JP5749270B2 - 分離システム及び方法 - Google Patents
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Description
本発明は、化合物の分離及び精製に関し、具体的には生体分子、特に複数の分離ステップが実施される分離システムに関する。
過去１０年間、薬剤開発及び治療用途に対するモノクローナル抗体のようなタンパク質の利用が大幅に増大している。しかし、製薬等級のモノクローナル抗体の大規模生産は、厳格な規制要件を満たすために、複数のクロマトグラフィー及び濾過ステップを要する複雑なプロセスである。
生体分子の生産は、生物由来系で所望の生物材料を合成することから始まる。所望の材料の調製は、通常、特別に設計・順序付けられた一連の物理分離技術によって達成される。
例えば、モノクローナル抗体の生産プロセスは、通常、哺乳類遺伝子組換え細胞培養での発現を含む。遠心分離後、培養生成物は、「捕獲」段階、「中間精製」段階、及び「高純度精製」段階を一般に含む、下流精製（ＤＳＰ）に付される。捕獲段階は、大抵、プロテインＡアフィニティークロマトグラフィーに基づく。得られる生成物は、次に、更に精製及び高純度精製され、通常は、カチオン交換及びアニオン交換クロマトグラフィーステップを用いて分解生成物及び不純物を除去する。最後に、組み込まれた濾過ステップでウイルス分子を除去する。
しかし、プロテインＡアフィニティークロマトグラフィーには、プロテインＡの漏れを始めとする不都合な点が幾つかあることから、プロテインＡアフィニティークロマトグラフィーをカチオン交換捕獲段階で置き換えた簡便な精製プロセスが開発されている。カチオン捕獲ステップでは、単一の高純度精製ステップで十分に残渣を取り除ける程度の低いレベルにまでプロセス関連夾雑物が除去される。プロセスモノクローナル抗体の下流精製には、カチオン交換クロマトグラフィーステップ、アニオン交換クロマトグラフィーステップ、及びウイルス除去濾過ステップが含む。
従来使用の下流精製プロセスは、異なるクロマトグラフィー及び濾過のステップの間に保留タンクを用いるバッチプロセスを用いて実施される。各プロセスステップには、プロセス後の洗浄及び保存用の液体の他に、或る一定のｐＨ及び導電率の１種以上の緩衝液を使用する。各ステップに先立ち、生成物の流れの中のｐＨ及びタンパク質濃度等の状態の調節が必要なことが多いため、これらの調節ステップは、次に個別の中間バッチ操作として実施される。
従来技術では、自動化と溶出液のオンライン調節が少なくとも或る程度は可能な分離システム及びプロセスが提案されている。
米国特許出願公開第２００９／０１４９６３８号には、タンパク質の下流精製を大規模に行う、自動化可能なシステム及びプロセスが開示されており、このプロセスは、高いスループットで連続的に動作可能である。このプロセスでは、中間の限外濾過／透析濾過ステップを用いず、１つのクロマトグラフィーステップが他のステップに続き、１つのタンクからの溶出液を酸性又は塩基性にし得る中間の保持タンクを介して他のタンクに移送する。
米国特許出願公開第２００９／０１２６４６６号には、多次元高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）が開示されており、ここでは、第１のクロマトグラフィー分離を第１の移動相を用いて第１のｐＨで実施し、ここから回収された１以上の画分を、第２の移動相を用いて第２の異なるｐＨで第２のクロマトグラフィー分離にかける。この１以上の画分を第２のクロマトグラフィー分離方式にかける前に、第１の分離から回収された１以上の画分を、任意選択的に、オンラインで濃縮又は希釈することがある。
本発明の目的は、展開時間、処理時間、及び物品のコストを一層削減可能で、中間の保持タンクを必要としない、改良された自動化分離システムを提供することである。
本発明によると、単一の動作ユニットを形成するように直列に接続された幾つかの分離ユニットを有する分離又は精製システムによって、上記その他の目的及び利点を達成するが、このシステムには、分離ユニット間の流体の流れのパラメータを測定し、測定されたパラメータを調節するための手段、好ましくは閉ループ手段が、各分離ユニット間にインラインで設けられる。このようなシステムでは、動作時間が短縮され、例えば、モノクローナル抗体の生産で必要とされるような中間保持や中間試験の必要がなくなる。
しかし、上記の発明概念は、クロマトグラフィーカラム又はフィルタの形態における下流精製（ＤＳＰ）又は分離ユニットに限定されるものではなく、抗体等のタンパク質の精製に限定されるものでもない。むしろ、本発明は、化学又は生化学種のいかなる分離又は精製に対しても、これらの生産の上流と下流のいずれに対しても、概して同様に適用可能である。
したがって、本発明は、一態様において、請求項１に定義した分離システムを提供する。
この分離システムは、複数の分離ユニットを含み、各分離ユニットは、流体入口と流体出口とを含む。分離ユニットの出口と入口が直列に接続され、分離ユニットの列を形成する。各分離ユニット間には、分離ユニットの列うち１つの分離ユニットからその次の分離ユニットに流れる流体の１以上の環境特性パラメータを監視及び調節するための、検知・調節手段がインラインで設けられる。
本明細書で使用する用語「分離ユニット」は、広義に解釈されるべきであり、例えば、カラム及び膜を含むクロマトグラフ装置、フィルタ、遠心分離器、二段分離装置等も包含する。
また、本明細書で使用するシステム中の流体の流れに関する用語「環境特性パラメータ」もまた、広義に解釈されるべきで、例えば、導電率、圧力、粘度、温度、屈折率、濁度、流量等の流体の物理的なパラメータ、及びｐＨ、分子の濃度（例えば、生成物、塩）、全有機体炭素（ＴＯＣ）等の化学的パラメータも包含する。
この分離システムは、好ましくは、分離システムを操作するためのコンピュータ制御及びデータ解析システムを含む。
本発明は、別の態様において、請求項１４に定義した精製方法を含む。
この方法は、１種以上の所望の化学種を含有する液体を精製するためのものであり、（ｉ）この液体を第１の分離ユニットに流入させ、そこから所望の化学種を含有する精製後の流体流出物を得るステップと、（ｉｉ）流体流出物の１以上の環境特性パラメータをオンラインで監視し、所望の値に調節するステップと、（ｉｉｉ）流出物を第２の分離ユニットに導き、そこから所望の化学種を含有する精製後の流体流出物を得るステップと、（ｉｖ）所望の化学種を含有する精製後の流出物を回収するステップとを含む。
好ましい実施形態として、この方法は、第２の分離ユニットからの流出物を１以上の付加分離ユニットにかけるステップを含み、各付加分離ユニットへの流体の入口流れの１以上の環境特性パラメータを監視し、所望の値に調節する。
好ましくは、これらの方法ステップを、コンピュータ制御及びデータ解析システムによって制御する。
また別の態様では、本発明は請求項１６に定義したように、生体分子の研究用の、最初に述べた態様による分離システムの利用を含む。
更に他の態様では、本発明は請求項１７に定義したように、分離手法の開発用の、最初に述べた態様による分離システムの利用を含む。
本発明の上述の態様のその他の好ましい実施形態は、従属請求項に記載されている。
以下の詳細な説明及び添付の図面を参照することにより、本発明をより完全に理解し、更なる特徴及び利点をより完全に理解できよう。
上述のように、本発明は、概して、複数の分離ユニットが直列に接続されて単一の動作ユニットを形成する分離又は精製システムに関し、この分離又は精製システムは、各分離ユニット間にインラインの検知・調節手段を含む。以下、抗体、特にモノクローナル抗体用の下流精製システムの形態において、本発明をより詳細に説明するが、これは単に例示目的によるものであって、本発明の実施形態がこれに限定されることはない。
この分離システムは、ストレートスルー・プロセッシング（ＳＴＰ）システムとも称され、複数のクロマトグラフィーステップとウイルス濾過ステップとを単一の連続プロセスに統合したものである。ＳＴＰシステムの基本的な特徴は、これに限定されることはないが、ｐＨ、導電率、及び生成物の流れのＵＶ吸光度を含むプロセスパラメータの制御を、好ましくは閉ループ方式で実施するように設計されていることである。
図１は、本発明によるＳＴＰシステムの基本構成を線図で示しており、本図面では３つの分離ユニットを有するが、例示を目的とするものであって、これに限定されることはない。
図１では、第１の分離ユニット１（ここではＤＳＰ１と称する）は、自身の出口を介して、直導管、即ちパイプ２によって第２の分離ユニット３（ここではＤＳＰ２と称する）の入口に接続される。次に、第２の分離ユニット３の出口は、直導管４を介して第３の分離ユニット５（ここではＶＦと称する）の入力部に接続され、これによって、３つの分離ユニットが連続した分離ユニットの列を形成する。
各分離ユニット１、３、及び５の間には、監視及び制御（上昇又は降下、即ち増加又は減少）を行うインライン調節（ＩＬＡ）のための手段を備える。第１のインライン調節手段６は、第１の分離ユニット１の導入管７に連結され、第２のインライン調節手段８は、第１及び第２の分離ユニット１、３間で導管２に連結され、第３のインライン調節手段９は、第２及び第３の分離ユニット３、５間で導管４に連結される。これらのインライン調節手段は、従来のバッチに基づく処理装置におけるプロセス内サンプリングと、プロセスパラメータ試験とを置換するものと考えられる。インライン調節は、以下に詳述するように、閉ループ（フィードバックループ）を介してセンサを使用して行われるので、異常発生時には即座に応答可能である。
精製後の生成物を含有する流体の流れは、導出管１０を介してウイルス除去フィルタ５から回収される。
通常、様々なシステムユニットが、プラットフォーム即ち架台上に搭載される。また、ＳＴＰシステムの操作は、通常、コンピュータ制御及びデータ解析システムを用いて行われる。
例示した分離システムが、例えば、モノクローナル抗体等のタンパク質の下流精製（ＤＳＰ）を意図したものである場合、３つの分離ユニットは、例えば、図１のように、ＤＳＰ１、ＤＳＰ２、及びＶＦで示す、２つのクロマトグラフカラムと１つのウイルス除去フィルタを直列に含むであろう。第１のカラムＤＳＰ１がカチオン交換クロマトグラフィー（ＣＩＥＸ）カラム、第２のカラムＤＳＰ２がアニオン交換クロマトグラフィー（ＡＩＥＸ）カラム、そしてウイルス除去フィルタＶＦが、例えばメンブレンフィルタであってよい。或いは、３つの異なるクロマトグラフカラムを使用してもよい。
そのような場合、インラインの環境調節は、例えば、第１のカラム（ＤＳＰ１）に流入する生成物の流れに対するイオン強度（導電率）調節を含み得る。第１（ＤＳＰ１）と第２（ＤＳＰ２）のカラム間のインライン調節は、ｐＨ及び／又は導電率の変更を含み得る。第２のカラム（ＤＳＰ２）とウイルス濾過（ＶＦ）との間のインライン調節は、希釈（生成物の濃度）、及び任意選択的にｐＨ調節も含み得る。使用する緩衝液とその他の液体を、予め調製された溶液の入ったタンクで供給しても、或いは、インライン調製（インライン希釈）システムを使用してリアルタイムで調製してもよく、例えば、本明細書に付随して出願された同時係属中の出願「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｉｑｕｉｄ ｍｉｘｔｕｒｅｓ（液体混合物の調製のための方法及びシステム」に記載されたタイプのものであってよい。
従来のバッチに基づくモノクローナル抗体の下流精製と比べると、本発明の自動化されたストレートスルー方式では、より短いバッチ処理時間で能率的に一連のプロセスが行われ、調製設備の利用効率と処理能力が向上し、ステップ間の容器及びこれら容器の付属物が不要になり、処理コストが少くて済む。また、センサに基づくインライン調節によって、より堅固なプロセスが提供される。
本発明の分離システムには広範囲な用途があるだろう。このように、直接的な生成物の精製以外の用途も、既存の手動中心のシステムに比べて、かなり簡便化されるであろう。そのような用途には、例えば、生体分子の研究及び分離手法の開発を含む。他の用途には、幾つか挙げるだけでも、例えば、媒体及び／又は装置の寿命のスケールアップ及びスケールダウンに関する研究、クリアランスに関する研究、クリーニングに関する研究を含む。
この分離システムでは、高精度に加え、高い再現性を得ることができる。
この分離システムは、分離環境の制御だけでなく、分離される分子の環境にも影響を与え得る。例えば、低ｐＨを使用することでウイルスを不活化することができ、ｐＨ、イオン強度、及びタンパク質濃度を、所望の生成物が安定で、プロテアーゼが不活化し、且つ／又は好ましくない凝集体が形成されないレベルとすることができる。
上述のように、インライン調節は、閉ループ（フィードバックループ）を介してセンサを使用して行われる。閉ループ制御システムは、簡単な設計では、閉ループ状に接続されたプロセスと制御装置とを含む。このプロセスは、自身の入力信号（制御信号）の影響を受ける。測定信号、即ちプロセス出力信号は、制御対象のプロセスに関する情報を与える。制御装置は、測定信号と、この測定信号の所望値を示す設定点の２つの信号を有する。２つの信号間の差は、プロセスの実際の応答が所望の応答に近付くような結果をもたらす動作を生じる。つまり、これによって信号差がゼロになる。より複雑な制御システムでは、複数の測定信号と複数の制御信号を有する。閉ループ制御システムは周知のため、本明細書で詳細に説明する必要はない。
一般的に使用されている閉ループ制御装置は、ＰＩＤ（比例・積分・微分）制御装置である。ＰＩＤ制御装置は、３つの個別のパラメータ、即ち、比例、積分、及び微分値を計算する。比例値は、現在の誤差に対する応答を決定し、積分値は、最近の誤差の総和に基づき応答を決定し、微分値は、誤差が変化した速度に基づき応答を決定する。これら３つの作用の加重和を使用して、制御値の一部分を調節する。
上記で概説したインライン調節手段では、インライン検知装置、即ちセンサ（検出器）が、制御装置と、通常は流体送達のためのポンプその他の原動力である液体送達装置とに、閉ループ状に接続されており、検知されたシステムパラメータ値と設定点との間の差で、ポンプの作動を制御する。
基本的に、スペクトル測定（例えば、近赤外、ＵＶ）又はイオン測定（導電率、ｐＨ）に基づくセンサ等、システムの流体及び流れの特定のパラメータを検出して測定可能な（アナログ又はデジタル）信号を出力可能な、任意のセンサを使用可能である。
インライン調節手段は、通常、コンピュータ制御で動作するが、ＳＴＰシステムの動作に使用されるコンピュータ制御及び解析システムとは別の形態のものでも、同じ形態のものでもよい。上述のタンパク質精製の場合、プロセスに供給する流れにおいて、段階的な変化、急激な変化、及び緩慢な変化がこれらのパラメータに生じると、例えば、インライン調節でｐＨ、導電率、及びＵＶの閉ループ制御が実施される。
図２は、タンパク質、特にモノクローナル抗体の下流精製用に設計された、本発明によるクロマトグラフィーシステムの一実施形態の構成を示す。
このクロマトグラフィーシステムは、直列に接続された３つの分離ユニット、即ち、カチオン交換カラム２１と、アニオン交換カラム２２と、ウイルス除去フィルタ２３とを含む。具体的には、カラム２１は導管２４を用いてカラム２２に連結され、カラム２２は弁、圧力遮断タンク２６、及びポンプ２７を介して導管２５を用いてウイルス除去フィルタ２３に連結される。
クロマトグラフィーカラム２１の入口は、導管２８を通じて、弁と気泡トラップ３０とを介して第１のクロマトグラフィーポンプ２９に、Ｔ字接合部３２で導管２８に接続する導管３１を通じて、第２のクロマトグラフィーポンプ３３に接続される。第１のポンプ２９は、導入ライン３４を有し、この導入ラインは（この場合）４つの導入弁３５を備え、そのうち１つがサンプル弁として作用する。同様に、第２のポンプ３３は導入ライン３６を有し、この導入ラインは（この場合）４つの導入及びサンプル弁３７を備える。
閉ループ制御回路（ＰＩＤ）は、クロマトグラフィーポンプ２９及び３３の動作を制御すると共に、導入管２８の導電率を検知するためのインライン導電率センサ３８を含み、このインライン導電率センサ３８は、ポンプ２９及び３３に更に接続される制御装置３９に接続される。クロマトグラフィーカラム２１及び２２を接続する導管２４に連結されるインラインフローセンサ４０もまた、閉ループ方式で制御装置３９に接続される。
クロマトグラフィーポンプ２９及び３３は、クロマトグラフィーで従来使用されているグラジエントポンプに相当し、上述の閉ループ制御回路は、グラジエントシステム上に設けられる標準的な導電率フィードバック調節ロジックに相当する。
例示したクロマトグラフィーシステムは、４つのインライン調節構造を含む。
第１のインライン調節構造は、クロマトグラフィーカラム２１からの流出物の導電率を調節するためのもので、緩衝液ポンプ４１を含むが、このポンプは、導管４２を介して下流の混合器４４付近のＴ字接合部４３で導管２４に接続されている。ＰＩＤ閉ループ制御回路が、ポンプ４１の動作を制御するために設けられ、混合器４４の下流で導管２４に連結されるインライン導電率センサ４５を含んでいる。導電率センサ４５は更に、ポンプ４１に接続される制御装置４６に接続される。ＰＩＤループは、センサ４５から導電率を読み取ってポンプ４１を調節し、導電率を所望の設定点に到達させてこれを維持する。
第２のインライン調節構造は、クロマトグラフィーカラム２１からの流出物のｐＨを調節するもので、緩衝液ポンプ４７を含むが、このポンプは、導管４８を介して下流の混合器５０付近のＴ字接合部４９で導管２４に接続されている。ＰＩＤ閉ループ制御回路が、ポンプ４７の動作を制御するために設けられ、混合器５０の下流で導管２４に連結されるインラインｐＨセンサ５１を含む。ｐＨセンサ５１は更に、ポンプ４７に接続される制御装置５２に接続されている。ＰＩＤループは、センサ５１からｐＨを読み取ってポンプ４７を調節し、ｐＨを所望の設定点に到達させてこれを維持する。
第３のインライン調節構造は、導管２５中の第２のクロマトグラフィーカラム２２からの流出物のＵＶ吸光度（生成物濃度）を調節するもので、緩衝液ポンプ５３を含むが、このポンプは、導管５４を介して下流の混合器５６付近のＴ字接合部５５で導管２５に接続されている。ＰＩＤ閉ループ制御回路は、混合器５６の下流で導管２５に連結されるインラインＵＶセンサ５７を含み、ポンプ５３の動作を制御する。ＵＶセンサ５７は、ポンプ５３に更に接続される制御装置５８に接続されている。ＰＩＤループは、センサ５７からＵＶ吸光度を読み取ってポンプ５３を調節し、ＵＶ吸光度を所望の設定点に到達させてこれを維持する。
第４のインライン調節構造は、圧力遮断タンク２６の下流で導管２５中の生成物の流れのＵＶ吸光度（生成物濃度）の最終調節を行うために設けられる。このインライン調節構造は、希釈緩衝液ポンプ２７と、ポンプ２７の動作を制御するＰＩＤ閉ループ制御回路とを含み、ポンプ２７とウイルス除去フィルタ２３との間で導管２５に連結されるインラインＵＶセンサ５９と制御装置６０とを含む。ＰＩＤループは、センサ５９からＵＶ吸光度を読み取ってポンプ２７を調節し、ＵＶ吸光度を所望の設定点に到達させてこれを維持するが、この設定点は、フィルタの詰まりを避けるために必要なだけの濾過前の希釈度に相当するように選択される。
第１のカラムへローディング中の生成物の流れの導電率及び／又はｐＨのインライン調節は、クロマトグラフィーポンプ２９及び３３、並びに、関連するＰＩＤ制御回路３８、３９によって行われ、任意で、これを第５のインライン調節構造とみなすこともできる。
例示したクロマトグラフィーシステムは、更に、気泡トラップ３０の上流にインライン圧力センサ６１を含み、カラム２１の下流且つ接合部４３の上流に、インラインの導電率センサ６２、ｐＨセンサ６３、及びＵＶセンサ６４を含む。
ウイルス除去フィルタ２３は、例えば、メンブレンフィルタである。
クロマトグラフィーシステム中の各種ポンプは、例えば、ペリスタポンプ、ピストンポンプ、及びダイアフラムポンプから選択される。
混合器４４、５０、５６は、チューブ内、即ちチューブの内径寸法が増減するパイプの区画の、流れの中に乱流を発生させる定置式ミキサでよい。
このクロマトグラフィーシステムは、制御ソフトウェアによって制御される。典型的なこのような制御ソフトウェアとして、ＵＮＩＣＯＲＮ（商標）制御システム（スウェーデン、ウプサラのＧＥヘルスケアバイオサイエンスＡＢ）が含まれるが、これは、制御装置とコンピュータグラフィックユーザインターフェースを備えたＩ／Ｏインターフェースを基盤とする、一体化制御システム部である。
図２に図示し上述したシステムは、様々な方式で機能し得る。以下、３つの典型的な利用形態を例示目的において説明する。
１．第１のカラム（２１）が結合・溶出方式、最後がウイルス濾過（２３）の場合。
２．第１のカラム（２１）が結合・溶出方式、第２のカラム（２２）が捕獲方式（フロースルー）、最後がウイルス濾過（２３）の場合。
３．第１のカラム（２１）が結合・溶出方式、第２のカラム（２２）が結合・溶出方式、最後がウイルス濾過（２３）の場合。
１．第１のカラム（２１）が結合・溶出方式、最後がウイルス濾過（２３）の場合。
２．第１のカラム（２１）が結合・溶出方式、第２のカラム（２２）が捕獲方式（フロースルー）、最後がウイルス濾過（２３）の場合。
３．第１のカラム（２１）が結合・溶出方式、第２のカラム（２２）が結合・溶出方式、最後がウイルス濾過（２３）の場合。
１．第１のカラムが結合・溶出方式、最後がウイルス濾過の場合
第１のカラム２１は、予め調製された溶液、或いは、前述の同時係属中の出願「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｉｑｕｉｄ ｍｉｘｔｕｒｅｓ（液体混合物の調製のための方法及びシステム）」に開示されたのもの等インライン緩衝液調製ユニット又は構造を使用してリアルタイムで調製された緩衝液のいずれかと平衡になっている。次に、サンプルは、直接、或いは、ポンプ３３及び制御回路３８、３９、４０を介した導電率又はｐＨの調節を伴って、カラム２１にローディングされる。サンプルが結合し、非結合のサンプルの洗浄が完了した後、タンパク質が溶出される。
第１のカラム２１は、予め調製された溶液、或いは、前述の同時係属中の出願「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｉｑｕｉｄ ｍｉｘｔｕｒｅｓ（液体混合物の調製のための方法及びシステム）」に開示されたのもの等インライン緩衝液調製ユニット又は構造を使用してリアルタイムで調製された緩衝液のいずれかと平衡になっている。次に、サンプルは、直接、或いは、ポンプ３３及び制御回路３８、３９、４０を介した導電率又はｐＨの調節を伴って、カラム２１にローディングされる。サンプルが結合し、非結合のサンプルの洗浄が完了した後、タンパク質が溶出される。
溶出は、固定ｐＨ又は導電率で均一濃度で行われ、予め調製された溶液又は（分離システムがそのように装備されている場合は）インラインの緩衝液調製ユニットを使用して調製された緩衝液に供給可能である。或いは、ポンプ２９、３３及び制御回路３９、３８、４０を用いた、流れ又は導電率の勾配溶出も適用可能である。勾配溶出では、ポンプ間の混合物に対する目標設定点を直線的な割合で変化させることが可能であり、システム制御の制御アルゴリズムによって、混合物をこの変化する直線状の設定点に追従させる。
任意で、カラム２１の溶出時に、ポンプ４１、導管４２、Ｔ字接合部４３、混合器４４、及び導電率制御回路４５、４６を含む第１のインライン調節構造を介して、導電率を溶出中にインラインで特定値に調節可能である。同様に、ポンプ４７、導管４８、Ｔ字接合部４９、混合器５０、及びｐＨ制御回路５１、５２を含む第２のインライン調節構造を介して、ｐＨもインラインで調節可能であり、ポンプ５３、導管５４、Ｔ字接合部５５、混合器５６、及びＵＶ制御回路５７、５８を含む第３のインライン調節構造を介して、タンパク質の濃度もインラインで調節可能である。
濃度調節後の生成物は、ポンプ２７及びＵＶ制御回路５９、６０を使用して、定圧で連続的にフィルタ２３を通過する。
２． 第１のカラムが結合・溶出方式、第２のカラムが捕獲方式（フロースルー）、最後がウイルス濾過の場合
第１と第２のカラム２１、２２は、予め調製された溶液又は（そのように装備されている場合は）システムのインライン緩衝液調製機能を使用してリアルタイムで調製された緩衝液のいずれかと平衡になっている。この平衡溶液が２つのカラムに対して同一の場合は、これを一緒に実施してもよいが、別のカラムをバイパスして平衡化を順次実施してもよい。
第１と第２のカラム２１、２２は、予め調製された溶液又は（そのように装備されている場合は）システムのインライン緩衝液調製機能を使用してリアルタイムで調製された緩衝液のいずれかと平衡になっている。この平衡溶液が２つのカラムに対して同一の場合は、これを一緒に実施してもよいが、別のカラムをバイパスして平衡化を順次実施してもよい。
次に、サンプルを、直接、或いは導電率３３、３８又はｐＨ３９、４０の調節を行って、カラム２１にローディングする。この操作の間、第２のカラム２２は、プロセスの要件に応じて、インラインであってもバイパスされてもよい。サンプルが結合し、非結合のサンプルの洗浄が完了した後、タンパク質が溶出される。
溶出時、第２のカラム２２が未だインラインでない場合は、第２のカラム２２をインラインにする。溶出は、固定のｐＨ又は導電率で均一濃度で行われ、予め調製された溶液又は（そのように装備されている場合は）システムのインラインの緩衝液調製機能を使用して調製された緩衝液に供給可能である。或いは、ポンプ２９、３３、及び制御回路３９、３８、４０を用いた、流れ又は導電率の勾配溶出も適用可能である。勾配溶出では、ポンプ間の混合物に対する目標設定点を直線的な割合で変化させることが可能であり、システム制御の制御アルゴリズムによって、混合物をこの変化する直線状の設定点に追従させる。
任意で、第１のカラム２１の溶出時に、導電率及び／又はｐＨを第２のカラム２２の適用要件に合わせてインラインで調節可能であり、ポンプ４１、導管４２、Ｔ字接合部４３、混合器４４、及び制御回路４５、４６を含む第１のインライン調節構造を介して、導電率が調節され、ポンプ４７、導管４８、Ｔ字接合部４９、混合器５０、及び制御回路５１、５２を含む第２のインライン調節構造を介してｐＨが調節される。
第２のカラム２２からのタンパク質濃度は、ポンプ５３、導管５４、Ｔ字接合部５５、混合器５６及び制御回路５７、５８を含む第３のインライン調節構造によって、インラインで特定値に調節可能である。
濃度調節後の生成物は、ポンプ２７及び制御回路５９、６０を使用して、定圧で連続的にフィルタ２３を通過する。
なお、プロセス要件を満たすことが必要な場合に、中間的な導電率調節ループ４１、４２、４３、４４、４５、４６（第１のインライン調節構造）及びｐＨ調節ループ４７、４８、４９、５０、５１、５２（第２のインライン調節構造）の位置を変えることによって、このシステムを第２のカラム２２の後での調節が可能なように、システムの動作前に（又は動作時に追加の弁を加えることによって）システムを容易に構成できる。
３．第１のカラムが結合・溶出方式、第２のカラムが結合・溶出方式、最後がウイルス濾過の場合
第１と第２のカラム２１、２２は、予め調製された溶液又は（装備されている場合は）システムのインライン緩衝液調製機能を使用してリアルタイムで調製された緩衝液と平衡になっている。平衡溶液が２つのカラムに対して同一の場合、インラインで一緒これを実施してもよいが、別のカラムをバイパスして順番に平衡化を実施してもよい。この時点では、フィルタ２３はインラインでない。
第１と第２のカラム２１、２２は、予め調製された溶液又は（装備されている場合は）システムのインライン緩衝液調製機能を使用してリアルタイムで調製された緩衝液と平衡になっている。平衡溶液が２つのカラムに対して同一の場合、インラインで一緒これを実施してもよいが、別のカラムをバイパスして順番に平衡化を実施してもよい。この時点では、フィルタ２３はインラインでない。
サンプルは、直接又はポンプ３３及び制御回路３８、３９、４０を通じて、導電率又はｐＨの調節を行って、カラム２１にローディングされる。この操作の間、第２のカラム２２はバイパスされる。サンプルが結合し、非結合のサンプルの洗浄が完了した後、タンパク質が溶出される。
溶出は、固定のｐＨ又は導電率で均一濃度で行われ、予め調製された溶液又は（そのように装備されている場合は）システムのインラインの緩衝液調製機能を使用して調製された緩衝液に供給可能である。或いは、ポンプ２９、３３及び制御回路３９、３８、４０を用いた、流れ又は導電率の勾配溶出も適用可能である。勾配溶出では、ポンプ間の混合物に対する目標設定点を直線的な割合で変化させることが可能であり、システム制御の制御アルゴリズムによって、混合物をこの変化する直線状の設定点に追従させる。
第１のカラム２１からの溶出時に、第２のカラム２２がインラインになり、第１のカラム２１からの溶出液が第２のカラム２２に結合する。任意で、第１のカラム２１の溶出時に、第２のカラム２２に結合するための適用要件に合うように、導電率及び／又はｐＨをインラインで調節可能であり、ポンプ４１、導管４２、Ｔ字接合部４３、混合器４４、及び制御回路４５、４６を含む第１のインライン調節構造によって導電率が調節され、ポンプ４７、導管４８、Ｔ字接合部４９、混合器５０、及び制御回路５１、５２を含む第２のインライン調節構造を通じてｐＨが調節される。
第１のカラム２１からの全てのタンパク質が第２のカラム２２に結合した後、第１のカラム２１はバイパスされ、第２のカラム２２で非結合のサンプルが洗浄される。第２のカラム２２の洗浄が完了すると、フィルタ２３がインラインになり、第２のカラム２２からの溶出が始まる。
溶出は、固定のｐＨ又は導電率で均一濃度で行われ、予め調製された溶液又は（そのように装備されている場合は）システムのインラインの緩衝液調製機能を使用して調製された緩衝液に供給可能である。或いは、ポンプ２９、３３及び制御回路３９、３８、４０を用いた、流れ又は導電率の勾配溶出も適用可能である。勾配溶出では、ポンプ間の混合物に対する目標設定点を直線的な割合で変化させることが可能であり、システム制御の制御アルゴリズムによって、混合物をこの変化する直線状の設定点に追従させる。
第２のカラム２２からのタンパク質濃度は、ポンプ５３、導管５４、Ｔ字接合部５５、混合器５６、及び制御回路５７、５８を含む第３のインライン調節構造を使用して、インラインで特定値に調節可能である。溶出生成物は、制御回路５９、６０を介して、定圧で、ポンプ２７によって連続的にフィルタ２３にポンプ送りされる。
なお、プロセス要件を満たすことが必要な場合に、中間的な導電率調節ループ４１、４２、４３、４４、４５、４６（第１のインライン調節構造）及びｐＨ調節ループ４７、４８、４９、５０、５１、５２（第２のインライン調節構造）の位置を変えることによって、このシステムを第２のカラム２２の後での調節が可能なように、システムの動作前に（又は動作時に追加の弁を加えることによって）システムを容易に構成できる。
以下、本発明の機能性を実証する試験用プラットフォームを用いて実施した実験について説明する。
以下に例を用いて本発明を説明するが、本例は単に例示目的を意図したもので、添付の特許請求の範囲に定義された本発明を限定するものではないと理解されたい。ここでは、以下又は本願の他の部分に述べた参照符号を引用する。
２つのカラムとウイルス濾過を直列に有する、上述した本発明のＳＴＰシステムの実施形態の機能性が、それぞれが単一のカラムを有するがウイルスフィルタを有さない、２つの試験用プラットフォーム上で、２つのモデルのモノクローナル抗体（Ｍａｂ）生成物に対して実施された試験によって実証された。
２つの試験用プラットフォームは、標準的な１０ｍｍのＢｉｏＰｒｏｃｅｓｓポリプロピレンシステム（スウェーデン、ウプサラのＧＥヘルスケアバイオサイエンスＡＢ）を基に、幾つかの追加的な機能をこのシステムに組み込んだものである。
試験用プラットフォームＩ
図３は、第１のモデルのモノクローナル抗体のＤＰＣ（直接生成物捕獲）生成物に使用される、第１の試験用プラットフォーム用のクロマトグラフィーシステムの構成を示し、以下では「Ｍａｂ１」と称する。
図３は、第１のモデルのモノクローナル抗体のＤＰＣ（直接生成物捕獲）生成物に使用される、第１の試験用プラットフォーム用のクロマトグラフィーシステムの構成を示し、以下では「Ｍａｂ１」と称する。
クロマトグラフィーカラム７１の入口は、気泡トラップ７３を包含する導管７２を介して第１のダイアフラム・クロマトグラフィーポンプ７４（独レオンベルクのＬｅｗａ ＧｍｂＨ）に、そして導管７２に接続する導管７５を介して第２のダイアフラム・クロマトグラフィーポンプ７６（Ｌｅｗａ ＧｍｂＨ）に、接続される。ポンプ７４は導入管７７を有し、この導入管は（この場合）４つの導入弁７８を備え、そのうち１つがサンプル弁として作用する。同様に、ポンプ７６は導入管７９を有し、この導入管は（この場合）４つの導入及びサンプル弁８０を備える。カラム７１の出口は導管８１を介して、（この場合）４つの導出弁８２に接続されるが、そのうち１つは廃棄用である。
第１のペリスタ滴定緩衝液ポンプ８３（米国マサチューセッツ州ウィルミントンのＷａｔｓｏｎ−Ｍａｒｌｏｗ社のＷａｔｓｏｎ−Ｍａｒｌｏｗ ６０４ＩＵ ＩＰ５５）は、導管８４を介してＴ字接合部８５でカラム導出管８１に接続される。パイプ内定置式混合器８６は、接合部８５の下流に設けられる。第２のペリスタ滴定緩衝液ポンプ８７（Ｗａｔｓｏｎ−Ｍａｒｌｏｗ ５２０ＤＵ ＩＰ３１）は、導管８８を介してＴ字接合部８９で導出管８１に接続され、パイプ内定置式混合器９０が接合部８９の下流に設けられる。
第１のＰＩＤ閉ループ制御回路は、クロマトグラフィーポンプ７４及び７６の動作を制御するが、導入管７２の導電率を検知するためのインライン導電率センサ９１（ＧＥヘルスケアバイオサイエンスＡＢのＣＭＣ−ＤＮ８、ＣＭ−Ｐ）を含み、更にポンプ７４、７６に接続される制御装置９２（ＧＥヘルスケアバイオサイエンスＡＢのＵＮＩＣＯＲＮ（商標））に接続される。この制御装置９２には更に、カラム導出管８１に連結されるインラインフローセンサ９３（スイスのライナハのＥｎｄｒｅｓｓ＋ＨａｕｓｅｒのＰＲＯＭＡＳＳ（商標）Ｍ、６０ ＭＴ−ＡＵＧ００Ａ００Ｂ２Ｂ）が、閉ループ方式で接続される。
第２のＰＩＤ閉ループ制御回路は、滴定緩衝液ポンプ８３の動作を制御するが、混合器８６とＴ字接合部８９の間でカラム導出管８１に連結されるインラインのＵＶセンサ９４（生成物濃度検知用）（ＧＥヘルスケアバイオサイエンスＡＢの光学ユニットＵＶ１、ＵＶ−Ｐ）を含む。ＵＶセンサ９４は、制御装置９５（ＧＥヘルスケアバイオサイエンスＡＢのＵＮＩＣＯＲＮ（商標））に接続され、この制御装置は更にポンプ８３に接続される。
第３のＰＩＤ閉ループ制御回路は、滴定緩衝液ポンプ８７の動作を制御するが、混合器９０の下流でカラム導出管８１に連結されるインラインのｐＨセンサ９６（Ｅｎｄｒｅｓｓ＋ＨａｕｓｅｒのｐＨセンサ、ＧＥヘルスケアバイオサイエンスＡＢのトランスミッタｐＨ−Ｐ）を含む。ｐＨセンサ９６は、制御装置９７（ＧＥヘルスケアバイオサイエンスＡＢのＵＮＩＣＯＲＮ（商標））に接続され、この制御装置は更にポンプ８７に接続される。
図示のクロマトグラフィー試験用プラットフォームは、更に、カラム７１の上流にインライン圧力センサ９８を、カラム７１の下流且つ混合器８６の上流にインラインの導電率センサ９９、ｐＨセンサ１００、及びＵＶセンサ１０１を含み、ｐＨセンサ９６の下流にインライン導電率センサ１０２を含む。
緩衝液のみの動作
実際のタンパク質での全ての動作実施に先立ち、緩衝液だけで一連の動作を行い、システムに組み込まれた制御ループの動作の検証と、過渡及び定常状態における、導電率、ｐＨ及びＵＶ（タンパク質濃度）の制御機能のプロファイリングを行った。各制御回路を使用し、プロセスの流れを設定値で制御した。
実際のタンパク質での全ての動作実施に先立ち、緩衝液だけで一連の動作を行い、システムに組み込まれた制御ループの動作の検証と、過渡及び定常状態における、導電率、ｐＨ及びＵＶ（タンパク質濃度）の制御機能のプロファイリングを行った。各制御回路を使用し、プロセスの流れを設定値で制御した。
Ｍａｂ１生成物実験
次に、（ｉ）目標の導電率に対するローディング中のサンプルのインライン希釈の実証、（ｉｉ）溶出中のカラム後ｐＨ調節の実証、及び（ｉｉｉ）溶出中のカラム後タンパク質濃度（ＵＶ）調節の実証を目標として、Ｍａｂ１モノクローナル抗体生成物で実験を行った。
次に、（ｉ）目標の導電率に対するローディング中のサンプルのインライン希釈の実証、（ｉｉ）溶出中のカラム後ｐＨ調節の実証、及び（ｉｉｉ）溶出中のカラム後タンパク質濃度（ＵＶ）調節の実証を目標として、Ｍａｂ１モノクローナル抗体生成物で実験を行った。
カラム７１は、ＳＰ ＳＥＰＨＡＲＯＳＥ（商標）ＸＬカチオンクロマトグラフ用樹脂（ＧＥヘルスケアバイオサイエンスＡＢ）を充填した２５ｃｍのクロマトグラフィーカラム（スウェーデン、ウプサラのＧＥヘルスケアバイオサイエンスＡＢのＢＰＧ（商標））を使用した。流速は、１５０ｃｍ／ｈで実施した溶出を除き、全てのステップで２００ｃｍ／ｈとした。
カチオン交換クロマトグラフィープロセス用に以下の緩衝液を使用した。
導電率センサ９１及び制御装置９２を含むフィードバック制御ループによって、サンプルローディング用にカラム前の導電率調節を実施した。
カラム後では、溶出緩衝液を希釈液として使用し、ペリスタポンプ８３によってＴ字接合部８５中にこれを供給してＵＶ調節を行い、次に、混合器８６（内径が増減する寸法変化区間のパイプ）を用いて混合した。ポンプ８３に連結されると共にセンサ９４と制御装置９５とを含むＰＩＤループで、混合器８６の下流のセンサ９４からＵＶを読み取って、ＵＶが設定点に到達するようにポンプ８３を調節した。
ｐＨ調節をＵＶ調節の後で行い、トリス緩衝液を調節用緩衝液として使用し、ペリスタポンプ８７によって、混合器８６の下流のＴ字接合部８９から導出管８１中に供給すると共に、流れ中のパイプ内定置式混合器９０に供給して、乱流を発生させた。ポンプ８７に連結されたＰＩＤループで、混合器９０の下流のセンサ９６からｐＨを読み取って、ｐＨが設定点に到達するようにポンプ８７を調節した。
試験用プラットフォームＩＩ
図４は、第２のモデルのモノクローナル抗体のＤＰＣ（直接生成物捕獲）生成物に使用される、第２の試験用プラットフォーム用のクロマトグラフィーシステム構成を示しており、以下ではこれを「Ｍａｂ２」と称する。
図４は、第２のモデルのモノクローナル抗体のＤＰＣ（直接生成物捕獲）生成物に使用される、第２の試験用プラットフォーム用のクロマトグラフィーシステム構成を示しており、以下ではこれを「Ｍａｂ２」と称する。
クロマトグラフィーカラム１２１の入口は、気泡トラップ１２３を包含する導管１２２を介して第１のダイアフラム・クロマトグラフィーポンプ１２４（独レオンベルクのＬｅｗａ ＧｍｂＨ）に接続されると共に、導管１２２に接続する導管１２５を介して第２のダイアフラム・クロマトグラフィーポンプ１２６（Ｌｅｗａ ＧｍｂＨ）に接続される。ポンプ１２４は、導入管１２７を有し、この導入管は（この場合）４つの導入弁１２８を備え、その内の１つがサンプル弁として作用する。同様に、ポンプ１２６は導入管１２９を有し、この導入管は（この場合）４つの導入及びサンプル弁１３０を備える。カラム１２１の出口は導管１３１を介して、（この場合）４つの導出弁１３２に接続されるが、そのうち１つは廃棄用である。
第１のピストン滴定緩衝液ポンプ１３３（スウェーデン、ウプサラのＧＥヘルスケアバイオサイエンスＡＢのポンプＰ９００）は、気泡トラップ１２３の下流のＴ字接合部１３５で導管１３４を介してカラム導入管１２２に接続される。パイプ内定置式混合器１３６が、接合部１３５の下流に設けられる。第２のペリスタ滴定緩衝液ポンプ１３７（Ｗａｔｓｏｎ−Ｍａｒｌｏｗ ６０４Ｕ ＩＰ５５）は、導管１３８を介してＴ字接合部１３９でカラム導出管１３１に接続され、パイプ内定置式混合器１４０が接合部１３９の下流に設けられる。
第１のＰＩＤ閉ループ制御回路は、クロマトグラフィーポンプ１２４及び１２６の動作を制御するが、導入管１２２の導電率を検知するためのインライン導電率センサ１４１（ＧＥヘルスケアバイオサイエンスＡＢのＣＭＣ−ＤＮ８、ＣＭ−Ｐ）を含み、更にポンプ１２４、１２６に接続される制御装置１４２に接続される。カラム導出管１３１に連結されるインラインフローセンサ１４３もまた、閉ループ方式で制御装置１４２に接続される。
第２のＰＩＤ閉ループ制御回路は、滴定緩衝液ポンプ１３３の動作を制御するが、混合器１３６とカラム１２１との間でカラム導入管１２２に連結されるインラインのｐＨセンサ１４４（Ｅｎｄｒｅｓｓ＋ＨａｕｓｅｒのｐＨセンサ、ＧＥヘルスケアバイオサイエンスＡＢのトランスミッタｐＨ−Ｐ）を含む。ｐＨセンサ１４４は制御装置１４５に接続され、この制御装置は更に、ポンプ１３３に接続される。
第３のＰＩＤ閉ループ制御回路は、滴定緩衝液ポンプ１３７の動作を制御するが、混合器１４０の下流でカラム導出管１３１に連結されるインラインのＵＶセンサ１４６（ＧＥヘルスケアバイオサイエンスＡＢの光学ユニットＵＶ１、ＵＶ−Ｐ）を含む。ＵＶセンサ１４６は、制御装置１４７に接続され、この制御装置は更にポンプ１３７に接続される。
例示のクロマトグラフィー試験用プラットフォームは、更に、気泡トラップ１２３の上流にインライン圧力センサ１４８を、カラム１２１とＴ字接合部１３９との間にインラインの導電率センサ１４９、ｐＨセンサ１５０、及びＵＶセンサ１５１を、ＵＶセンサ１４６の下流にインライン導電率センサ１５２を含む。
Ｍａｂ２生成物実験
次に、（ｉ）サンプルローディング中のカラム前インラインｐＨ（下降）調節の実証、及び（ｉｉ）溶出中のカラム後タンパク質濃度（ＵＶ）調節の実証を目標として、Ｍａｂ２モノクローナル抗体生成物で実験を行った。
次に、（ｉ）サンプルローディング中のカラム前インラインｐＨ（下降）調節の実証、及び（ｉｉ）溶出中のカラム後タンパク質濃度（ＵＶ）調節の実証を目標として、Ｍａｂ２モノクローナル抗体生成物で実験を行った。
カラム１２１は、ＳＰ ＳＥＰＨＡＲＯＳＥ（商標）ＸＬカチオンクロマトグラフ用樹脂（ＧＥヘルスケアバイオサイエンスＡＢ）を充填した２５ｃｍのクロマトグラフィーカラム（スウェーデン、ウプサラのＧＥヘルスケアバイオサイエンスＡＢのＢＰＧ（商標））を使用した。流速は、全てのステップで２５０ｃｍ／ｈとした。
カチオン交換クロマトグラフィープロセス用に以下の緩衝液を使用した。
カラム前のｐＨ調節は、２Ｍの酢酸を調節緩衝液として使用して行ったが、Ｐ９００容積式ポンプ（スウェーデン、ウプサラのＧＥヘルスケアバイオサイエンスＡＢ）によってＴ字接合部１３５中に供給し、流れ中の定置式混合器１３６を用いて乱流を発生させた。制御装置１４５を含むＰＩＤループで、ｐＨ用定置式混合器１３６の下流でセンサ１４４からｐＨを読み取って、ｐＨが設定点に到達するようにポンプ１３３を調節した。
カラム後は、溶出緩衝液を希釈液として使用してＵＶ調節を行った。ペリスタポンプによって配管のＴ字区間の接合部１３９において、これを流れに供給し、混合器１４０で攪拌した。制御装置１４７を含むＰＩＤループで、Ｔ字結合部１３９の下流のセンサ１４６からＵＶを読み取って、ＵＶが設定点に到達するようにポンプ１３７を調節した。
結果／結論
緩衝液動作では、ポンプが自身の直線的動作範囲で動作していれば、多くの動的な条件にシステムが応答可能であることがわかった。
緩衝液動作では、ポンプが自身の直線的動作範囲で動作していれば、多くの動的な条件にシステムが応答可能であることがわかった。
Ｍａｂ２サンプル動作では、システムが異なった開始導電率のサンプルに応答可能であり、カラムへのローディングと結合が成功することを実証した。インライン希釈を伴うサンプルローディングでは、サンプルバッチの開始導電率又はｐＨの差にかかわらず、適切なローディング条件を確実に満たすローディングパラメータの自動調節を実証した。この技術では、手動操作でバッチを調節しなくてもローディングが確実に成功するように、条件を調節することができる。ローディング中のＵＶ測定によると、生成物の損失はなかった。
カラム後のｐＨ調節、並びにカラム後のタンパク質濃度制御が成功したことも実証された。ｐＨ調節では、カラムから溶出するｐＨを調節できることがわかったが、これでｐＨ調節を行って第２のカラム又は他の分離装置へのローディングを行うこともできる。インラインで調節を実施することによって、システムが溶出流れの状態変化に応答できるようになるので、次のカラムへの抗体又はタンパク質が確実に適切になるように調製したり、不安定な状態の時間を最小限にすることができる。このことは、タンクでのバッチ調節方式では達成し得ないことである。このように、ＳＴＰシステムでは、当該種類の抗体精製システムにおいて、カラム１と２の間で容器の必要がなくなる。
サンプル濃度調節は、抗体精製システムにおいて、第２のカラムの下流にあるウイルスフィルタで早期の詰まりが生じ得るレベルよりも濃度を確実に低く保つことに有効であった。繰り返しになるが、インラインでの調節によって、システムの応答が可能になるので、動作後の希釈にかかる時間と労力を節約し、無菌濾過ステップへ流れを直接適用できるようになり、手動でのインタラクションをなくすことによって品質が向上する。このように、ＳＴＰシステムは、抗体精製システムにおいて、カラム２とウイルスフィルタとの間で調節を行う容器が不要になる。
本発明は、上述の好適な実施形態に限定されることはない。各種代替手段、変更、及び等価物の使用が可能である。したがって、上記の実施形態は、本発明の範囲を限定するものではなく、添付の特許請求の範囲によって定義されるとみなされるべきである。
Claims (14)
- タンパク質の下流精製のためのストレートスルー・プロセッシング分離システムであって、
各々流体入口と流体出口とを含む２以上の分離ユニットであって、分離ユニットの出口と入口とが直列に接続されて分離ユニット列を形成している２以上の分離ユニットと、
各分離ユニット間にインラインで設けられた検知・調節手段であって、分離ユニット列のうち１つの分離ユニットから次の分離ユニットに流れる流体の１以上の環境特性パラメータを連続的に監視及び調節する検知・調節手段と
を備えており、検知・調節手段が、流体送達装置と閉ループで接続された制御装置及びインラインセンサを含んでいる、分離システム。 - ３以上の分離ユニットを含む、請求項１記載の分離システム。
- 分離ユニットがカラム及びフィルタから選択される、請求項１記載の分離システム。
- 流体送達装置が１以上のポンプを含む、請求項１記載の分離システム。
- ２以上のクロマトグラフィーカラムを含む、請求項３記載の分離システム。
- １以上の環境特性パラメータが、ｐＨ、導電率、化学種の濃度から選択される、請求項１記載の分離システム。
- 化学種の濃度を監視及び調節するための検知・調節手段が、ＵＶセンサを含む、請求項６記載の分離システム。
- ２つのクロマトグラフィーカラムとウイルス除去フィルタとを含む、タンパク質精製のための請求項３記載の分離システム。
- クロマトグラフィーカラムが、カチオン交換カラム及びアニオン交換カラムを含む、請求項８記載の分離システム。
- カチオン交換カラムとアニオン交換カラムとの間に設けられる検知・調節手段が、導電率とｐＨのうち少なくとも１つを監視及び調節するための検知・調節手段を含む、請求項９記載の分離システム。
- アニオン交換カラムとウイルス除去フィルタとの間に設けられる検知・調節手段が、ＵＶ吸光度を監視及び調節するための検知・調節手段を含む、請求項９記載の分離システム。
- 分離システムを操作するためのコンピュータ制御及びデータ解析システムを含む、請求項１記載の分離システム。
- １種以上の所望のタンパク質を含有する液体からタンパク質を下流精製するためのストレートスルー・プロセッシング方法であって、
液体を第１の分離ユニットにローディングし、そこから所望のタンパク質を含有する精製後の流体流出物を得るステップと、
流体送達装置と閉ループで接続された制御装置及びインラインセンサを用いて、流体流出物の１以上の環境特性パラメータを、オンラインで監視して所望の値に調節するステップと、
流出物を第２の分離ユニットに導き、そこから所望のタンパク質を含有する精製後の流体流出物を得るステップと、
所望のタンパク質を含有する精製後の流出物を回収するステップと
を含む方法。 - 第２の分離ユニットからの流出物を、１以上の追加の分離ユニットにかけるステップを含み、各々の追加の分離ユニットへの流体の入口流れの１以上の環境特性パラメータを監視して所望の値に調節する、請求項１３記載の方法。
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