JP5767584B2 - クロマトグラフィー膜、それを含む装置及びその使用方法 - Google Patents
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-
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Description
(a)供給口及び排出口;
(b)前記供給口と前記排出口の間の流体流路;及び
(c)前記筐体ユニット内の複合材料
を有し、
前記複合材料が、
支持部材を通って延びる複数の孔を有する支持部材;及び
平均径が10nm〜3000nmであるマクロ孔を有する非自己支持型マクロ多孔性架橋ゲルであって、前記支持部材の孔の中に配置されているマクロ多孔性ゲルを有し;
前記マクロ多孔性架橋ゲルの前記マクロ孔が前記支持部材の前記孔より小さく;
前記支持部材の孔が流体流路に対して実質的に垂直であることを特徴とする流体処理装置に関するものである。
(a)供給口及び排出口;
(b)前記供給口と前記排出口の間の流体流路;及び
(c)前記筐体ユニット内の複合材料
を有し、
前記複合材料が、
支持部材を通って延びる複数の孔を有する支持部材;及び
平均径が10nm〜3000nmであるマクロ孔を有する非自己支持型マクロ多孔性架橋ゲルであって、前記支持部材の孔の中に配置されているマクロ多孔性ゲルを有し;
前記マクロ多孔性架橋ゲルの前記マクロ孔が前記支持部材の前記孔より小さく;
前記支持部材の孔が流体流路に対して実質的に垂直であることを特徴とする流体処理装置に関するものである。
未処理もしくは汚れたプロセス流からの生体分子等の標的材料の選択的捕捉に有効な親水性で高結合・高スループットのクロマトグラフィー膜が開示される。この捕捉プロセスは、より代表的な膜貫通モードとは対照的に、膜媒体の表面もしくはほぼ表面で標的分子を結合させることで行うことができる(「クロスフロー」モード)。捕捉された標的化学種は、その後の手順で非常に高純度で回収することができる。これらの最終段階は、性質上クロマトグラフィー的であり、標的材料の制御された分離を可能とするものである。重要な点として、回収段階及び分離段階は、タンジェンシャルフローもしくは膜貫通フローで、又はそれらの組み合わせで行うことができる。例えば、図1を参照。
簡便のため、本発明についてさらに説明を行う前に、本明細書、実施例及び添付の特許請求の範囲で用いられるある種の用語をここでまとめる。これらの定義は、開示の残りの部分を踏まえて読み、当業者によるものと理解すべきである。別段の定義がない限り、本明細書で使用される技術用語及び科学用語はいずれも、当業者が共通に理解するものと同じ意味を有する。
(一般的な装置の性質)
ある種の実施形態において、本発明は、筐体ユニットを有する流体処理装置において、該筐体ユニットが、
(a)供給口及び排出口;
(b)前記供給口と前記排出口の間の流体流路;及び
(c)前記筐体ユニット内の複合材料
を有し、
前記複合材料が、
支持部材を通って延びる複数の孔を有する支持部材;及び
平均径が10nm〜3000nmであるマクロ孔を有する非自己支持型マクロ多孔性架橋ゲルであって、前記支持部材の孔の中に配置されているマクロ多孔性ゲルを有し;
前記マクロ多孔性架橋ゲルの前記マクロ孔が前記支持部材の前記孔より小さく;
前記支持部材の孔が流体流路に対して実質的に垂直であることを特徴とする流体処理装置に関するものである。
前記支持部材が中空多孔質繊維の形態のものであり;
各中空多孔質繊維が管腔を画定しており;
前記管腔の直径が約20μm〜約100μmであり;
前記管腔が、中空多孔質繊維支持部材中の孔に対して実質的に垂直である上記流体処理装置のいずれかに関するものである。
少なくとも一つの供給口及び少なくとも一つの排出口;及び
前記供給口と前記排出口の間の流体流路
を有し;前記流体処理要素のうちのいずれか一つが前記流体流路を横断している流体処理装置に関するものである。
(a)支持部材を通って延伸する複数の孔を有する支持部材;及び
(b)平均径が10nm〜3000nmであるマクロ孔を有する非自己支持型マクロ多孔性架橋ゲルであって、前記マクロ多孔性ゲルが前記支持部材の前記孔に配置されている非自己支持型マクロ多孔性架橋ゲル
を有し;
前記マクロ多孔性架橋ゲルが、使用時に前記複合材料を通過する液体が前記マクロ多孔性架橋ゲルの前記マクロ孔を通過する上で十分な量で前記支持部材の前記孔に存在し;
前記マクロ多孔性架橋ゲルの前記マクロ孔が、前記支持部材の前記孔より小さく;
前記支持部材が中空多孔質繊維の形態であり;
各中空多孔質繊維が管腔を画定しており;
前記管腔が、約20μm〜約100μmの直径のものであり;
前記管腔が、前記中空多孔質繊維支持部材中の前記孔に対して実質的に垂直である上記流体処理装置のいずれかに関するものである。
(a)供給口及び排出口;
(b)前記供給口と前記排出口の間の流体流路;及び
(c)前記筐体ユニット内の複合材料
を有し、
前記複合材料が、
支持部材を通って延びる複数の孔を有する支持部材;及び
平均径が10nm〜3000nmであるマクロ孔を有する非自己支持型マクロ多孔性架橋ゲルであって、前記支持部材の孔の中に配置されているマクロ多孔性ゲルを有し;
前記マクロ多孔性架橋ゲルの前記マクロ孔が前記支持部材の前記孔より小さく;
前記支持部材の孔が流体流路に対して実質的に垂直であることを特徴とする流体処理装置に関するものである。
ある種の実施形態において、本発明は、前記複合材料がカットディスク膜である上記流体処理装置のいずれかに関するものである。ある種の実施形態において、前記カットディスクは再使用可能筐体で用いるためのものである。ある種の実施形態において、前記カットディスクは使い捨て筐体で用いるためのものである。ある種の実施形態において、前記カットディスク膜は、実質的に円形形状のものである。
ある種の実施形態において、本発明は、前記筐体ユニットがカセット構成である上記流体処理装置のいずれかに関するものである。
ある種の実施形態において、本発明は、に関するものである。流体処理要素s.ある種の実施形態において、前記流体処理要素は本発明の流体処理装置で使用されるカートリッジである。ある種の実施形態において、本発明は、膜を有する流体処理要素に関するものである。ある種の実施形態において、本発明は、膜として使用される複合材料を有する流体処理要素に関するものである。
ある種の実施形態において、本発明は、複合材料を有する前記流体処理装置又は要素のいずれかに関するものである。ある種の実施形態において、本発明は、膜として使用される複合材料を含む。
ある種の実施形態において、本発明は、前記流体処理装置のいずれかで、ある物質を含む第一の流体を複合材料と接触させることで、前記複合材料上に前記物質を吸着又は吸収させる段階を有する方法に関するものである。
前記流体処理装置のいずれかで、供給口に流体を置くことで、物質を複合材料に吸着又は吸収させて、透過液を生じさせる段階;及び
前記透過液を前記流体処理装置の排出口から回収する段階
を有する、流体から物質を分離する方法に関するものである。
前記流体処理装置のいずれかで、供給口に流体を置くことで、物質を複合材料に吸着又は吸収させる段階;及び
透過液を前記流体処理装置の排出口から回収する段階;
前記流体処理装置の前記供給口に第二の流体を置くことで、前記複合材料から前記物質を放出させる段階
を有する、流体から物質を分離する方法に関するものである。
前記流体処理装置のいずれかで流体を供給口に置くことで、物質を複合材料に吸着又は吸収させて、透過液を生じさせる段階;及び
前記流体処理装置の排出口から前記透過液を回収する段階
を有し、
前記流体が卵白を含み;前記物質がリゾチームである、流体から物質を分離する方法に関するものである。
前記流体処理装置のいずれかで第一の流体を供給口に置くことで、物質を複合材料に吸着又は吸収させる段階;
前記流体処理装置の排出口から透過液を回収する段階;
前記流体処理装置の前記供給口に第二の流体を置くことで、前記複合材料から前記物質を放出させる段階
を有し、
前記第一の流体が卵白を含み;前記物質がリゾチームである、第一の流体から物質を分離する方法に関するものである。
(ウイルス捕捉についてのデッドエンドモードとクロスフローモードの比較)
クロスフロー技術とデッドエンド技術の改善の一例は、これら二つのモードを互いに直接比較すると実現することができる。図1には、ある具体的な装置をデッドエンド装置として、そしてクロスフロー装置として運転した二つの実験が示されている。対象とする材料はウイルスである。いずれの場合も、洗浄及び溶離後の純粋な標的材料捕捉に対する量によって示されるように、クロスフロー装置の捕捉の方がデッドエンド版を上回っていた。
(クロマトグラフィー捕捉及び回収:卵白アルブミン及びリゾチームの溶離)
膜は、供給流から二つのタンパク質材料を選択的に吸着し、次に代わりの緩衝液流体を用いることで、標的生体分子を選択的に溶離することができる。図2及び3には、この効果を示してある。卵白の初期供給流を、クロスフローモードで膜表面に曝露させた。供給流を除去し、膜を洗浄したら、卵白アルブミンとリゾチームの両方が膜に付着しているのが認められた(図2)。特異的緩衝液条件下で、それらのタンパク質を選択的に溶離したところ(図3)、それによってクロスフローモードでの膜のクロマトグラフィー性質が示される。
(直交二段階捕捉及び回収)
図4を参照。
(装置設計:被覆設計データ及び図式)
簡単な被覆設計での至適なスペーサー材料選択の効果を観察し、それを図5に示してある。この設計では、二つの同一のスペーサーシート間に必要な膜シートを層状に重ね、その多層構造を巻いて柱状とすることでロールを作った。次に、この柱状物を、供給口及び排出口の両方が取り付けられたエンドキャップを取り付けた金属管筐体に入れた(図6)。比較的大きいスペーサー材料及び緩く巻かれた構造により、理想的なクロスフロー又はタンジェンシャルフロー吸着が可能となった。重要な点として、この設計により、プロセス流体は膜のいずれかの側で流れたことから、直接膜貫通流はなくなった。したがって、少なくとも部分的に、低剪断環境から改善が生じた。精製リゾチーム対照を装置に流し、標的化学種の100%又は最大吸着を表すのに用いた。残りのデータは、プロセス流体流(卵白)から直接得られたものであった。この実施形態では、膜のいずれの側のスペーサー層材料も同一であったが、この対称性には何ら必要な条件はなく、「ロール」が異なる層を有することも考えられるか、一つの層が完全に欠落していることも可能であると考えられる。
(装置設計:カセット)
供給路の高さは、吸着された標的分子の量を最大とする能力に影響し得る。供給路高さが小さいと、膜表面で誘発される剪断又は乱流が大きくなる可能性があり、そのいずれも吸着を妨害し、沈着する標的材料を除去するものである。流路高さは、少なくとも10mm、より理想的には>20mm、代表的には23mmである必要がある(図7)。
スクリーン交換は、カセット設計での性能に影響するものとは確認されていない。
(装置設計:らせん状)
図23には、らせん巻き装置が描かれている。本発明の膜をこの装置に組み込む場合、汚染がひどいか非常に粘稠な供給流を、その所望の部分に効果的に分離することができる。
(抗体精製:タンパク質Aで官能化した膜)
膜の面に対して接線方向の流体流を可能とする吊り下げスクリーン設計の開放流路付きの0.01SQMタンパク質Aカセットを、モノクローナル抗体(mAb)標的を含む未清浄化供給流を用いて評価した。従来の樹脂クロマトグラフィー分離プロセスでは、未清浄供給流を処理することはできない。小規模でのmAb標的の捕捉が可能であることが明らかになっている唯一の方法は、静置浸漬を行うバッチモードで機能する拡張床カラムであった。この改善された拡張床は、それより規模が大きくなると不経済で、実用的ではない。他方、カセットは、単純なフロースルーを用いた場合に標的MAb産物を捕捉する上で有効であった。このモードにより、プロセス流を膜横断で流れるようにすることができ、流体中の残屑が膜を詰まらせることはなかった。このモードでの標的化学種の結合は、表面効果のみであった。
(His標識タンパク質精製:IMACNiで官能化した膜)
膜の面に対して接線方向の流体流を可能とする吊り下げスクリーン設計の開放流路付きの0.02SQMIMAC−Ni(Niと錯形成したイミノ二酢酸)カセットを、his標識タンパク質標的を含む供給流を用いて評価した。従来の樹脂式クロマトグラフィー分離プロセスは、未清浄供給流を処理することはできない。この実験では、単純なフロースルーモードで標的生成物を捕捉する上で、カセットが有効であった。このモードにより、プロセス流を膜横断で流れるようにすることができ、流体中の残屑が膜を詰まらせることはなかった。このモードでの標的化学種の結合は、表面効果のみであった。その生成物は、結合能力の低下を起こすことなく、複数サイクル流すことができた。
本明細書で引用の米国特許及び米国特許出願公開は全て、参照によって本明細書に組み込まれる。
当業者であれば、通常と同様の実験を用いて、本明細書に記載の本発明の具体的な実施形態に対する多くの均等物を認識するものであり、又はそれを確認することが可能である。そのような均等物は、添付の特許請求の範囲に包含されるべきものである。本発明の実施形態として以下を挙げることができる。
[実施形態1]
筐体ユニットを有する流体処理装置において、前記筐体ユニットが、
(a)供給口及び排出口;
(b)供給口と排出口の間の流体流路;及び
(c)筐体ユニット内の複合材料
を有し、
前記複合材料が、
支持部材を通って延びる複数の孔を有する支持部材;及び
平均径が10nm〜3000nmであるマクロ孔を有する非自己支持型マクロ多孔性架橋ゲルであって、前記支持部材の孔の中に配置されているマクロ多孔性ゲル;を有し、
前記マクロ多孔性架橋ゲルのマクロ孔が支持部材の孔より小さく;
前記支持部材の孔が流体流路に対して実質的に垂直である、前記流体処理装置。
[実施形態2]
複合材料が、実質的に同一広がりのシートの実質的に同一平面上の積層物、実質的に管状の構成又は実質的にらせん巻きされた構成で配置されている実施形態1に記載の流体処理装置。
[実施形態3]
複合材料が、2〜10個の別個の支持部材を有する実施形態1に記載の流体処理装置。
[実施形態4]
支持部材が、中空多孔質繊維の形態であり;
各中空多孔質繊維が管腔を画定しており;
管腔の直径が約20μm〜約100μmであり;
管腔が、中空多孔質繊維支持部材中の孔に対して実質的に垂直である実施形態1に記載の流体処理装置。
[実施形態5]
複数の中空多孔質繊維が、束で配置されている実施形態4に記載の流体処理装置。
[実施形態6]
束が、シェル又は容器に収納されている実施形態5に記載の流体処理装置。
[実施形態7]
複数の束が、シェル又は容器に収納されている実施形態5に記載の流体処理装置。
[実施形態8]
複合材料が、ひだ状膜である実施形態1に記載の流体処理装置。
[実施形態9]
筐体ユニットが、実質的に円柱形である実施形態1又は2に記載の流体処理装置。
[実施形態10]
筐体ユニットが、使い捨てであるか再使用可能である実施形態1〜9のいずれかに記載の流体処理装置。
[実施形態11]
筐体ユニットが、プラスチック又はステンレス鋼である実施形態1〜10のいずれかに記載の流体処理装置。
[実施形態12]
筐体ユニットが、シリンジ先端である実施形態1に記載の流体処理装置。
[実施形態13]
筐体ユニットが、スピンカラムである実施形態1に記載の流体処理装置。
[実施形態14]
スピンカラムが、約0.5mLの容量を有する実施形態13に記載の流体処理装置。
[実施形態15]
スピンカラムが、約2mLの容量を有する実施形態13に記載の流体処理装置。
[実施形態16]
スピンカラムが、約50mL以下の容量を有する実施形態13に記載の流体処理装置。
[実施形態17]
供給口又は排出口が、プレスばめ取り付け箇所、ルアーロック取り付け箇所又はホースバーブ取り付け箇所である実施形態1〜16のいずれかに記載の流体処理装置。
[実施形態18]
マクロ多孔性架橋ゲルのマクロ孔の平均径が、約25〜約1500nmである実施形態1〜17のいずれかに記載の流体処理装置。
[実施形態19]
マクロ多孔性架橋ゲルのマクロ孔の平均径が、約50〜約1000nmである実施形態18に記載の流体処理装置。
[実施形態20]
マクロ多孔性架橋ゲルのマクロ孔の平均径が、約300nmである実施形態18に記載の流体処理装置。
[実施形態21]
マクロ多孔性架橋ゲルが、中性もしくは荷電ヒドロゲル、高分子電解質ゲル、疎水性ゲル、中性ゲル又は官能基を有するゲルである実施形態1〜20のいずれかに記載の流体処理装置。
[実施形態22]
マクロ多孔性架橋ゲルが、中性もしくは荷電ヒドロゲルであり;前記中性もしくは荷電ヒドロゲルが、架橋ポリ(ビニルアルコール)、ポリ(アクリルアミド)、ポリ(イソプロピルアクリルアミド)、ポリ(ビニルピロリドン)、ポリ(アクリル酸ヒドロキシメチル)、ポリ(エチレンオキサイド)、アクリル酸もしくはメタクリル酸とアクリルアミド、イソプロピルアクリルアミドもしくはビニルピロリドンとのコポリマー、アクリルアミド−2−メチル−1−プロパンスルホン酸とアクリルアミド、イソプロピルアクリルアミドもしくはビニルピロリドンとのコポリマー、(3−アクリルアミド−プロピル)トリメチルアンモニウムクロライドとアクリルアミド、イソプロピルアクリルアミドもしくはN−ビニル−ピロリドンとのコポリマー、並びにジアリルジメチルアンモニウムクロライドとアクリルアミド、イソプロピルアクリルアミドもしくはビニルピロリドンとのコポリマーからなる群から選択される実施形態21に記載の流体処理装置。
[実施形態23]
マクロ多孔性架橋ゲルが、高分子電解質ゲルであり;前記高分子電解質ゲルが、架橋ポリ(アクリルアミド−2−メチル−l−プロパンスルホン酸)及びその塩、ポリ(アクリル酸)及びその塩、ポリ(メタクリル酸)及びその塩、ポリ(スチレンスルホン酸)及びその塩、ポリ(ビニルスルホン酸)及びその塩、ポリ(アルギン酸)及びその塩、ポリ[(3−アクリルアミドプロピル)トリメチルアンモニウム]塩、ポリ(ジアリルジメチルアンモニウム)塩、ポリ(4−ビニル−N−メチルピリジニウム)塩、ポリ(ビニルベンジル−N−トリメチルアンモニウム)塩、及びポリ(エチレンイミン)及びその塩からなる群から選択される実施形態21に記載の流体処理装置。
[実施形態24]
マクロ多孔性架橋ゲルが、疎水性ゲルであり;前記疎水性ゲルが、アクリル酸エチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ドデシル、オクタデシルアクリルアミド、アクリル酸ステアリル及びスチレンの架橋ポリマー又はコポリマーからなる群から選択される実施形態21に記載の流体処理装置。
[実施形態25]
マクロ多孔性架橋ゲルが、中性ゲルであり;前記中性ゲルが、アクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−メタクリロイルアクリルアミド、N−メチル−N−ビニルアセトアミド及びN−ビニルピロリドンの架橋ポリマー又はコポリマーからなる群から選択される実施形態21に記載の流体処理装置。
[実施形態26]
マクロ多孔性架橋ゲルが、官能基を有するゲルであり;前記官能基が、アミノ酸配位子、抗原及び抗体配位子、色素配位子、生体分子、生体イオン及び金属親和性配位子からなる群から選択される実施形態21に記載の流体処理装置。
[実施形態27]
官能基が、金属親和性配位子である実施形態26に記載の流体処理装置。
[実施形態28]
複数の金属親和性配位子と錯形成した複数の金属イオンをさらに有する、実施形態27に記載の流体処理装置。
[実施形態29]
金属親和性配位子が、多座配位子である実施形態27又は28に記載の流体処理装置。
[実施形態30]
金属親和性配位子が、八座、六座、四座、三座又は二座配位子である実施形態27又は28に記載の流体処理装置。
[実施形態31]
金属親和性配位子が、四座配位子である実施形態27又は28に記載の流体処理装置。
[実施形態32]
金属親和性配位子が、三座配位子である実施形態27又は28に記載の流体処理装置。
[実施形態33]
金属親和性配位子が、二座配位子である実施形態27又は28に記載の流体処理装置。
[実施形態34]
金属親和性配位子が、イミノジカルボン酸配位子である実施形態27又は28に記載の流体処理装置。
[実施形態35]
金属親和性配位子が、イミノ二酢酸配位子である実施形態27又は28に記載の流体処理装置。
[実施形態36]
金属イオンが、遷移金属イオン、ランタニドイオン、卑金属イオン又はアルカリ土類金属イオンである実施形態28に記載の流体処理装置。
[実施形態37]
金属イオンが、ニッケル、ジルコニウム、ランタン、セリウム、マンガン、チタン、コバルト、鉄、銅、亜鉛、銀、ガリウム、白金、パラジウム、鉛、水銀、カドミウム及び金からなる群から選択される実施形態28に記載の流体処理装置。
[実施形態38]
金属イオンが、ニッケル又はジルコニウムである実施形態28に記載の流体処理装置。
[実施形態39]
金属イオンが、ニッケルである実施形態28に記載の流体処理装置。
[実施形態40]
金属イオンが、ジルコニウムである実施形態28に記載の流体処理装置。
[実施形態41]
金属親和性配位子が、八座、六座、四座、三座又は二座配位子であり;金属イオンが、遷移金属イオン、ランタニドイオン、卑金属イオン又はアルカリ土類金属イオンである実施形態28に記載の流体処理装置。
[実施形態42]
金属親和性配位子が、八座、六座、四座、三座又は二座配位子であり;金属イオンが、ニッケル、ジルコニウム、ランタン、セリウム、マンガン、チタン、コバルト、鉄、銅、亜鉛、銀、ガリウム、白金、パラジウム、鉛、水銀、カドミウム及び金からなる群から選択される実施形態28に記載の流体処理装置。
[実施形態43]
金属親和性配位子が、八座、六座、四座、三座又は二座配位子であり;金属イオンが、ニッケル又はジルコニウムである実施形態28に記載の流体処理装置。
[実施形態44]
金属親和性配位子が、八座、六座、四座、三座又は二座配位子であり;金属イオンが、ニッケルである実施形態28に記載の流体処理装置。
[実施形態45]
金属親和性配位子が、八座、六座、四座、三座又は二座配位子であり;金属イオンが、ジルコニウムである実施形態28に記載の流体処理装置。
[実施形態46]
金属親和性配位子が、四座配位子であり;金属イオンが、遷移金属イオン、ランタニドイオン、卑金属イオン又はアルカリ土類金属イオンである実施形態28に記載の流体処理装置。
[実施形態47]
金属親和性配位子が、四座配位子であり;金属イオンが、ニッケル、ジルコニウム、ランタン、セリウム、マンガン、チタン、コバルト、鉄、銅、亜鉛、銀、ガリウム、白金、パラジウム、鉛、水銀、カドミウム及び金からなる群から選択される実施形態28に記載の流体処理装置。
[実施形態48]
金属親和性配位子が、四座配位子であり;金属イオンが、ニッケル又はジルコニウムである実施形態28に記載の流体処理装置。
[実施形態49]
金属親和性配位子が、四座配位子であり;金属イオンが、ニッケルである実施形態28に記載の流体処理装置。
[実施形態50]
金属親和性配位子が、四座配位子であり;金属イオンがジルコニウムである実施形態28に記載の流体処理装置。
[実施形態51]
金属親和性配位子が、三座配位子であり;金属イオンが、遷移金属イオン、ランタニドイオン、卑金属イオン又はアルカリ土類金属イオンである実施形態28に記載の流体処理装置。
[実施形態52]
金属親和性配位子が、三座配位子であり;金属イオンが、ニッケル、ジルコニウム、ランタン、セリウム、マンガン、チタン、コバルト、鉄、銅、亜鉛、銀、ガリウム、白金、パラジウム、鉛、水銀、カドミウム及び金からなる群から選択される実施形態28に記載の流体処理装置。
[実施形態53]
金属親和性配位子が、三座配位子であり;金属イオンが、ニッケル又はジルコニウムである実施形態28に記載の流体処理装置。
[実施形態54]
金属親和性配位子が、三座配位子であり;金属イオンが、ニッケルである実施形態28に記載の流体処理装置。
[実施形態55]
金属親和性配位子が、三座配位子であり;金属イオンが、ジルコニウムである実施形態28に記載の流体処理装置。
[実施形態56]
金属親和性配位子が、二座配位子であり;金属イオンが、遷移金属イオン、ランタニドイオン、卑金属イオン又はアルカリ土類金属イオンである実施形態28に記載の流体処理装置。
[実施形態57]
金属親和性配位子が、二座配位子であり;金属イオンが、ニッケル、ジルコニウム、ランタン、セリウム、マンガン、チタン、コバルト、鉄、銅、亜鉛、銀、ガリウム、白金、パラジウム、鉛、水銀、カドミウム及び金からなる群から選択される実施形態28に記載の流体処理装置。
[実施形態58]
金属親和性配位子が、二座配位子であり;金属イオンが、ニッケル又はジルコニウムである実施形態28に記載の流体処理装置。
[実施形態59]
金属親和性配位子が、二座配位子であり;金属イオンが、ニッケルである実施形態28に記載の流体処理装置。
[実施形態60]
金属親和性配位子が、二座配位子であり;金属イオンが、ジルコニウムである実施形態28に記載の流体処理装置。
[実施形態61]
金属親和性配位子が、イミノジカルボン酸配位子であり;金属イオンが、遷移金属イオン、ランタニドイオン、卑金属イオン又はアルカリ土類金属イオンである実施形態28に記載の流体処理装置。
[実施形態62]
金属親和性配位子が、イミノジカルボン酸配位子であり;金属イオンが、ニッケル、ジルコニウム、ランタン、セリウム、マンガン、チタン、コバルト、鉄、銅、亜鉛、銀、ガリウム、白金、パラジウム、鉛、水銀、カドミウム及び金からなる群から選択される実施形態28に記載の流体処理装置。
[実施形態63]
金属親和性配位子が、イミノジカルボン酸配位子であり;金属イオンが、ニッケル又はジルコニウムである実施形態28に記載の流体処理装置。
[実施形態64]
金属親和性配位子が、イミノジカルボン酸配位子であり;金属イオンが、ニッケルである実施形態28に記載の流体処理装置。
[実施形態65]
金属親和性配位子が、イミノジカルボン酸配位子であり;金属イオンが、ジルコニウムである実施形態28に記載の流体処理装置。
[実施形態66]
金属親和性配位子が、イミノ二酢酸配位子であり;金属イオンが、遷移金属イオン、ランタニドイオン、卑金属イオン又はアルカリ土類金属イオンである実施形態28に記載の流体処理装置。
[実施形態67]
金属親和性配位子が、イミノ二酢酸配位子であり;金属イオンが、ニッケル、ジルコニウム、ランタン、セリウム、マンガン、チタン、コバルト、鉄、銅、亜鉛、銀、ガリウム、白金、パラジウム、鉛、水銀、カドミウム及び金からなる群から選択される実施形態28に記載の流体処理装置。
[実施形態68]
金属親和性配位子が、イミノ二酢酸配位子であり;金属イオンが、ニッケル又はジルコニウムである実施形態28に記載の流体処理装置。
[実施形態69]
金属親和性配位子が、イミノ二酢酸配位子であり;金属イオンが、ニッケルである実施形態28に記載の流体処理装置。
[実施形態70]
金属親和性配位子が、イミノ二酢酸配位子であり;金属イオンが、ジルコニウムである実施形態28に記載の流体処理装置。
[実施形態71]
官能基が、生体分子又は生体イオンである実施形態26に記載の流体処理装置。
[実施形態72]
官能基が、アルブミン類、リゾチーム、ウイルス、細胞、ヒト及び動物起源のγ−グロブリン類、ヒト及び動物の両方の起源の免疫グロブリン類、組換えもしくは天然起源のタンパク質(合成もしくは天然起源のポリペプチド類、インターロイキン−2及びその受容体、酵素、モノクローナル抗体、抗原、レクチン類、細菌免疫グロブリン結合タンパク質、トリプシン及びその阻害剤、チトクロムC、ミオグロブリン、組換えヒトインターロイキン、組換え融合タンパク質、タンパク質A、タンパク質G、タンパク質L、ペプチドH、核酸由来産物、合成もしくは天然起源のDNA、及び合成もしくは天然起源のRNA等)からなる群から選択される実施形態71に記載の流体処理装置。
[実施形態73]
官能基が、タンパク質Aである実施形態71に記載の流体処理装置。
[実施形態74]
マクロ多孔性架橋ゲルが、マクロモノマーを有する実施形態1〜73のいずれかに記載の流体処理装置。
[実施形態75]
マクロモノマーが、ポリアクリル酸(エチレングリコール)及びポリメタクリル酸(エチレングリコール)からなる群から選択される実施形態74に記載の流体処理装置。
[実施形態76]
マクロ多孔性架橋ゲルが、N,N’−メチレンビスアクリルアミド又は多官能性マクロモノマーによって架橋されている実施形態1〜75のいずれかに記載の流体処理装置。
[実施形態77]
マクロ多孔性架橋ゲルが、多官能性マクロモノマーによって架橋されており;前記多官能性マクロモノマーが、ポリジアクリル酸(エチレングリコール)及びポリジメタクリル酸(エチレングリコール)からなる群から選択される実施形態76に記載の流体処理装置。
[実施形態78]
マクロ多孔性架橋ゲルが、N,N’−メチレンビスアクリルアミドによって架橋された(3−アクリルアミドプロピル)トリメチルアンモニウムクロライド(APTAC)及びN−(ヒドロキシメチル)アクリルアミドのコポリマーを有する正電荷を有するヒドロゲルである実施形態1〜76のいずれかに記載の流体処理装置。
[実施形態79]
複合材料が、膜であり;マクロ多孔性架橋ゲルが、帯電部分を有する実施形態1〜78のいずれかに記載の流体処理装置。
[実施形態80]
複合材料が、サイズ排除分離でのフィルターとして用いられる膜である実施形態1〜79のいずれかに記載の流体処理装置。
[実施形態81]
支持部材が、厚さ約10μm〜約500μmであり、平均径約0.1〜約25μmの孔を有する膜の形態でのポリマー材料から本質的に構成される実施形態1〜80のいずれかに記載の流体処理装置。
[実施形態82]
支持部材が、ポリオレフィンから本質的に構成される実施形態1〜81のいずれかに記載の流体処理装置。
[実施形態83]
支持部材が、ポリスルホン類、ポリエーテルスルホン類、ポリフェニレンオキサイド類、ポリカーボネート類、ポリエステル、セルロース及びセルロース誘導体からなる群から選択されるポリマー材料を有する実施形態1〜81のいずれかに記載の流体処理装置。
[実施形態84]
支持部材が、厚さが約10μm〜約2000μmであり、平均径約0.1〜約25μmの孔を有する繊維ファブリックの形態のポリマー材料から本質的に構成される実施形態1〜80のいずれかに記載の流体処理装置。
[実施形態85]
複数の筐体ユニットを有する流体処理装置において、各筐体ユニットが、
(a)供給口及び排出口;
(b)供給口と排出口の間の流体流路;及び
(c)筐体ユニット内の複合材料
を有し、前記複合材料が、
支持部材を通って延びる複数の孔を有する支持部材;及び
平均径が10nm〜3000nmであるマクロ孔を有する非自己支持型マクロ多孔性架橋ゲルであって、支持部材の孔の中に配置されているマクロ多孔性ゲルを有し;
マクロ多孔性架橋ゲルのマクロ孔が、支持部材の孔より小さく;
支持部材の孔が、流体流路に対して実質的に垂直である流体処理装置。
[実施形態86]
複数の筐体ユニットが、直列で配置されている実施形態85に記載の流体処理装置。
[実施形態87]
約2〜約10個の筐体ユニットを有する実施形態85又は86に記載の流体処理装置。
[実施形態88]
複合材料が、実質的に同一広がりのシートの実質的に同一平面上の積層物、実質的に管状の構成、又は実質的にらせん巻きされた構成で配置されている実施形態85〜87のいずれかに記載の流体処理装置。
[実施形態89]
実施形態1〜88のいずれかに記載の流体処理装置で、物質を含む第一の流体を複合材料と接触させることで、前記物質を複合材料上に吸着又は吸収させる段階を有する方法。
[実施形態90]
第一の流体を流体処理装置の供給口に置く段階をさらに有する実施形態89に記載の方法。
[実施形態91]
第一の流体を支持部材の孔に対して実質的に垂直な流体流路に沿って流す実施形態89又は90に記載の方法。
[実施形態92]
第二の流体を複合材料上に吸着又は吸収された物質と接触させることで、前記物質を複合材料から放出させる段階をさらに有する実施形態89〜91のいずれかに記載の方法。
[実施形態93]
第二の流体を複合材料のマクロ孔に通過させることで、複合材料から物質を放出させる実施形態92に記載の方法。
[実施形態94]
第二の流体を支持部材の孔に対して実質的に垂直な流体流路に沿って通過させることで、複合材料から物質を放出させる実施形態92に記載の方法。
[実施形態95]
物質がサイズ排除に基づいて分離される実施形態89〜94のいずれかに記載の方法。
[実施形態96]
マクロ多孔性ゲルが、物質について特異的相互作用を示す実施形態89〜94のいずれかに記載の方法。
[実施形態97]
特異的相互作用が、静電相互作用、アフィニティ相互作用又は疎水性相互作用である実施形態96に記載の方法。
[実施形態98]
特異的相互作用が、静電相互作用であり;複合材料がマクロ多孔性ゲル上に電荷を有し;物質が帯電しており;前記物質がドナン排除に基づいて分離される実施形態97に記載の方法。
[実施形態99]
第一の流体が、細胞の懸濁液又は凝集体の懸濁液である実施形態89〜98のいずれかに記載の方法。
[実施形態100]
物質が、生体分子又は生体イオンである実施形態89〜99のいずれかに記載の方法。
[実施形態101]
生体分子又は生体イオンが、アルブミン類、リゾチーム、ウイルス、細胞、ヒト及び動物起源のγ−グロブリン類、ヒト及び動物の両方の起源の免疫グロブリン類、組換えもしくは天然起源のタンパク質(合成もしくは天然起源のポリペプチド類、インターロイキン−2及びその受容体、酵素、モノクローナル抗体、トリプシン及びその阻害剤、チトクロムC、ミオグロブリン、組換えヒトインターロイキン、組換え融合タンパク質、核酸由来産物、合成もしくは天然起源のDNA、及び合成もしくは天然起源のRNA等)からなる群から選択される実施形態100に記載の方法。
[実施形態102]
生体分子又は生体イオンが、タンパク質であり;前記タンパク質が、Glu、Asp、Try、Arg、Lys、Met及びHisからなる群から選択される露出したアミノ酸残基を有する実施形態100に記載の方法。
[実施形態103]
生体分子又は生体イオンが、タンパク質であり;前記タンパク質が、露出したHisアミノ酸残基を有する実施形態100に記載の方法。
[実施形態104]
生体分子又は生体イオンが、モノクローナル抗体である実施形態100に記載の方法。
[実施形態105]
物質が、金属含有粒子又は金属含有イオンである実施形態89〜98のいずれかに記載の方法。
[実施形態106]
金属含有粒子又は金属含有イオンが、遷移金属、ランタニド、卑金属又はアルカリ土類金属を含む実施形態105に記載の方法。
[実施形態107]
金属含有粒子又は金属含有イオンが、ニッケル、ジルコニウム、ランタン、セリウム、マンガン、チタン、コバルト、鉄、銅、亜鉛、銀、ガリウム、白金、パラジウム、鉛、水銀、カドミウム及び金からなる群から選択される金属を含む実施形態105に記載の方法。
[実施形態108]
第一の流体が、廃水である実施形態89〜98のいずれかに記載の方法。
[実施形態109]
第一の流体が、精錬からの廃水又は海水である実施形態89〜98のいずれかに記載の方法。
[実施形態110]
物質が、鉛又は水銀である実施形態109に記載の方法。
[実施形態111]
物質が、白金、パラジウム、銅、金又は銀である実施形態109に記載の方法。
[実施形態112]
第一の流体が、卵白を含む実施形態89〜98のいずれかに記載の方法。
[実施形態113]
第一の流体が、卵白を含み;物質が、リゾチームである実施形態89〜98のいずれかに記載の方法。
Claims (56)
- 筐体ユニットを有する流体処理装置において、前記筐体ユニットが、
(a)供給口、濃縮液排出口、及び透過液排出口;
(b)供給口と濃縮液排出口の間の流体流路;及び
(c)筐体ユニット内の複合材料
を有し、
前記複合材料が、
支持部材を通って延びる複数の孔を有する支持部材;及び
平均径が10nm〜3000nmであるマクロ孔を有する非自己支持型マクロ多孔性架橋ゲルであって、前記支持部材の孔の中に配置されているマクロ多孔性ゲル;を有し、
前記マクロ多孔性架橋ゲルのマクロ孔が支持部材の孔より小さく;
前記支持部材の孔が流体流路に対して垂直であり、
複合材料が、管状の構成又はらせん巻きされた構成で配置されている、前記流体処理装置。 - 複合材料が、2〜10個の別個の支持部材を有する請求項1に記載の流体処理装置。
- 支持部材が、中空多孔質繊維の形態であり;
各中空多孔質繊維が管腔を画定しており;
管腔の直径が20μm〜100μmであり;
管腔が、中空多孔質繊維支持部材中の孔に対して垂直である請求項1に記載の流体処理装置。 - 複数の中空多孔質繊維が、束で配置されている請求項3に記載の流体処理装置。
- 複合材料が、ひだ状膜である請求項1に記載の流体処理装置。
- 筐体ユニットが、円柱形である請求項1に記載の流体処理装置。
- 筐体ユニットが、プラスチック又はステンレス鋼である請求項1〜6のいずれかに記載の流体処理装置。
- マクロ多孔性架橋ゲルのマクロ孔の平均径が、25〜1500nmである請求項1〜7のいずれかに記載の流体処理装置。
- マクロ多孔性架橋ゲルが、中性もしくは荷電ヒドロゲル、高分子電解質ゲル、疎水性ゲル、中性ゲル又は官能基を有するゲルである請求項1〜8のいずれかに記載の流体処理装置。
- マクロ多孔性架橋ゲルが、中性もしくは荷電ヒドロゲルであり;前記中性もしくは荷電ヒドロゲルが、架橋ポリ(ビニルアルコール)、ポリ(アクリルアミド)、ポリ(イソプロピルアクリルアミド)、ポリ(ビニルピロリドン)、ポリ(アクリル酸ヒドロキシメチル)、ポリ(エチレンオキサイド)、アクリル酸もしくはメタクリル酸とアクリルアミド、イソプロピルアクリルアミドもしくはビニルピロリドンとのコポリマー、アクリルアミド−2−メチル−1−プロパンスルホン酸とアクリルアミド、イソプロピルアクリルアミドもしくはビニルピロリドンとのコポリマー、(3−アクリルアミド−プロピル)トリメチルアンモニウムクロライドとアクリルアミド、イソプロピルアクリルアミドもしくはN−ビニル−ピロリドンとのコポリマー、並びにジアリルジメチルアンモニウムクロライドとアクリルアミド、イソプロピルアクリルアミドもしくはビニルピロリドンとのコポリマーからなる群から選択される請求項9に記載の流体処理装置。
- マクロ多孔性架橋ゲルが、高分子電解質ゲルであり;前記高分子電解質ゲルが、架橋ポリ(アクリルアミド−2−メチル−l−プロパンスルホン酸)及びその塩、ポリ(アクリル酸)及びその塩、ポリ(メタクリル酸)及びその塩、ポリ(スチレンスルホン酸)及びその塩、ポリ(ビニルスルホン酸)及びその塩、ポリ(アルギン酸)及びその塩、ポリ[(3−アクリルアミドプロピル)トリメチルアンモニウム]塩、ポリ(ジアリルジメチルアンモニウム)塩、ポリ(4−ビニル−N−メチルピリジニウム)塩、ポリ(ビニルベンジル−N−トリメチルアンモニウム)塩、及びポリ(エチレンイミン)及びその塩からなる群から選択される請求項9に記載の流体処理装置。
- マクロ多孔性架橋ゲルが、疎水性ゲルであり;前記疎水性ゲルが、アクリル酸エチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ドデシル、オクタデシルアクリルアミド、アクリル酸ステアリル及びスチレンの架橋ポリマー又はコポリマーからなる群から選択される請求項9に記載の流体処理装置。
- マクロ多孔性架橋ゲルが、中性ゲルであり;前記中性ゲルが、アクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−メタクリロイルアクリルアミド、N−メチル−N−ビニルアセトアミド及びN−ビニルピロリドンの架橋ポリマー又はコポリマーからなる群から選択される請求項9に記載の流体処理装置。
- マクロ多孔性架橋ゲルが、官能基を有するゲルであり;前記官能基が、アミノ酸配位子、抗原及び抗体配位子、色素配位子、生体分子、生体イオン及び金属親和性配位子からなる群から選択される請求項9に記載の流体処理装置。
- 官能基が、金属親和性配位子である請求項14に記載の流体処理装置。
- 複数の金属親和性配位子と錯形成した複数の金属イオンをさらに有する、請求項15に記載の流体処理装置。
- 金属親和性配位子が、多座配位子である請求項15又は16に記載の流体処理装置。
- 金属親和性配位子が、イミノジカルボン酸配位子である請求項15又は16に記載の流体処理装置。
- 金属親和性配位子が、イミノ二酢酸配位子である請求項15又は16に記載の流体処理装置。
- 金属イオンが、遷移金属イオン、ランタニドイオン、卑金属イオン又はアルカリ土類金属イオンである請求項16に記載の流体処理装置。
- 金属イオンが、ニッケル、ジルコニウム、ランタン、セリウム、マンガン、チタン、コバルト、鉄、銅、亜鉛、銀、ガリウム、白金、パラジウム、鉛、水銀、カドミウム及び金からなる群から選択される請求項16に記載の流体処理装置。
- 金属親和性配位子が、八座、六座、四座、三座又は二座配位子であり;金属イオンが、遷移金属イオン、ランタニドイオン、卑金属イオン又はアルカリ土類金属イオンである請求項16に記載の流体処理装置。
- 金属親和性配位子が、八座、六座、四座、三座又は二座配位子であり;金属イオンが、ニッケル、ジルコニウム、ランタン、セリウム、マンガン、チタン、コバルト、鉄、銅、亜鉛、銀、ガリウム、白金、パラジウム、鉛、水銀、カドミウム及び金からなる群から選択される請求項16に記載の流体処理装置。
- 官能基が、生体分子又は生体イオンである請求項14に記載の流体処理装置。
- 官能基が、アルブミン類、リゾチーム、ウイルス、細胞、ヒト及び動物起源のγ−グロブリン類、ヒト及び動物の両方の起源の免疫グロブリン類、組換えもしくは天然起源のタンパク質、インターロイキン−2及びその受容体、酵素、モノクローナル抗体、抗原、レクチン類、細菌免疫グロブリン結合タンパク質、トリプシン及びその阻害剤、チトクロムC、ミオグロブリン、組換えヒトインターロイキン、組換え融合タンパク質、タンパク質A、タンパク質G、タンパク質L、ペプチドH、核酸由来産物、合成もしくは天然起源のDNA、及び合成もしくは天然起源のRNAからなる群から選択される請求項24に記載の流体処理装置。
- 官能基が、タンパク質Aである請求項24に記載の流体処理装置。
- マクロ多孔性架橋ゲルが、マクロモノマーを有する請求項1〜26のいずれかに記載の流体処理装置。
- マクロモノマーが、ポリアクリル酸(エチレングリコール)及びポリメタクリル酸(エチレングリコール)からなる群から選択される請求項27に記載の流体処理装置。
- マクロ多孔性架橋ゲルが、N,N’−メチレンビスアクリルアミド又は多官能性マクロモノマーによって架橋されている請求項1〜28のいずれかに記載の流体処理装置。
- マクロ多孔性架橋ゲルが、多官能性マクロモノマーによって架橋されており;前記多官能性マクロモノマーが、ポリジアクリル酸(エチレングリコール)及びポリジメタクリル酸(エチレングリコール)からなる群から選択される請求項29に記載の流体処理装置。
- マクロ多孔性架橋ゲルが、N,N’−メチレンビスアクリルアミドによって架橋された(3−アクリルアミドプロピル)トリメチルアンモニウムクロライド(APTAC)及びN−(ヒドロキシメチル)アクリルアミドのコポリマーを有する正電荷を有するヒドロゲルである請求項1〜29のいずれかに記載の流体処理装置。
- 複合材料が、膜であり;マクロ多孔性架橋ゲルが、帯電部分を有する請求項1〜31のいずれかに記載の流体処理装置。
- 複合材料が、サイズ排除分離でのフィルターとして用いられる膜である請求項1〜32のいずれかに記載の流体処理装置。
- 支持部材が、厚さ10μm〜500μmであり、平均径0.1〜25μmの孔を有する膜の形態でのポリマー材料から構成される請求項1〜33のいずれかに記載の流体処理装置。
- 支持部材が、ポリオレフィンから構成される請求項1〜34のいずれかに記載の流体処理装置。
- 支持部材が、ポリスルホン類、ポリエーテルスルホン類、ポリフェニレンオキサイド類、ポリカーボネート類、ポリエステル、セルロース及びセルロース誘導体からなる群から選択されるポリマー材料を有する請求項1〜34のいずれかに記載の流体処理装置。
- 支持部材が、厚さが10μm〜2000μmであり、平均径0.1〜25μmの孔を有する繊維ファブリックの形態のポリマー材料から構成される請求項1〜33のいずれかに記載の流体処理装置。
- 請求項1〜37のいずれかに記載の流体処理装置で、物質を含む第一の流体を複合材料と接触させ、ここで、第一の流体を支持部材の孔に対して垂直な流体流路に沿って流すことで、前記物質を複合材料上に吸着又は吸収させる段階を有する方法。
- 第二の流体を複合材料上に吸着又は吸収された物質と接触させることで、前記物質を複合材料から放出させる段階をさらに有する請求項38に記載の方法。
- 第二の流体を複合材料のマクロ孔に通過させることで、複合材料から物質を放出させる請求項39に記載の方法。
- 第二の流体を支持部材の孔に対して垂直な流体流路に沿って通過させることで、複合材料から物質を放出させる請求項39に記載の方法。
- 第一の流体が、細胞の懸濁液又は凝集体の懸濁液である請求項38〜41のいずれかに記載の方法。
- 物質が、生体分子又は生体イオンである請求項38〜42のいずれかに記載の方法。
- 生体分子又は生体イオンが、アルブミン類、リゾチーム、ウイルス、細胞、ヒト及び動物起源のγ−グロブリン類、ヒト及び動物の両方の起源の免疫グロブリン類、組換えもしくは天然起源のタンパク質、インターロイキン−2及びその受容体、酵素、モノクローナル抗体、トリプシン及びその阻害剤、チトクロムC、ミオグロブリン、組換えヒトインターロイキン、組換え融合タンパク質、核酸由来産物、合成もしくは天然起源のDNA、及び合成もしくは天然起源のRNAからなる群から選択される請求項43に記載の方法。
- 生体分子又は生体イオンが、タンパク質であり;前記タンパク質が、Glu、Asp、Try、Arg、Lys、Met及びHisからなる群から選択される露出したアミノ酸残基を有する請求項43に記載の方法。
- 生体分子又は生体イオンが、タンパク質であり;前記タンパク質が、露出したHisアミノ酸残基を有する請求項43に記載の方法。
- 生体分子又は生体イオンが、モノクローナル抗体である請求項43に記載の方法。
- 物質が、金属含有粒子又は金属含有イオンである請求項38〜41のいずれかに記載の方法。
- 金属含有粒子又は金属含有イオンが、遷移金属、ランタニド、卑金属又はアルカリ土類金属を含む請求項48に記載の方法。
- 金属含有粒子又は金属含有イオンが、ニッケル、ジルコニウム、ランタン、セリウム、マンガン、チタン、コバルト、鉄、銅、亜鉛、銀、ガリウム、白金、パラジウム、鉛、水銀、カドミウム及び金からなる群から選択される金属を含む請求項48に記載の方法。
- 第一の流体が、廃水である請求項38〜41のいずれかに記載の方法。
- 第一の流体が、精錬からの廃水又は海水である請求項38〜41のいずれかに記載の方法。
- 物質が、鉛又は水銀である請求項52に記載の方法。
- 物質が、白金、パラジウム、銅、金又は銀である請求項52に記載の方法。
- 第一の流体が、卵白を含む請求項38〜41のいずれかに記載の方法。
- 第一の流体が、卵白を含み;物質が、リゾチームである請求項38〜41のいずれかに記載の方法。
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