分には生物学的生成物が含まれている。正電荷ベースの流体精製モジュールは、少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口を含むが、これらは少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成されており、ここで流速は、例えば、定常作動中に一貫して一定であり得る。さらに、正電荷ベースの流体精製モジュールは、カチオン性磁性樹脂ビーズの懸濁液を含み、ここで前記磁性樹脂ビーズの表面は、特定のｐＨ及びイオン強度で電荷又は静電相互作用に基づいて前記生物学的生成物と選択的に会合するように構成されたカチオン性官能基を含む。
正電荷ベースの流体精製モジュールは、磁性樹脂ビーズ表面と生物学的生成物の電荷又は静電会合を許容する少なくとも１つの会合平衡容器と、磁性樹脂ビーズ表面から生物学的生成物の解離を許容する少なくとも１つの解離平衡容器と、少なくとも１つの磁場、及び前記不均一混合物で磁性樹脂ビーズの流路を操作するために、一方向の力を生成又は誘導するように構成された圧電コンポーネント又は誘電泳動電極のうち少なくとも１つ、及び生物学的生成物に結合された磁性樹脂ビーズを不均一混合物中の小さな不純物から分離するためのクロスフローチャンネルを含む少なくとも１つの第１のハイブリッドクロスフロー流体素子又はチップ（例えば、マイクロ流体、メソ流体、ミリ流体、マクロ流体素子又はチップ、又はこれらの任意の組み合わせ）（図２８）と、少なくとも１つの磁場、及び前記生物学的生成物から前記磁性樹脂ビーズの流路を操作するために、一方向の力を生成又は誘導するように構成された圧電コンポーネント又は誘電泳動電極のうち少なくとも１つ、及び前記生物学的生成物から磁性樹脂ビーズを分離するためのクロスフローチャンネルを含む少なくとも１つの第２のハイブリッドクロスフロー流体素子又はチップ（例えば、マイクロ流体、メソ流体、ミリ流体、マクロ流体素子又はチップ、又はこれらの任意の組み合わせ）（図２８）と、少なくとも２つのバッファシステムと、少なくとも１つの磁性樹脂ビーズ再生バッファシステムと、前記磁性樹脂ビーズのリサイクルを可能にするように構成された少なくとも１つの再生平衡容器と、少なくとも１つの収集容器と、少なくとも１つのセンサ又は検出器、及び少なくとも１つの流体ハンドリングポンプを含む。
正電荷ベースの流体精製モジュールのための装置設計（図３０）は、連続的な生物学的磁性精製を可能にし、小さなフットプリントを提供する。
正電荷ベースの流体精製モジュールの少なくとも１つの会合平衡容器体積及び撹拌能力は、会合動力学、磁性樹脂ビーズの濃度、及び電荷又は静電会合容量を可能にする入力流速及びスループット、平衡時間及び撹拌速度を考慮する。正電荷ベースの流体精製モジュールのための会合バッファは、目的の生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）及び除去される小さな不純物によって変わる。前記バッファに関する考慮事項には、具体的には標的モノクローナル抗体と正電荷ビーズ表面との間に有利な電荷又は静電相互作用を維持するために、ｐＨ、イオン強度、界面活性剤の使用、又は有機塩及び／又は無機塩の使用が含まれる。
正電荷ベースの流体精製モジュールのクロスフローチャンネルの大きさは、溶液粘度及び磁性樹脂ビーズの濃度、及び入力流速及びスループットボリュームによって変わる。圧電又は音響アクチュエータは、所望の磁性樹脂ビーズ偏向又は磁性樹脂ビーズ流路の操作、及び圧電結晶類型を可能にする物理的位置とエネルギー（例えば、周波数）を考慮する。誘電泳動電極は、所望の磁性樹脂ビーズ偏向を可能にする選択的類型及びデザイン、所望のビーズ偏向を可能にする電極の数及び間隔、所望のビーズ偏向を可能にする印加電圧、及び電極材料を考慮する。
磁場強度及び電界効果は、流速及び磁性樹脂ビーズの濃度、大きさ、飽和磁化及び磁化率、及び／又はクロスフローチャンネルへの近接性によって変わる。実施形態では、前記磁場強度は、約０．０１テスラ～約１テスラ（例えば、最大約１テスラ）の範囲である。磁性樹脂ビーズの濃度は、所望の電荷又は静電会合容量、及び所望の溶液粘度によって変わり、磁性樹脂ビーズの大きさは、例えば、各々溶液粘度依存性及び表面電荷密度依存性などの平衡及び電荷又は静電相互作用のための適切な流体力学を可能にするために必要な表面積対体積比によって変わる。実施形態では、磁性樹脂ビーズの直径は、サブミクロンからミクロンである。
正電荷ベースの流体精製モジュールの材料選択は、正電荷ベースの流体精製モジュールのリサイクル及び再使用を可能にする堅牢な安定性及び無視できるほどの浸出物のために重要である。
正電荷ベースの流体精製モジュールに対するカチオン性表面の選択は重要であり、カチオン性ポリマー、正味の正電荷ペプチド又はタンパク質、及びアミン官能基を含むことができ、選択は定義されたバッファ（ｐＨ及びイオン強度）内で正電荷ビーズ表面と生物学的生成物との間の適切な電荷又は静電相互作用及び会合安全性を達成することに基づいている。
正電荷ベースの流体精製モジュールの少なくとも１つの解離平衡容器体積及び撹拌能力は、入力流速及びスループット、解離動力学を可能にする平衡時間、１Ｘの最終バッファ塩濃度に達するように平衡時間中の希釈を可能にする１０Ｘの解離バッファを考慮する。解離バッファは、電荷の強度、又は目的の生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）と磁性樹脂ビーズカチオン性表面との間の静電相互作用によって変わり、変化には、ｐＨ、イオン強度、界面活性剤の使用、又は有機塩及び／又は無機塩の使用が含まれ得る。実施形態では、勾配解離効果を生成するために、ｐＨ、イオン強度、又はこれらの任意の組み合わせを変化させる別個のバッファを含む複数の解離平衡容器が順次利用される。
正電荷ベースの流体精製モジュールのスループットは、複数の流体素子又はチップを直列又は並列に多重化することによって増加させ得る。さらに、完全な精製を可能にするために、直列又は並列に連結された複数の流体素子又はチップが必要になる場合がある。さらに、再生平衡容器は、磁性樹脂ビーズの正しい濃度を維持し、効果的なリサイクルのために、永久磁場と廃棄物ラインが必要になる場合がある。ウイルス不活性化及び除去は、バッファ組成及びｐＨによって会合又は解離バッファ平衡及び後続の流体処理ステップ中に達成され得る。
正電荷ベースの流体精製モジュールは、生物学的生成物を含む画分を濃縮及びバッファ交換するために、フェドバッチ又は灌流モードで作動する少なくとも１つの接線流動濾過システムを含み得る。
正電荷ベースの流体精製モジュールは、工程中の分析試験及び／又はインライン分析測定技術のためのインラインサンプリングポートを含み得る。さらに、インライン分析測定技術（例えば、フローセンサ、圧力センサ、光学密度測定装置、ＵＶ検出器、ＲＩ検出器）を使用して、プロセスのフィードバック制御メカニズムを有効にすることができる。
当技術分野で一般的に使用される従来のパックドカラムクロマトグラフィー及びカラムスイッチングクロマトグラフィー法とは異なり、正電荷ベースの流体精製モジュールは、インサイチュ再生及びリサイクルが可能な移動性親和性樹脂を用いて樹脂をより効率的に使用し、従来のカラム容量の限界を懸念することなく、小さなフットプリントで連続的な処理を可能にする。
［負電荷ベースの流体精製モジュール］
本明細書に提供されるように、混合物を２つ以上の画分に分離するための負電荷ベースの流体精製モジュールが記載されており、ここで少なくとも１つの画分には生物学的生成物が含まれている。負電荷ベースの流体精製モジュールは、少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口を含むが、これらは少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成されており、ここで流速は、例えば、定常作動中に一貫して一定であり得る。さらに、負電荷ベースの流体精製モジュールは、アニオン性磁性樹脂ビーズの懸濁液を含み、ここで前記磁性樹脂ビーズの表面は、特定のｐＨ及びイオン強度で電荷又は静電相互作用に基づいて前記生物学的生成物と選択的に会合するように構成されたアニオン性官能基を含む。
負電荷ベースの流体精製モジュールは、磁性樹脂ビーズ表面と生物学的生成物の電荷又は静電会合を許容する少なくとも１つの会合平衡容器と、磁性樹脂ビーズ表面から生物学的生成物の解離を許容する少なくとも１つの解離平衡容器と、少なくとも１つの磁場、及び前記不均一混合物で磁性樹脂ビーズの流路を操作するために、一方向の力を生成又は誘導するように構成された圧電コンポーネント又は誘電泳動電極のうち少なくとも１つ、及び生物学的生成物に結合された磁性樹脂ビーズを不均一混合物中の小さな不純物から分離するためのクロスフローチャンネルを含む少なくとも１つの第１のハイブリッドクロスフロー流体素子又はチップ（例えば、マイクロ流体、メソ流体、ミリ流体、マクロ流体素子又はチップ、又はこれらの任意の組み合わせ）（図２８）と、少なくとも１つの磁場、及び前記生物学的生成物から前記磁性樹脂ビーズの流路を操作するために、一方向の力を生成又は誘導するように構成された圧電コンポーネント又は誘電泳動電極のうち少なくとも１つ、及び前記生物学的生成物から磁性樹脂ビーズを分離するためのクロスフローチャンネルを含む少なくとも１つの第２のハイブリッドクロスフロー流体素子又はチップ（例えば、マイクロ流体、メソ流体、ミリ流体、マクロ流体素子又はチップ、又はこれらの任意の組み合わせ）（図２８）と、少なくとも２つのバッファシステムと、少なくとも１つの磁性樹脂ビーズ再生バッファシステムと、前記磁性樹脂ビーズのリサイクルを可能にするように構成された少なくとも１つの再生平衡容器と、少なくとも１つの収集容器と、少なくとも１つのセンサ又は検出器、及び少なくとも１つの流体ハンドリングポンプを含む。
負電荷ベースの流体精製モジュールのための装置設計（図３０）は、連続的な生物学的磁性精製を可能にし、小さなフットプリントを提供する。
負電荷ベースの流体精製モジュールの少なくとも１つの会合平衡容器体積及び撹拌能力は、会合動力学、磁性樹脂ビーズの濃度、及び電荷又は静電会合容量を可能にする入力流速及びスループット、平衡時間、及び撹拌速度を考慮する。負電荷ベースの流体精製モジュールのためのバッファは、目的の生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）及び除去される小さな不純物によって変わる。前記バッファに関する考慮事項には、具体的には標的モノクローナル抗体と負電荷ビーズ表面との間に有利な電荷又は静電相互作用を維持するために、ｐＨ、イオン強度、界面活性剤の使用、又は有機塩及び／又は無機塩の使用が含まれる。
負電荷ベースの流体精製モジュールのクロスフローチャンネルの大きさは、溶液粘度及び磁性樹脂ビーズの濃度、及び入力流速及びスループットボリュームによって変わる。圧電又は音響アクチュエータは、所望の磁性樹脂ビーズ偏向又は磁性樹脂ビーズ流路の操作、及び圧電結晶類型を可能にする物理的位置とエネルギー（例えば、周波数）を考慮する。誘電泳動電極は、所望の磁性樹脂ビーズ偏向を可能にする選択的類型及びデザイン、所望のビーズ偏向を可能にする電極の数及び間隔、所望のビーズ偏向を可能にする印加電圧、及び電極材料を考慮する。
磁場強度及び電界効果は、流速及び磁性樹脂ビーズの濃度、大きさ、飽和磁化及び磁化率、及び／又はクロスフローチャンネルへの近接性によって変わる。実施形態では、前記磁場強度は、約０．０１テスラ～約１テスラ（例えば、最大約１テスラ）の範囲である。磁性樹脂ビーズの濃度は、所望の電荷又は静電会合容量、及び所望の溶液粘度によって変わり、磁性樹脂ビーズの大きさは、例えば、各々溶液粘度依存性及び表面電荷密度依存性などの平衡及び電荷又は静電相互作用のための適切な流体力学を可能にするために必要な表面積対体積比によって変わる。実施形態では、磁性樹脂ビーズの直径は、サブミクロンからミクロンである。
負電荷ベースの流体精製モジュールの材料選択は、負電荷ベースの流体精製モジュールのリサイクル及び再使用を可能にする堅牢な安定性及び無視できるほどの浸出物のために重要である。
負電荷ベースの流体精製モジュールのためのアニオン性表面の選択は重要であり、アニオン性ポリマー、正味の負電荷ペプチド又はタンパク質、及びカルボキシル官能基を含むことができ、選択は定義されたバッファ（ｐＨ及びイオン強度）内で負電荷ビーズ表面と生物学的生成物との間の適切な電荷又は静電相互作用及び会合安全性を達成することに基づいている。
負電荷ベースの流体精製モジュールの少なくとも１つの解離平衡容器体積及び撹拌能力は、入力流速及びスループット、解離動力学を可能にする平衡時間、１Ｘの最終バッファ塩濃度に達するように平衡時間中の希釈を可能にする１０Ｘの解離バッファを考慮する。解離バッファは、電荷の強度、又は目的の生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）と磁性樹脂ビーズのアニオン性表面との間の静電相互作用によって変わり、変化には、ｐＨ、イオン強度、界面活性剤の使用、又は有機塩及び／又は無機塩の使用が含まれ得る。実施形態では、勾配解離効果を生成するために、ｐＨ、イオン強度、又はこれらの任意の組み合わせを変化させる別個のバッファを含む複数の解離平衡容器が順次利用される。
負電荷ベースの流体精製モジュールのスループットは、複数の流体素子又はチップを直列又は並列に多重化することによって増加させ得る。さらに、完全な精製を可能にするために、直列又は並列に連結された複数の流体素子又はチップが必要になる場合がある。さらに、再生平衡容器は、磁性樹脂ビーズの正しい濃度を維持し、効果的なリサイクルのために、永久磁場と廃棄物ラインが必要になる場合がある。ウイルス不活性化及び除去は、バッファ組成及びｐＨによって会合又は解離バッファ平衡及び後続の流体処理ステップ中に達成され得る。
負電荷ベースの流体精製モジュールは、生物学的生成物を含む画分を濃縮及びバッファ交換するために、フェドバッチ又は灌流モードで作動する少なくとも１つの接線流動濾過システムを含み得る。
負電荷ベースの流体精製モジュールは、工程中の分析試験及び／又はインライン分析測定技術のためのインラインサンプリングポートを含み得る。さらに、インライン分析測定技術（例えば、フローセンサ、圧力センサ、光学密度測定装置、ＵＶ検出器、ＲＩ検出器）を使用して、プロセスのフィードバック制御メカニズムを有効にすることができる。
当技術分野で一般的に使用される従来のパックドカラムクロマトグラフィー及びカラムスイッチングクロマトグラフィー法とは異なり、負電荷ベースの磁性精製モジュールは、インサイチュ再生及びリサイクルが可能な移動性親和性樹脂を用いて樹脂をより効率的に使用し、従来のカラム容量の限界を懸念することなく、小さなフットプリントで連続的な処理を可能にする。
［親和性ベースのＴＦＦ精製モジュール］
本明細書に提供されるように、混合物を２つ以上の画分に分離するための親和性ベースのＴＦＦ精製モジュールが記載されており、ここで少なくとも１つの画分には生物学的生成物が含まれている。親和性ベースのＴＦＦ精製モジュールは、少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口を含むが、これらは少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成されており、ここで流速は、定常作動中に一貫して一定である。さらに、親和性ベースのＴＦＦ精製モジュールは、親和性樹脂ビーズの懸濁液を含み、ここで前記樹脂ビーズの表面は、制限を意図することなく、前記生物学的生成物と選択的に結合するように構成されたタンパク質Ａ、タンパク質Ｇ、タンパク質Ｌ、抗原タンパク質、タンパク質、受容体、抗体、又はアプタマーに連結されている。
親和性ベースのＴＦＦ精製モジュールは、樹脂ビーズ表面に対する生物学的生成物の結合を許容する少なくとも１つの平衡容器、及び前記生物学的生成物に結合された樹脂ビーズを不均一混合物中の小さな不純物から分離するための中空糸膜フィルタを含む少なくとも１つの第１の接線流動濾過システムと、樹脂ビーズ表面から生物学的生成物の脱結合を可能にする少なくとも１つの低ｐＨ平衡容器、及び前記結合していない生物学的生成物から樹脂ビーズを分離するための中空糸膜フィルタを含む少なくとも１つの第２の接線流動濾過システムと、少なくとも１つの再生平衡容器、及び樹脂ビーズを濃縮及びバッファ交換してこれらのリサイクル及び再使用を可能にする中空糸膜フィルタを含む少なくとも１つの第３の接線流動濾過システムと、少なくとも１つの収集容器、及び生物学的生成物の濃縮及びバッファ交換を可能にする少なくとも１つの第４の接線流動濾過システムと、少なくとも２つのバッファシステムと、少なくとも１つの樹脂ビーズリサイクルバッファシステムと、少なくとも１つのセンサ又は検出器、及び少なくとも１つの流体ハンドリングポンプを含む。
親和性ベースのＴＦＦ精製モジュールのための装置設計（図３１）は、連続的な生物学的精製を可能にし、小さなフットプリントを提供する。
親和性ベースのＴＦＦ精製モジュールの少なくとも１つの平衡容器体積及び撹拌能力は、結合動力学、樹脂ビーズ濃度、及び結合能力を可能にする入力流速及びスループット、平衡時間、及び撹拌速度を考慮する。親和性ベースのＴＦＦ精製モジュールのための平衡バッファは、目的の生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）及び除去される小さな不純物によって変わる。前記バッファに関する考慮事項には、ｐＨ、イオン強度、界面活性剤の使用、又は有機塩及び／又は無機塩の使用が含まれる。
親和性ベースのＴＦＦ精製モジュールの中空糸膜フィルタの長さ及び表面積は、溶液粘度、小さな不純物及び樹脂ビーズ濃度、及び入力流速及びスループットボリュームによって変わる。中空糸膜素材は、ＰＥＳ、ｍＰＥＳ、又はＭＣＥを含むが、これらに制限されない低タンパク質結合素材から選択される。中空糸膜の孔径は、約１０ｋＤａ～約１μｍの範囲から選択される。中空糸膜の内部直径は、約０．５ｍｍ～約５ｍｍの範囲から選択される。
樹脂ビーズの濃度は、所望の結合能力、及び所望の溶液粘度によって変わり、樹脂ビーズの大きさは、例えば、各々溶液粘度依存性及び表面リガンド密度依存性などの平衡及び親和性相互作用のための適切な流体力学を可能にする表面積対体積比によって変わる。実施形態では、樹脂ビーズの直径はミクロンである。
親和性ベースのＴＦＦ精製モジュールの樹脂ビーズ選択は、親和性ベースの精製モジュールのリサイクル及び再使用を可能にする堅牢な安定性及び無視できるほどの浸出物のために重要である。
親和性ベースのＴＦＦ精製モジュールの少なくとも１つの低ｐＨ平衡容器体積及び撹拌能力は、入力流速及びスループット、脱結合動力学を可能にする平衡時間、及び低ｐＨ溶出バッファ、例えば、１Ｘの最終バッファ塩濃度に達するように平衡時間中の希釈を可能にする１０Ｘの低ｐＨ溶出バッファを考慮する。低ｐＨ溶出バッファは、樹脂ビーズ表面リガンドに対する目的の生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）の結合親和性によって変わり、変化には、ｐＨ、イオン強度、又は有機塩及び／又は無機塩の使用が含まれ得る。
親和性ベースのＴＦＦ精製モジュールの少なくとも１つの再生平衡容器は、樹脂ビーズの濃縮及びバッファ交換を許容して樹脂ビーズをこれらの初期状態に戻して樹脂ビーズのリサイクル及び再使用を可能にする少なくとも１つの第３の接線流動濾過システムと共に使用される。
親和性ベースのＴＦＦ精製モジュールの少なくとも１つの収集容器は、生物学的生成物を含む画分の濃縮及びバッファ交換を可能にする少なくとも１つの第４の接線流動濾過システムと共に使用される。
実施形態では、親和性ベースのＴＦＦ精製モジュールの少なくとも１つの平衡容器、少なくとも１つの低ｐＨ平衡容器、及び少なくとも１つの再生平衡容器は、平行流路上の少なくとも１つの追加の容器を介して濾液の連続的な流動を維持しながら、適切なバッファを使用して樹脂ビーズの精製及び再生を可能にするために対応する接線流動濾過システムの間で遷移する単一の容器を含み得る。
実施形態では、樹脂ビーズの再生は、少なくとも１つの低ｐＨ平衡容器、及び精製、濃縮及びバッファ交換を可能にするために、低ｐＨ溶出バッファ及び再生バッファの両方を含むように構成された親和性ベースのＴＦＦ精製モジュールの少なくとも１つの第２の接線流動濾過システムを使用して別個の再生平衡容器及び対応する接線流動濾過システムを必要とせずに樹脂ビーズを再生することによって達成され得る。
ウイルス不活性化及び／又は除去は、バッファ組成及びｐＨによって低ｐＨ溶出バッファ平衡及び後続の流体処理ステップ中に達成され得る。
親和性ベースのＴＦＦ精製モジュールは、工程中の分析試験及び／又はインライン分析測定技術のためのインラインサンプリングポートを含み得る。さらに、インライン分析測定技術（例えば、フローセンサ、圧力センサ、光学密度測定装置、ＵＶ検出器、ＲＩ検出器）を使用して、プロセスのフィードバック制御メカニズムを有効にすることができる。
当技術分野で一般的に使用される従来のパックドカラムクロマトグラフィー及びカラムスイッチングクロマトグラフィー法とは異なり、親和性ベースのＴＦＦ精製モジュールは、インサイチュ再生及びリサイクルが可能な移動性親和性樹脂を用いて樹脂をより効率的に使用し、従来のカラム容量の限界を懸念することなく、小さなフットプリントで連続的な処理を可能にする。
［正電荷ベースのＴＦＦ精製モジュール］
本明細書に提供されるように、混合物を２つ以上の画分に分離するための正電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールが記載されており、ここで少なくとも１つの画分には生物学的生成物が含まれている。正電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールは、少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口を含むが、これらは少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成されており、ここで流速は、定常作動中に一貫して一定である。さらに、正電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールは、カチオン性樹脂ビーズの懸濁液を含み、ここで前記樹脂ビーズの表面は、特定のｐＨ及びイオン強度で電荷又は静電相互作用に基づいて前記生物学的生成物と選択的に会合するように構成されたカチオン性官能基を含む。
正電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールは、樹脂ビーズ表面と生物学的生成物の電荷又は静電会合を可能にする少なくとも１つの会合平衡容器、及び生物学的生成物と会合された樹脂ビーズを不均一混合物中の小さな不純物から分離するための中空糸膜フィルタを含む少なくとも１つの第１の接線流動濾過システムと、樹脂ビーズ表面からの生物学的生成物の解離を可能にする少なくとも１つの解離平衡容器、及び前記解離された生物学的生成物から樹脂ビーズを分離するための中空糸膜フィルタを含む少なくとも１つの第２の接線流動濾過システムと、少なくとも１つの再生平衡容器、及び樹脂ビーズを濃縮及びバッファ交換してこれらのリサイクル及び再使用を可能にする中空糸膜フィルタを含む少なくとも１つの第３の接線流動濾過システムと、少なくとも１つの収集容器、及び生物学的生成物の濃縮及びバッファ交換を可能にする少なくとも１つの第４の接線流動濾過システムと、少なくとも２つのバッファシステムと、少なくとも１つの樹脂ビーズリサイクルバッファシステムと、少なくとも１つのセンサ又は検出器、及び少なくとも１つの流体ハンドリングポンプを含む。
正電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールのための装置設計（図３２）は、連続的な生物学的精製を可能にし、小さなフットプリントを提供する。
正電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールの少なくとも１つの会合平衡容器体積及び撹拌能力は、会合動力学、樹脂ビーズ濃度、及び電荷又は静電会合容量を可能にする入力流速及びスループット、平衡時間、及び撹拌速度を考慮する。正電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールのための会合バッファは、目的の生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）及び除去される小さな不純物によって変わる。前記バッファに関する考慮事項には、具体的には標的モノクローナル抗体と正電荷ビーズ表面との間に有利な電荷又は静電相互作用を維持するために、ｐＨ、イオン強度、界面活性剤の使用、又は有機塩及び／又は無機塩の使用が含まれる。
正電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールの中空糸膜フィルタの長さ及び表面積は、溶液粘度、小さな不純物及び樹脂ビーズ濃度、及び入力流速及びスループットボリュームによって変わる。中空糸膜素材は、ＰＥＳ、ｍＰＥＳ、又はＭＣＥを含むが、これらに制限されない低タンパク質結合素材から選択される。中空糸膜の孔径は、約１０ｋＤａ～約１μｍの範囲から選択される。中空糸膜の内部直径は、約０．５ｍｍ～約５ｍｍの範囲から選択される。
正電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールの樹脂ビーズ選択は、正電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールのリサイクル及び再使用を可能にする堅牢な安定性及び無視できるほどの浸出物のために重要である。
正電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールのためのカチオン性表面の選択は重要であり、カチオン性ポリマー、正味の正電荷ペプチド又はタンパク質、及びアミン官能基を含むことができ、選択は定義されたバッファ（ｐＨ及びイオン強度）内で正電荷ビーズ表面と生物学的生成物との間の適切な電荷又は静電相互作用及び会合安全性を達成することに基づいている。
正電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールの少なくとも１つの解離平衡容器体積及び撹拌能力は、入力流速及びスループット、解離動力学を可能にする平衡時間、及び解離バッファ、例えば、１Ｘの最終バッファ塩濃度に達するように平衡時間中の希釈を可能にする１０Ｘの解離バッファを考慮する。解離バッファは、電荷の強度、又は目的の生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）と樹脂ビーズカチオン性表面との間の静電相互作用によって変わり、変化には、ｐＨ、イオン強度、界面活性剤の使用、又は有機塩及び／又は無機塩の使用が含まれ得る。いくつかの態様では、例えば、ｐＨ勾配又はイオン強度勾配などの勾配解離を達成するために、複数の解離平衡容器が複数の接線流動濾過システムと共に用いられる。
正電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールの少なくとも１つの再生平衡容器は、樹脂ビーズの濃縮及びバッファ交換を許容して樹脂ビーズをこれらの初期状態に戻して樹脂ビーズのリサイクル及び再使用を可能にする少なくとも１つの第３の接線流動濾過システムと共に使用される。
正電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールの少なくとも１つの収集容器は、生物学的生成物を含む画分の濃縮及びバッファ交換を可能にする少なくとも１つの第４の接線流動濾過システムと共に使用される。
実施形態では、正電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールの少なくとも１つの会合平衡容器、少なくとも１つの解離平衡容器、及び少なくとも１つの再生平衡容器は、平行流路上の少なくとも１つの追加の容器を介して濾液の連続的な流動を維持しながら、適切なバッファを使用して樹脂ビーズの精製及び再生を可能にするために対応する接線流動濾過システムの間で遷移する単一の容器を含み得る。
実施形態では、樹脂ビーズの再生は、精製、濃縮及びバッファ交換を可能にするために、低ｐＨ溶出バッファ及び再生バッファの両方を含むように構成された正電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールの少なくとも１つの第２の接線流動濾過システム、及び少なくとも１つの解離平衡容器のみを使用して別個の再生平衡容器及び対応する接線流動濾過システムを必要とせずに樹脂ビーズを再生することによって達成され得る。
ウイルス不活性化及び／又は除去は、バッファ組成及びｐＨによって会合又は解離バッファ平衡及び後続の流体処理ステップ中に達成され得る。
正電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールは、工程中の分析試験及び／又はインライン分析測定技術のためのインラインサンプリングポートを含み得る。さらに、インライン分析測定技術（例えば、フローセンサ、圧力センサ、光学密度測定装置、ＵＶ検出器、ＲＩ検出器）を使用して、プロセスのフィードバック制御メカニズムを有効にすることができる。
当技術分野で一般的に使用される従来のパックドカラムクロマトグラフィー及びカラムスイッチングクロマトグラフィー法とは異なり、正電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールは、インサイチュ再生及びリサイクルが可能な移動性親和性樹脂を用いて樹脂をより効率的に使用し、従来のカラム容量の限界を懸念することなく、小さなフットプリントで連続的な処理を可能にする。
［負電荷ベースのＴＦＦ精製モジュール］
本明細書に提供されるように、混合物を２つ以上の画分に分離するための負電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールが記載されており、ここで少なくとも１つの画分には生物学的生成物が含まれている。負電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールは、少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口を含むが、これらは少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成されており、ここで流速は、定常作動中に一貫して一定である。さらに、負電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールは、アニオン性樹脂ビーズの懸濁液を含み、ここで前記樹脂ビーズの表面は、特定のｐＨ及びイオン強度で電荷又は静電相互作用に基づいて前記生物学的生成物と選択的に会合するように構成されたアニオン性官能基を含む。
負電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールは、樹脂ビーズ表面と生物学的生成物の電荷又は静電会合を可能にする少なくとも１つの会合平衡容器、及び生物学的生成物と会合された樹脂ビーズを不均一混合物中の小さな不純物から分離するための中空糸膜フィルタを含む少なくとも１つの第１の接線流動濾過システムと、樹脂ビーズ表面からの生物学的生成物の解離を可能にする少なくとも１つの解離平衡容器、及び前記解離された生物学的生成物から樹脂ビーズを分離するための中空糸膜フィルタを含む少なくとも１つの第２の接線流動濾過システムと、少なくとも１つの再生平衡容器、及び樹脂ビーズを濃縮及びバッファ交換してこれらのリサイクル及び再使用を可能にする中空糸膜フィルタを含む少なくとも１つの第３の接線流動濾過システムと、少なくとも１つの収集容器、及び生物学的生成物の濃縮及びバッファ交換を可能にする少なくとも１つの第４の接線流動濾過システムと、少なくとも２つのバッファシステムと、少なくとも１つの樹脂ビーズリサイクルバッファシステムと、少なくとも１つのセンサ又は検出器、及び少なくとも１つの流体ハンドリングポンプを含む。
負電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールのための装置設計（図３２）は、連続的な生物学的精製を可能にし、小さなフットプリントを提供する。
負電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールの少なくとも１つの会合平衡容器体積及び撹拌能力は、会合動力学、樹脂ビーズ濃度、及び電荷又は静電会合容量を可能にする入力流速及びスループット、平衡時間、及び撹拌速度を考慮する。負電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールのための会合バッファは、目的の生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）及び除去される小さな不純物によって変わる。前記バッファに関する考慮事項には、具体的には標的モノクローナル抗体と負電荷ビーズ表面との間に有利な電荷又は静電相互作用を維持するために、ｐＨ、イオン強度、界面活性剤の使用、又は有機塩及び／又は無機塩の使用が含まれる。
負電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールの中空糸膜フィルタの長さ及び表面積は、溶液粘度、小さな不純物及び樹脂ビーズ濃度、及び入力流速及びスループットボリュームによって変わる。中空糸膜素材は、ＰＥＳ、ｍＰＥＳ、又はＭＣＥを含むが、これらに制限されない低タンパク質結合素材から選択される。中空糸膜の孔径は、約１０ｋＤａ～約１μｍの範囲から選択される。中空糸膜の内部直径は、約０．５ｍｍ～約５ｍｍの範囲から選択される。
負電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールの樹脂ビーズ選択は、負電荷ベースの精製モジュールのリサイクル及び再使用を可能にする堅牢な安定性及び無視できるほどの浸出物のために重要である。
負電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールのためのアニオン性表面の選択は重要であり、アニオン性ポリマー、正味の負電荷ペプチド又はタンパク質、及びカルボキシル官能基を含むことができ、選択は定義されたバッファ（ｐＨ及びイオン強度）内で負電荷ビーズ表面と生物学的生成物との間の適切な電荷又は静電相互作用及び会合安全性を達成することに基づいている。
負電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールの少なくとも１つの解離平衡容器体積及び撹拌能力は、入力流速及びスループット、解離動力学を可能にする平衡時間、及び解離バッファ、例えば、１Ｘの最終バッファ塩濃度に達するように平衡時間中の希釈を可能にする１０Ｘの解離バッファを考慮する。解離バッファは、電荷の強度、又は目的の生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）と樹脂ビーズのアニオン性表面との間の静電相互作用によって変わり、変化には、ｐＨ、イオン強度、界面活性剤の使用、又は有機塩及び／又は無機塩の使用が含まれ得る。いくつかの態様では、例えば、ｐＨ勾配又はイオン強度勾配などの勾配解離を達成するために、複数の解離平衡容器が複数の接線流動濾過システムと共に用いられる。
負電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールの少なくとも１つの再生平衡容器は、樹脂ビーズの濃縮及びバッファ交換を許容して樹脂ビーズをこれらの初期状態に戻して樹脂ビーズのリサイクル及び再使用を可能にする少なくとも１つの第３の接線流動濾過システムと共に使用される。
負電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールの少なくとも１つの収集容器は、生物学的生成物を含む画分の濃縮及びバッファ交換を可能にする少なくとも１つの第４の接線流動濾過システムと共に使用される。
実施形態では、負電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールの少なくとも１つの会合平衡容器、少なくとも１つの解離平衡容器、及び少なくとも１つの再生平衡容器は、平行流路上の少なくとも１つの追加の容器を介して濾液の連続的な流動を維持しながら、適切なバッファを使用して樹脂ビーズの精製及び再生を可能にするために対応する接線流動濾過システムの間で遷移する単一の容器を含み得る。
実施形態では、樹脂ビーズの再生は、精製、濃縮及びバッファ交換を可能にするために、低ｐＨ溶出バッファ及び再生バッファの両方を含むように構成された負電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールの少なくとも１つの第２の接線流動濾過システム、及び少なくとも１つの解離平衡容器のみを使用して別個の再生平衡容器及び対応する接線流動濾過システムを必要とせずに樹脂ビーズを再生することによって達成され得る。
ウイルス不活性化及び／又は除去は、バッファ組成及びｐＨによって会合又は解離バッファ平衡及び後続の流体処理ステップ中に達成され得る。
負電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールは、工程中の分析試験及び／又はインライン分析測定技術のためのインラインサンプリングポートを含み得る。さらに、インライン分析測定技術（例えば、フローセンサ、圧力センサ、光学密度測定装置、ＵＶ検出器、ＲＩ検出器）を使用して、プロセスのフィードバック制御メカニズムを有効にすることができる。
当技術分野で一般的に使用される従来のパックドカラムクロマトグラフィー及びカラムスイッチングクロマトグラフィー法とは異なり、負電荷ベースのＴＦＦ精製モジュールは、インサイチュ再生及びリサイクルが可能な移動性親和性樹脂を用いて樹脂をより効率的に使用し、従来のカラム容量の限界を懸念することなく、小さなフットプリントで連続的な処理を可能にする。
［等電点ベースの流体精製モジュール］
本明細書に提供されるように、混合物を２つ以上の画分、少なくとも１つの生物学的生成物を含む画分に分離するための等電点ベースの流体精製モジュールが記述されている。等電点ベースの流体精製モジュールは、少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口を含むが、これらは少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成されており、ここで流速は、例えば、定常作動中に一貫して一定であり得る。
実施形態では、等電点ベースの流体精製モジュールは、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネルと、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配と、水性イオン溶液と、を有する流体素子（例えば、メソ流体、ミリ流体、マクロ流体素子、又はこれらの任意の組み合わせ）（図３３）と、気泡のない主分離チャンネルを生成し、連続的かつ長期的な作動を可能にするために、真空システムを介して発生点近くにある電気分解気泡を除去するための少なくとも１つの気泡除去又は脱気システムと、少なくとも１つの液体回路遮断器と、少なくとも１つのバッファ又は両性電解質システムと、少なくとも１つの電極溶液と、少なくとも１つのセンサ又は検出器と、少なくとも１つの流体ハンドリングポンプ、及び少なくとも１つの収集容器を含む少なくとも１つのフリーフロー電気泳動装置を含む。
他の実施形態では、等電点ベースの流体精製モジュールは、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネルと、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配と、水性イオン溶液と、を有する流体素子（例えば、メソ流体、ミリ流体、マクロ流体素子、又はこれらの任意の組み合わせ）を含む少なくとも１つの第１のフリーフロー電気泳動装置、及び２枚の並列板の間に生成された流体チャンネルと、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及び水性イオン溶液と、を有する流体素子（例えば、メソ流体、微細流体、マクロ流体素子、又はこれらの任意の組み合わせ）を含む少なくとも１つの第２のフリーフロー電気泳動装置を含み、ここでそれぞれのフリーフロー電気泳動装置は直列に連結されており、精製を可能にする独立した作動モードで作動できる（図３４～３６）。例えば、制限を意図することなく、少なくとも１つの第１のフリーフロー電気泳動装置は、等電点電気泳動モードで作動することができ、少なくとも１つの第２のフリーフロー電気泳動装置は、等速電気泳動モードで作動して分離分解能を高めることができる。
実施形態では、等電点ベースの流体精製モジュールは、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及び主分離チャンネルを横切る粗いｐＨ勾配（例えば、約２～約１０のｐＨ範囲）を有する流体素子（例えば、メソ流体、ミリ流体、マクロ流体素子、又はこれらの任意の組み合わせ）を含む少なくとも１つの第１のフリーフロー電気泳動装置、及び２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及び主分離チャンネルを横切る微細なｐＨ勾配（例えば、約５～約８のｐＨ範囲）を有する流体素子（例えば、メソ流体、ミリ流体、マクロ流体素子、又はこれらの任意の組み合わせ）を少なくとも１つの第２のフリーフロー電気泳動装置と、少なくとも１つの気泡除去又は脱気システムと、少なくとも１つの液体回路遮断器と、少なくとも１つのバッファ又は両性電解質システムと、少なくとも１つの電極溶液と、少なくとも１つの収集容器と、少なくとも１つのセンサ又は検出器、及び少なくとも１つの流体ハンドリングポンプ（図３４）を含む。例えば、少なくとも１つの第１のフリーフロー電気泳動装置及び少なくとも１つの第２のフリーフロー電気泳動装置は直列に連結されており、等電点電気泳動モードで作動する。
実施形態では、等電点ベースの流体精製モジュールは、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及びｐＨ勾配のない主分離チャンネルを横切る一定の塩基性ｐＨ（例えば、７を超えるｐＨ）を有する流体素子（例えば、メソ流体、ミリ流体、マクロ流体素子、又はこれらの任意の組み合わせ）を含む少なくとも１つの第１のフリーフロー電気泳動装置、及び２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及びｐＨ勾配のない主分離チャンネルを横切る一定の酸性ｐＨ（例えば、７未満のｐＨ）を有する流体素子（例えば、メソ流体、微細流体、マクロ流体素子、又はこれらの任意の組み合わせ）を含む少なくとも１つの第２のフリーフロー電気泳動装置と、少なくとも１つの気泡除去又は脱気システムと、少なくとも１つの液体回路遮断器と、少なくとも１つのバッファ又は両性電解質システムと、少なくとも１つの電極溶液と、少なくとも１つの収集容器と、少なくとも１つのセンサ又は検出器、及び少なくとも１つの流体ハンドリングポンプ（図３５）を含む。例えば、少なくとも１つの第１のフリーフロー電気泳動装置及び少なくとも１つの第２のフリーフロー電気泳動装置は直列に連結されており、ゾーン電気泳動モードで作動する。
実施形態では、等電点ベースの流体精製モジュールは、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及び主分離チャンネルを横切るｐＨ勾配（例えば、約４～約９のｐＨ範囲）を有する流体素子（例えば、メソ流体、ミリ流体、マクロ流体素子、又はこれらの任意の組み合わせ）を含む少なくとも１つの第１のフリーフロー電気泳動装置、及び２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及びスペーサー溶液（例えば、ＮａＣｌ溶液）によって分離されている酸性ｐＨ勾配及び塩基性ｐＨ勾配の両方を含む流体素子（例えば、メソ流体、ミリ流体、マクロ流体素子、又はこれらの任意の組み合わせ）を含む少なくとも１つの第２のフリーフロー電気泳動装置と、少なくとも１つの気泡除去又は脱気システムと、少なくとも１つの液体回路遮断器と、少なくとも１つのバッファ又は両性電解質システムと、少なくとも１つの電極溶液と、少なくとも１つの収集容器と、少なくとも１つのセンサ又は検出器、及び少なくとも１つの流体ハンドリングポンプ（図３６）を含む。例えば、少なくとも１つの第１のフリーフロー電気泳動装置及び少なくとも１つの第２のフリーフロー電気泳動装置は直列に連結されており、各々等電点電気泳動モード及び等速電気泳動モードで作動する。
あるいは、等電点ベースの流体精製モジュールは、定義された一方向の力を誘導し得る少なくとも１つの誘電泳動電極を有する流体チャンネルを含む少なくとも１つの第１の流体素子（例えば、メソ流体、ミリ流体、マクロ流体素子、又はこれらの任意の組み合わせ）と、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及び主分離チャンネルを横切るｐＨ勾配（例えば、約４～約９のｐＨ範囲）を有するフリーフロー電気泳動装置を含む少なくとも１つの第２の流体素子、及び２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及びスペーサー溶液（例えば、ＮａＣｌ溶液）によって分離されている酸性ｐＨ勾配及び塩基性ｐＨ勾配の両方を有するフリーフロー電気泳動装置を含む少なくとも１つの第３の流体素子と、少なくとも１つの気泡除去又は脱気システムと、少なくとも１つの液体回路遮断器と、少なくとも１つのバッファ又は両性電解質システムと、少なくとも１つの電極溶液と、少なくとも１つの収集容器と、少なくとも１つのセンサ又は検出器、及び少なくとも１つの流体ハンドリングポンプ（図３７）を含む。例えば、少なくとも１つの選択的な誘電泳動電極を有する少なくとも１つの第１の流体素子、フリーフロー電気泳動装置を含む少なくとも１つの第２の流体素子、及びフリーフロー電気泳動装置を含む少なくとも１つの第３の流体素子は直列に連結されており、各々第２及び第３の流体素子又はチップによる等電点電気泳動モード及び等速電気泳動モードを介して精製する前に、生物学的生成物を含む混合物を事前に分類する方式で作動する。
実施形態では、分離分解能を高めるために２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及び水性イオン溶液を有する流体素子（例えば、メソ流体、ミリ流体、マクロ流体素子、又はこれらの任意の組み合わせ）を含む追加の後続のフリーフロー電気泳動装置を使用し得る。例えば、制限を意図することなく、モノクローナル抗体の分離分解能を高めるために、主分離チャンネルを横切ってリパイニングされたｐＨ勾配（例えば、約７．１～約７．６のｐＨ範囲）を生成できる両性電解質溶液を有する追加のフリーフロー電気泳動装置を使用し得る。
等電点ベースの流体精製モジュール（図３３～３７）のための装置設計は、連続的な生物学的精製を可能にし、小さなフットプリントを提供する。
実施形態では、等電点ベースの流体精製装置は、陽極又は陰極として機能するために、少なくとも２つの電極（例えば、白金線電極）をさらに含む。
実施形態では、等電点ベースの流体精製装置は、少なくとも１つの電極溶液を含む。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの電極溶液は、例えば、各々硫酸及び水酸化ナトリウムなどの陽極又は陰極と接触して適切な機能を可能にするように構成された電解質溶液を含む。他の実施形態では、少なくとも１つの電極溶液は、主分離チャンネル、陽極チャンネル、及び陰極チャンネルを介して流れる、例えば、トリス緩衝生理食塩水などの、陽極又は陰極の適切な機能を可能にするように構成された主分離チャンネルに存在するのと同じ両性電解質組成物を含む。
実施形態では、等電点ベースの流体精製装置は、真空システムを介して印加電圧下で電極チャンネル内で発生するＯ２及びＨ２ガス気泡を連続的に除去するための少なくとも１つの気泡除去システムをさらに含む（図３８）。いくつかの実施形態では、電気分解気泡を除去することは、実質的に長期間の連続的な作動を可能にするために不可欠である。電極チャンネルから直接電気分解気泡を除去することで、気泡のない主分離チャンネルが生成される。例えば、気泡除去システムは、疎水性ＰＴＦＥ膜を利用し、真空システムへの露出によって発生点で電気分解気泡を持続的に除去できる電極チャンネルの上に防水封止部を生成する。例えば、真空ゲージ圧は、約－５ｋＰａ～約－４０ｋＰａ（約－０．０５ｂａｒ～約－０．４ｂａｒ）の範囲である。
高流速（例えば、１ｍＬ／分以上）でのタンパク質分離を可能にする直交電場又は電場勾配を生成するための流体チャンネル寸法及びチャンネルに印加電圧は、生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）の耐熱性を保証するためにジュール熱を放散し、所望の作動温度、例えば、約４℃～約５０℃、好ましくは４℃～約３７℃を維持するための強力なアクティブ冷却システム又はヒートシンクの具現を必要とする場合がある。例えば、アクティブ冷却システムは、約１０℃～約２５℃の範囲の一定温度を維持するためのフィードバック制御ループを備えた冷却された循環水／プロピレングリコールジャケットを含むアルミニウムサーマルチャックを含み得る。さらに、チャンネルの寸法は、適切なタンパク質分離を可能にする重要なパラメータであり、分離するタンパク質の数と各タンパク質の等電点の範囲によって変わる。
等電点ベースの流体精製装置内の背圧は、チャンネルの形状及び寸法、流入口及び流出口の開口部及び／又はチュービング径、及び入力流速によって変わる。例えば、前記背圧は、約３．４５ｋＰａ～約６８．９ｋＰａ（約０．５ｐｓｉ～約１０ｐｓｉ）の範囲である。いくつかの例では、前記背圧は、例えば、制限を意図することなく、ニードル弁によって制御される。
例えば、フローセンサ、温度センサ、導電率センサ、ｐＨセンサ、屈折率検出器、ＵＶ検出器、背圧センサ、又はこれらの任意の組み合わせを使用したインライン感知及び検出を実行するために、溶液は無電圧溶液である必要がある。実施形態では、等電点ベースの流体精製モジュールは、少なくとも１つの液体回路遮断器を含むか、又は流体素子のダウンストリームと少なくとも１つのインラインセンサ又は検出器のアップストリームを断絶して無電圧溶液において感知又は検出を実行すべきである（図３９）。
等電点ベースの流体精製モジュールのスループットは、複数のフリーフロー電気泳動装置を直列又は並列に多重化して増加させ得る。さらに、適切な精製を可能にするために、直列又は並列に連結された複数の流体素子又はチップが必要になる場合がある。ウイルス不活性化及び除去は、等電点ベースの流体処理ステップ中に達成され得る。
工程中の分析試験及び／又はインライン分析測定技術のためのインラインサンプリングポートを含み得る等電点ベースの流体精製モジュールが考慮される。さらに、インライン分析測定技術（例えば、フローセンサ、温度センサ、ｐＨセンサ、導電率センサ、圧力センサ、光学密度測定装置、ＵＶ検出器、ＲＩ検出器）を使用して、プロセスのフィードバック制御メカニズムを有効にすることができる。
［連続的な動的濾過アプローチ］
膜支持構造物を横切る圧延フィルタ膜の輸送速度は、一定であるか、作動中のフィルタ膜厚さ又は直径の変化から発生する供給リールと収集リールとの直径間の差を説明するフィードバックメカニズム（例えば、ロータリーエンコーダ、トラクションエンコーダホイール）に対応して変更され得る。あるいは、膜支持構造物を横切る圧延フィルタ膜の輸送は段階的であり、ここで真空は、ステッピング（ｓｔｅｐｐｉｎｇ）中に除去された後、ステッピング後に再び適用される。この作動モードでは、少なくとも１つの出力ヘッドは、ｘｙラスタリング又はｒθラスタリング能力を有することができ、ｚ軸に沿った移動、及び／又は並列に作動する少なくとも１つの追加の動的濾過装置は連続作動を維持するために利用できる。さらに、ステッピング現象は、ピックアンドプレースロボットシステムが個々の膜（例えば、円形の膜片）を膜支持構造物上に配置することによって達成されることもでき、ここで真空は、ピックアンドプレース力学中に除去された後、配置後に再び適用される。この作動モードにおいて、少なくとも１つの出力ヘッドは、ｘｙラスタリング又はｒθラスタリング能力を有することができ、ｚ軸に沿った移動、及び／又は並列に作動する少なくとも１つの追加の動的濾過装置は、連続作動を維持するために利用できる。さらに、フィルタ膜を横切って不均一混合物を誘導するために、正圧を利用して濾液を生成する作動モードも本明細書において考慮される。例えば、制限を意図することなく、動的濾過装置が個々の膜を配置するためにピックアンドプレースロボットシステムを含む場合、ｚ軸に沿って移動するｘｙラスタリング出力ヘッドが膜表面と接触して不均一混合物が膜を横切るようにすることに使用され得る。膜を横切る輸送を増加させるために、フィルタ膜を予め湿潤させる方法も本明細書において考慮される。少なくとも１つの真空収集容器は、満杯になるまで使用され、続いて大気圧に平衡化されるか、又は作動中の真空下で連続的に空にされる。さらに、連続処理を可能にするために、並列に作動する少なくとも１つの追加の動的濾過装置の使用も、本明細書において考慮される。同様に、動的濾過装置は、濾過を向上させるために、活性標的領域を横切って同じ速度で積層及び輸送され得るフィルタ膜の類型（例えば、材料及び／又は孔径）が異なる複数の供給リールを含み得る。
［連続的なループコンベア装置アプローチ］
親和性ベースの磁性精製及び／又は電荷ベースの磁性精製ステップを実行する連続ループコンベア装置の少なくとも１つの磁場は、電磁石又は永久磁石（例えば、ネオジム磁石）によって生成され得る。磁場は、オン／オフの転換又は永久的にオンとして適用され得る（図１４、１５、１６、１７）。磁場が電磁石によって発生する場合、電磁石をオン又はオフにすることによって、オン／オフの転換ができる。磁場が永久磁石によって発生する場合、オン／オフの転換は、磁石の配置を遠くから近く、例えば、輸送容器の壁面から５ｍｍ以内に機械的に変更することによって達成され得る。あるいは、磁場が永久磁石によって発生する場合、オン／オフの転換は、磁石のすぐ近く（例えば、５ｍｍ以内）に容器を移動させることによって達成され得る。さらに、ループコンベア装置は、複数の区別された磁場位置を含むことができ、ここで装置内の前記区別された磁場位置は、さらに遮蔽を必要とし得る。さらに、磁性樹脂ビーズの混合は、オンとオフの状態の間を切り替える２つの別個の対向する磁場の間に少なくとも１つの輸送容器を配置することによって達成され得る。さらに、連続処理を可能にするために、並列に連結された少なくとも１つの追加の親和性ベースの磁性精製又は電荷ベースの磁性精製装置の使用も本明細書において考慮される。
［連続的なピックアンドプレースロボット装置アプローチ］
親和性ベースの磁性精製及び／又は電荷ベースの磁性精製ステップを実行する連続ピックアンドプレースロボット装置の少なくとも１つの磁場は、電磁石又は永久磁石（例えば、ネオジム磁石）によって生成され得る。磁場はオン／オフの転換又は永久的にオンとして適用され得る（図１８及び１９）。磁場が電磁石によって発生する場合、電磁石をオン又はオフにすることによって、オン／オフの転換ができる。磁場が永久磁石によって発生する場合、オン／オフの転換は、磁石の配置を遠くから近く、例えば、輸送容器の壁面の５ｍｍ以内に機械的に変更することによって達成され得る。あるいは、磁場が永久磁石によって発生する場合、オン／オフの転換は、磁石のすぐ近く（例えば、５ｍｍ以内）に容器を移動させることによって達成され得る。さらに、ループコンベア装置は、複数の区別された磁場位置を含むことができ、ここで装置内の前記区別された磁場位置は、さらに遮蔽を必要とし得る。さらに、磁性樹脂ビーズの混合は、オンとオフの状態の間を切り替える２つの別個の対向する磁場の間に少なくとも１つの輸送容器を配置することによって達成され得る。さらに、連続処理を可能にするために、並列に連結された少なくとも１つの追加の親和性ベースの磁性精製又は電荷ベースの磁性精製装置の使用も本明細書において考慮される。
［連続的な機械的回転システム装置アプローチ］
親和性ベースの精製及び／又は電荷ベースの精製ステップシステムを実行する連続的な機械的回転装置の少なくとも１つのガスケットリッドと容器アセンブリとの間の封止部は、ガスケットを圧縮し、リッドが封止された３次元形状に固定されるように設計されたメカニズムによって形成され得る（図２１～２３）。実施形態では、封止部を形成するのに使用されるメカニズムは、クランピングシステム又はインターロックシステムである。いくつかの実施形態では、封止部を形成するのに使用されるメカニズムは、スクリューキャップシステムである。他の実施形態では、封止部は、電動式システムを用いて上から容器の上に均一にリッドを機械的に押し下げることによって形成される。態様では、機械的システム又はロボットシステムは、連続的な作動が可能になるように、複数のサイクルにわたって可逆的かつ反復的な方式で封止部が再現可能に形成及び破壊されるようにするために利用できる。例えば、加圧後のリークテストを使用して封止部の完全性を分析することができる。さらに、少なくとも１つのリッドのバッファ流入口は、円形又は渦状の混合フローパターンを生成するように配置される。さらに、連続処理を可能にするために、並列に連結された少なくとも１つの追加の親和性ベースの精製又は電荷ベースの精製装置の使用も、本明細書において考慮される。
［連続的な段階的線形システム装置アプローチ］
段階的線形システムの容器は、連続入力フローを受容するように構成される。結合、洗浄、溶出、及び再生（親和性ベースの精製の場合）及び会合、洗浄、解離、及び再生（電荷ベースの精製の場合）プロセスステップは、各容器を自動化された液体処理が可能なマニホールドに連結して実行される（図２４～２５）。実施形態では、段階的線形システムの各容器は、連続的な作動を可能にするために同時に異なるプロセスステップを実行するように構成され得る。例えば、制限を意図することなく、１つの容器が結合プロセスステップを実行している間に、他の容器は溶出過程ステップを実行することができる。
［連続的なハイブリッド流体素子アプローチ］
親和性ベースの流体精製及び／又は電荷ベースの流体精製ステップを実行する連続的なハイブリッド流体素子の少なくとも１つの磁場（図２８）は、電磁石、永久磁石（例えば、ネオジム磁石）又はパターン化された磁石によって生成され得る。独立した永久磁石は、局所的な遮蔽が必要な場合がある。さらに、高流速を達成するためには、磁性コンポーネントと圧電コンポーネントとの組み合わせ、又は磁性コンポーネントと誘電泳動コンポーネントとの組み合わせが精密な配置を必要とする場合がある。追加のクロスフローチャンネル設計が考慮される。あるいは、Ｔ－ジャンクションチャンネル設計も考慮される。さらに、等電点に基づく目的の生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）を選択するための粗い／微細なスクリーンアプローチである。さらに、多重溶出又は解離が考慮される。平衡容器は、適切な滞留時間を有するバッチ式、フェドバッチ、連続供給及びブリード容器、又はプラグフロー反応器であり得る。さらに、複数の流体素子又はチップを直列又は並列に多重化して親和性ベースの流体精製又は電荷ベースの流体精製モジュールのスループットを増加させる。さらに、連続処理を可能にするために並列に連結された少なくとも１つの追加の親和性ベースの流体精製又は電荷ベースの流体精製装置の使用も本明細書において考慮される。
［連続的な接線流動濾過アプローチ］
親和性ベースのＴＦＦ精製及び電荷ベースのＴＦＦ精製モジュール（図３１～３２）の平衡容器は、適切な滞留時間を有するバッチ式、フェドバッチ、連続供給及びブリード容器、又はプラグフロー反応器であり得る。連続作動、バッファ交換、透析濾過、限外濾過／透析濾過、精密濾過／透析濾過、及び／又は濃縮を可能にする追加の接線流動濾過システムの使用も本明細書において考慮される。
［連続的なフリーフロー電気泳動アプローチ］
流体の流れの方向に直交する電場は、水性イオン溶液及び／又はｐＨ勾配で、例えば、本明細書に記載されるように、２枚の並列板の間に生成された流体チャンネル、流体の流れの方向に直交する電場又は電場勾配、及び水性イオン溶液及び／又はｐＨ勾配を含むフリーフロー電気泳動装置で生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）の精製に使用され得る（図３３～３７）。流体チャンネルの寸法は、流速、スループット、分離達成時間、拡散帯域拡張、及び電場の大きさによって変わり、ジュール熱を放散する冷却システムの能力によってさらに変わる。さらに、チャンネル設計は、１つ以上のバッファ又は両性電解質システムを伝達することによって、ｐＨ勾配を生成するために複数の流入口を有し得る。印加電圧は、流速、ｐＨ勾配、生物学的生成物電荷及び／又は等電点（例えば、モノクローナル抗体等電点）、又はジュール熱を放散する冷却システムの能力によって変わり得る。様々なバッファ及び／又は両性電解質システムは、目的の生物学的生成物（例えば、目的のモノクローナル抗体）及びこの固有の等電点（ｐＩ）に依存するため、この電荷を調節するように選択される。ｐＨ及びイオン強度の制御、及びバッファ及び／又は両性電解質システム内での有機塩、無機塩、酸、塩基、両性イオン及び／又は両性電解質の使用によってチャンネル全体にわたって連続的なｐＨ勾配効果を確立することが考慮される。あるいは、ｐＨ勾配は、所望の勾配、例えば、制限を意図することなく、連続勾配又は段階的勾配を達成するために、別個のバッファ及び／又は両性電解質システムを伝達する複数の流入口を介して階層化され得る。さらに、生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）のみを精製するために、粗いｐＨ勾配と微細なｐＨ勾配との組み合わせが必要な場合がある。十分な熱伝達を可能にする強力な冷却メカニズム（例えば、ペルチェ素子、循環水／プロピレングリコールジャケット付きサーマルチャック）に関する考慮事項も考慮される。フリーフロー電気泳動装置の多重化は、より高い入力流速に対応し、従って、より高いスループットを受容し得る。さらに、等電点ベースの流体精製ステップ中に残留する不活性化ウイルスをさらに除去する可能性が考慮される。
［標準的な半連続産業ダウンストリームプロセスの統合］
ターンキー方式のエンドツーエンドプロセス（例えば、バイオリアクターベースのモノクローナル抗体生産から最終形態の生物学的生成物を得ることまで）を可能にするために、標準的な半連続産業ダウンストリームプロセス装置（及びステップ）を精製された生物学的生成物（例えば、モノクローナル抗体）をさらに精製、バッファ交換、及び濃縮するための本明細書に記載のプロセスに追加できる（図４８及び４９）。
指定されたウイルス不活性化及び濾過ステップは、ウイルス不活性化及び除去がモジュールによって適切に行われる場合、必要な場合とそうでない場合がある（例えば、ＭＶＭ及びＭｕＬＶウイルスの場合、ＬＲＶ＞４）。しかし、本明細書では、指定されたウイルス不活性化及び濾過ステップの追加が考慮される。
本明細書に記載の連続プロセスモジュールによって達成された生物学的生成物の純度（例えば、モノクローナル抗体の純度）に応じて、既製の接線流動濾過（ＴＦＦ）、限外濾過／透析濾過（ＵＦ／ＤＦ）、又はフェドバッチ又は灌流モードで行われる高性能接線流動濾過（ＨＰ－ＴＦＦ）技術は、バイアル充填、凍結乾燥、フィルタ滅菌、最終滅菌、又はこれらの組み合わせを含み得る充填－仕上げ作業の前に最終生物学的生成物をさらに精製、バッファ交換、又は濃縮するのに使用され得る。さらに、工程中の分析試験及び／又はインライン分析測定技術のためのインラインサンプリングポートが考慮される。
［方法］
本明細書に記載のプロセスを利用することを含む、定常状態で生物学的生成物を生産するバイオリアクターに由来する不均一混合物から前記生物学的生成物を連続的に精製する方法が本明細書に提供される。本明細書で使用されるように、「定常状態」又は「動的平衡」という用語は、摂動の存在又は非存在下で時間の経過と共に安定して維持されるシステム又はプロセスを指し得る。例えば、発現宿主細胞、例えば、哺乳動物細胞（例えば、ＣＨＯ細胞）又は細菌細胞（例えば、大膓菌（Ｅ．Ｃｏｌｉ））が一定の環境条件で生理学的定常状態で成長できる、定常状態で前記生物学的生成物を生産するバイオリアクターが提供される。このような定常状態で、成長は一定の特定の細胞培養成長速度で発生し、全ての培養パラメータは一定に維持される（培養体積、溶存酸素濃度、栄養素及び製品濃度、ｐＨ、細胞密度など）。さらに、環境条件は、時間の経過と共に生物学的生成物の定常状態の生産を維持するためにバイオリアクター（例えば、フェドバッチ、灌流、又はケモスタットバイオリアクター）固有のフィードバックメカニズム（例えば、供給／ブリードシステム）によって制御され得る。例えば、細胞密度は、時間の経過と共に一定に維持される。他の例では、タンパク質濃度は時間の経過と共に一定に維持される。
本明細書に記載のモジュール（例えば、動的濾過モジュール、親和性ベースの磁性精製モジュール、正電荷ベースの磁性精製モジュール、負電荷ベースの磁性精製モジュール、親和性ベースの精製モジュール、正電荷ベースの精製モジュール、負電荷ベースの精製モジュール、親和性ベースの流体精製モジュール、正電荷ベースの流体精製モジュール、負電荷ベースの流体精製モジュール、親和性ベースのＴＦＦ精製モジュール、正電荷ベースのＴＦＦ精製モジュール、負電荷ベースのＴＦＦ精製モジュール、及び／又は等電点ベースの流体精製モジュール）のうち、少なくとも１つのモジュールを用いることを含む、定常状態で生物学的生成物を生産するバイオリアクターに由来する不均一混合物から前記生物学的生成物を連続的に精製する方法が開示されている。
さらに、本明細書に記載のモジュール（例えば、動的濾過モジュール、親和性ベースの磁性精製モジュール、正電荷ベースの磁性精製モジュール、負電荷ベースの磁性精製モジュール、親和性ベースの精製モジュール、正電荷ベースの精製モジュール、負電荷ベースの精製モジュール、親和性ベースの流体精製モジュール、正電荷ベースの流体精製モジュール、負電荷ベースの流体精製モジュール、親和性ベースのＴＦＦ精製モジュール、正電荷ベースのＴＦＦ精製モジュール、負電荷ベースのＴＦＦ精製モジュール、及び／又は等電点ベースの流体精製モジュール）のうち、少なくとも１つのモジュールを用いることを含む、生物学的生成物を生産するバイオリアクターに由来する不均一混合物から前記生物学的生成物を精製する方法も開示されている。例えば、本明細書に記載のモジュール（例えば、動的濾過モジュール、親和性ベースの磁性精製モジュール、正電荷ベースの磁性精製モジュール、負電荷ベースの磁性精製モジュール、親和性ベースの精製モジュール、正電荷ベースの精製モジュール、負電荷ベースの精製モジュール、親和性ベースの流体精製モジュール、正電荷ベースの流体精製モジュール、負電荷ベースの流体精製モジュール、親和性ベースのＴＦＦ精製モジュール、正電荷ベースのＴＦＦ精製モジュール、負電荷ベースのＴＦＦ精製モジュール、及び／又は等電点ベースの流体精製モジュール）のうち、少なくとも１つのモジュールは、当技術分野で知られている現在のバッチ式、単一使用、又は半連続プロセスにおいて用いられる伝統的な精製技術を代替する、又はそれに加えて使用され得る。
あるいは、本明細書に記載のモジュール（例えば、動的濾過モジュール、親和性ベースの磁性精製モジュール、正電荷ベースの磁性精製モジュール、負電荷ベースの磁性精製モジュール、親和性ベースの精製モジュール、正電荷ベースの精製モジュール、負電荷ベースの精製モジュール、親和性ベースの流体精製モジュール、正電荷ベースの流体精製モジュール、負電荷ベースの流体精製モジュール、親和性ベースのＴＦＦ精製モジュール、正電荷ベースのＴＦＦ精製モジュール、負電荷ベースのＴＦＦ精製モジュール、及び／又は等電点ベースの流体精製モジュール）のうち、少なくとも１つのモジュールを用いることを含む、生物学的生成物を生産するバイオリアクターに来由しない混合物から前記生物学的生成物を精製する方法も開示されている。例えば、本明細書に記載のモジュール（例えば、動的濾過モジュール、親和性ベースの磁性精製モジュール、正電荷ベースの磁性精製モジュール、負電荷ベースの磁性精製モジュール、親和性ベースの精製モジュール、正電荷ベースの精製モジュール、負電荷ベースの精製モジュール、親和性ベースの流体精製モジュール、正電荷ベースの流体精製モジュール、負電荷ベースの流体精製モジュール、親和性ベースのＴＦＦ精製モジュール、正電荷ベースのＴＦＦ精製モジュール、負電荷ベースのＴＦＦ精製モジュール、及び／又は等電点ベースの流体精製モジュール）のうち、少なくとも１つのモジュールは、当技術分野で知られている現在のバッチ式、単一使用、又は半連続プロセスにおいて用いられる伝統的な精製技術を代替する、又はそれに加えて使用され得る。
本明細書に説明されるように、「モジュール」又は「モジュール式」という用語は、単独又は任意の組み合わせで使用できる個々の区別される部分（例えば、動的濾過モジュール、親和性ベースの磁性精製モジュール、正電荷ベースの磁性精製モジュール、負電荷ベースの磁性精製モジュール、親和性ベースの流体精製モジュール、正電荷ベースの流体精製モジュール、負電荷ベースの流体精製モジュール及び／又は等電点ベースの流体精製モジュール）を指し得る。さらに、プロセスは、上述のモジュールのうち、１つ以上のモジュールを含み得る。「モジュール式」という用語は、複数のモジュラーユニットで構成され、様々な構造的形態で構成され得る構造物を指しかつ意味し得る。例えば、モジュラーユニットは、輸送システム又は連続流体処理システムの形態で一緒に連結され得る。さらに、各モジュール内では、工程中の分析試験及び／又はインライン分析測定技術のためのインラインサンプリングポートが考慮される。
［一般的な定義］
以下の定義は、本主題を理解し、添付の特許請求の範囲を構成するために含まれている。本明細書に使用される略語は、化学及び生物学の分野における通常的な意味を有する。
本発明の様々な実施形態及び態様が本明細書に示され、説明されているが、そのような実施形態及び態様が単なる例として提供されていることは当業者に明らかであろう。現在、本発明を逸脱することなく、多数の変形、変更、及び置換が当業者によって想起するであろう。本明細書に記載された本発明の実施形態に対する様々な代案が、本発明を実施するのに利用され得ることを理解すべきである。
本明細書に使用されているセクションの題目は、構成的目的のみで使用され、説明された主題を制限するものとして解釈されるべきではない。特許、特許出願、小論文、書籍、マニュアル、及び論文を含むが、これらに制限されない本明細書に引用された全ての文書、又は文書の一部は、任意の目的のためにこれらの全文が参照により本明細書に明示的に組み込まれている。
別段の定義がない限り、本明細書に使用される技術及び科学用語は、当業者が一般的に理解するものと同一の意味を有する。例えば、文献［参照：Ｓｉｎｇｌｅｔｏｎ ｅｔ ａｌ．，ＤＩＣＴＩＯＮＡＲＹ ＯＦ ＭＩＣＲＯＢＩＯＬＯＧＹ ＡＮＤ ＭＯＬＥＣＵＬＡＲ ＢＩＯＬＯＧＹ ２ｎｄ ｅｄ．，Ｊ．Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ（Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，ＮＹ １９９４）；Ｓａｍｂｒｏｏｋ ｅｔ ａｌ．，ＭＯＬＥＣＵＬＡＲ ＣＬＯＮＩＮＧ，Ａ ＬＡＢＯＲＡＴＯＲＹ ＭＡＮＵＡＬ，Ｃｏｌｄ Ｓｐｒｉｎｇｓ Ｈａｒｂｏｒ Ｐｒｅｓｓ（Ｃｏｌｄ Ｓｐｒｉｎｇｓ Ｈａｒｂｏｒ，ＮＹ １９８９）］を参照する。本明細書に説明されるものと同様又は同等の任意の方法、装置、及び材料が本発明の実施に使用され得る。以下の定義は、本明細書で頻繁に使用される特定の用語の理解を容易にするために提供され、本発明の範囲を制限しようとするものではない。
具体的に言及されるか、又は文脈上明白ではない限り、本明細書で使用される「又は」という用語は、包括的であると理解される。具体的に言及されるか、又は文脈上明白ではない限り、本明細書で使用される「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」という用語は、単数又は複数であると理解される。
数字範囲、カットオフ、又は特定の値に関して使用されるとき、「約」という用語は、言及された値が並べられた値から最大２５％まで変動することを示すために使用される。本明細書で使用される数値の多くは実験的に決定されるので、このような決定は異なる実験間で変動する可能性があり、しばしば変動することを当業者は理解すべきである。本明細書に使用される値は、このような固有の変動によって過度に制限すると考えるべきではない。「約」という用語は、明示された値から±２５％以下の変動、±２０％以下の変動、１０％以下の変動、±５％以下の変動、±１％以下の変動、±０．５％以下の変動、又は±０．１％以下の変動を含むために使用される。約は、明示された値の１０％、９％、８％、７％、６％、５％、４％、３％、２％、１％、０．５％、０．１％、０．０５％、又は０．０１％以内であると理解できる。文脈上、特に明らかでない限り、本明細書に提供される全ての数値は、「約」という用語によって修飾される。
本明細書に提供された範囲は、範囲内の全ての値の略記であると理解される。例えば、１～６０の範囲は、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、又は５０からなる群からの任意の数字、数字の組み合わせ又は下位範囲だけでなく、例えば、１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、及び１．９などの前述の整数の間の全ての中間小数値を含むことと理解される。下位範囲に関して、範囲の終点から拡張される「内包された下位範囲」が具体的に考慮される。例えば、１～６０の例示的な範囲の内包された下位範囲は、一方向に１～１０、１～２０、１～３０、及び１～４０を含むか、又は他の方向に５０～４０、５０～３０、５０～２０、及び５０～１０を含み得る。
本明細書で使用される「対象」という用語は、動物界の生きている構成員を指す。実施形態では、前記対象は、自然に疾病に罹患している可能性がある個体を含む種の構成員である。実施形態では、前記対象は哺乳動物である。哺乳動物の非制限的な例としては、げっ歯類（例えば、マウス及びラット）、霊長類（例えば、キツネザル、ブッシュベイビー、サル、類人猿、及びヒト）、ウサギ、イヌ、ウマ、ネコ、家畜（例えば、ブタ、ウシ、ロバ、ラバ、バイソン、ヤギ、ラクダ、及びヒツジ）が含まれる。実施形態では、前記対象はヒトである。
本明細書で使用される「～にすぐ近くに（ｗｉｔｈｉｎ ｃｌｏｓｅ ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ ｔｏ）」又は「～のすぐ近くに（ｗｉｔｈｉｎ ｃｌｏｓｅ ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ ｏｆ）」という用語は、距離（すなわち、例えば、磁石又は磁場と輸送容器の壁又はクロスフローチャンネルとの間の距離）が約１ｃｍ未満、例えば、約５ｍｍ未満であることを指す。
「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「含む（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」、又は「～を特徴とする（ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ ｂｙ）」と同義語である接続用語（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎａｌ ｔｅｒｍ）「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は包括的又は開放的であり、追加の言及されていない要素又は方法ステップを排除しない。「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）」という接続語句は、特許請求の範囲に明示されていない任意の要素、ステップ、又は成分を排除する。「から本質的になる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）」という接続語句は、特許請求の範囲を、明示された材料又はステップと特許請求された発明の基本的かつ新規な特性に実質的に影響を与えないものに制限する。
本明細書及び特許請求の範囲において、「～うち少なくとも１つ（ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ ｏｆ）」又は「～うち１つ以上（ｏｎｅ ｏｒ ｍｏｒｅ ｏｆ）」などの語句は、要素又は特徴の連結リストが続く場合がある。「及び／又は（ａｎｄ／ｏｒ）」という用語は、２つ以上の要素又は特徴のリストにも現れる場合がある。これらの語句が使用される文脈によって他に暗示的に又は明示的に矛盾しない限り、このような語句は、列挙された要素又は特徴のいずれかを個別に意味するか、又は言及された要素又は特徴のいずれかを任意の他の言及された要素又は特徴と組み合わせたことを意味すると意図される。例えば、「ＡとＢのうち少なくとも１つ」、「ＡとＢのうち１つ以上」及び「Ａ及び／又はＢ」という語句は、各々「Ａのみ、Ｂのみ、又はＡとＢが一緒に」を意味すると意図される。３つ以上の項目を含むリストについても同様の解釈が意図される。例えば、「Ａ、Ｂ、及びＣのうち少なくとも１つ」、「Ａ、Ｂ、及びＣのうち１つ以上」、及び「Ａ、Ｂ、及び／又はＣ」という語句は、各々「Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡとＢが一緒に、ＡとＣが一緒に、ＢとＣが一緒に、又はＡとＢとＣが一緒に」を意味すると意図される。さらに、前記及び特許請求の範囲において、「～に基づく（ｂａｓｅｄ ｏｎ）」という用語の使用は、言及されていない特徴又は要素がまた許容されるように、「少なくとも部分的に基づく」を意味すると意図される。
「機械的に滑らかな（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｌｙ ｓｍｏｏｔｈ）」又は「実質的に滑らかな（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ ｓｍｏｏｔｈ）」という用語は、約０．０１～約０．１の低い静摩擦係数を有する材料の接触表面を説明するために、本明細書では交換可能に使用される。
「ハイブリッド流体素子（ｈｙｂｒｉｄ ｆｌｕｉｄｉｃ ｄｅｖｉｃｅ）」又は「ハイブリッド流体チップ（ｈｙｂｒｉｄ ｆｌｕｉｄｉｃ ｃｈｉｐ）」という用語は、クロスフローチャンネル力学、磁気泳動力学、及び音響泳動又は誘電泳動力学のいずれかを共に結合して高流速で磁性樹脂ビーズを操作する流体流動素子又はチップを説明するために、本明細書において交換可能に使用される。さらに、ハイブリッド流体素子は、動電学的又は毛細管流動力学を含むこともできる。本明細書の一部態様では、ハイブリッド流体素子又はチップは、クロスフローチャンネル、少なくとも１つの磁場、及び少なくとも１つの圧電コンポーネント（例えば、圧電結晶）を含む。本明細書の他の態様では、ハイブリッド流体素子又はチップは、クロスフローチャンネル、少なくとも１つの磁場、及び少なくとも１つの誘電泳動電極を含む。ハイブリッド流体素子又はチップは、マイクロ流体、メソ流体、ミリ流体、マクロ流体、又はこれらの任意の組み合わせであり得る。例えば、制限を意図することなく、ハイブリッド流体素子は、クロスフローチャンネル、少なくとも１つの磁場、及び少なくとも１つの誘電泳動電極を含むマイクロ流体素子であり得る。
「接線流動濾過（ＴＦＦ）システム」、「高性能接線流動濾過（ＨＰ－ＴＦＦ）システム」、及び「クロスフロー濾過システム（ＣＦＦ）」という用語は、多孔性膜面と平行な流路の供給容器からサンプル溶液が供給されて一画分が膜を直角に通過するようにし（例えば、透過液）、残りのサンプル溶液は、サンプル供給容器にまた再循環され（例えば、残留液）、精密濾過、限外濾過、透析濾過、又はこれらの任意の組み合わせによってサンプル溶液を精製できるようにする装置及び制御システムを指すために、本明細書において交換可能に使用される。膜は荷電又は非荷電の、平板又は中空糸形状であり得る。さらに、接線流動濾過及びクロスフロー濾過システムは、流体力学的大きさで１０倍の差に基づく分離によって生体分子を精製するのに使用される１次元システムとして定義される。これに対して、高性能接線流動濾過システムは、電荷特徴の差と流体力学的大きさで１０倍の差に基づく分離によって生体分子を精製する２次元システムとして定義される。
本明細書で使用される「精密濾過器（ｍｉｃｒｏｆｉｌｔｅｒ）」、「精密濾過液（ｍｉｃｒｏｆｉｌｔｒａｔｅ）」又は「精密濾過（ｍｉｃｒｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）」という用語は、樹脂ビーズを濃縮するために、０．１ミクロンよりも大きな孔径を有する膜を利用するＴＦＦプロセスを指す。
本明細書で使用される「限外濾過器（ｕｌｔｒａｆｉｌｔｅｒ）」又は「限外濾過液（ｕｌｔｒａｆｉｌｔｒａｔｅ）」又は「限外濾過（ｕｌｔｒａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）」という用語は、生物学的生成物（例えば、タンパク質又はその断片（ポリペプチド）、抗体又はその断片、サイトカイン、ケモカイン、酵素、又は成長因子）を濃縮するために、０．１ミクロン未満の孔径を有する膜を利用するＴＦＦプロセスを指す。
本明細書で使用される「透析濾過器（ｄｉａｆｉｌｔｅｒ）」、「透析濾過液（ｄｉａｆｉｌｔｒａｔｅ）」又は「透析濾過（ｄｉａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）」という用語は、精密濾過又は限外濾過によって生成された残留液をバッファ溶液で希釈した後、各々再精密濾過又は再限外濾過して残留液をさらに精製又はバッファ交換を可能にするＴＦＦプロセスを指す。
本明細書で使用される「ダイアボリューム（ｄｉａｖｏｌｕｍｅ）」という用語は、初期の残留液体積と比較した単位ＴＦＦ作業で利用される透析濾過バッファの体積を指す。
「フリーフロー電気泳動」及び「等電点ベースの流体精製」という用語は、電荷、等電点、電気泳動移動性、又はこれらの任意の組み合わせに基づいて生物学的生成物を分離する連続フロープロセスを表すために、本明細書において交換可能に使用される。本明細書の一部態様では、フリーフロー電気泳動は、等電点電気泳動（ＩＥＦ－ＦＦＥ）、ゾーン電気泳動（ＺＥ－ＦＦＥ）、等速電気泳動、又はこれらの任意の組み合わせを含むが、これらに制限されない異なる作動モードを有する。
本明細書で使用される「等電点」又は「ｐＩ」という用語は、タンパク質が電荷中性であるか、又は正味の電荷を持たないｐＨを指す。
本明細書で使用される「ｐＨ勾配」は、「粗いｐＨ勾配」又は「微細なｐＨ勾配」を指し得る。例えば、粗いｐＨ勾配は、ｐＨが約２～約１０、又は約２～約９、又は約２～約８、又は２～約７、又は２～約５、又は２～約４、又は約２～約３であるｐＨ範囲（又は勾配）を指す。さらに、粗いｐＨ勾配は、約５～約８のｐＨ範囲であり得る。あるいは、微細なｐＨ勾配は、１ｐＨ単位内のｐＨ勾配（例えば、ｐＨ変化）を指す。例えば、ｐＨ範囲は、約７．０～約８．０、又は約７．１～約８．０、又は約７．２～約８．０、又は約７．３～約８．０、又は約７．４～約８．０、又は約７．４～約８．０、又は約７．５～約８．０、又は約７．６～約８．０、又は約７．７～約８．０、又は約７．８～約８．０、又は約７．９～約８．０であり得る。あるいは、微細なｐＨ勾配におけるｐＨ範囲は、約７．０～約７．５、又は約７．１～約７．５、又は約７．３～約７．５、又は約７．４～約７．５の範囲であり得る。さらに、前記ｐＨ範囲は、約７．１～約７．６であり得る。
本明細書で使用される「両性電解質（ａｍｐｈｏｌｙｔｅ）」という用語は、両性電解質又は酸及び塩基官能基をいずれも有する電解質を指す。本明細書の一部態様では、両性電解質は等電点ベースの流体精製装置においてｐＨ勾配を確立するために利用される両性有機バッファ塩又はアミノ酸を含む。例えば、制限を意図することなく、両性電解質は、Ｔｒｉｓ、ＨＥＰＥＳ、ＭＥＳ、グリシン、ヒスチジン、アルギニン、グルタミン酸、又はそれらの任意の組み合わせを含む。
本明細書で使用される「抗体」という用語は、最も広い意味で使用され、リンカー配列の有無にかかわらず、免疫グロブリンの重鎖及び／又は軽鎖の不変及び／又は可変ドメインとして理解される抗体ドメインを含むか、又はそれらからなるポリペプチド又はタンパク質を含む。前記用語は、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、二重特異的抗体などの多重特異的抗体、及び抗体断片を含むが、これらに制限されない様々な抗体構造物を含む。本明細書で使用される「モノクローナル抗体」という用語は、標的抗原に対する結合親和性及び特異的を有する細胞又は細胞株の単一クローンによって生成された同一の抗体又は抗体断片を指す。抗体ドメインは、天然構造であるか、突然変異誘発又は誘導体化によって変形され得る。さらに、「兔疫グロブリン」という用語は、天然抗体の構造を有するタンパク質を指す。例えば、ＩｇＧクラスの兔疫グロブリンは、約１５０，０００ダルトンのヘテロ四量体糖タンパク質であり、ジスルフィド結合した２つの軽鎖及び２つの重鎖で構成される。Ｎ－末端からＣ－末端まで各重鎖には、可変重鎖ドメイン又は重鎖可変ドメインとも呼ばれる可変領域（ＶＨ）があり、その後には重鎖不変領域とも呼ばれる３つの不変ドメイン（ＣＨ１、ＣＨ２、及びＣＨ３）がある。同様に、Ｎ－末端からＣ－末端までそれぞれの軽鎖には、可変軽鎖ドメイン又は軽鎖可変ドメインとも呼ばれる可変領域（ＶＬ）があり、その後には、軽鎖不変領域とも呼ばれる不変軽鎖（ＣＬ）ドメインがある。ＩｇＧクラスの兔疫グロブリンは、本質的に兔疫グロブリンヒンジ領域を介して連結される２つのＦ（ａｂ）ドメインとＦｃドメインからなっている。兔疫グロブリンの重鎖は、任意の動物（例えば、通常的に使用される任意の動物、例えば、ヒツジ、ウサギ、ヤギ、又はマウス）に来由する５つの類型、すなわち、ＩｇＧ、ＩｇＭ、ＩｇＡ、ＩｇＥ、及びＩｇＤ兔疫グロブリンアイソタイプのいずれかに指定されることができ、これは、ＩｇＧ１、ＩｇＧ２、又はＩｇＧ２ａなどのサブタイプにさらに分けられる。好ましくは、前記抗体は、モノクローナル抗体（例えば、ヒトモノクローナル抗体）を含む。
本明細書で使用される「価（ｖａｌｅｎｔ）」という用語は、抗体分子に特定数の結合部位が存在することを示す。従って、「２価」、「３価」、及び「多価」という用語は、それぞれ抗体分子に２つの結合部位、３つの結合部位、及び多重結合部位が存在することを示す。抗体の結合部位に関して本明細書で使用される「１価」という用語は、標的抗原に対する１つの結合部位を含む分子を指すものとする。従って、「価（ｖａｌｅｎｃｙ）」という用語は、抗原の同じ又は異なるエピトープに特異的に結合する同一の標的抗原に対する結合部位の数として理解される。
本明細書で使用される「単一特異的抗体」という用語は、特異的かつ高い親和性で単一の個別標的と選択的に結合できる単一抗体の能力を意味する。特異的かつ高い親和性とは、単一特異的抗体が目的の１つの個別標的抗原に対して優先的に結合する一方、サンプル溶液中の他の分子への結合は無視できることを意味する。特異的結合部位は、通常的に他の標的と交差反応しないが、特異的結合部位は、標的の１つ以上のエピトープ、アイソフォーム、又は変異体に特異的に結合できる。特異的結合とは、標的同一性、例えば、高い結合親和性又は結合力の側面で結合が選択的であることを意味する。選択的結合は、一般に標的抗原に対する結合定数又は結合力学が標的抗原ではない抗原又は分子に対する結合定数又は結合力学に比べて、好ましくは、少なくとも１００倍、より好ましくは、少なくとも１０００倍である場合に達成される。本明細書で使用される「高い親和性」という用語は、１０－６Ｍ（マイクロモル親和性）以下、好ましくは１０－９Ｍ未満（ナノモル親和性）、より好ましくは１０－１２Ｍ未満（ピコモル親和性）の平衡解離定数（ＫＤ）を有する標的抗原と抗体の結合相互作用を指す。本明細書に使用されるように、「実質的な交差反応性がない」とは、抗体が、特に、標的抗原と比較すると、分子の実際標的抗原と異なる抗原を認識又は特異的に結合しないことを意味する。例えば、抗体は実際標的抗原とは異なる抗原に約１０％未満～約５％未満で結合し得る、又は実際標的抗原とは異なる抗原約１０％、９％、８％７％、６％、５％、４％、３％、２％、１％、０．５％、０．２％、又は０．１％未満、好ましくは、約２％、１％、又は０．５％未満、最も好ましくは、約０．２％又は０．１％未満からなる量で前記実際標的抗原とは異なる抗原に結合できる。単一特異的抗体は、４つの類型、具体的には、ヒト、ヒト化、キメラ、及びネズミのいずれかであり、ＩｇＧ、ＩｇＭ、ＩｇＡ、ＩｇＥ、ＩｇＤ兔疫グロブリンアイソタイプ及びサブタイプに来由できる。さらに、単一特異的抗体は、目的の標的抗原に対して１価、２価、３価、又は多価結合部位を有し得る。同様に、本明細書で使用される「二重特異的抗体」という用語は、それぞれの標的に対して特異的かつ高い親和性で独立して２つの異なる個別標的と選択的に結合できる単一抗体の能力を意味する。態様において、特異的かつ高い親和性とは、二重特異的抗体が２つの異なる目的の個別標的抗原に対して優先的に結合する一方、サンプル溶液中の他の分子への結合は無視できることを意味する。さらに、本明細書で使用される「三重特異的抗体」という用語は、それぞれの標的に対して特異的かつ高い親和性で独立して３つの異なる個別標的と選択的に結合できる単一抗体の能力を意味する。態様において、特異的かつ高い親和性とは、三重特異的抗体が３つの異なる目的の個別標的抗原に対して優先的に結合する一方、サンプル溶液中の他の分子への結合は無視できることを意味する。さらに、多重特異的抗体は、抗体断片を含むか、又は抗体断片から形成され得る。
本明細書で使用される「抗体断片」という用語は、無傷の抗体が結合する抗原に結合する無傷の抗体の一部を含む、無傷の抗体以外の分子を指す。抗体断片の非制限的な例としては、１価ＩｇＧ、線状抗体、単鎖抗体分子、Ｆｖ、ｓｃＦｖ、ｓｃＦｖ－Ｆｃ、Ｆ（ａｂ）、Ｆ（ａｂ）２、ｓｃＦ（ａｂ）、Ｆ（ａｂ）－ｓｃＦｖ融合体、Ｆ（ａｂ）－（ｓｃＦｖ）２融合体、Ｆ（ａｂ）－ｓｃＦｖ－Ｆｃ、ｃｒｏｓｓ－Ｆ（ａｂ）、ナノボディ、ミニボディ、ダイアボディ、ｓｃＦｖ－Ｆｃダイアボディ、及び／又はアフィボディが含まれる。さらに、抗体断片は、ＶＨドメインの特徴を有するか、すなわち、機能的抗原結合部位にＶＬドメインと共に組み立てることができるか、ＶＬドメインの特徴を有する、すなわち、機能的抗原結合部位にＶＨドメインと共に組み立てることができ、全長抗体の抗原結合特性を提供する単鎖ポリペプチドを含む。
「キメラ抗体」という用語は、重鎖及び／又は軽鎖の一部が特定供給源又は種に由来し、残りの重鎖及び／又は軽鎖が異なる供給源又は種に由来する抗体を指し、これは一般的に組換えＤＮＡ技術によって製造される。キメラ抗体は、ウサギ又はネズミの可変領域及びヒト不変領域を含み得る。他の形態の「キメラ抗体」は、本発明による特性を生成するために、不変領域が元の抗体のものから変形又は変更されたものである。このようなキメラ抗体は、「クラススイッチ抗体（ｃｌａｓｓ－ｓｗｉｔｃｈｅｄ ａｎｔｉｂｏｄｙ）」とも呼ばれる。キメラ抗体は、兔疫グロブリン可変領域を暗号化するＤＮＡセグメントと兔疫グロブリン不変領域を暗号化するＤＮＡセグメントを含む発現された兔疫グロブリン遺伝子の産物である。キメラ抗体を生産する方法は、通常的な組換えＤＮＡを含み、遺伝子形質感染技術は当技術分野において周知である（参照：Ｍｏｒｒｉｓｏｎ ＳＬ，ｅｔ ａｌ．，ＰＮＡＳ，８１：６８５１－６８５５，（１９８４））。
本明細書で使用される「ヒト抗体」という用語は、ヒト又はヒト細胞によって生成されるか、又はヒト抗体レパートリー又は他のヒト抗体暗号化配列を利用する非ヒト供給源に由来する抗体のアミノ酸配列に対応するアミノ酸配列を有する抗体である。ヒト抗体のこのような定義には、具体的に、非ヒト抗原結合残基を含むヒト化抗体が排除される。キメラ及びヒト化抗体についても言及されるように、本明細書で使用される「ヒト抗体」という用語はまた、このような抗体が、例えば、「クラススイッチ」によって不変領域で変形されたことを含む。
本明細書で使用される「組換え抗体」及び「組換えヒト抗体」という用語は、発現宿主細胞、例えば、制限を意図することなく、哺乳動物細胞（例えば、ＨＥＫ２９３、ＮＳＯ又はＣＨＯ細胞）又は細菌細胞（例えば、大膓菌）、又はヒト兔疫グロブリン遺伝子に対してトランスジェニックである動物（例えば、マウス）から単離された抗体、又は宿主細胞に形質感染された組換え発現ベクターを使用して発現された抗体などの、組換え手段によって製造、発現、生成、又は単離された全てのヒト抗体を含むことを意図している。このような組換えヒト抗体は、再配列された形態の可変領域と不変領域を有する。本発明による組換えヒト抗体は、生体内体細胞超突然変異を受けた。従って、組換え抗体のＶＨ及びＶＬ領域のアミノ酸配列は、ヒト生殖系列ＶＨ及びＶＬ配列に来由し、これに関連しているが、生体内ヒト抗体生殖系列レパートリー内に自然的に存在しない可能性がある配列である。本明細書で使用される「組換え」という用語は、「遺伝子工学によって製造される」又は「遺伝子工学の結果」を意味し、例えば、具体的には、組換えベクター又は組換え宿主細胞に統合された異種配列を利用することを意味するものとする。
「ヒト化抗体」という用語は、非ヒト超可変領域由来のアミノ酸残基、及びヒト化を受けたヒトフレームワーク領域（ＦＲ）由来のアミノ酸残基を含むキメラ抗体を指す。特定の実施形態では、ヒト化抗体は、超可変領域（例えば、ＣＤＲ）の全部又は実質的に全部が非ヒト抗体の超可変領域に対応し、ＦＲの全部又は実質的に全部がヒト抗体のＦＲに相応する、少なくとも１つ、一般的には２つの可変ドメインを実質的に全部含むものとする。ヒト化抗体は、任意にヒト抗体に由来する抗体不変領域の少なくとも一部を含み得る。本発明に含まれる他の形態のヒト化抗体は、例えば、Ｆｃ受容体結合などの新しい特性を生成するために、不変領域が元々抗体のものからさらに変形又は変更されたものである。
本明細書で使用される「精製する（ｐｕｒｉｆｙ）」、「精製された（ｐｕｒｉｆｉｅｄ）」、「精製する（ｐｕｒｉｆｙｉｎｇ）」又は「精製（ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ）」という用語は、不均一混合物中の生物学的生成物（例えば、核酸、タンパク質、抗体生成物など）から不純物を除去する方法を指す。態様において、不純物は、細胞、細胞破片、凝集体、宿主細胞タンパク質、望ましくないタンパク質及びペプチド、望ましくない抗体、望ましくない核酸及びオリゴヌクレオチド、ウイルス、塩、バッファ成分、界面活性剤、糖、金属汚染物質、浸出物、培地成分、及び／又は自然的に結合された天然有機分子である。いくつかの態様では、本明細書で使用される「大きな不純物（ｌａｒｇｅ ｉｍｐｕｒｉｔｙ）」又は「大きな不純物（ｌａｒｇｅ ｉｍｐｕｒｉｔｉｅｓ）」という用語は、細胞、細胞破片、及び／又は凝集体を指す。他の態様では、本明細書で使用される「小さな不純物（ｓｍａｌｌ ｉｍｐｕｒｉｔｙ）」又は「小さな不純物（ｓｍａｌｌ ｉｍｐｕｒｉｔｉｅｓ）」という用語は、宿主細胞タンパク質、望ましくないタンパク質及びペプチド、望ましくない核酸及びオリゴヌクレオチド、ウイルス、塩、バッファ成分、界面活性剤、糖、金属汚染物質、浸出物、培地成分、及び／又は自然的に結合された天然有機分子を指す。精製された生物学的生成物は、少なくとも６０重量％（乾燥重量）が目的の生成物である。好ましくは、製剤は、少なくとも７５重量％、より好ましくは、少なくとも９０重量％、最も好ましくは、少なくとも９９重量％が目的の生成物である。例えば、精製された抗体は、目的の抗体が少なくとも９０重量％、９１重量％、９２重量％、９３重量％、９４重量％、９５重量％、９８重量％、９９重量％、又は１００重量％（ｗ／ｗ）である。純度は、任意の適切な標準方法、例えば、カラムクロマトグラフィーによって測定される。精製はまた、例えば、感染性、毒性、又は免疫原性製剤を欠いている、対象への投与に対して安全な滅菌性の程度を定義する。同様に、「実質的に純粋な」とは、生物学的生成物（例えば、核酸、タンパク質、抗体生成物など）が自然的に付随する構成要素から分離されたことを意味する。一般的に、生物学的生成物（例えば、抗体、タンパク質、ポリペプチドなど）は、不純物（例えば、細胞、細胞破片、凝集体、宿主細胞タンパク質、望ましくないタンパク質及びペプチド、望ましくない抗体、望ましくない核酸及びオリゴヌクレオチド、ウイルス、塩、バッファ成分、界面活性剤、糖、金属汚染物質、浸出物、培地成分、及び／又は自然的に結合された天然有機分子）が少なくとも６０重量％、７０重量％、８０重量％、９０重量％、９５重量％又は９９重量％除去されると、実質的に純純である。
本明細書で使用される「単離する（ｉｓｏｌａｔｅ）」、「単離された（ｉｓｏｌａｔｅｄ）」又は「単離（ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）」という用語は、目的の生物学的生成物（例えば、核酸、タンパク質、抗体生成物など）を不均一混合物から特異的に選択し、望ましくない産物から分離する方法を指す。さらに、本明細書で使用される「単離された抗体」は、異なる抗原特異性を有する他の抗体が実質的に含まれない抗体（例えば、ＣＤ２０に特異的に結合し、ＣＤ２０以外の抗原に特異的に結合する抗体が実質的に含まれない単離された抗体）を指すことを意図している。さらに、単離された抗体は、実質的に不純物（例えば、細胞、細胞破片、凝集体、宿主細胞タンパク質、望ましくないタンパク質及びペプチド、望ましくない抗体、望ましくない核酸及びオリゴヌクレオチド、ウイルス、塩、バッファ成分、界面活性剤、糖、金属汚染物質、浸出物、培地成分、及び／又は自然的に結合された天然有機分子）がない場合がある。
「ペプチド」、「ポリペプチド」及び「タンパク質」という用語は、本明細書においてアミノ酸のポリマーを指すために交換可能に使用され、ここで前記ポリマーは、実施形態では、アミノ酸から構成されていないモイエティに接合され得る。前記用語はまた、１つ以上のアミノ酸残基が対応する天然アミノ酸の人工的な化学的模倣体であるアミノ酸ポリマー、ならびに天然アミノ酸ポリマー及び非天然アミノ酸ポリマーにも適用される。「融合」又は「融合タンパク質」は、２つ以上の個別タンパク質配列を暗号化するキメラタンパク質が単一モイエティとして組換え発現又は化学合成されることを指す。
本明細書に記載の「核酸」という用語は、一本鎖、二本鎖、又は多重鎖形態のヌクレオチド（例えば、デオキシリボヌクレオチド、リボヌクレオチド、及び２’－変形ヌクレオチド）及びこれらのポリマー、又はこれらの補体を指す。「ポリヌクレオチド」、「オリゴヌクレオチド」、又は「オリゴ」などの用語は、通常的かつ慣例的な意味で、ヌクレオチドの線形配列を指す。「ヌクレオチド」という用語は、通常的かつ慣例的な意味で、ポリヌクレオチドの単一単位、すなわちモノマーを指す。ヌクレオチドは、リボヌクレオチド、デオキシリボヌクレオチド、又はこれらの変形されたバージョンであり得る。本明細書において考慮されるポリヌクレオチドの例には、一本鎖及び二本鎖ＤＮＡ、一本鎖及び二本鎖ＲＮＡ、及び一本鎖及び二本鎖ＤＮＡとＲＮＡの混合物を有するハイブリッド分子が含まれる。本明細書において考慮される核酸（例えば、ポリヌクレオチド）の例には、全ての類型のＲＮＡ（例えば、ｍＲＮＡ、ｓｉＲＮＡ、ｍｉＲＮＡ、及びガイドＲＮＡ）及び全ての類型のＤＮＡ（例えば、ゲノムＤＮＡ、プラスミドＤＮＡ、及びミニサークルＤＮＡ）、及びこれらの任意の断片が含まれる。さらに、本明細書に記載されるように、「核酸」、「核酸分子」、「核酸オリゴマ」、「オリゴヌクレオチド」、「核酸配列」、「核酸断片」及び「ポリヌクレオチド」という用語は、交換可能に使用され、デオキシリボヌクレオチド及び／又はリボヌクレオチド、及び／又はこれらの類似体、誘導体、又は変形などの、様々な長さを有し得る、互いに共有結合されたヌクレオチドのポリマー形態を含むが、これらに制限されない。異なるポリヌクレオチドは、異なる３次元構造を有することができ、既知又は未知の様々な機能を実行することができる。ポリヌクレオチドの非制限的な例には、ゲノムＤＮＡ、ゲノム、ミトコンドリアＤＮＡ、遺伝子、遺伝子断片、エキソン、イントロン、遺伝子間ＤＮＡ（ヘテロクロマティックＤＮＡを含むが、これらに制限されない）、二本鎖ＤＮＡ（ｄｓＤＮＡ）、メッセンジャーＲＮＡ（ｍＲＮＡ）、転移ＲＮＡ、エンハンサーＲＮＡ（ｅＲＮＡ）、マイクロＲＮＡ、干渉ＲＮＡ（ＲＮＡｉ）、低分子干渉ＲＮＡ（ｓｉＲＮＡ）、リボソームＲＮＡ、リボザイム、ｃＤＮＡ、組換えポリヌクレオチド、分枝型ポリヌクレオチド、プラスミド、ベクター、アプタマー、配列の単離されたＤＮＡ、配列の単離されたＲＮＡ、核酸プローブ、及びプライマーが含まれる。本発明の方法において有用なポリヌクレオチドは、天然の核酸配列及びその変異体、人工核酸配列、又はこれらの配列の組み合わせを含み得る。
本明細書で使用される「アミノ酸」という用語は、天然アミノ酸及び非天然アミノ酸の両方を含む。本発明の目的のために、天然アミノ酸は、２０個の天然Ｌ－アミノ酸を含む。これらの２０個のアミノ酸は、中性電荷、正電荷、及び負電荷を有するアミノ酸に分けられる。参照までに、「中性」アミノ酸は、それぞれの３文字及び１文字コード及び極性と共に列挙されている。アラニンは、（Ａｌａ、Ａ）非極性、中性であり、アスパラギンは、（Ａｓｎ、Ｎ）極性、中性であり、システインは、（Ｃｙｓ、Ｃ）非極性、中性であり、グルタミンは、（Ｇｌｎ、Ｑ）極性、中性であり、グリシンは、（Ｇｌｙ、Ｇ）非極性、中性であり、イソロイシンは、（Ｉｌｅ、Ｉ）非極性、中性であり、ロイシンは、（Ｌｅｕ、Ｌ）非極性、中性であり、メチオニンは、（Ｍｅｔ、Ｍ）非極性、中性であり、フェニルアラニンは、（Ｐｈｅ、Ｆ）非極性、中性であり、プロリンは、（Ｐｒｏ、Ｐ）非極性、中性であり、セリンは、（Ｓｅｒ、Ｓ）極性、中性であり、トレオニンは、（Ｔｈｒ、Ｔ）極性、中性であり、トリプトファンは、（Ｔｒｐ、Ｗ）非極性、中性であり、チロシンは、（Ｔｙｒ、Ｙ）極性、中性であり、バリンは、（Ｖａｌ、Ｖ）非極性、中性であり、ヒスチジンは、（Ｈｉｓ、Ｈ）極性、正電荷（１０％）中性（９０％）である。「正電荷」アミノ酸は、次の通りである。アルギニンは、（Ａｒｇ、Ｒ）極性、正電荷であり、リジンは、（Ｌｙｓ、Ｋ）極性、正電荷である。「負電荷」アミノ酸は、次の通りである。アスパラギン酸は、（Ａｓｐ、Ｄ）極性、負電荷であり、グルタミン酸は、（Ｇｌｕ、Ｅ）極性、負電荷である。非天然アミノ酸の例には、Ｄ－アミノ酸（すなわち、天然形態とは反対のキラリティーのアミノ酸）、Ｎ－α－メチルアミノ酸、Ｃ－α－メチルアミノ酸、β－メチルアミノ酸、及びＤ－又はＬ－β－アミノ酸が含まれるが、これらに制限されない。他の非天然アミノ酸には、例えば、β－アラニン（β－Ａｌａ）、ノルロイシン（Ｎｌｅ）、ノルバリン（Ｎｖａ）、ホモアルギニン（Ｈａｒ）、４－アミノ酪酸（γ－Ａｂｕ）、２－アミノイソ酪酸（Ａｉｂ）、６－アミノヘキサン酸（ε－Ａｈｘ）、オルニチン（ｏｒｎ）、サルコシン、α－アミノイソ酪酸、３－アミノプロピオン酸、２，３－ジアミノプロピオンサン（２，３－ｄｉａＰ）、Ｄ－又はＬ－フェニルグリシン、Ｄ－（トリフルオロメチル）－フェニルアラニン、及びＤ－ｐ－フルオロフェニルアラニンが含まれる。
「連続的」又は「半連続的」という用語は、生物学的生成物の生産及び精製が長時間にわたって実質的に中断又は中断せずに、又は軽微な中断、又は意図しない中断を伴いながら行われるプロセスを指す。例えば、バイオリアクターブリード溶液を動的濾過モジュールに伝達するプロセスは、中断することなく、又は軽微な中断を伴って行われる。他の例では、動的濾過によって不均一混合物から不純物を除去し、濾液（生物学的生成物含有）を第１のモジュール（例えば、親和性ベースの精製モジュール）に伝達するプロセスは、中断することなく、又は軽微な中断を伴って行われる。さらに、第１のモジュールから第２のモジュールに溶液を伝達するプロセス（例えば、電荷ベースの精製）は、中断することなく、又は軽微な中断を伴って行われる。さらに他の例では、第１のモジュール、第２のモジュール、及び／又は後続ステップによる動的濾過からの生成物ストリームは、中断することなく、又は軽微な中断を伴って行われる。すなわち、後続の単位作業は、最初の単位作業が生成物ストリーム処理を完了する前に、生成物ストリーム処理を開示することができる。
本発明の動的濾過及び／又は精製プロセス（親和性ベースの磁性精製、電荷ベースの磁性精製、親和性ベースの精製、電荷ベースの精製、親和性ベースの流体精製、電荷ベースの流体精製、親和性ベースのＴＦＦ精製モジュール、電荷ベースのＴＦＦ精製モジュール、及び／又は等電点ベースの精製プロセス）に関して使用される場合、「連続的」とは、長時間にわたって定常状態バイオリアクターに由来する流体の流れが中断することなく、作業できるようにプロセスが物理的及び輸送的に統合されることを意味する。本発明のプロセスは、例えば、プロセスの作動又は順序を妨害せずに、１日から数ヶ月までの長期間にわたる連続作動が可能である。開示された発明のプロセスに関して使用される場合、連続的という用語はまた、プロセスが回分式方式又は真の連続方式で行われないことを意味すると理解される。例えば、ホールドアップボリュームを含むプロセスは、プロセスがバイオリアクターブリードラインに由来する流体の流れを妨害せずに作動できる場合、連続的であると見なすことができる。本発明で使用されるように、プロセスは、２日、３日、４日、５日、６日、又は７日、２週間、３週間、４週間、５週間、６週間、７週間、又は８週間、又は３ヶ月、４ヶ月、５ヶ月、６ヶ月又はそれ以上の連続期間にわたって作動する。
「半連続」及び「間歇的」という用語は、統合システムのプロセス又は要素のうち１つ以上が不連続又はバッチ式、例えば、フェドバッチ作動モードで作動する一方、統合システムの他のプロセス又は要素は連続的な方式で作動することを意味する。
本明細書に記載の方法及びプロセスは、連続的、半連続的、連続的でなくてもよい。軽微な（及び／又は意図しない中断及び／又は意図的な中断）中断は、例えば、破れ又は破損（例えば、動的濾過モジュールのフィルタ膜内）を含み得る。例えば、フィルタ膜の破れ又は破損は、この機能を実行するために、フィルタ膜の完全性に影響を及ぼす任意の変化を含み得る。システム全体にわたって任意のポート、チュービング、素子、又は装置内の全ての閉塞又は障害物が軽微な中断と見なされる場合がある。考慮される他の軽微な中断には、過充填されたコンテナ／容器又は低充填された容器／コンテナが含まれる。精製中に使用される磁石又は磁場の誤作動も、軽微な中断と見なされる場合がある。精製中に使用されるループコンベアシステムの誤作動も、軽微な中断と見なされる場合がある。精製中に使用されるピックアンドプレースロボットシステムの誤作動も、軽微な中断と見なされる場合がある。精製中に使用される機械的回転システムの誤作動も、軽微な中断と見なされる場合がある。精製中に使用される、例えば、センサ又は検出器などのインライン分析測定器機の誤作動も、軽微な中断と見なされる場合がある。精製中に使用される、例えば、ＰＩＤ又は閉ループコントローラなどのフィードバック制御メカニズムの誤作動も、軽微な中断と見なされる場合がある。
複数の装置、モジュール、システム、及び／又はプロセスに関して使用される「統合された」という用語は、装置、モジュール、システム、及び／又はプロセスが連続的に作動できる統合システムを構成するように物理的及び輸送的に連結されていることを意味する。精製された生物学的生成物を生産するための統合された連続又は半連続システムに関する本発明のシステムの脈絡において、統合システムは、システムの異なる構成要素間の連続的な流れを維持するのに十分な方式で異なる構成要素を直接連結する。
「重量パーセント」又は「％（ｗ／ｗ）」という用語は、成分及び溶媒の重量に基づいて計算された溶液中の成分の百分率を指す。例えば、成分の１％（ｗ／ｗ）溶液は、成分１ｇを溶媒１００ｇに溶解したことを示す。「体積パーセント」又は「％（ｖ／ｖ）」という用語は、成分及び溶媒の体積に基づいて計算された溶液中の成分の百分率を指す。例えば、成分の１％（ｖ／ｖ）溶液は、成分１ｍｌを溶媒１００ｍｌに溶解したことを示す。
実施例
以下の実施例は、本発明のある特定の実施形態を例示するものであって、本発明の範囲を制限しようとするものではない。
本明細書の実施形態は、以下の実施例及び詳細なプロトコルによってさらに説明される。但し、実施例は、実施形態を例示するためのものであるだけで、本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。本出願の全体にわたって引用された全ての参考文献及び公開された特許及び特許出願の内容は、参照により本明細書に組み込まれている。
実施例１：動的濾過モジュール、親和性ベースの磁性精製モジュール、及びフリーフロー電気泳動モジュールを用いるモノクローナル抗体の連続生産及び精製方法
エタネルセプトは、４ｇ／Ｌの力価で定常状態で作動するケモスタットバイオリアクターで連続的に生産される。エタネルセプト、大きな不純物、及び小さな不純物を含む不均一混合物は、１０ｍＬ／分の流速で入力ライン（灌流バイオリアクターブリードライン）と連通する単一の出力ヘッドを介して動的濾過モジュールに伝達される。大きな不純物は、動的濾過（０．４５μｍＰＥＳ、圧延フィルタ膜、並列スロット付き開口部及び温度制御機能を備えた機械的に滑らかな膜支持構造物、洗浄区域、膜輸送速度１ｍｍ／秒、真空ゲージ圧－９０ｋＰａ（－０．９ｂａｒ）、制御可能なＴ－弁を備えた真空収集容器２つ）によって除去され、エタネルセプト及び少量の不純物を含む濾液を生成する。第１の真空収集容器が容量に達すると、流れが第２の真空収集容器に転換され、第１の真空収集容器は大気圧と平衡になる。
濾液は、第１の真空収集容器（大気圧と平衡になる）からチュービング連結部及び連動ポンプを介して１０ｍＬ／分の流速で親和性ベースの磁性精製モジュールの流入口に伝達される。濾液は、ループコンベアシステムのホーム位置から結合／洗浄バッファ（０．０２５Ｍ Ｔｒｉｓ、０．１５Ｍ ＮａＣｌ、ｐＨ７）に懸濁された２重量％のタンパク質Ａコーティングされた磁性樹脂ビーズ（４０μｍ）が満たされた薄壁の輸送容器に導入される。輸送容器が満たされると、輸送容器は平衡区域に移動して３０分間結合し、その間、次の輸送容器は、連続的な濾液の流れを受容し続ける。タンパク質Ａコーティングされた磁性樹脂ビーズと抗体の結合に続いて、輸送容器は磁性樹脂ビーズが輸送容器の壁に向かって移動できるように永久磁場区域に移動する。小さな不純物を含む溶液は吸引によって除去され、廃棄物容器に送られる。結合／洗浄バッファ（０．０２５Ｍ Ｔｒｉｓ、０．１５Ｍ ＮａＣｌ、ｐＨ７）を添加し、輸送容器を平衡区域に移動して洗浄を可能にする。輸送容器は永久磁場領域に移動し、磁性樹脂ビーズがオンとオフの状態の間を切り替える２つの別個の対向する磁場の間で混合され、その後、輸送容器の単一壁に向かって移動できるようにする。前記溶液は吸引によって除去され、廃棄物容器に送られる。結合／洗浄バッファを添加し、輸送容器を平衡区域に移動して洗浄を可能にする。輸送容器は永久磁場領域に移動し、磁性樹脂ビーズがオンとオフの状態の間を切り替える２つの別個の対向する磁場の間で混合され、その後、輸送容器の単一壁に向かって移動できるようにする。前記溶液は吸引によって除去され、廃棄物容器に送られる。結合／洗浄バッファを添加し、輸送容器を平衡区域に移動して洗浄を可能にする。輸送容器は永久磁場領域に移動し、磁性樹脂ビーズがオンとオフの状態の間を切り替える２つの別個の対向する磁場の間で混合され、その後、輸送容器の単一壁に向かって移動できるようにする。前記溶液は吸引によって除去され、廃棄物容器に送られる。低ｐＨ溶出バッファ（０．１Ｍグリシン、ｐＨ２．０）を添加し、輸送容器を平衡区域に移動して溶出を可能にする。輸送容器は永久磁場領域に移動し、磁性樹脂ビーズがオンとオフの状態の間を切り替える２つの別個の対向する磁場の間で混合され、その後、輸送容器の単一壁に向かって移動できるようにする。前記溶液は吸引によって除去され、収集容器に送られる。低ｐＨ溶出バッファ（０．１Ｍグリシン、ｐＨ２．０）を添加し、輸送容器を平衡区域に移動して溶出を可能にする。輸送容器は磁性樹脂ビーズが輸送容器の単一壁に向かって移動できるように永久磁場区域に移動する。前記溶液は吸引によって除去され、収集容器に送られる。再生バッファ（０．２５Ｍ Ｔｒｉｓ、ｐＨ８．５）を添加し、輸送容器を平衡区域に移動して洗浄を可能にする。輸送容器は永久磁場領域に移動し、磁性樹脂ビーズがオンとオフの状態の間を切り替える２つの別個の対向する磁場の間で混合され、その後、輸送容器の単一壁に向かって移動できるようにする。前記溶液は吸引によって除去され、廃棄物容器に送られる。結合／洗浄バッファ（０．０２５Ｍ Ｔｒｉｓ、０．１５Ｍ ＮａＣｌ、ｐＨ７）を添加し、輸送容器を平衡区域に移動してバッファ交換を可能にし、磁性樹脂ビーズをこれらの初期状態に戻してリサイクルを完了する。
親和性精製された抗体溶液は、チュービング連結部及び連動ポンプを介して１０ｍＬ／分の流速で収集容器から等電点ベースの流体精製モジュールの流入口に伝達される。前記溶液は、等電点電気泳動モードで作動できるように、印加電圧下でｐＨ４とｐＨ９との間の安定した線形ｐＨ勾配を達成するように設計された両性電解質溶液、連続的かつ長期的な作動を可能にする気泡除去及び脱気システム、ジュール熱を除去して温度を４℃～３７℃で維持するためのアクティブ冷却システム、及びインラインプロセスモニタリングを可能にする液体回路遮断器を含む第１のフリーフロー電気泳動装置に導入される。前記第１の装置の目標は、抗体（ｐＩ７－９）から残留する宿主細胞タンパク質（ｐＩ４－７及び９－１０）を装置の流出口から少なくとも２つの画分に分離することである。抗体画分を含む流出口は直列に連結されている第２のフリーフロー電気泳動装置の流入口になる一方、宿主細胞タンパク質を含む流出口は廃棄物収集に送られる。抗体画分は、高度に分解される等速電気泳動モードで作動できるように設計されたスペーサー溶液及び２つの分離された両性電解質溶液、連続的かつ長期的な作動を可能にする気泡除去及び脱気システム、ジュール熱を除去して温度を４℃～３７℃で維持するためのアクティブ冷却システム、及びインラインプロセスモニタリングを可能にする液体回路遮断器を含む第２のフリーフロー電気泳動装置に導入される。前記第１の装置のこのような目標は、エタネルセプト（ｐＩ７．９）から残留宿主細胞抗体（ｐＩ７－９）を装置の流出口から少なくとも２つの画分に分離することである。精製されたエタネルセプトを含む流出口は収集される一方、抗体不純物を含む流出口は廃棄物収集に送られる。
精製及び単離されたエタネルセプト溶液は、収集容器から高性能接線流動濾過（ＨＰ－ＴＦＦ）容器に、チュービング連結部及び連動ポンプを介して５ｍＬ／分の流速で伝達され、ＨＰ－ＴＦＦがフェドバッチモードで半連続的に実行され得る。ＨＰ－ＴＦＦを実行してバッファ交換を行い、リツキシマブをさらに精製（１０のダイアボリュームで透析濾過）した後、濃縮して精製されたエタネルセプトを含む残留液の後続のバイアル充填を可能にする。
この過程は、定常状態の細胞培養成長条件に達した後、３ヶ月間連続して実行される。
実施例２：動的濾過モジュール、親和性ベースの精製モジュール、及びフリーフロー電気泳動モジュールを用いるモノクローナル抗体の連続生産及び精製方法
エタネルセプトは、４ｇ／Ｌの力価で定常状態で作動するケモスタットバイオリアクターで連続的に生産される。エタネルセプト、大きな不純物、及び小さな不純物を含む不均一混合物は、１０ｍＬ／分の流速で入力ライン（灌流バイオリアクターブリードライン）と連通する単一の出力ヘッドを介して動的濾過モジュールに伝達される。大きな不純物は動的濾過（０．４５μｍＰＥＳ、圧延フィルタ膜、並列スロット付き開口部及び温度制御機能を備えた機械的に滑らかな膜支持構造物、洗浄区域、膜輸送速度１ｍｍ／秒、真空ゲージ圧－９０ｋＰａ（－０．９ｂａｒ）、制御可能なＴ－弁を備えた真空収集容器２つ）によって除去され、エタネルセプト及び少量の不純物を含む濾液を生成する。第１の真空収集容器が容量に達すると、流れが第２の真空収集容器に転換され、第１の真空収集容器は大気圧と平衡になる。
濾液は、第１の真空収集容器（大気圧と平衡になる）からチュービング連結部及び連動ポンプを介して１０ｍＬ／分の流速で親和性ベースの精製モジュールの流入口に伝達される。ガスケットリッドシステムを介して、濾液は、機械的回転システムの充填位置で結合／洗浄バッファ（０．０２５Ｍ Ｔｒｉｓ、０．１５Ｍ ＮａＣｌ、ｐＨ７）に懸濁されたタンパク質Ａコーティングされた樹脂ビーズ（９０μｍ）の高密度スラリー４０ｍＬで満たされたカルーセル内の容器に導入される。容器が満たされると、容器は、平衡位置に移動して３０分間結合することができ、その間、次の容器は、続いて連続的な濾液の流れを受容する。タンパク質Ａコーティングされた樹脂ビーズと抗体の結合に続いて、容器を洗浄位置に移動して基底多孔性膜を介する圧力駆動の流れによって小さな不純物を含む溶液を除去し、これを廃棄物収集に送る。結合／洗浄バッファ（０．０２５Ｍ Ｔｒｉｓ、０．１５Ｍ ＮａＣｌ、ｐＨ７）を添加して樹脂ビーズを再懸濁し、５分間洗浄を可能にする。洗浄溶液は、基底多孔性膜を介する圧力駆動の流れによって除去され、廃棄物収集に送られる。このような洗浄過程を４回繰り返して樹脂ビーズを効果的に洗浄する。タンパク質Ａコーティングされた樹脂ビーズを洗浄した後、容器を溶出位置に移動して捕獲されたエタネルセプトを基底多孔性膜を介する圧力駆動の流れによって溶出させ、これを収集容器に送る。低ｐＨ溶出バッファ（０．１Ｍグリシン、ｐＨ２．０）を添加して樹脂ビーズを再懸濁し、５分間平衡化して脱結合及びエタネルセプトの溶出を可能にする。溶出液は、基底多孔性膜を介する圧力駆動の流れによって除去され、収集容器に送られる。このような溶出過程を４回繰り返して、樹脂ビーズからエタネルセプトを効果的に溶出させる。樹脂ビーズからエタネルセプトを溶出した後、容器は再生位置に移動し、樹脂ビーズのリサイクルを可能にする。再生バッファ（０．２５Ｍ Ｔｒｉｓ、ｐＨ８．５）を添加して樹脂ビーズを再懸濁し、５分間平衡化して樹脂ビーズを再生させ得る。このような再生過程を２回繰り返して、樹脂ビーズを効果的に再生する。結合／洗浄バッファ（０．０２５Ｍ Ｔｒｉｓ、０．１５Ｍ ＮａＣｌ、ｐＨ７）を添加し、バッファ交換ができるように５分間平衡化し、樹脂ビーズをこれらの初期状態に戻してリサイクルを完了する。このようなバッファ交換は、２回繰り返され、再生及びリサイクルプロセスの最後の態様を表す。
親和性精製された抗体溶液は、チュービング連結部及び連動ポンプを介して１０ｍＬ／分の流速で収集容器から等電点ベースの流体精製モジュールの流入口に伝達される。前記溶液は、等電点電気泳動モードで作動できるように印加電圧下でｐＨ４とｐＨ９との間の安定した線形ｐＨ勾配を達成するように設計された両性電解質溶液、連続的かつ長期的な作動を可能にする気泡除去及び脱気システム、ジュール熱を除去し、温度を４℃～３７℃で維持するためのアクティブ冷却システム、及びインラインプロセスモニタリングを可能にする液体回路遮断器を含む第１のフリーフロー電気泳動装置に導入される。前記第１の装置の目標は、抗体（ｐＩ７－９）から残留する宿主細胞タンパク質（ｐＩ４－７及び９－１０）を装置の流出口から少なくとも２つの画分に分離することである。抗体画分を含む流出口は直列に連結されている第２のフリーフロー電気泳動装置の流入口になる一方、宿主細胞タンパク質を含む流出口は廃棄物収集に送られる。抗体画分は、高度に分解される等速電気泳動モードで作動できるように設計されたスペーサー溶液及び２つの分離された両性電解質溶液、連続的かつ長期的な作動を可能にする気泡除去及び脱気システム、ジュール熱を除去し、温度を４℃～３７℃で維持するためのアクティブ冷却システム、及びインラインプロセスモニタリングを可能にする液体回路遮断器を含む第２のフリーフロー電気泳動装置に導入される。前記第１の装置のこのような目標は、エタネルセプト（ｐＩ７．９）から残留宿主細胞抗体（ｐＩ７－９）を装置の流出口から少なくとも２つの画分に分離することである。精製されたエタネルセプトを含む流出口は収集される一方、抗体不純物を含む流出口は廃棄物収集に送られる。
精製及び単離されたエタネルセプト溶液は、収集容器から高性能接線流動濾過（ＨＰ－ＴＦＦ）容器にチュービング連結部及び連動ポンプを介して５ｍＬ／分の流速で伝達され、ＨＰ－ＴＦＦがフェドバッチモードで半連続的に実行され得る。ＨＰ－ＴＦＦを実行してバッファ交換し、リツキシマブをさらに精製（１０のダイアボリュームで透析濾過）した後、濃縮して精製されたエタネルセプトを含む残留液の後続のバイアル充填を可能にする。
この過程は、定常状態の細胞培養成長条件に達した後、３ヶ月間連続して実行される。
実施例３：動的濾過モジュール、親和性ベースの磁性精製モジュール、及び電荷ベースの磁性精製モジュールを用いるモノクローナル抗体の連続生産及び精製方法
エタネルセプトは、４ｇ／Ｌの力価で定常状態で作動するケモスタットバイオリアクターで連続的に生産される。エタネルセプト、大きな不純物、及び小さな不純物を含む不均一混合物は、５ｍＬ／分の流速で入力ライン（ケモスタットバイオリアクターブリードライン）と連通する単一の出力ヘッドを介して動的濾過モジュールに伝達される。大きな不純物は動的濾過（０．４５μｍＰＥＳ、圧延フィルタ膜、並列スロット付き開口部及び温度制御機能を備えた機械的に滑らかな膜支持構造物、洗浄区域、膜輸送速度２ｍｍ／秒、真空０．８ｋＰａ（６Ｔｏｒｒ）、制御可能なＴ－弁を備えた真空収集容器２つ）によって除去され、エタネルセプト及び少量の不純物を含む濾液を生成する。第１の真空収集容器が容量に達すると、流れが第２の真空収集容器に転換され、第１の真空収集容器は大気圧と平衡になる。
濾液は、第１の真空収集容器（大気圧と平衡になる）からチュービング連結部及び連動ポンプを介して５ｍＬ／分の流速で親和性ベースの磁性精製モジュールの流入口に伝達される。濾液は、ループコンベアシステムのホーム位置で結合／洗浄バッファ（０．０２５Ｍ Ｔｒｉｓ、０．１５Ｍ ＮａＣｌ、０．０５％Ｔｗｅｅｎ－２０、ｐＨ７）に懸濁された２重量％のタンパク質Ａコーティングされた磁性樹脂ビーズ（４０μｍ）が満たされた薄壁の輸送容器に導入される。輸送容器が満たされると、輸送容器は平衡区域に移動して３０分間結合し、その間、次の輸送容器は連続的な濾液の流れを受容し続ける。タンパク質Ａコーティングされた磁性樹脂ビーズと抗体の結合に続いて、輸送容器は磁性樹脂ビーズが輸送容器の壁に向かって移動できるように永久磁場区域に移動する。前記溶液は吸引によって除去され、廃棄物容器に送られる。結合／洗浄バッファ（０．０２５Ｍ Ｔｒｉｓ、０．１５Ｍ ＮａＣｌ、０．０５％Ｔｗｅｅｎ－２０、ｐＨ７）を添加し、輸送容器を平衡区域に移動して洗浄を可能にする。輸送容器は永久磁場領域に移動し、磁性樹脂ビーズがオンとオフの状態の間を切り替える２つの別個の対向する磁場の間で混合され、その後、輸送容器の単一壁に向かって移動できるようにする。前記溶液は吸引によって除去され、廃棄物容器に送られる。結合／洗浄バッファを添加し、輸送容器を平衡区域に移動して洗浄を可能にする。輸送容器は永久磁場領域に移動し、磁性樹脂ビーズがオンとオフの状態の間を切り替える２つの別個の対向する磁場の間で混合され、その後、輸送容器の単一壁に向かって移動できるようにする。前記溶液は吸引によって除去され、廃棄物容器に送られる。結合／洗浄バッファを添加し、輸送容器を平衡区域に移動して洗浄を可能にする。輸送容器は永久磁場領域に移動し、磁性樹脂ビーズがオンとオフの状態の間を切り替える２つの別個の対向する磁場の間で混合され、その後、輸送容器の単一壁に向かって移動できるようにする。前記溶液は吸引によって除去され、廃棄物容器に送られる。低ｐＨ溶出バッファ（０．１Ｍグリシン、０．０５％Ｔｗｅｅｎ－２０、ｐＨ２．０）を添加し、輸送容器を平衡区域に移動して溶出を可能にする。輸送容器は永久磁場領域に移動し、磁性樹脂ビーズがオンとオフの状態の間を切り替える２つの別個の対向する磁場の間で混合され、その後、輸送容器の単一壁に向かって移動できるようにする。前記溶液は吸引によって除去され、収集容器に送られる。低ｐＨ溶出バッファ（０．１Ｍグリシン、０．０５％Ｔｗｅｅｎ－２０、ｐＨ２．０）を添加し、輸送容器を平衡区域に移動して溶出を可能にする。輸送容器は磁性樹脂ビーズが輸送容器の単一壁に向かって移動できるように永久磁場区域に移動する。前記溶液は吸引によって除去され、収集容器に送られる。再生バッファ（０．２５Ｍ Ｔｒｉｓ、０．０５％Ｔｗｅｅｎ－２０、ｐＨ８．５）を添加し、輸送容器を平衡区域に移動して洗浄を可能にする。輸送容器は永久磁場領域に移動し、磁性樹脂ビーズがオンとオフの状態の間を切り替える２つの別個の対向する磁場の間で混合され、その後、輸送容器の単一壁に向かって移動できるようにする。前記溶液は吸引によって除去され、廃棄物容器に送られる。再生バッファを添加し、輸送容器を平衡区域に移動して、磁性樹脂ビーズのリサイクルを可能にする。
親和性精製された抗体溶液をｐＨ７に調整し、収集容器から正電荷ベースの磁性精製モジュールの流入口に、チュービング連結部及び連動ポンプを介して５ｍＬ／分の流速で伝達する。前記溶液は、ループコンベアシステムのホーム位置で会合／洗浄バッファ（０．０２５Ｍ Ｔｒｉｓ、０．０５％Ｔｗｅｅｎ－２０、ｐＨ７）に懸濁された２重量％カチオン性磁性樹脂ビーズ（４０μｍ）が満たされた薄壁の輸送容器に導入される。輸送容器が満たされると、輸送容器は平衡区域に移動して電荷又は静電会合を３０分間可能にし、その間、次の輸送容器は、連続親和性精製抗体溶液の流れを受容し続ける。カチオン性磁性樹脂ビーズと抗体の結合に続いて、輸送容器は永久磁場領域に移動し、磁性樹脂ビーズがオンとオフの状態の間を切り替える２つの別個の対向する磁場の間で混合され、その後、輸送容器の単一壁に向かって移動できるようにする。前記溶液は吸引によって除去され、廃棄物容器に送られる。会合／洗浄バッファ（０．０２５Ｍ Ｔｒｉｓ、０．０５％Ｔｗｅｅｎ－２０、ｐＨ７）を添加し、輸送容器を平衡区域に移動して洗浄を可能にする。輸送容器は永久磁場領域に移動し、磁性樹脂ビーズがオンとオフの状態の間を切り替える２つの別個の対向する磁場の間で混合され、その後、輸送容器の単一壁に向かって移動できるようにする。前記溶液は吸引によって除去され、廃棄物容器に送られる。会合／洗浄バッファ（０．０２５Ｍ Ｔｒｉｓ、０．０５％Ｔｗｅｅｎ－２０、ｐＨ７）を添加し、輸送容器を平衡区域に移動して洗浄を可能にする。輸送容器は永久磁場領域に移動し、磁性樹脂ビーズがオンとオフの状態の間を切り替える２つの別個の対向する磁場の間で混合され、その後、輸送容器の単一壁に向かって移動できるようにする。前記溶液は吸引によって除去され、廃棄物容器に送られる。会合／洗浄バッファ（０．０２５Ｍ Ｔｒｉｓ、０．０５％Ｔｗｅｅｎ－２０、ｐＨ７）を添加し、輸送容器を平衡区域に移動して洗浄を可能にする。輸送容器は永久磁場領域に移動し、磁性樹脂ビーズがオンとオフの状態の間を切り替える２つの別個の対向する磁場の間で混合され、その後、輸送容器の単一壁に向かって移動できるようにする。前記溶液は吸引によって除去され、廃棄物容器に送られる。解離バッファ（０．１Ｍ Ｔｒｉｓ、０．１Ｍ ＮａＣｌ、０．０５％Ｔｗｅｅｎ－２０、ｐＨ７）を添加し、輸送容器を平衡区域に移動して、解離を可能にする。輸送容器は永久磁場領域に移動し、磁性樹脂ビーズがオンとオフの状態の間を切り替える２つの別個の対向する磁場の間で混合され、その後、輸送容器の単一壁に向かって移動できるようにする。前記溶液は吸引によって除去され、収集容器に送られる。解離バッファ（０．０２５Ｍ Ｔｒｉｓ、０．１５Ｍ ＮａＣｌ、０．０５％Ｔｗｅｅｎ－２０、ｐＨ７）を添加し、輸送容器を平衡区域に移動して、解離を可能にする。輸送容器は永久磁場領域に移動し、磁性樹脂ビーズがオンとオフの状態の間を切り替える２つの別個の対向する磁場の間で混合され、その後、輸送容器の単一壁に向かって移動できるようにする。前記溶液は吸引によって除去され、収集容器に送られる。解離バッファ（０．０２５Ｍ Ｔｒｉｓ、０．２Ｍ ＮａＣｌ、０．０５％Ｔｗｅｅｎ－２０、ｐＨ７）を添加し、輸送容器を平衡区域に移動して、解離を可能にする。輸送容器は永久磁場領域に移動し、磁性樹脂ビーズがオンとオフの状態の間を切り替える２つの別個の対向する磁場の間で混合され、その後、輸送容器の単一壁に向かって移動できるようにする。前記溶液は吸引によって除去され、収集容器に送られる。解離バッファ（０．０２５Ｍ Ｔｒｉｓ、０．２５Ｍ ＮａＣｌ、０．０５％Ｔｗｅｅｎ－２０、ｐＨ７）を添加し、輸送容器を平衡区域に移動して、解離を可能にする。輸送容器は永久磁場領域に移動し、磁性樹脂ビーズがオンとオフの状態の間を切り替える２つの別個の対向する磁場の間で混合され、その後、輸送容器の単一壁に向かって移動できるようにする。前記溶液は吸引によって除去され、収集容器に送られる。再生バッファ（０．０２５Ｍ Ｔｒｉｓ、０．０５％Ｔｗｅｅｎ－２０、ｐＨ７）を添加し、輸送容器を平衡区域に移動して洗浄を可能にする。輸送容器は永久磁場領域に移動し、磁性樹脂ビーズがオンとオフの状態の間を切り替える２つの別個の対向する磁場の間で混合され、その後、輸送容器の単一壁に向かって移動できるようにする。前記溶液は吸引によって除去され、廃棄物容器に送られる。再生バッファ（０．０２５Ｍ Ｔｒｉｓ、０．０５％Ｔｗｅｅｎ－２０、ｐＨ７）を添加し、輸送容器を平衡区域に移動して、磁性樹脂ビーズのリサイクルを可能にする。
正電荷で精製された抗体溶液は、接線流動濾過によって、０．０５Ｍリン酸塩、ｐＨ７にバッファ交換された後、収集容器から負電荷ベースの磁性精製モジュールの流入口にチュービング連結部及び連動ポンプを介して５ｍＬ／分の流速で伝達される。前記溶液は、ループコンベアシステムのホーム位置で会合／洗浄バッファ（０．０５Ｍリン酸塩、０．０５％Ｔｗｅｅｎ－２０、ｐＨ７）に懸濁された２重量％アニオン性磁性樹脂ビーズ（４０μｍ）で満たされた薄壁の輸送容器に導入される。輸送容器が満たされると、輸送容器は平衡区域に移動して電荷又は静電会合を３０分間可能にし、その間、次の輸送容器は、連続的な正電荷で精製された抗体溶液の流れを受容し続ける。アニオン性磁性樹脂ビーズと抗体の会合に続いて、輸送容器は磁性樹脂ビーズが輸送容器の壁に向かって移動できるように永久磁場区域に移動する。前記溶液は吸引によって除去され、廃棄物容器に送られる。会合／洗浄バッファ（０．０５Ｍリン酸塩、０．０５％Ｔｗｅｅｎ－２０、ｐＨ７）を添加し、輸送容器を平衡区域に移動して洗浄を可能にする。輸送容器は永久磁場領域に移動し、磁性樹脂ビーズがオンとオフの状態の間を切り替える２つの別個の対向する磁場の間で混合され、その後、輸送容器の単一壁に向かって移動できるようにする。前記溶液は吸引によって除去され、廃棄物容器に送られる。会合／洗浄バッファ（０．０５Ｍリン酸塩、０．０５％Ｔｗｅｅｎ－２０、ｐＨ７）を添加し、輸送容器を平衡区域に移動して洗浄を可能にする。輸送容器は永久磁場領域に移動し、磁性樹脂ビーズがオンとオフの状態の間を切り替える２つの別個の対向する磁場の間で混合され、その後、輸送容器の単一壁に向かって移動できるようにする。前記溶液は吸引によって除去され、廃棄物容器に送られる。会合／洗浄バッファ（０．０５Ｍリン酸塩、０．０５％Ｔｗｅｅｎ－２０、ｐＨ７）を添加し、輸送容器を平衡区域に移動して洗浄を可能にする。輸送容器は永久磁場領域に移動し、磁性樹脂ビーズがオンとオフの状態の間を切り替える２つの別個の対向する磁場の間で混合され、その後、輸送容器の単一壁に向かって移動できるようにする。前記溶液は吸引によって除去され、廃棄物容器に送られる。解離バッファ（０．０５Ｍリン酸塩、０．１Ｍ ＮａＣｌ、０．０５％Ｔｗｅｅｎ－２０、ｐＨ７）を添加し、輸送容器を平衡区域に移動して、解離を可能にする。輸送容器は永久磁場領域に移動し、磁性樹脂ビーズがオンとオフの状態の間を切り替える２つの別個の対向する磁場の間で混合され、その後、輸送容器の単一壁に向かって移動できるようにする。前記溶液は吸引によって除去され、収集容器に送られる。解離バッファ（０．０５Ｍリン酸塩、０．１５Ｍ ＮａＣｌ、０．０５％Ｔｗｅｅｎ－２０、ｐＨ７）を添加し、輸送容器を平衡区域に移動して、解離を可能にする。輸送容器は永久磁場領域に移動し、磁性樹脂ビーズがオンとオフの状態の間を切り替える２つの別個の対向する磁場の間で混合され、その後、輸送容器の単一壁に向かって移動できるようにする。前記溶液は吸引によって除去され、収集容器に送られる。解離バッファ（０．０５Ｍリン酸塩、０．２Ｍ ＮａＣｌ、０．０５％Ｔｗｅｅｎ－２０、ｐＨ７）を添加し、輸送容器を平衡区域に移動して、解離を可能にする。輸送容器は永久磁場領域に移動し、磁性樹脂ビーズがオンとオフの状態の間を切り替える２つの別個の対向する磁場の間で混合され、その後、輸送容器の単一壁に向かって移動できるようにする。前記溶液は吸引によって除去され、収集容器に送られる。解離バッファ（０．０５Ｍリン酸塩、０．２５Ｍ ＮａＣｌ、０．０５％Ｔｗｅｅｎ－２０、ｐＨ７）を添加し、輸送容器を平衡区域に移動して、解離を可能にする。輸送容器は永久磁場領域に移動し、磁性樹脂ビーズがオンとオフの状態の間を切り替える２つの別個の対向する磁場の間で混合され、その後、輸送容器の単一壁に向かって移動できるようにする。前記溶液は吸引によって除去され、収集容器に送られる。再生バッファ（０．０５Ｍリン酸塩、０．０５％Ｔｗｅｅｎ－２０、ｐＨ７）を添加し、輸送容器を平衡区域に移動して洗浄を可能にする。輸送容器は永久磁場領域に移動し、磁性樹脂ビーズがオンとオフの状態の間を切り替える２つの別個の対向する磁場の間で混合され、その後、輸送容器の単一壁に向かって移動できるようにする。前記溶液は吸引によって除去され、廃棄物容器に送られる。再生バッファ（０．０５Ｍリン酸塩、０．０５％Ｔｗｅｅｎ－２０、ｐＨ７）を添加し、輸送容器を平衡区域に移動して、磁性樹脂ビーズのリサイクルを可能にする。
負電荷で精製及び単離されたエタネルセプト溶液は、収集容器から高性能接線流動濾過（ＨＰ－ＴＦＦ）容器に、チュービング連結部と連動ポンプを介して５ｍＬ／分の流速で伝達され、ＨＰ－ＴＦＦがフェドバッチモードで半連続的に実行され得る。ＨＰ－ＴＦＦを実行してバッファ交換し、リツキシマブをさらに精製（１０のダイアボリュームで透析濾過）した後、濃縮して精製されたエタネルセプトを含む残留液の後続のバイアル充填を可能にする。
この過程は、定常状態の細胞培養成長条件に達した後、３ヶ月間連続して実行される。
［実施例４：不均一混合物からＰＯＬＹＢＥＡＤＳを浄化するための動的濾過モジュール］
本明細書に記載の例示的な動的濾過モジュールは、単一スロットダイ出力ヘッドから１０ｍＬ／分の入力流速で１Ｘ ＰＢＳにおけるヒトポリクローナルＩｇＧ（ｈＩｇＧ）の０．５ｇ／Ｌ溶液に懸濁された異なる細胞及び細胞破片を模倣する大きさ（各々７．３×１０７、１．１×１０８、１．１×１０８、１．１×１０８、３．４×１０７、及び１．０×１０６粒子／ｍＬで０．５μｍ、０．７５μｍ、１μｍ、２μｍ、３μｍ、及び１０μｍの直径）を有するＰｏｌｙＢｅａｄｓを含む不均一混合物からモデル標的抗体、ヒトポリクローナルＩｇＧ（ｈＩｇＧ）を成功的に精製する連続的な動的濾過のために提供された。ＰｏｌｙＢｅａｄｓの浄化により、精製されたｈＩｇＧを含む濾液が生成された。１０ｍＬ／分の流速でタンパク質回収率は、１０，０００ｘｇで５分の標準遠心分離プロセスの回収率と類似していた（図１１Ｃ及び１１Ｄ）。
膜支持構造物の設計及び材料選択は、湿った状態で十分な負圧（ゲージ圧－９０ｋＰａ（－０．９ｂａｒ））下で０．５ｍｍ／秒の速度で連続膜輸送を可能にするために重要であり、従って、全ての膜接触表面に対して湿った時の静摩擦係数が低い材料（例えば、機械的に滑らかなＰＴＦＥ）の選択が非常に重要であった（図８）。
実施例５：不均一混合物からの細胞浄化のための動的濾過モジュール
本明細書に記載の例示的な動的濾過モジュールは、単一スロットダイ出力ヘッドから２ｍＬ／分の入力流速でｈｌｇＧとスパイクされたＲＰＭＩ培地中のネズミ骨髄腫細胞の懸濁液（２．０×１０６細胞／ｍＬ）を含む不均一混合物からモデル標的抗体、ヒトポリクローナルＩｇＧ（ｈＩｇＧ）を１ｇ／Ｌの最終濃度で成功的に精製する連続的な動的濾過のために提供された。細胞及び細胞破片の浄化により、精製されたｈＩｇＧを含む濾液が生成された。２ｍＬ／分の流速でタンパク質回収率は、１０，０００ｘｇで５分の標準遠心分離プロセスの回収率と類似していた（図１３Ａ～１３Ｃ）。
膜支持構造物の設計及び材料選択は、湿った状態で十分な負圧（ゲージ圧－９０ｋＰａ（－０．９ｂａｒ））下で０．５ｍｍ／秒の速度で連続膜輸送を可能にするために重要であり、従って、全ての膜接触表面に対して湿った時の静摩擦係数が低い材料（例えば、機械的に滑らかなＰＴＦＥ）の選択が非常に重要であった（図８）。
実施例６：動的濾過モジュールによる異なる物理化学的特性を有するタンパク質の回収
輸送速度が０．５ｍｍ／秒である０．４５μｍのＰＥＳフィルタ膜が装着された例示的な動的濾過モジュールによる動的濾過を、異なる濃度のＢＳＡ（０．５－１０ｇ／Ｌ、ＭＷ６６，０００Ｄａ、ｐＩ４．５－５）溶液、リゾチーム溶液（５ｇ／Ｌ、ＭＷ１４，０００Ｄａ、ｐＩ１１）、及びｈＩｇＧ溶液（０．５ｇ／Ｌ、ＭＷ１５０，０００、ｐＩ６－８）に対して１０ｍＬ／分の入力流速、及び－９０ｋＰａ（－０．９ｂａｒ）の真空ゲージ圧で実行してタンパク質回収率を評価し、これは、ＢＣＡアッセイによって生成された濾液（各溶液についてｎ＝３）の分光光度計分析によって決定された。タンパク質回収率は、全てのタンパク質において類似しており、９６％を超えることが観察された（図１２Ａ）。
実施例７：動的濾過モジュール性能に対するフィルタ膜材料の影響
輸送速度が０．５ｍｍ／秒である、異なる低タンパク質の結合フィルタ膜材料（ＰＥＳ、新水性ＰＶＤＦ）及び孔径（０．４５μｍ、０．２２μｍ）を有する例示的な動的濾過モジュールによる動的濾過を、ｈＩｇＧ溶液（０．５ｇ／Ｌ）に対して１０ｍＬ／分の入力流速及び－９０ｋＰａ（－０．９ｂａｒ）の真空ゲージ圧で実行してタンパク質回収率を評価し、これは、ＢＣＡアッセイによって生成された濾液（各溶液についてｎ＝３）の分光光度計分析によって決定された。タンパク質回収率は、それぞれのフィルタ膜材料及び孔径について類似しており、９６％を超えることが観察された（図１２Ｂ）。
実施例８：動的濾過モジュール性能に対する他の膜支持構造物の形状及び材料の影響
異なる開口部形状（５つの並列スロット、多孔性新水性ＰＥインサート）を有する機械的に滑らかなＰＴＦＥ膜支持構造物、及び輸送速度が０．５ｍｍ／秒である０．４５μｍのＰＥＳフィルタ膜が装着された例示的な動的濾過モジュールによる動的濾過を、ｈＩｇＧ溶液（０．５ｇ／Ｌ）に対して１０ｍＬ／分の入力流速及び－９０ｋＰａ（－０．９ｂａｒ）の真空ゲージ圧で実行してタンパク質回収率を評価し、これは、ＢＣＡアッセイによって生成された濾液（各溶液についてｎ＝３）の分光光度計分析によって決定された。タンパク質回収率は、それぞれの膜支持構造物について類似しており、９６％を超えることが観察された（図１２Ｃ）。
実施例９：連続的かつ長期的な動的濾過モジュール性能
機械的に滑らかなＰＴＦＥ膜支持構造物、及び輸送速度が０．５ｍｍ／秒である０．４５μｍのＰＥＳフィルタ膜が装着された例示的な動的濾過モジュールによる連続的な動的濾過を、リゾチーム溶液（０．５ｇ／Ｌ）に対して５ｍＬ／分又は１０ｍＬ／分の入力流速及び－９０ｋＰａ（－０．９ｂａｒ）の真空ゲージ圧で実行して２５分間にわたる縦方向タンパク質回収率を評価し、これは、ＢＣＡアッセイによって生成された濾液の分光光度計分析によって決定された。タンパク質回収率は、それぞれの膜支持構造物について類似しており、９６％を超えることが観察された（図１２Ｄ）。
実施例１０：混合物からのポリクローナルヒトＩｇＧの親和性ベースの磁性精製
本明細書に記載の例示的な親和性ベースの磁性精製モジュールは、２ｇ／Ｌ ｈＩｇＧ（親和性標的）及び１ｇ／Ｌリゾチーム（小さな不純物）を含む混合物からｈＩｇＧを精製するために用いられた。結合／洗浄バッファ（０．０２５Ｍ Ｔｒｉｓ、０．１５Ｍ ＮａＣｌ、ｐＨ７）中にｈＩｇＧ８ｍｇ及びリゾチーム４ｍｇを含む混合物４ｍｌを沈殿された高親和性タンパク質Ａ／Ｇ磁性アガロース（４０ｍｇを超えるｈＩｇＧ／ｍＬの沈殿された樹脂の動的結合能力）５００μＬが満たされた薄壁の容器に１０ｍＬ／分で添加し、結合が可能になるように緩やかに混合しながら３０分間平衡を維持した。３０分の結合平衡後、磁石親和性ビーズを容器の壁に引き付け、吸引によって結合されないｈｌｇＧ及び小さな不純物を含む溶液を収集できるように永久Ｎｄ磁石を薄壁容器（例えば、ピックアンドプレースロボットシステムを模倣する）のすぐ近くに受動で配置した。吸引後、前記容器を結合／洗浄バッファ（０．０２５Ｍ Ｔｒｉｓ、０．１５Ｍ ＮａＣｌ、ｐＨ７）４ｍＬで１０ｍＬ／分で満たし、洗浄のために緩やかに混合しながら５分間平衡を維持した。５分の洗浄後、磁石親和性ビーズを容器の壁に引き付け、吸引によって洗浄溶液を収集できるように永久Ｎｄ磁石を薄壁容器（例えば、ピックアンドプレースロボットシステムを模倣する）のすぐ近くに受動で配置した。洗浄ステップを繰り返して合計３回洗浄した。洗浄画分を吸引した後、前記容器を低ｐＨ溶出バッファ（０．１Ｍグリシン、ｐＨ２）４ｍＬで１０ｍＬ／分で満たし、溶出のために緩やかに混合しながら１０分間平衡を維持した。１０分の溶出後、磁石親和性ビーズを容器の壁に引き付け、吸引によって溶出液画分を収集できるように永久Ｎｄ磁石を薄壁容器（例えば、ピックアンドプレースロボットシステムを模倣する）のすぐ近くに受動で配置した。溶出ステップを繰り返して合計３回溶出させた。３つの溶出液画分を収集した後、前記容器を低ｐＨ溶出バッファ（０．１Ｍグリシン、ｐＨ２）４ｍＬで１０ｍＬ／分で満たし、緩やかに混合しながら５分間平衡を維持して残留する全ての結合されたｈＩｇＧを完全に除去することによって磁性親和性ビーズの再生を開示した。５分の残留物溶出後、磁石親和性ビーズを容器の壁に引き付け、吸引によって第１の再生溶液を収集できるように永久Ｎｄ磁石を薄壁容器（例えば、ピックアンドプレースロボットシステムを模倣する）のすぐ近くに受動で配置した。第１の再生溶液を収集した後、前記容器を再生バッファ（０．２５Ｍ Ｔｒｉｓ、ｐＨ８．５）４ｍＬで１０ｍＬ／分で満たし、緩やかに混合しながら５分間平衡を維持して磁性親和性ビーズのｐＨを中和し、残留する全てのｈｌｇＧ及び小さな不純物を除去することによって磁性親和性ビーズを始めた。５分の再生後、磁石親和性ビーズを容器の壁に引き付け、吸引によって第２の再生溶液を収集できるように永久Ｎｄ磁石を薄壁容器（例えば、ピックアンドプレースロボットシステムを模倣する）のすぐ近くに受動で配置した。第２の再生溶液を収集した後、前記容器を第２の再生バッファ（０．０２５Ｍ Ｔｒｉｓ、０．１５Ｍ ＮａＣｌ、ｐＨ７）４ｍＬで１０ｍＬ／分で満たし、緩やかに混合しながら５分間平衡を維持して磁性親和性ビーズをバッファ交換し、磁性親和性ビーズをこれらの初期状態に戻した。５分の再生後、磁石親和性ビーズを容器の壁に引き付け、吸引によってバッファ交換溶液を収集できるように永久Ｎｄ磁石を薄壁容器（例えば、ピックアンドプレースロボットシステムを模倣する）のすぐ近くに受動で配置した。バッファ交換ステップを合計２回繰り返して磁性親和性ビーズを再使用することができた。３回の連続プロセスサイクル及び磁性親和性ビーズ再循環のために収集された画分は、ＢＣＡによって分光光度計に分析され、堅牢で再現可能なことが観察された（図２０Ａ）。３回の連続プロセスサイクル及び磁性親和性ビーズ再循環のために収集された画分は、ＳＤＳ－ＰＡＧＥによってさらに特性付けて、再現性を確認し、ｈＩｇＧを精製する能力を示した（図２０Ｂ）。
実施例１１：混合物からのポリクローナルヒトＩｇＧの親和性ベースの精製
本明細書に記載の例示的な親和性ベースの精製モジュールは、２ｇ／Ｌ ｈＩｇＧ（親和性標的）及び１ｇ／Ｌリゾチーム（小さな不純物）を含む混合物からｈＩｇＧを精製するために用いられた。結合／洗浄バッファ（０．０２５Ｍ Ｔｒｉｓ、０．１５Ｍ ＮａＣｌ、ｐＨ７）にｈＩｇＧ８ｍｇ及びリゾチーム４ｍｇを含む混合物４ｍｌをリッドシステムを介して基底ガラスフリットが入っている容器に１０ｍＬ／分で添加し、沈殿された高親和性タンパク質Ａアガロース（９０μｍ、３５ｍｇを超えるｈＩｇＧ／ｍＬの沈殿された樹脂の動的結合能力）５００μＬを満たし、結合が可能になるように緩やかに混合しながら３０分間平衡を維持した。３０分の結合平衡後、前記容器に圧縮空気を約６．８９ｋＰａ（約１ｐｓｉ）で導入して、圧力駆動の流れによって結合されないｈＩｇＧ及び小さな不純物を含む溶液を収集することができた。収集後、前記容器を結合／洗浄バッファ（０．０２５Ｍ Ｔｒｉｓ、０．１５Ｍ ＮａＣｌ、ｐＨ７）４ｍＬで１０ｍＬ／分で満たし、洗浄のために緩やかに混合しながら５分間平衡を維持した。５分の洗浄後、前記容器に圧縮空気を約６．８９ｋＰａ（約１ｐｓｉ）で導入して、圧力駆動の流れによって洗浄溶液を収集することができた。洗浄ステップを繰り返して合計３回洗浄した。３つの洗浄画分を収集した後、前記容器を低ｐＨ溶出バッファ（０．１Ｍグリシン、ｐＨ２）４ｍＬで１０ｍＬ／分で満たし、溶出のために緩やかに混合しながら１０分間平衡を維持した。１０分の溶出後、前記容器に圧縮空気を約６．８９ｋＰａ（約１ｐｓｉ）で導入して、圧力駆動の流れによって溶出液画分を収集することができた。溶出ステップを繰り返して合計３回溶出させた。３つの溶出液画分を収集した後、前記容器を低ｐＨ溶出バッファ（０．１Ｍグリシン、ｐＨ２）４ｍＬで１０ｍＬ／分で満たし、緩やかに混合しながら５分間平衡を維持して残留する全ての結合されたｈＩｇＧを完全に除去することによって親和性樹脂ビーズの再生を開示した。５分の残留物溶出後、前記容器に圧縮空気を約６．８９ｋＰａ（約１ｐｓｉ）で導入して、第１の再生溶液を収集することができた。第１の再生溶液を収集した後、前記容器を４ｍＬの再生バッファ（０．２５Ｍ Ｔｒｉｓ、ｐＨ８．５）で１０ｍＬ／分で満たし、緩やかに混合しながら５分間平衡を維持して親和性樹脂ビーズのｐＨを中和し、残留する全てのｈｌｇＧ及び小さな不純物を除去して親和性樹脂ビーズを始めた。５分の再生後、前記容器に圧縮空気を約６．８９ｋＰａ（約１ｐｓｉ）で導入して、第２の再生溶液を収集することができた。第２の再生溶液を収集した後、容器を第２の再生バッファ（０．０２５Ｍ Ｔｒｉｓ、０．１５Ｍ ＮａＣｌ、ｐＨ７）４ｍＬで１０ｍＬ／分で満たし、緩やかに混合しながら５分間平衡を維持して親和性樹脂ビーズをバッファ交換し、親和性樹脂ビーズをこれらの初期状態に戻した。５分の再生後、前記容器に圧縮空気を約６．８９ｋＰａ（約１ｐｓｉ）で導入して、第１の再生溶液を収集することができた。バッファ交換ステップを合計２回繰り返して親和性樹脂ビーズを再使用することができた。３回の連続プロセスサイクル及び磁性親和性ビーズ再循環のために収集された画分は、ＢＣＡによって分光光度計に分析され、堅牢で再現可能なことが観察された（図２７Ａ）。３回の連続プロセスサイクル及び磁性親和性ビーズ再循環のために収集された画分は、ＳＤＳ－ＰＡＧＥによってさらに特性付けて、再現性を確認し、ｈＩｇＧを精製する能力を示した（図２７Ｂ）。
実施例１２：等電点ベースの流体精製モジュールを使用した高流速の等電点フリーフロー電気泳動による小分子の分離
ロダミン６Ｇ（０．２５ｍｇ／ｍＬ）とフルオレセイン（０．２５ｍｇ／ｍＬ）の混合物を、陽極チャンネル（Ｈ２ＳＯ４）、陰極チャンネル（ＮａＯＨ）、及び等電点電気泳動モードで作動できるように、印加電圧下でｐＨ２とｐＨ１２との間で安定した線形ｐＨ勾配を達成するように設計された両性電解質溶液が流れる５つの流入口と５つの流出口を有する主分離チャンネル、連続的かつ長期的な作動を可能にする気泡除去及び脱気システム、及び下板からジュール熱を除去し、温度を４℃～３７℃で維持するためのアクティブ冷却システム（冷却された循環するエチレングリコール／水が含まれたサーマルチャック）を含む例示的なフリーフロー電気泳動装置の中央流入口（流入口３）に導入した。電圧が印加されていない場合、混合物は層流に従い、中央流出口（流出口３）から装置を出た（図４０Ａ及び４０Ｂ）。サンプル入力流速が１０ｍＬ／分の両性電解質を有する主分離チャンネルに１０００Ｖを印加した場合、線形ｐＨ勾配が確立され、ロダミン６Ｇとフルオレセインが各々陰極と陽極に移動し、これは、理論上の電気泳動移動度予測と一致した（図４０Ｃ及び４０Ｄ）。流出口２と流出口４から収集された画分を分光光度計に分析した結果、各々精製されたロダミン６Ｇと精製されたフルオレセインが存在することを示した（図４０Ｅ）。
実施例１３：等電点ベースの流体精製モジュールを使用した高流速の等速電気泳動による小分子の分離
ロダミン６Ｇ（０．２５ｍｇ／ｍＬ）とフルオレセイン（０．２５ｍｇ／ｍＬ）の混合物を、陽極チャンネル（Ｈ２ＳＯ４）、陰極チャンネル（ＮａＯＨ）、及び等電点電気泳動モードで作動できるように塩基性両性電解質溶液（流入口１及び２）、スペーサー溶液（流入口３）及び酸性両性電解質溶液（流入口４及び５）が流れる５つの流入口と５つの流出口を有する主分離チャンネル、連続的かつ長期的な作動を可能にする気泡除去及び脱気システム、及び下板からジュール熱を除去し、温度を４℃～３７℃で維持するためのアクティブ冷却システム（冷却された循環するエチレングリコール／水が含まれたサーマルチャック）を含む例示的なフリーフロー電気泳動装置の中央流入口（流入口３）に導入した。電圧が印加されていない場合、混合物は層流に従い、中央流出口（流出口３）から装置を出た。サンプル入力流速が５ｍＬ／分の両性電解質を有する主分離チャンネルに２５０Ｖを印加した場合、ロダミン６Ｇとフルオレセインは、各々陰極と陽極に移動して高度に集束、高度に濃縮、高度に分解されたバンドを形成した（図４４Ａ及び４４Ｂ）。
実施例１４：等電点ベースの流体精製モジュールを使用した高流速の等電点フリーフロー電気泳動による塩基性及び酸性小分子の分離
塩基性フクシン（０．０５ｍｇ／ｍＬ）とフルオレセイン（０．２５ｍｇ／ｍＬ）又はクリスタルバイオレット（０．０５ｍｇ／ｍＬ）とフルオレセイン（０．２５ｍｇ／ｍＬ）の混合物を、陽極チャンネル（Ｈ２ＳＯ４）、陰極チャンネル（ＮａＯＨ）、及び等電点電気泳動モードで作動できるように、印加電圧下でｐＨ２とｐＨ１２との間で安定した線形ｐＨ勾配を達成するように設計された両性電解質溶液が流れる５つの流入口と５つの流出口を有する主分離チャンネル、連続的かつ長期的な作動を可能にする気泡除去及び脱気システム、及び下板からジュール熱を除去し、温度を４℃～３７℃で維持するためのアクティブ冷却システム（冷却された循環するエチレングリコール／水が含まれたサーマルチャック）を含む例示的なフリーフロー電気泳動装置の中央流入口（流入口３）に導入した。電圧が印加されていない場合、混合物は層流に従い、中央流出口（流出口３）から装置を出た。サンプル入力流速が５ｍＬ／分の両性電解質を有する主分離チャンネルに５００Ｖを印加した場合、線形ｐＨ勾配が確立され、塩基性フクシンとフルオレセインが各々陰極と陽極に移動し、これは、理論上の電気泳動移動度予測と一致した（図４２Ａ）。同様に、サンプル入力流速が５ｍＬ／分の両性電解質を有する主分離チャンネルに５００Ｖを印加した場合、線形ｐＨ勾配が確立され、クリスタルバイオレット及びフルオレセインが各々陰極及び陽極に移動し、これは、理論上の電気泳動移動度予測と一致した（図４２Ｂ）。
実施例１５：等電点ベースの流体精製モジュールを使用した高流速の等電点フリーフロー電気泳動による塩基性及び酸性小分子の分離に対する電場増加効果
塩基性フクシン（０．００５ｍｇ／ｍＬ）とフルオレセイン（０．２５ｍｇ／ｍＬ）の混合物を、等電点電気泳動モードで作動できるように、印加電圧下でｐＨ２とｐＨ１２との間で安定した線形ｐＨ勾配を達成するように設計された両性電解質溶液が流れる５つの流入口と１０つの流出口を有する主分離チャンネル、前記分離チャンネルと同一の両性電解質を流れる陽極チャンネル及び陰極チャンネル、連続的かつ長期的な作動を可能にする気泡除去及び脱気システム、液体回路遮断器、及び下板からジュール熱を除去し、温度を４℃～３７℃で維持するためのアクティブ冷却システム（冷却された循環するエチレングリコール／水が含まれたサーマルチャック）を含む例示的なフリーフロー電気泳動装置の中央流入口（流入口３）に導入した。電圧が印加されていない場合、混合物は層流に従い、中央流出口（流出口４及び５）から装置を出た（図４３Ａ）。サンプル入力流速が５ｍＬ／分の両性電解質を有する主分離チャンネルに電圧を印加した場合、線形ｐＨ勾配が確立され、塩基性フクシンとフルオレセインが各々陰極と陽極に移動し、これは、理論上の電気泳動移動度予測と一致した（図４３Ｂ～４３Ｄ）。印加電圧を６００Ｖ（図４３Ｂ）から９００Ｖ（図４３Ｃ）に、１１００Ｖ（図４３Ｄ）に高めて電場強度を増加させることによって、２つの分子の分離が主分離チャンネルの長さと比例して増加することが観察された。
実施例１６：等電点ベースの流体精製モジュールを使用した高流速の等電点フリーフロー電気泳動による酸性及び塩基性タンパク質の分離
ＢＳＡ（０．５ｍｇ／ｍＬ、ｐＩ４－５）とリゾチーム（０．２５ｍｇ／ｍＬ、ｐＩ１１）の混合物を、陽極チャンネル（Ｈ２ＳＯ４）、陰極チャンネル（ＮａＯＨ）、及び等電点電気泳動モードで作動できるように、印加電圧下でｐＨ２とｐＨ１２との間で安定した線形ｐＨ勾配を達成するように設計された両性電解質溶液が流れる５つの流入口と５つの流出口を有する主分離チャンネル、連続的かつ長期的な作動を可能にする気泡除去及び脱気システム、及び下板からジュール熱を除去し、温度を４℃～３７℃で維持するためのアクティブ冷却システム（冷却された循環するエチレングリコール／水が含まれたサーマルチャック）を含む例示的なフリーフロー電気泳動装置の中央流入口（流入口３）に導入した。電圧が印加されていない場合、混合物は層流に従い、中央流出口（流出口３）から装置を出た（図４５Ａ及び４５Ｂ）。サンプル入力流速が１０ｍＬ／分の両性電解質を有する主分離チャンネルに８５０Ｖを印加した場合、線形ｐＨ勾配が確立され、リゾチームとＢＳＡが各々陰極及び陽極に移動し（図４５Ｃ及び４５Ｄ）、これは、理論上の電気泳動移動度予測と一致した（図４５Ｅ）。
実施例１７：等電点ベースの流体精製モジュールを使用した高流速の等電点フリーフロー電気泳動によるヒトポリクローナルＩｇＧの分離
ｈＩｇＧ（０．５ｍｇ／ｍＬ、ｐＩ６－８）とリゾチーム（０．２５ｍｇ／ｍＬ、ｐＩ１１）の混合物を、陽極チャンネル（Ｈ２ＳＯ４）、陰極チャンネル（ＮａＯＨ）、及び等電点電気泳動モードで作動できるように、印加電圧下でｐＨ２とｐＨ１２との間で安定した線形ｐＨ勾配を達成するように設計された両性電解質溶液が流れる５つの流入口と５つの流出口を有する主分離チャンネル、連続的かつ長期的な作動を可能にする気泡除去及び脱気システム、及び下板からジュール熱を除去し、温度を４℃～３７℃で維持するためのアクティブ冷却システム（冷却された循環するエチレングリコール／水が含まれたサーマルチャック）を含む例示的なフリーフロー電気泳動装置の中央流入口（流入口３）に導入した。電圧が印加されていない場合、混合物は層流に従い、中央流出口（流出口３）から装置を出た（図４６Ａ及び４６Ｃ）。サンプル入力流速が５ｍＬ／分の両性電解質を有する主分離チャンネルに１０００Ｖを印加した場合、線形ｐＨ勾配が確立され、リゾチームが陰極に移動することが観察され（図４６Ａ及び４６Ｃ）、これは、理論上の電気泳動移動度予測と一致した（図４６Ｂ）。印加電圧を１５００Ｖに上げると、リゾチームの陰極への移動が増加した。印加電圧のこのような増加はまた、陰極及び陽極へのｈＩｇＧの移動をもたらし（図４６Ａ及び４６Ｃ）、ポリクローナル抗体に固有のｐｌｓ範囲に関する理論的な電気泳動移動度予測と一致する（図４６Ｂ）。
その他の実施形態
本発明は、詳細な説明と共に説明されているが、前述の説明は、添付の特許請求の範囲によって限定される本発明の範囲を例示するためのものであり、制限しようとするものではない。他の態様、利点、及び変形は、以下の特許請求の範囲内にある。
本明細書で言及される特許及び科学文献は、当業者が利用できる知識を確立する。本明細書で引用された全ての参考文献、例えば、米国特許、米国特許出願公報、米国を指定するＰＣＴ特許出願、公開された外国特許、及び特許出願は、これらの全文が本明細書に参照により組み込まれている。本明細書で引用されたアクセッション番号で示されたＧｅｎｂａｎｋ及びＮＣＢＩ提出物は、本明細書に参照により組み込まれている。本明細書で引用された他の全ての公開された参考文献、文書、原稿、及び科学文献は、本明細書に参照により組み込まれている。矛盾する場合は、定義を含む本明細書が優先される。さらに、材料、方法、及び実施例は、例示的なものであり、限定を意図するものではない。
本発明は、特に好ましい実施形態を参照して示して説明されたが、添付の特許請求の範囲に含まれた本発明の範囲から逸脱することなく、形態及び詳細事項の様々な変更が行われることは、当業者によって理解されるであろう。

Claims (30)

  1. 生物学的生成物を精製する方法であって、前記方法は、
    入力ラインを介して生物学的生成物を含む不均一混合物を受容するステップと、
    負圧下で前記入力ラインと流体連通する少なくとも１つの出力ヘッドから動的濾過モジュールに前記生物学的生成物を供給して動的濾過モジュールにおける濾過によって前記不均一混合物から不純物を除去することによって、前記生物学的生成物を含む濾液を生成するステップであって、前記動的濾過モジュールは、実質的に滑らかな接触表面を有する少なくとも１つの支持部材と共に供給リールと収集リールとの間に延在するフィルタ膜を有する動的濾過装置、少なくとも１つの出力ヘッドから前記不均一混合物を受容するように構成された前記フィルタ膜の標的領域、及び前記供給リールと前記収集リールとの間に位置する真空収集システムと連通する実質的に滑らかな接触表面を有する膜支持部材を含む、前記濾液を生成するステップと、
    前記濾液を、２つ以上の画分に溶液を分離することができる第１のモジュールに伝達するステップであって、ここで少なくとも１つの画分には、前記生物学的生成物が含まれており、前記第１のモジュールは、親和性ベースの精製装置を含み、ここで前記第１のモジュールには、ビーズの懸濁液を含む少なくとも１つの個別容器が入っている容器カルーセルを含む機械的回転システムを介して少なくとも１つの第１の流入口と少なくとも１つの第１の流出口との間の流体の流れを許容するように構成された少なくとも１つの第１の流入口と少なくとも１つの第１の流出口がある、前記第１のモジュールに伝達するステップと、
    前記生物学的生成物を含む画分を、前記第１のモジュールの少なくとも１つの流出口から、前記第１のモジュールの少なくとも１つの第１の流出口からの流れを受容するための少なくとも１つの流入口を有する第２のモジュールに伝達するステップであって、前記第２のモジュールは、少なくとも１つのフリーフロー電気泳動装置を含み、ここで前記第２のモジュールは、少なくとも１つの第２の流入口と少なくとも１つの第２の流出口を有し、前記第２の流入口と前記第２の流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成される、前記第２のモジュール伝達するステップと、
    前記生物学的生成物を回収するステップと、を含む、方法。
  2. 前記親和性ベースの精製装置が、リッドシステム、及び少なくとも１つの個別容器と流体連通する収集容器システムをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  3. 前記リッドシステムが、ガスケットを有する少なくとも１つのリッド、少なくとも２つのバッファ流入口、充填流入口、ガス流入口、及び排気弁を含む、請求項２に記載の方法。
  4. 前記リッドシステムがｚ軸に沿って移動可能であり、前記容器カルーセルがｚ軸を横切る平面内で回転移動が可能であり、前記収集容器がｚ軸に沿って移動可能である、請求項２に記載の方法。
  5. 前記容器カルーセルが、前記生物学的生成物と結合するための少なくとも１つの位置、洗浄して未結合の生成物を除去するための少なくとも１つの位置、前記生物学的生成物を溶出及び収集するための少なくとも１つの位置、及び前記ビーズのリサイクルを可能にする少なくとも１つの再生位置を含む、請求項１に記載の方法。
  6. 前記ビーズの表面が、前記生物学的生成物と選択的に結合するように構成されたタンパク質Ａ、タンパク質Ｇ、タンパク質Ｌ、抗原タンパク質、タンパク質、受容体、抗体、又はアプタマーに連結されている、請求項１に記載の方法。
  7. 前記ビーズの初期濃度が、約０．０１重量％～約２５重量％の範囲である、請求項１に記載の方法。
  8. 前記ビーズの直径が、約０．２μｍ～約２００μｍの範囲である、請求項１に記載の方法。
  9. 前記ビーズが、結合に利用可能な増加した表面積を維持するために、前記プロセス中に移動性を維持する、請求項１に記載の方法。
  10. 前記フリーフロー電気泳動装置が、壁ギャップを通して主分離チャンネルと液体接触している陽極電極チャンネルと陰極電極チャンネルを含む電極チャンネルを含み、前記装置が、真空システムを介して気泡を除去して気泡のない主分離チャンネルを生成するように構成された少なくとも１つのガス透過性及び疎水性膜を含む少なくとも１つの電極チャンネル気泡除去器、及び少なくとも１つの液体回路遮断器をさらに有する、請求項１に記載の方法。
  11. 前記方法が、前記動的濾過モジュール、前記第１のモジュール、及び前記第２のモジュールにおいてほぼ一定の流速を維持し、前記流速が、約０．１ｍＬ／分～約５０ｍＬ／分の範囲である、請求項１に記載の方法。
  12. 前記生物学的生成物を精製する方法が、約４℃～約３７℃範囲の温度で実行される、請求項１に記載の方法。
  13. 前記方法が、少なくとも２つの動的濾過モジュールをさらに含み、ここでそれぞれの動的濾過モジュールが、同じ又は異なる孔径を含むフィルタ膜を有する、請求項１に記載の方法。
  14. 前記方法が、等電点電気泳動モード、ゾーン電気泳動モード、等速電気泳動モード、又はこれらの組み合わせで作動するように構成された少なくとも２つのフリーフロー電気泳動モジュールをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  15. 前記方法が、並列に作動される少なくとも２つの動的濾過モジュール、少なくとも２つの親和性ベースの精製モジュール、又は少なくとも２つのフリーフロー電気泳動モジュールをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  16. 不均一混合物中の生物学的生成物から不純物を除去するための動的濾過装置であって、前記装置は、
    供給リールと収集リールとの間に延在するフィルタ膜であって、前記不均一混合物を標的領域に分配するように構成された、少なくとも１つの出力ヘッドから前記不均一混合物を受容するように構成された標的領域を有する前記フィルタ膜と、
    前記標的領域を生成するために、前記供給リールと前記収集リールとの間に位置する前記フィルタ膜の一部を構造的に支持するための実質的に滑らかな接触表面を有する膜支持構造物と、
    前記膜支持構造物を横切る前記フィルタ膜の輸送を安定させるために、実質的に滑らかな接触表面を有する少なくとも１つの支持部材と、
    前記フィルタ膜の輸送速度を制御するように構成されたシステムと、
    前記膜支持構造物と連通する少なくとも１つの真空ラインを含み、動的フィルタ膜に負圧ゲージ圧を加えるように構成された真空システムであって、前記負圧は、前記生物学的生成物を含む濾液の収集を可能にする、前記真空システムと、を含む、動的濾過装置。
  17. 前記装置が、洗浄バッファラインをさらに含む、請求項１６に記載の装置。
  18. 前記フィルタ膜が、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、新水性ポリスルホン、セルロースエステル、セルロースアセテート、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、新水性ＰＶＤＦ、ポリカーボネート、ナイロン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、新水性ＰＴＦＥ、又はこれらの任意の組み合わせを含む、請求項１６に記載の装置。
  19. 前記フィルタ膜が、約０．１μｍ～約１μｍの範囲である孔径を含む、請求項１６に記載の装置。
  20. 前記膜支持構造物が、一連の並列スロットを含む、請求項１６に記載の装置。
  21. 前記実質的に滑らかな接触表面は、静摩擦係数が、約０．０１～約０．１である、請求項１６に記載の装置。
  22. 前記ゲージ圧が、約－５ｋＰａ～約－９８ｋＰａ（約－０．０５ｂａｒ～約－０．９８ｂａｒ）の範囲である、請求項１６に記載の装置。
  23. 混合物を２つ以上の画分に分離するためのフリーフロー電気泳動装置であって、少なくとも１つの画分には、生物学的生成物が含まれており、前記装置は、
    少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口との間の連続的な流体の流れを許容するように構成された少なくとも１つの流入口と少なくとも１つの流出口と、
    ２枚の並列板の間に生成され、流体の流れの方向に直交する電場勾配を生成するように構成された少なくとも１つの流体チャンネルと、
    陽極電極チャンネル及び陰極電極チャンネルを含む電極チャンネルであって、前記電極チャンネルと主分離チャンネルとの間に位置する壁ギャップを通る液体接触によって主分離チャンネルに連結されるように構成されている、前記電極チャンネルと、
    気泡のない主分離チャンネルを生成するために真空システムを介して発生点近くで電気分解気泡を除去するように構成された少なくとも１つのガス透過性及び疎水性膜又は多孔性材料を含む少なくとも１つの電極チャンネル気泡除去器と、
    少なくとも１つのセンサ又は検出器と相互作用する前に、電圧に連結された溶液を断絶するように構成された少なくとも１つの液体回路遮断器と、
    アクティブ冷却システムと、
    少なくとも１つの収集容器と、を含む、フリーフロー電気泳動装置。
  24. 前記電極チャンネルの上部が、気泡を除去するための真空システムと連通する少なくとも１つのガス透過性及び疎水性膜で封止されており、前記電極チャンネルが、前記チャンネルの底部で開放されており、壁ギャップを通して前記主分離チャンネル溶液と電極溶液の液体接触を可能にするように構成されている、請求項２３に記載の装置。
  25. 前記壁ギャップが、約０．０１ｍｍ～約０．２５ｍｍである、請求項２３に記載の装置。
  26. 前記液体回路遮断器が、流速を維持し、電圧に連結された溶液から回路を断絶する液滴を生成するように構成された加圧容器を含む、請求項２３に記載の装置。
  27. 前記少なくとも１つのセンサが、インラインセンサである、請求項２３に記載の装置。
  28. 前記装置が、段階的精製を可能にするために直列に連結され、等電点電気泳動モード、ゾーン電気泳動モード、等速電気泳動モード、又はこれらの組み合わせで作動される少なくとも２つのフリーフロー電気泳動装置をさらに含む、請求項２３に記載の装置。
  29. 不均一混合物から生物学的生成物を精製するための、請求項１６に記載の装置の使用方法。
  30. 混合物から生物学的生成物を精製するための、請求項２３に記載の装置の使用方法。
JP2023516829A 2020-09-14 2021-09-14 生物学的生成物の製造及びダウンストリーム精製のためのプロセス技術 Pending JP2023545363A (ja)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202063077766P 2020-09-14 2020-09-14
US63/077,766 2020-09-14
US202163154109P 2021-02-26 2021-02-26
US202163154108P 2021-02-26 2021-02-26
US63/154,108 2021-02-26
US63/154,109 2021-02-26
PCT/US2021/050274 WO2022056466A1 (en) 2020-09-14 2021-09-14 Process technology for biological product manufacturing and downstream purification

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023545363A true JP2023545363A (ja) 2023-10-30

Family

ID=80626293

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023516829A Pending JP2023545363A (ja) 2020-09-14 2021-09-14 生物学的生成物の製造及びダウンストリーム精製のためのプロセス技術

Country Status (10)

Country Link
US (5) US11345723B2 (ja)
EP (1) EP4196244A1 (ja)
JP (1) JP2023545363A (ja)
KR (2) KR102655056B1 (ja)
CN (1) CN116367903A (ja)
AU (2) AU2021340897B2 (ja)
CA (1) CA3195350A1 (ja)
IL (1) IL301301A (ja)
MX (1) MX2023002960A (ja)
WO (1) WO2022056466A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022056466A1 (en) 2020-09-14 2022-03-17 Mobius Biomedical, Inc. Process technology for biological product manufacturing and downstream purification
US20220364973A1 (en) * 2021-05-13 2022-11-17 Honeywell International Inc. In situ fluid sampling device and method of using the same
WO2024008256A1 (en) * 2022-07-05 2024-01-11 Lihme Protein Solutions Improved apparatus for compound separation

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1354286A (en) * 1970-05-13 1974-05-22 Bagshawe K D Performance of routine chemical reactions
EP0171676B1 (en) 1984-07-31 1990-11-07 Hitachi, Ltd. Free-flow electrophoretic separation method and apparatus therefor
EP0352286B1 (en) * 1987-04-03 1994-06-22 Gradipore Limited Improvements relating to separation of charged molecules
US5240680A (en) * 1991-12-19 1993-08-31 Chiron Corporation Automated apparatus for use in peptide synthesis
US5640995A (en) * 1995-03-14 1997-06-24 Baxter International Inc. Electrofluidic standard module and custom circuit board assembly
US5562812A (en) * 1995-04-03 1996-10-08 The Penn State Research Foundation Free flow electrophoresis device for biomolecule purification and separation in zero and one G
US5856174A (en) * 1995-06-29 1999-01-05 Affymetrix, Inc. Integrated nucleic acid diagnostic device
US6660146B2 (en) * 1999-03-29 2003-12-09 Percy H. Rhodes Method for electrophoretic focusing
US6890409B2 (en) 2001-08-24 2005-05-10 Applera Corporation Bubble-free and pressure-generating electrodes for electrophoretic and electroosmotic devices
US7651619B2 (en) * 2001-12-28 2010-01-26 Danmarks Tekniske Universitet (Dtu) Filtration method and apparatus
CN100491957C (zh) * 2003-04-16 2009-05-27 株式会社崛场制作所 颗粒状物质捕集用过滤膜、使用该过滤膜的取样器以及颗粒状物质的分析装置
AU2007291260B2 (en) 2006-08-29 2013-09-05 Becton, Dickinson And Company Method and apparatus for carrier-free deflection electrophoresis
US8999129B2 (en) 2011-03-07 2015-04-07 Lawrence Livermore National Security, Llc Liquid and gel electrodes for transverse free flow electrophoresis
PT2970948T (pt) * 2013-03-15 2019-03-20 Glaxosmithkline Biologicals Sa Métodos de purificação de arn
CN103331098B (zh) 2013-06-28 2015-04-01 上海交通大学 自由流电泳分离腔排气装置及其实施方法
WO2016208459A1 (ja) * 2015-06-22 2016-12-29 株式会社村田製作所 濾過装置、濾過方法、及び濾過フィルタ
GB201602946D0 (en) * 2016-02-19 2016-04-06 Fluidic Analytics Ltd And Cambridge Entpr Ltd Improvements in or relating to microfluidic free-flow electrophoresis
GB2578680B (en) 2016-07-06 2020-08-12 Dd Aquarium Dev Ltd Aquarium / pond filter
GB201703233D0 (en) * 2017-02-28 2017-04-12 Ge Healthcare Bio Sciences Ab A modular bio-processing unit and a bio-processing system employing plural units
US11028124B2 (en) 2018-05-07 2021-06-08 Repligen Corporation Methods, devices and systems for 3-stage filtration
US11174500B2 (en) * 2018-08-24 2021-11-16 Translate Bio, Inc. Methods for purification of messenger RNA
WO2022056466A1 (en) 2020-09-14 2022-03-17 Mobius Biomedical, Inc. Process technology for biological product manufacturing and downstream purification

Also Published As

Publication number Publication date
KR20240046650A (ko) 2024-04-09
US20220356206A1 (en) 2022-11-10
CN116367903A (zh) 2023-06-30
US20230008006A1 (en) 2023-01-12
US20220081469A1 (en) 2022-03-17
US20220177519A1 (en) 2022-06-09
AU2021340897A1 (en) 2023-05-18
US20220306687A1 (en) 2022-09-29
US11396526B2 (en) 2022-07-26
AU2023216891A1 (en) 2023-09-07
KR102655056B1 (ko) 2024-04-09
CA3195350A1 (en) 2022-03-17
WO2022056466A1 (en) 2022-03-17
US11345723B2 (en) 2022-05-31
MX2023002960A (es) 2023-06-09
US11566043B2 (en) 2023-01-31
KR20230079095A (ko) 2023-06-05
EP4196244A1 (en) 2023-06-21
AU2021340897B2 (en) 2023-05-25
US11639367B2 (en) 2023-05-02
IL301301A (en) 2023-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11639367B2 (en) Process technology for biological product manufacturing and downstream purification
US6214221B1 (en) Method and apparatus for purification of biological substances
AU756832B2 (en) Purification of biological substances
AU2006224893B2 (en) Electrofiltration method
van Reis et al. Bioprocess membrane technology
KR20200121802A (ko) 표적물질을 포함하는 액체를 처리하기 위한 장치
JP2022544527A (ja) 標的物質を精製するための方法
Hamel et al. Modeling and applications of downstream processing: a survey of innovative strategies

Legal Events

Date Code Title Description
A529 Written submission of copy of amendment under article 34 pct

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A529

Effective date: 20230511