JP7157801B2 - クロマトグラフィーカラムから圧力および空気を除去する方法およびシステム - Google Patents

Description

優先権の主張
本出願は２０１７年９月２１日に出願された米国特許仮出願第６２／５６１，５７５号の優先権を主張し、その全開示内容は参照によって本明細書に組み込まれる。

技術分野
本発明は、クロマトグラフィーカラム内に閉じ込められた圧力および空気を除去する能力を提供しながら、カラムのための無菌の接続を行う方法およびシステムに関する。

カラムクロマトグラフィーは、充填媒体の固定「床」が剛性のチューブの中に収納されている分離および／または精製の技術である。充填媒体は、固体（「固定相」）の粒子または液体固定相でコーティングされた固体担体材料の粒子の形態をしていることができる。どちらにしても、充填媒体は典型的には、カラムチューブの内部容積を満たしている。

分離クロマトグラフィーでは、液体サンプル（「移動相」）がカラムの中を通過するときに、サンプル中の異なる複数の化合物は、固定相（たとえば、充填媒体）と差別的に会合することができ、その結果、それらの化合物は移動相に比べて速度が遅くなり、異なる速度でカラムの中を移動することになる。したがって、固定相と、より多く会合する化合物は、より少なく会合する化合物よりもカラムの中をよりゆっくりと移動し、この速度の差は、これらの化合物がカラムの中を通過するときにお互いに分離する結果をもたらす。差別的な会合を促進する固定相の機能は、たとえばイオン電荷（イオン交換クロマトグラフィー）、疎水性（疎水性相互作用クロマトグラフィー）、多孔性（サイズ排除クロマトグラフィー）であり得る。

別のタイプのカラムクロマトグラフィー、すなわちアフィニティークロマトグラフィーでは、充填媒体としては、結合剤、たとえば抗原、抗体またはリガンドが挙げられ、これらは液体サンプル中の1つ以上の所望の化合物または分子に特異的に結合する。したがって、液体サンプルが充填媒体を通り抜けると、所望の化合物または分子のみがカラム内に残る。溶出する液体の充填媒体を通り抜けるその後の流れは、充填媒体に結合された結合剤から所望の化合物または分子を分離し、または充填媒体から結合剤を分離する。どちらにしても、所望の化合物または分子はカラムから洗い出され、溶出流体中に収集される。アフィニティークロマトグラフィーは多くの用途に使用されることができ、たとえば核酸精製、無細胞抽出液からのタンパク質精製、および血液からの精製が挙げられる。

クロマトグラフィーカラムの主要部材はチューブおよび一対の流れ分配器であり、チューブはしばしば金属、ガラスまたは高剛性のプラスチック材料から作られ、流れ分配器は典型的にはチューブの２つの端に挿入され、２つの流れ分配器の間のチューブにスペースまたはチャンバーが形成されて、その中に充填媒体が仕込まれる。流れ分配器は、クロマトグラフィー媒体を保持する一体化された多孔性表面、たとえばスクリーン、メッシュまたはフリットを用いて設計されている。

クロマトグラフィーカラムは、プレパックされ、開発用のおよび商業的バイオプロセス生産の要求に応じて使用されることができる。これらのカラムは、流れ分配器がクロマトグラフィーチューブ内に不可逆的に整列されるような床の高さに製造され、固定される。バイオプロセシング、たとえば連続バイオプロセシングの新しい開発または多製品設備には、微生物管理の厳格性を高めることが要求される。無菌の接続の戦略および細胞培養から下流の精製への無菌の流路は、汚染のリスクを低減するために不可欠である。スチームおよび放射線による滅菌が、使い捨てバイオリアクター、流路および最近では生物製剤精製用のクロマトグラフィーカラムに適用されている。しかし、いくつかの事例では、ガンマ線照射工程の際に充填媒体溶液からガス放出が発生し、カラムの充填床内にガスポケットおよび圧力増加が生じる場合がある。この場合に、充填床は流体流れ力学に悪影響を及ぼす場合がある。したがって、無菌でありまたは滅菌されており、ガスを含まず、かつカラムの分離性能を損なわず、またはカラムの通常の使用の際に不要な微生物負荷量を増加させる危険を増加させない、プレパックされたクロマトグラフィーカラムを設計する必要性が存在する。

本発明は、少なくとも部分的には、本明細書で特定される配管と弁とのシステムを、プレパックされたクロマトグラフィーカラムに接続して閉鎖系を形成するならば、その閉鎖系を、たとえばガンマ線照射を用いて滅菌し、その後、この配管と弁とのシステムを使用して、滅菌中に閉鎖系の内部に形成されたかもしれない気泡および圧力を簡単にかつ容易にパージして、なおかつ閉鎖系の無菌状態を維持することができるという発見に基いている。その結果、この新しいシステムおよび方法は、充填カラムの性能を維持し、照射中および使用前のカラム内のガス発生から生じる気泡および／または圧力に起因する使用中のクロマトグラフィー流路の断絶を回避することができる。

カラムは様々なタイプのクロマトグラフィー媒体が詰められることができ、生物製剤を製造するために使用されることができる。本発明によって調製されたプレパックカラムは、８ｋＧｙ以上のガンマ線量によって滅菌されることができる。ガンマ線照射後の機能性流体の分配（たとえば、理論段相当高さ（ＨＥＴＰ）またはＨＥＴＰと非対称性との試験によって測定された分配）は、ガス除去後には元の値に類似していた。

本開示発明は、接続されたラインを効率的に「プライミング」し、次にカラムに逆流（これは上向き流とも呼ばれ、たとえば逆流の機能を有するクロマトグラフィーシステムを有することを必要としない、カラム使用中の典型的な順流の方向とは逆向きの流れ）を供給して、閉じ込められた空気を除去して充填床を回復することの機能を開示する。流出流は出口経由で出て行くことができ、または、流出流は滅菌されたまたは無菌のフィルターに接続された流路経由で出て行くことができ、またはその目的のために取り付けられた膨張袋の中に収集されることができる。滅菌等級の疎水性ベントフィルターもまた組み入れられて、圧力上昇を開放しまたは閉じ込められたガスを放出することができる。このベントフィルターは逆止弁と組み合わされて、システム内への逆流を防いで１方向への放出を確実にする。

１つの様相では、本開示発明は、閉じ込められたガス、圧力、またはガスと圧力との両方を、プレパックされたクロマトグラフィーカラムから除去する方法を提供し、このプレパックされたクロマトグラフィーカラムは、カラムチューブ入口およびカラムチューブ出口を有するカラムチューブならびに充填媒体で満たされたチャンバーを形成するようにカラムチューブ内に配置された第１および第２の流れ分配器を含んでおり、この方法は、（ａ）配管を通る少なくとも２つの異なる流路を画定するように構成された配管と少なくとも１つの弁とを含んでいる配管と弁とのセットを得る工程；（ｂ）（ｉ）配管と弁とのセットの配管をカラムチューブ入口およびカラムチューブ出口に取り付け、そして次にプレパックされたクロマトグラフィーカラムおよび配管と弁とのセットを滅菌する工程か、あるいは（ｉｉ）プレパックされたクロマトグラフィーカラムおよび配管と弁とのセットを個別に滅菌し、そして次に配管と弁とのセットの滅菌された配管を滅菌されたカラムチューブ入口および滅菌されたカラムチューブ出口に、カラムおよび配管と弁とのセットの両方の無菌状態を維持する様式で取り付ける工程、のいずれかの工程；（ｃ）滅菌された配管と弁とのセットを滅菌されたまたは無菌の流体源におよび流体出口に取り付ける工程；および（ｄ）滅菌されたまたは無菌の液体を第１の流路に沿って、滅菌されたまたは無菌の流体源から配管と弁とのセットに沿って（ここで、少なくとも１つの弁が第１の弁体位置にあり）カラムチューブ入口内へとポンプで送り込み、そしてカラムチューブ出口から送り出す工程であって、これによって、プレパックされたクロマトグラフィーカラムおよび配管と弁のセットの無菌状態を損なわないで、第１の流路に沿ったチャンバー、配管および少なくとも１つの弁から閉じ込められたガス、圧力、またはガスと圧力との両方を除去する工程を含む。

これらの方法では、配管と弁のセットの滅菌された配管を滅菌されたカラムチューブ入口および滅菌されたカラムチューブ出口に滅菌された様式で取り付ける工程は、無菌のまたは滅菌されたコネクターまたは溶接可能な配管を使用することを含むことができる。これらの方法では、滅菌は照射で、たとえばガンマ線照射で達成されることができる。たとえば、少なくとも８ｋＧｙのガンマ線量を当てることによって達成されることができる。

いくつかの実施形態では、カラムチューブ入口およびカラムチューブ出口に配管を取り付ける工程は、配管の端部をカラムチューブ入口に固定されたコネクターにおよびカラムチューブ出口に固定されたコネクターに接続する工程を含む。たとえば、コネクターは、カラムチューブ入口およびカラムチューブ出口にねじ込まれ、クランプ留めされまたは溶接されることができる。

ある実施では、本方法は、少なくとも１つの弁を第１の弁体位置から第２の弁体位置に動かして、滅菌されたまたは無菌の液体を第２の流路に沿って移動させる工程をさらに含むことができる。他の実施では、本方法は、少なくとも１つの弁を第１の弁体位置から第２の弁体位置に動かして、滅菌されたまたは無菌の液体を滅菌されたまたは無菌の液体源からカラムチューブ出口に入れ、プレパックされたカラムチューブを通してカラム入口から外へとポンプで送る工程をさらに含むことができる。たとえば、これらの方法は、チャンバーの容積の０．１、０．２、０．３、０．４または０．５倍以上に相当する体積の滅菌されたまたは無菌の液体をポンプで送る工程を含むことができる。

いくつかの実施形態では、本方法は、配管を滅菌されたまたは無菌のフィルターに取り付けてその滅菌されたまたは無菌のフィルターを通して滅菌されたまたは無菌の液体をポンプで送ることをさらに含む。いくつかの実施では、本方法は、滅菌されたまたは無菌のフィルターを通してポンプで送られた滅菌されたまたは無菌の液体を収集して、滅菌されたまたは無菌の液体の1つ以上の特性を試験する工程をさらに含むことができる。

いくつかの実施では、本方法は、ベントフィルターを用いて配管と弁とのセットから圧力を放出する工程を含むことができる。いくつかの実施では、本方法は、配管と弁とのセットから膨張袋まで配管を取り付ける工程をさらに含む。

ある実施形態では、本方法は、一回の使用のためにプレパックされ使い捨てであるカラムチューブを用いて実施される。一般に、本方法は、プレパックされたクロマトグラフィーカラムおよび配管と弁とのセットがクロマトグラフィーシステムに接続される場合に使用されることができる。

別の様相では、本開示発明は、生体分子の無菌精製のためのシステムを特徴とする。このシステムは、カラムチューブ入口およびカラムチューブ出口ならびに充填媒体で満たされたチャンバーを形成するようにカラムチューブ内に配置された第１および第２の流れ分配器を有するカラムチューブを含んでいる滅菌されプレパックされたクロマトグラフィーカラム；カラムチューブ入口およびカラムチューブ出口に取り付けられ滅菌された配管と弁とのセットであって、カラムチューブ入口およびカラムチューブ出口に流体連結された少なくとも２つの異なる流路を画定するように構成された配管と少なくとも１つの弁とを含んでいる、配管と弁とのセット；および滅菌されたまたは無菌の流体源から滅菌された配管と弁とのセットに沿って滅菌されたまたは無菌の液体を輸送するように構成されたポンプであって、少なくとも１つの弁が、滅菌されたまたは無菌の液体が第１の流路に沿ってカラムチューブ入口内に流れ込みカラムチューブ出口から流れ出て、第１の流路に沿ったチャンバー、配管および少なくとも１つの弁から、閉じ込められたガス、圧力またはガスと圧力との両方を除去することを可能にする第１の弁体位置を含んでいるポンプ、を含んでいる。

これらのシステムでは、滅菌されたカラムは樹脂でプレパックされることができ、カラム、樹脂および配管は１０^－３またはより良い滅菌保証水準（ＳＡＬ）を有している。

いくつかの実施では、このシステムは、ポンプおよび少なくとも１つの弁の弁体位置を調節するように構成され配置された調節器をさらに含んでいる。たとえば、いくつかの実施形態では、調節器は、プロセッサーおよび少なくとも１つの弁の開閉をプロセッサーによって実行するための指示を格納するメモリーを含んでいる。

いくつかの実施形態では、システムは、滅菌されたまたは無菌の接続を形成し、かつ第１および第２の流れ分配器の間に形成されたチャンバーの中を流体が流れることを可能にするように構成された、カラム入口および出口におけるコネクターをさらに含んでいる。たとえば、いくつかの実施形態では、コネクターは、配管と弁とのセットと、滅菌されたまたは無菌の接続を形成するように予め組み込まれている。

ある実施では、システムは、配管と弁とのセットに流体連結された第２のポンプをさらに含んでいる。いくつかの実施では、システムは、配管と弁とのセット中に配置されて、プレパックされたクロマトグラフィーカラムおよび配管と弁とのセットからガス、圧力またはガスと圧力とを放出することを可能にするベントフィルターをさらに含んでいる。たとえば、そのようなベントフィルターは、疎水性ベントフィルターおよび逆止弁でありまたはこれらを含んでいることができる。

ある実施形態またはこれらのシステムでは、クロマトグラフィーカラムチューブは、ステンレス鋼、ガラス、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリアミド、アセタール、ガラス充填またはカーボン充填プラスチックまたはエラストマー成分の１つ以上から形成されている。別の実施形態では、クロマトグラフィー充填媒体は、ガラス、プラスチック、セルロース、アガロース、セラミックまたはポリマーの１つであって、粗い粒子、繊維、膜またはビーズの形態をしたものである。ある実施では、クロマトグラフィーカラムチューブは、一回の使用のためにプレパックされ、使い捨てのものである。

いくつかの例では、本明細書に記載された配管と弁とのセットを備えたクロマトグラフィーカラムは、クロマトグラフィーシステム（たとえば、ＡＫＴＡ（商標）Ｒｅａｄｙ、ＧＥ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ社製）に、無菌のまたは滅菌された接続を通してまたは溶接によって取り付けられ得る。クロマトグラフィーカラムおよび配管と弁とのセットの中に滅菌処理、たとえばガンマ線照射によって引き起こされたどのような過剰圧力および／またはガスまたは気泡も、弁セットを開くことによってまたは本明細書に記載された一連のプライミング操作を使用することによって、クロマトグラフィーシステムを通して放出されることができる。

いくつかの例では、配管は閉じられたプロセス流路を形成するように溶接可能である。配管と弁とのセットは、ガンマ線照射の前または後に無菌のまたは滅菌された接続を形成することができる。

本明細書で使用される用語「樹脂」、「分離媒体」、「クロマトグラフィー媒体」および「媒体」とはすべて、クロマトグラフィーカラムを満たすために使用される液体中に懸濁された粒子を指す。これらの樹脂の例としては、ガラス、プラスチック、ポリマー、セルロース、アガロースその他の物質から作られた材料が挙げられる。樹脂は粗い粒子またはビーズであってもよい。ビーズは単分散のサイズのものまたは様々なサイズの集合体であってもよく、サイズは、たとえば１５μｍ～２００μｍで様々であってもよい。樹脂は、供給原料流れの中のタンパク質と他の物質との分離を達成するために、粒子への結合に影響を与える様々な置換基を含有するように変性されてもよい。置換基は、正または負に荷電され、または疎水性であり、または特異的な親和性部分（たとえば、タンパク質Ａ）であり、またはこれらの特性の組み合わせであってもよい。いくつかの例では、クロマトグラフィーカラムは、流体分配システムとともに保持される繊維、膜またはモノリスで満たされる。

本明細書で使用される用語「コネクター」とは、無菌のまたは滅菌された接続、たとえば機械的なかみ合いか、あるいは滅菌されたまたは無菌の配管溶接で連結するのに適した１つ以上の場所のいずれかを可能にする連結装置を指す。

本明細書で使用される用語「無菌の」とは病原体（たとえば、病原菌、ウィルス、真菌および／または寄生動物もしくは有害な胞子）からの汚染の可能性を減少させるように設計された条件またはプロセスを指す。

用語「滅菌された」とは一般に、全ての生きている微生物（有害なまたはそうでないもの）およびそれらの胞子が存在しないまたは本質的に存在しない環境を達成するように設計された条件またはプロセスを指す。本明細書で使用される「滅菌された」とは、１０^－３またはよりよい滅菌保証水準（ＳＡＬ）を意味する。

別段の定義がない限り、本明細書で使用される全ての技術的および科学的用語は本発明が属する技術の分野における当業者によって一般に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書に記載されたものに類似のまたは等価である方法および材料が本発明の実施または試験で使用されることができるけれども、適当な方法および材料が以下に記載される。本明細書に記載された全ての刊行物、特許出願、特許その他の参照文献は、参照によってそれらの全体が本明細書に組み込まれる。矛盾する場合には、本明細書が定義を含めて支配する。さらに、材料、方法および実施例は、例示のためのみであり、限定的であることは意図されていない。

本発明の１つ以上の実施形態の詳細は、添付された図面および以下の記載に示される。本発明の他の特徴、目的および利点は、以下の記載および図面ならびに特許請求の範囲から明らかになる。

本明細書に記載された、滅菌されたまたは無菌のクロマトグラフィーカラム、および付帯するカラムに接続された閉鎖系の流体流路を形成する弁と配管とのシステム、の実施形態を示す模式図である。 本明細書に記載された、滅菌されたまたは無菌のクロマトグラフィーカラム、および付帯するカラムに接続された閉鎖系の流体流路を形成する弁と配管とのシステム、の実施形態を示す模式図である。 本明細書に記載された、滅菌されたまたは無菌のクロマトグラフィーカラム、および付帯するカラムに接続された閉鎖系の流体流路を形成する弁と配管とのシステム、の実施形態を示す模式図である。 本明細書に記載された、滅菌されたまたは無菌のクロマトグラフィーカラム、および付帯するカラムに接続された閉鎖系の流体流路を形成する弁と配管とのシステム、の実施形態を示す模式図である。 本明細書に記載された、滅菌されたまたは無菌のクロマトグラフィーカラム、および付帯するカラムに接続された閉鎖系の流体流路を形成する弁と配管とのシステム、の実施形態を示す模式図である。 本明細書に記載された、滅菌されたまたは無菌のクロマトグラフィーカラム、および付帯するカラムに接続された閉鎖系の流体流路を形成する弁と配管とのシステム、の別の実施形態を示す模式図である。 本明細書に記載された、滅菌されたまたは無菌のクロマトグラフィーカラム、および付帯するカラムに接続された閉鎖系の流体流路を形成する弁と配管とのシステム、の別の実施形態を示す模式図である。 本明細書に記載された、滅菌されたまたは無菌のクロマトグラフィーカラム、および付帯するカラムに接続された閉鎖系の流体流路を形成することになる弁と配管とのシステム、の別の実施形態を示す模式図である。 本明細書に記載された、滅菌されたまたは無菌のクロマトグラフィーカラム、および付帯するカラムに接続された閉鎖系の流体流路を形成することになる弁と配管とのシステム、の別の実施形態を示す模式図である。 本明細書に記載された、滅菌されたまたは無菌のクロマトグラフィーカラム、および付帯するカラムに接続された閉鎖系の流体流路を形成することになる弁と配管とのシステム、の別の実施形態を示す模式図である。 本明細書に記載された、滅菌されたまたは無菌のクロマトグラフィーカラム、および付帯するカラムに接続された閉鎖系の流体流路を形成することになる弁と配管とのシステム、の別の実施形態を示す模式図である。 本明細書に記載された、滅菌されたまたは無菌のクロマトグラフィーカラム、および付帯するカラムに接続された閉鎖系の流体流路を形成することになる弁と配管とのシステム、の別の実施形態を示す模式図である。 滅菌されたまたは無菌のクロマトグラフィーカラム、および閉鎖系を形成する弁と配管とのシステム、の実施形態を示す模式図である。 滅菌されたまたは無菌のクロマトグラフィーカラム、および閉鎖系を形成する弁と配管とのシステム、の実施形態を示す模式図である。 滅菌されたまたは無菌のクロマトグラフィーカラム、および閉鎖系を形成する弁と配管とのシステム、の実施形態を示す模式図である。 滅菌されたまたは無菌のクロマトグラフィーカラム、および閉鎖系用の弁と配管とのシステム、の実施形態を示す模式図である。 滅菌されたまたは無菌のクロマトグラフィーカラム、および閉鎖系用の弁と配管とのシステム、の実施形態を示す模式図である。 図１Ａのカラムを試験するための実験装置の例を示す写真である。 図１Ａのカラムを試験するための実験装置の例を示す写真である。 図１Ａのカラムを試験するための実験装置の例を示す写真である。 図１Ａのカラムを試験するための実験装置の例を示す写真である。 表1の実験データを示すクロマトグラムである。 表1の実験データを示すクロマトグラムである。 表1の実験データを示すクロマトグラムである。 表1の実験データを示すクロマトグラムである。 表1の実験データを示すクロマトグラムである。 表1の実験データを示すクロマトグラムである。 表1の実験データを示すクロマトグラムである。 表1の実験データを示すクロマトグラムである。 表1の実験データを示すクロマトグラムである。 表1の実験データを示すクロマトグラムである。 様々な図面における類似の参照記号は、類似の部材を示す。

本開示発明は、一連の弁および配管を含んでいる閉鎖系の中に配置されたプレパックされたクロマトグラフィーカラムのガンマ線照射のための新規な方法およびシステムを記載し、この方法およびシステムでは、充填カラム床の性能はその意図された使用に適した状態を保ち、弁と配管とのシステムは、滅菌の際に、たとえばガンマ線照射によって発生することがある閉鎖系からのガスをパージするために使用されることができる。

プレパックされたまたは使い捨てのクロマトグラフィーカラムは、ガンマ線によって滅菌されることができ、充填床の性能保全性が、たとえば非干渉小分子のパルス注入によって測定されるように、維持されることが実証されている。しかし、いくつかの例では、ガンマ線照射工程の間に充填媒体溶液からガス発生が生じることがあり、カラムの充填床および接続された滅菌されたまたは無菌の配管の中に望ましくないエアポケットのガスまたは気泡および／または圧力が形成され、これは流体力学に悪影響を及ぼすことがある。いくつかの例では、カラムの圧力上昇が起こる。

本開示発明は、プレパックされたカラムの入口および出口に設置された配管と弁とのシステムおよびベントフィルターを使用することによって、閉じ込められた圧力、ガスまたは空気の課題を解決する。これらの配管／弁システムおよびベントは、クロマトグラフィーシステムへの閉鎖された無菌の接続を可能にして、閉鎖系および無菌状態を維持しながら、カラムから閉じ込められたガスの除去を可能にする。これらの配管／弁システムおよび放出方法は、照射前の当初の値と同等な充填床性能を有するプレパックされたカラムをもたらす。配管は、任意のタイプの配管、たとえばシリコーン、網組みシリコーン、Ｃ－ＦＬＥＸＲ（商標）等であり得る。

カラム内のガス発生から生じた気泡および／または圧力によるクロマトグラフィー流路の遮断は、このようにして回避されることができる。カラムは、たとえばシリカ、アガロース、セラミックまたはポリマー骨格を備えたクロマトグラフィー媒体を充填されることができ、これらのものは、アフィニティーリガンド、（たとえば、タンパク質Ａ－組み換え在来構造物または機能性ドメイン）、イオン相互作用リガンド、混合モードリガンドまたは疎水性リガンドで機能化されることができる。カラムは充填され、有機成分（たとえば、２％のベンジルアルコール、２０％のエタノール）を含有していてもよい水性バッファー中に保存される。これらのカラムは生物製剤、たとえばタンパク質、ウィルス、ウィルス様粒子、エクソソーム等を製造するために使用されることができる。本明細書に記載されたように調製されたプレパックカラムは、典型的には８ｋＧｙ以上のガンマ線量によって滅菌される。理論段相当高さ（ＨＥＴＰ）および非対称性の試験によって測定された、ガンマ線照射後の機能性流体の分配は、ガス除去後に元の値と同じような値を示す。

クロマトグラフィーカラム
カラムチューブは、中空の円筒状部材であり、流体（たとえば、液体）が第１の端（たとえば、上端）から第２の端（たとえば、下端）まで流れることを可能にする典型的には円断面の円筒である。チューブの内径は、チューブに流体を運び入れまたチューブから流体を排出するための流れ分配器から流体を受け入れられるような大きさにされまたそのように構成される。様々なクロマトグラフィーカラムの性能仕様に基いて、チューブは、様々な異なるサイズおよび構成で作られることができ、たとえばバイオ医薬品の用途に使用されるクロマトグラフィーカラムその他のカラムであるＯＰＵＳ（商標）ライン（Ｒｅｐｌｉｇｅｎ社、米国、マサチューセッツ州、Ｗａｌｔｈａｍ）が挙げられる。

本明細書に記載されたクロマトグラフィー部材は、様々な構造的および化学的に適した材料のうちの任意のものから作られることができる。たとえば、この部材は様々なプラスチック、たとえば熱可塑性物（たとえば、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、他の熱可塑性物または複合材料）および熱硬化性プラスチック（たとえば、エポキシ樹脂および繊維強化プラスチック）から作られることができる。カラムはまた、金属、たとえばステンレス鋼から、または他のガラスまたは硬質プラスチック、たとえばポリアミド（例として様々なナイロン）、アセタールまたはガラス充填もしくはカーボン充填プラスチック（たとえば、ガラス繊維および炭素繊維プラスチック）またはエラストマー成分からその全体が作られることもできる。

材料選定の際に考慮すべき事項としては、その材料の特定の機械的性質、およびその材料がそのシステムの誘起された内部操作圧力に耐えるかどうかが挙げられる。カラムの設計構造は、カラムが様々なタイプのクロマトグラフィー媒体、たとえば樹脂その他の多孔性または非多孔性材料を０～５０ｃｍおよびそれ以上の長さの間で制限なく変えられる「床高さ」まで充填することができるような設計構造のものである。内径は、たとえば５、８、１０、１２．６、１５、２０、２５、３０、４０、５０または６０ｃｍ以上、約8０、９０または１００ｃｍ以上までであり得るが、これらに限定されない。

これらのカラムに使用される流れ分配器は、円筒状のディスクの形態をしており、液体がその中に流れ込みおよびその中を通り抜けることを可能にする１つ以上の入口／出口を備えている。さらに、流れ分配器は、床支持部、スクリーンおよび／または流れ分配器ディスクの充填媒体側に取り付けられるフィルターを含んでいることができる。カラムはまた、流れ分配器とカラムチューブの内壁との間にＯリングを組み込んでいてもよいが、組み込んでいなくてもよい。流れ分配器の流路は、標準的技法および既知の設計に従って設計されることができ、また、流れ分配器自体は、たとえばチューブと同じまたは類似のプラスチック材料から作られることができるが、カラムを通って流されることになる液体および試薬に不活性である金属、セラミックスその他の剛性材料から作られることもできる。

本明細書に記載されたクロマトグラフィーカラムのチューブは、最終使用者によって指定されるカラムクロマトグラフィーに使用される任意の固相媒体材料を充填されることができる。潜在的な充填媒体材料のこの多様性は、ベース粒子の組成とともにベース粒子の機能的な化学的特性（たとえば、親和性、イオン交換および疎水性相互作用）の両方にまで及ぶ。充填媒体材料は、移動相液体または溶媒に加えられる固定相粒子のスラリーを含んでいることができる。固定相粒子としては、様々な粒子サイズの、シリカゲル（ＳｉＯ_２）、セラミック、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、セルロース、アガロース、ポリマーその他の適当な材料が挙げられることができる。移動相としては、様々な溶媒、たとえば脱イオン水、緩衝食塩液、エタノールその他のクロマトグラフィー分離に使用される通常の溶液の１つ以上が挙げられることができる。

ガス除去のための弁と配管とのシステム
ガス除去およびクロマトグラフィーカラムのプライミングのための、本明細書に記載された配管と弁とのセットは、滅菌目的のためにガンマ線照射されることができる、ＯＰＵＳ（商標）カラムまたはプレパック形式の任意のクロマトグラフィーカラムに取り付けられることができる。一般に、８ｋＧｙ以上の放射線量が有効である。いくつかの実施では、２５～４５ｋＧｙの線量範囲が使用されることができる。上記されたように、カラムはそのような照射量に耐えることができる材料から作られる。さらに、カラムに接続される配管と弁とのセットもまた、ガンマ線に対して安定な材料から作られる。

図１Ａは、生体分子（たとえば、タンパク質、例として抗体、ウィルス、ウィルス様粒子、エクソソーム等）を滅菌または無菌に精製するために使用されることができる滅菌されたまたは無菌のクロマトグラフィーカラムシステム１０を示す。クロマトグラフィーカラム２０、たとえばＯＰＵＳ（商標）カラムは、配管と弁とのシステムまたはセットに取り付けられる。配管セット３０の上流の配管部分３２は、１つの端で流体源または流体入口４０に、別の端でカラム入口２２に取り付けられる。配管セット３０のさらなる部分、すなわち下流の配管部分３４は、第１の端で流体シンクまたは流体出口５０に、その第２の端でカラム出口２４に取り付けられる。配管と弁とのセット３０は、追加の複数の配管分枝３６を含む。これらの配管分枝３６は、上流の配管３２を下流の配管３４に接続して、配管と弁とのセット３０を通って流れる液体のための複数の流路を作り出すことができる。

カラム入口２２およびカラム出口２４は、カラム２０に、および配管と弁とのシステム３０に結合するコネクターである。いくつかの例では、カラム入口２２およびカラム出口２４のコネクターは、カラム２０と一体になっている。他の例では、カラム入口２２およびカラム出口２４のコネクターは、配管と弁とのシステム３０と一体になっている。カラム入口２２およびカラム出口２４のコネクターは、配管と弁とのセット３０をカラム２０に滅菌されたまたは無菌の様式で取り付けることができる。たとえば、カラム入口２２およびカラム出口２４のコネクターは、カラム２０に溶接されることができ、次に溶接後にガンマ線照射されることができる。あるいは、カラム入口２２およびカラム出口２４のコネクターは、配管と弁とのセット３０に溶接されることができる。全ての例において、配管と弁とのセット３０、カラム入口２２およびカラム出口２４のコネクター、およびカラム２０は、それらが互いに取り付けられた後にガンマ線照射されることができる。全ての例において、配管は、カラムの滅菌の前にまたは後にカラムに取り付けられることができる。いくつかの例では、カラム２０は、入口２２および出口２４に溶接可能な滅菌されたまたは無菌の接続部を含んでおり、また配管と弁とのセット３０は、上流の配管部分３２および／または下流の配管部分３４に、溶接可能な配管またはコネクターを含んでいることができる。別のシナリオでは、溶接可能な滅菌されたまたは無菌のコネクターは、ガンマ線照射工程の前、その間またはその後にカラム２０に取り付けられ、これらのコネクターは、無菌のまたは滅菌された接続がなされ維持されることを可能にする。

配管と弁とのセット３０は複数の弁を含んでおり、たとえば図１Ａでは弁１～８がある。弁は様々な位置に配置され、配管と弁とのセット３０の上流部分３２および下流部分３４に沿って、とともに配管分枝３６に沿って配置される。弁１～８を開閉することは、流体入口４０から配管と弁とのセットに入る流体が配管と弁とのセット３０の異なる部分に沿って流れることを許容しまたは妨げる、たとえば弁１～８を開閉することは、上流の配管を含んでいるかもしれない、またカラム２０、下流の配管３４または１つ以上の配管分枝３６を含んでいるかもしれずもしくは含んでいないかもしれない、異なる流路に沿って流体が流れるように仕向ける。コントローラー５５（概略図で示される。）は、弁１～８およびポンプ４５（または複数のポンプ）に接続されることができ、ポンプ４５（または複数のポンプ）は液体が流体入口４０から配管と弁とのセット３０を通り抜けるように推力を与える。コントローラー５５は、弁１～８（またはシステム全体に応じて、より多くの弁）の開閉とポンプの速度とを同期させて、以下に記載される滅菌されたまたは無菌のクロマトグラフィーカラムシステム１０をプライミングする工程および使用する工程を実行することができる。

いくつかの実施では、この新規なシステムは、コントローラー５５がなくても手動で開閉する能力を備えた弁、たとえば弁１～８を含んでいる。いくつかの実施では、本システムは、１台以上のプロセッサーおよび揮発性または不揮発性メモリーを含んでいるコントローラー５５を含んでおり、このメモリーは、弁およびポンプを操作するためのソフトウェア指示を含んでいる１台以上のプロセッサーによる実行のためのソフトウェア指示を含んでいる。このソフトウェア指示は、任意のタイプの非一時的なコンピューター可読媒体上に格納され、その指示を行う１台以上のプロセッサーによって実行可能であり、この指示には、弁１～８（またはシステム全体に応じて、より多くの弁）の開閉とポンプの速度とを同期させて、本明細書に記載され、また図（たとえば、図１Ａ～１Ｅ、２Ａ～２Ｅおよび３Ａ～３Ｅ）に示される滅菌されたまたは無菌のクロマトグラフィーカラムシステム１０をプライミングする工程および使用する工程を実行することが含まれ、これらの図は、異なる弁セットに対する異なる手順指令、および異なるプライミング、上向き流および下降流のシーケンスに応じて、異なる弁の開閉の特定のシーケンスを示している。

図１Ａ～１Ｅの滅菌されたまたは無菌のクロマトグラフィーカラムシステム１０は、カラム２０、配管３０および任意のコネクター、たとえばカラム入口２２およびカラム出口２４、の内に存在するかもしれない気泡および／または圧力を除去しながら、クロマトグラフィーカラム２０をプライミングするために使用されることができる。たとえば、第１のプライミングシーケンスが図１Ｂに示される。この第１のプライミングシーケンスは、以下に前向き流ポンプについて記載されるように、プライミングの開始およびカラムの上向き流（たとえば、逆流）の条件設定を提供する。

図１Ｂでは、弁１、２、３、５、６および７は開いており、他方、「Ｘ」によって示されるように弁４および８は閉じている。この配置は、上流の配管３２を通る、たとえば下向きの流れを可能にし、流体は流体入口４０から下向きに流れて、上流の配管３２をプライミングする。この配置はまた、カラム２０の上向き流（たとえば、逆流）の条件設定、たとえばカラム出口２４からカラム２０を通りカラム入口２２を通って外に出る流れで、バッファーまたは保存溶液がカラム２０をプライミングするのに使用され、次に流体出口５０から出て行くことを可能にする。典型的には、カラム容積（ＣＶ）の１倍以上、たとえば１ＣＶ、３ＣＶ、５ＣＶまたは１０ＣＶの流体がポンプでカラムを通される。１ＣＶ未満でも有効であり得る。カラム容積とは、第１および第２の流れ分配器の間のカラムチューブ内に形成されたチャンバーの容積と定義され、この適用ではプライミング操作が行なわれている間、チャンバーは充填媒体で満たされる。図１Ｂに矢印によって示されるように、流体は、流体入口４０から上流の配管３２に沿って頂部配管分枝３６を通って下流の配管３４まで進み、そして次にカラム出口２４からカラム２０を通ってカラム入口２２から外に出て底部配管分枝３６に沿って進み流体出口５０でシステムから出て行く。

第２のプライミングシーケンスは、図１Ｃに示される。このシーケンスは、配管と弁とのセット３０の頂部分、たとえば配管と弁とのセット３０の流体入口４０および流体出口５０に最も近い部分をプライミングする。この例では、弁４、５、６および７は閉じており、他方、弁１、２、３および８は開いている。下向き流の流体は入口から進み、次に上側の分岐３６を経由して流体出口５０から出て行く。流体の流れは、配管の少なくとも弁８に最も近い部分が流体で満たされるまで続けられるように制御される。

第３のプライミングシーケンスは、図１Ｄに示される。このシーケンスは、配管と弁とのセット３０の残りの部分、たとえば配管と弁とのセット３０の弁４に最も近い部分をプライミングする。この例では、弁２、６、７および８が閉じており、他方、弁１、３、４および５は開いている。下向き流の流体は、入口４０から弁４を備えている上流の配管３２に沿って、配管分岐３６の弁５を備えたところまで進み、次に下流の配管３４の最後の部分まで進んで流体出口へ行く。流体の流れは、配管の少なくとも弁５に最も近い部分が流体で満たされるまで続けられるように制御される。

いくつかの例では、ガンマ線照射後に配管のセットの上側部分に気泡および／または圧力がある可能性があるので、図１Ｃおよび１Ｄのプライミング工程が最初に実施され、次に、何らかの流れがカラムを通る前に、ガンマ線照射後のカラムのプライミング工程が行われる。そうすることは、さらなる空気がカラムに入らないことを確実にする。様々なシナリオでは、図１Ｃおよび１Ｄのプライミング工程は、空気が下向き流でカラムに入らない限り、図１Ｂの前に任意の順に行われることができる。

第４のプライミングシーケンスが図１Ｅに示される。このシーケンスは、チューブ３４の下流の部分をプライミングする。この配置はまた、配管と弁とのセット３０を使用する下向き流操作にも使用される。ここでは、弁１、３、４、６、７および８は開いており、他方、弁２および５は閉じている。この弁の設定では、下向き流操作は、入口４０からの下向き流によって達成され、溶液は矢印によって示されるように流体出口５０から出て行く。

図１Ｂ～１Ｅに示されるプライミングシーケンス（図１Ｂは上向き流シーケンスを示し、図１Ｅは下向き流シーケンスを示す。）が完了した後、配管と弁とのセット３０およびカラム２０は液体で完全に満たされ、存在していたかもしれないいかなる気泡および／または圧力も除去されて、クロマトグラフィー操作の準備が整う。出口部分３４に残留するいかなる空気も下向き流によって除去される。

本システム１０はまた、配管セットを使用しながら、上向き流れ操作に使用されることもできる。上向き流操作では、弁１、２、３、６および７は開いており、他方、弁４および８は閉じている。この配置は、カラムの上向き流の条件設定についての図１Ｂに示されるのと同じ流体流路が可能である。図１Ａおよび２Ｂの両方のシステムで、カラムを上下逆さまにひっくり返すような追加の変更を加えることや、流体入口４０から流体出口５０に流体を推進するポンプ４５の方向を逆転するようなシステムに他の変更を加えることなく、上向き流が生じる。さらに、この上向き流シーケンスは、カラムを物理的に再配管する必要がなく、それによって、たとえばカラムがガンマ線照射されていれば、カラムおよび配管と弁とのセットの無菌の／滅菌された性質が維持される。

図２Ａを参照すると、滅菌されたまたは無菌のクロマトグラフィーカラムシステム１００の第２の実施形態が示される。滅菌されたまたは無菌のクロマトグラフィーカラムシステム１００の部材は、図１のものに似ており、同じ参考番号は同じシステム要素を指す。図２Ａの実施形態は、図１Ａに示されたのと似ている流路を有するが、弁は２、４、５および８のみを含んでいる。下向き流操作の使用の場合、弁２および５は（図中の各弁へのＸ印によって示されるように）閉じられ、流体路は矢印によって示された通りである。図２Ｂを参照すると、上向き流操作の使用の場合、弁４および８は（図中の各弁へのＸ印によって示されるように）閉じられ、流体路は矢印によって示された通りである。

いくつかの実施形態では、カラム２０を出て行く流体は、流体出口５０から流れ出ない。図３Ａは、前の実施形態に似ている滅菌されたまたは無菌のクロマトグラフィーカラムシステム２００を示し、同じ要素は同じ参考番号を付けられている。しかし、配管と弁とのセットは弁１～７のみを含んでおり、また、弁５を含んでいる配管分岐３６は上流の配管３２を下流の配管３４に接続しない。その代わりに、その配管分岐３６は、１つの端で上流の配管３２に、および第２の端でインラインの滅菌されたまたは無菌のフィルター６０に流体連結されている。流体出口５０ではなくて、インラインの滅菌されたまたは無菌のフィルター６０が、配管と弁とのセット３０をプライミングするための出口として使用されることができる。いくつかの実施形態では、インラインの滅菌されたまたは無菌のフィルター６０は、流体収集容器６５に接続されることができる。流体収集容器６５に集められた流体は、試験の目的のために、たとえばカラム２０内の流体および／または樹脂の状態または性質を決定するために使用されることができる。

図３Ａの滅菌されたまたは無菌のクロマトグラフィーカラムシステム２００は、クロマトグラフィーカラム２０をプライミングするために使用されることができ、その間に、たとえばカラム２０、配管３０および任意のコネクター、たとえばカラム入口２２およびカラム出口２４の中に存在するかもしれない気泡および／または圧力が除去される。システム２００についての第１のプライミングシーケンスが、図３Ｂに示される。そこに示されるように弁３および４は閉じており、他方、弁１、２、５、６および７は開いている。この配置は、上流の配管３２の液体の下向き流およびカラム２０の上向き流の条件設定を可能にする。典型的には、カラム容積（ＣＶ）の３倍以上の流体が、ポンプでカラムを通される。図３Ｂに矢印によって示されるように、流体は、流体入口４０から上流の配管３２に沿って接続する配管分岐３６を通って下流の配管３４まで進み、そして次にカラム出口２４からカラム２０を通りカラム入口２２から出て行く。弁４が閉じているので、流体は次に配管分岐３６に沿って迂回して、インラインの滅菌されたまたは無菌のフィルター６０へおよび任意的に収集容器６５へと進む。

第２のプライミングシーケンスが図３Ｃに示される。このシーケンスは、配管と弁とのセット３０の頂部分、たとえば配管と弁とのセット３０の流体入口４０および流体出口５０に最も近い部分をプライミングする。この例では、弁１、２および３は開いており、他方、弁４、５、６および７は閉じている（または代わりに、弁４および７のみが閉じている）。下向き流の流体は、流体入口４０から、配管分岐３６の弁２を備えたところを横切り、次に流体出口５０から出て行く。流体は、配管の、少なくとも弁２を備えている部分が流体で満たされるまで流れ続けるように制御される。

第３のプライミングシーケンスが図３Ｄに示される。このシーケンスは、配管セット３０の残りの部分、たとえば配管セット３０の弁４に近い部分をプライミングする。この例では、弁１、４および５は開いており、他方、弁２、３、６および７は閉じている。下向き流の流体は、入口４０から、弁４を備えている上流の配管３２に沿って、配管分岐３６の弁５を備えたところまで進み、そしてインラインの滅菌されたまたは無菌のフィルター６０へと出て行く。流体は、配管の少なくとも弁４に最も近い部分が流体で満たされるまで流れる。いくつかの例では、図３Ｃおよび３Ｄのプライミング工程が最初に行なわれ、次に、何らかの流れがカラムに通される前に、ガンマ線照射後のカラムがプライミングされる。そうすることは、さらなる空気がカラムに入らないことを確実にする。これらの工程はまた、逆にされることもできる。

図３Ｂ～３Ｄに示されたプライミングシーケンスの後、配管と弁とのセット３０およびカラム２０は液体で完全に満たされ、クロマトグラフィー操作の準備が整う。配管セット３０を使用する下向き流操作の配置が図３Ｅに示される。ここで、弁１、３、４、６および７は開いており、他方、弁２および５は閉じている。この弁設定を用いて、下向き流操作が入口４０からの下向き流によって達成され、溶液は、矢印によって示されたようにカラム２０を横断して流体出口５０から出て行く。

図４は、追加の、滅菌されたまたは無菌のクロマトグラフィーカラムシステム３００を示す。上記の実施形態で議論されたのと同じ要素に加えて、システム３００は、第２の流体入口４２および第２の流体出口５２を、付帯する追加の弁とともに備えている。したがって、様々な流体源およびシンクが、インラインの滅菌されたまたは無菌のフィルター６０に接続された任意的な流体容器に加えて可能である。第２のポンプ４７が、第２の流体入口４２に接続されて示されている。しかし、システム３００では、本明細書に記載された全ての滅菌されたまたは無菌のシステムにおけるのと同じように、１台超または２台のフローポンプが可能である。いくつかの例では、操作者が１セットの入口および出口のコネクターを使用し、配管のセットおよびカラムを予めプライミングして全ての空気を除去し、次にこれらの配管をクランプ留めすることができるように、１台以上のポンプが使用される。以後、カラムを再びプライミングすることなく、カラムは後日に使用されることができる。その上、１セットの未使用の滅菌されたまたは無菌のコネクターがまだあるので、カラムは、滅菌されたもしくは無菌のまたは無菌の状態の下で再び据え付けられることができる。あるいは、操作者は、２セットの滅菌されたまたは無菌の接続を用いて、カラムを２回使用することができる。

図５は、追加の、滅菌されたまたは無菌のクロマトグラフィーカラムシステム４００を示す。上記の実施形態で議論されたのと同じ要素に加えて、システム４００は膨張袋７０を備えている。膨張袋７０は、バッファーで部分的に満たされことができる。膨張袋７０は、滅菌されたまたは無菌のフィルターを備えているシステム４００の外部にあるベントを任意的に備えることができる。滅菌されたまたは無菌のクロマトグラフィーカラムシステム４００はまた、第２のポンプ８０も備えることができる。第２のポンプ８０は、配管と弁とのシステム３０に流体連結され、配置済みのポンプシステム４５に加えて、配管３０を通して液体を押し引きすることができる。第２のポンプは手動式のもの、たとえばシリンジポンプまたはベローズポンプであり得る。弁の使用によって流体の向きを変えるのではなく、所望であれば第２のポンプ８０が流体の向きを変えることができる。

図６は、追加の、滅菌されたまたは無菌のクロマトグラフィーカラムシステム５００を示す。図１Ａに関連して上で議論されたのと同じ要素に加えて、システム５００は図４および５の実施形態の特徴物を備えている。これらの特徴物は、第２の流体入口４２および第２の流体出口５２、膨張袋７０ならびに滅菌されたまたは無菌のフィルター６０を含んでいる。

追加の弁が様々な配管要素を接続し、コントローラー５５は流体をこれらの全ての要素に向けることができる。

図7は、追加の、滅菌されたまたは無菌のクロマトグラフィーカラムシステム６００を示す。図１Ａに関連して上で議論されたのと同じ要素に加えて、システム６００は、圧力上昇を開放するためにまたは閉じ込められたガスを排出するために組み込まれた滅菌等級の疎水性ベントフィルター６０１を含んでいる。逆止弁６０２と組み合わされた疎水性ベントフィルター６０１は、システム６００内への逆流のない１方向への放出を確実にする。

図８は、追加の、滅菌されたまたは無菌のクロマトグラフィーカラムシステム７００を示す。図１Ａに関連して上で議論されたのと同じ要素に加えて、システム７００は、溶接可能な配管または滅菌されたまたは無菌の接続具Ａ、Ｂ、ＣおよびＤを備えている配管セット７０１およびカラム２０を含んでおり、これらの無菌の接続具Ａ、Ｂ、ＣおよびＤは、ガンマ線照射の後に配管セットおよびカラムが独立してかつ滅菌されたまたは無菌の様式で接続されることを可能にする。カラム２０および配管セット７０１は、ガンマ線照射後にこれらの２つの部分を滅菌後にまたは無菌的に接続する方法が利用可能である限り、別々にガンマ照射されることができる。図８は、カラム２０および配管セット７０１の上に存在する溶接可能な配管７０２を示す。滅菌されたまたは無菌の接続は、溶接可能な配管７０２との間で（ＡからＣへおよびＢからＤへ）溶接されることができ、または滅菌されたまたは無菌のコネクター（図示されていない。）を介してなされることができる。クロマトグラフィーカラム２０への配管セット７０１のガンマ線照射後の滅菌されたまたは無菌の取り付けは、ガンマ線照射後にこれらの２つの部分を滅菌後にまたは無菌的に接続する方法が利用可能である限り、任意の配管セット７０１に適用されることができる。

［実施例］
以下の実施例は、本明細書に記載されたシステムおよび方法を例示するが、これらを限定するものではない。

配管セットおよびプライミングシーケンスの評価
ガンマ線照射工程の間に、ガスおよび圧力上昇が、閉じられたカラム内に生じ、これはカラムの有用性に悪影響を及ぼすことがある。配管と弁とのセットによって、これらのガスと圧力は本明細書に記載されたようにカラムから除去されることができる。この実験の目標は、配管と弁とのセット３０についての空気除去効率を実証することである。２つのプレパックされたＯＰＵＳ（商標）カラム（Ｒｅｐｌｉｇｅｎ社製）が使用された。各プレパックカラムは、１０ｃｍの内径および２０ｃｍの床高さの寸法を有し、ＧＥ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ社製Ｃａｐｔｏ（商標）Ｓ、アガロースに基いたカチオン交換樹脂が充填されていた。この実験の場合、配管セットはプライミングされておらず（空気で充満）、ガンマ線処理の影響を具現化する最悪のシナリオを実証するためのものであった。

配管セットを備えたカラムはＡＫＴ Ａｐｉｌｏｔ（商標）（図９Ｄ）に接続された。配管セットは以下のシーケンスでプライミングされた：
工程１：弁１、２、８および３は開、弁４、５、６および７は閉；
工程２：弁１、４、５および３は開、弁２、６、７および８は閉；
工程３：上向き流操作シーケンス（たとえば、順方向のポンプ）－ 弁１、２、７、６、５および３は開、弁４および８は閉；および
工程４：下向き流操作シーケンス－弁１、４、６、７、８および３は開、弁2および５は閉。

いくつかの観察がこのプロセスの間になされた。最初の２つのシーケンスは配管セットの大部分をプライミングした。上向き流シーケンスは入口ラインをプライミングし、その間、カラムの頂部に位置している入口ラインと同じ高さに出口ラインが配置されていることに起因して、カラムの底部の中に空気が導入されることはなかった。下向き流シーケンスは配管セットの出口および最後の脚部をプライミングした。

結論として、プライミングシーケンスが完了した後、配管セットは目視検査によって判定されて、何らの閉じ込められた空気も含んでいなかった。弁の組み合わせの設定は、上記の方法によってカラムおよび配管システムから空気を除去する機能を有することが実証された。

ガンマ線照射後の空気の除去およびカラムの性能試験
以下の実験が、図１Ａに示された滅菌されたまたは無菌のクロマトグラフィーカラムシステムを評価するために実施されて、この実施形態が配管セット３０を完全にプライミングし、ガンマ線照射後にその中に閉じ込められた空気を除去することができることが確認された。さらに、その試験は、上向き流および下向き流のプライミングのための弁の組み合わせの設定を確認し、かつ配管と弁とのセット３０の追加がカラムの性能に影響を及ぼさないことを確認するために行なわれた。

実施例１で使用された２つのプレパックカラムがこの実験にも使用された。これらの２つのカラムは、ＡＫＴＡパイロット（商標）クロマトグラフィーシステム（ＧＥ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ社製）であり、ガンマ線滅菌前に配管セットを用いた場合と用いない場合とにおいてＨＥＴＰ（Ｎ／ｍ）および非対称性について試験された。カラムは、１％ＣＶ量の１ＭのＮａＣｌのスパイク注入によって１００ｃｍ／時で１００ｍＭのＮａＣｌを用いて試験された。配管セットを追加することは、これらのカラムについてカラム性能に影響を与えなかった（表１）。

図９Ａ～９Ｃは、内径１０ｃｍのＯＰＵＳ（商標）カラムに取り付けられた配管と弁とのセット３０を示す。図９Ｄは、ＡＫＴＡパイロット（商標）に取り付けられた配管と弁とのセット３０を示す。

ガンマ線照射に備えて、それぞれの配管セットとプレパックカラムとの組立体がプライミングされ、２％のベンジルアルコールを含んでいるリン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）とともに保存された。保存後、ガンマ線照射前に、配管組立体の中に空気は認められなかった。

カラムは２５～４０ｋＧｙの目標範囲にガンマ線照射された。
ガンマ線滅菌後、閉じ込められた空気が、それぞれの配管セット組立体内の以下の場所に観察された。
気泡が以下の場所に観察された：
弁１と４との間
弁７と８との間
弁６の下。

両方のカラムが、ガンマ線照射後にカラム性能について試験された。
配管セットは、１００ｍＭのＮａＣｌを用いて１００ｃｍ／時の流量でプライミングされた。
プライミングシーケンス：
工程１：弁１、２、８および３は開、弁４、５、６および７は閉；
工程２：弁１、４、５および３は開、弁２、６、７および８は閉；
工程３：下向き流シーケンス－弁１、４、６、７、８および３は開、弁2および５は閉。

下向き流シーケンスの間にカラム出口２４から、空気が除去されるのが観察された。両方のカラムが試験され、ガンマ線照射前と比較されたときに両方のカラムともＨＥＴＰ（Ｎ／ｍ）の減少が観察された。非対称性は、ガンマ線照射後のカラム＃１でより多くテーリングしていた（表１）。

次に、上向き流シーケンス（弁１、２、７、６、５および３は開、弁４および８は閉）が配管セットを備えた両方のカラムで実施され、空気はカラムの入口から出て行くのが観察された。両方のカラムが試験され、最初のガンマ線照射後の試験と比較されたときに両方のカラムについてＨＥＴＰ（Ｎ／ｍ）の改善およびカラム＃１について非対称性の改善がもたらされた。

結論として、配管と弁とのセットは、ガンマ線照射後の配管セットの中に発見された気泡を首尾よく除去した。さらに、配管と弁のセットはまた、失われたＨＥＴＰ（Ｎ／ｍ）を上向き流操作によって回復することにも役立った。以下の図は以下の結果を示す：
図１０Ａは、Ｃａｐｔｏ（商標）Ｓカラム＃１（１０×２０ｃｍ）の充填後の最初の試験の結果を示す。
図１０Ｂは、Ｃａｐｔｏ（商標）Ｓカラム＃１のガンマ線照射前の再試験の結果を示す。
図１０Ｃは、Ｃａｐｔｏ（商標）Ｓカラム＃１（１０×２０ｃｍ）のガンマ線照射前の配管セットを用いた試験の結果を示す。
図１０Ｄは、Ｃａｐｔｏ（商標）Ｓカラム＃２（１０×２０ｃｍ）の充填後の最初の試験の結果を示す。
図１０Ｅは、Ｃａｐｔｏ（商標）Ｓカラム＃２のガンマ線照射前の再試験の結果を示す。
図１０Ｆは、Ｃａｐｔｏ（商標）Ｓカラム＃２（１０×２０ｃｍ）のガンマ線照射前の配管セットを用いた試験の結果を示す。
図１０Ｇは、Ｃａｐｔｏ（商標）Ｓカラム＃２の、配管セットのみをプライミングした（カラムには上向き流を通さない）試験の結果を示す（ガンマ線照射後の試験）。
図１０Ｈは、Ｃａｐｔｏ（商標）Ｓカラム＃２の、１ＣＶの上向き流をカラムに通した後の結果を示す（ガンマ線照射後の試験）。
図１０Ｉは、Ｃａｐｔｏ（商標）Ｓカラム＃１の、配管セットのみをプライミングした（カラムには上向き流を通さない）試験の結果を示す（ガンマ線照射後の試験）。
図１０Ｊは、Ｃａｐｔｏ（商標）Ｓカラム＃１の、１ＣＶの上向き流をカラムに通した後の結果を示す（ガンマ線照射後の試験）。

ガンマ線照射後の圧力上昇
ガンマ線照射工程の間に、ガスおよび圧力上昇が、閉じられたカラムと配管のセットとの組立体の内部に生じる。これは、カラムの有用性に悪影響を与える場合がある。実施例２に記載されたように、本明細書に記載された配管と弁とのセットを使用すると、カラムからこれらのガスおよび余剰な圧力を除去することができる。

本明細書の実験の目標は、ガンマ線照射が、カラム、配管と弁とのセット、および／またはカラムおよび配管と弁とのセットの組立体の圧力上昇をもたらすことを実証することである。２つのプレパックされたＯＰＵＳ（商標）カラム（Ｒｅｐｌｉｇｅｎ社製）が使用された。それぞれのプレパックカラムは、１０ｃｍの内径および２０ｃｍの床高さの寸法を有し、ＧＥ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ社製Ｃａｐｔｏ（商標）Ｓ、アガロースに基いたカチオン交換樹脂を充填されていた。この実験の場合、両方のカラムは、カラムの入口および出口に、ある長さの配管を取り付けられ、入口配管に圧力センサーが取り付けられていた。
ガンマ線照射後、２つのカラムの圧力センサーが読み取られ、配管を備えたカラムの圧力上昇が観察された（表２）。

結論として、ガンマ線照射は、カラム配管セット組立体の圧力上昇をもたらす。これまでに記載された配管セット３０を取り付けると、気泡を首尾よく除去することはまた、カラム、配管セットまたはそれらの両方の圧力除去にも役立つ。

他の実施形態
本発明の多くの実施形態が記載されてきた。しかし、様々な修正が本発明の趣旨および範囲から逸脱することなくなされてもよいことは理解されるだろう。従って、他の実施形態は、以下に添付された特許請求の範囲の範囲内にある。

Claims (29)

1. 閉じ込められたガス、圧力、またはガスおよび圧力の両方をプレパックされたクロマトグラフィーカラムから除去する方法であって、前記プレパックされたクロマトグラフィーカラムは、カラムチューブ入口およびカラムチューブ出口を有するカラムチューブならびに充填媒体で満たされたチャンバーを形成するように前記カラムチューブ内に配置された第１および第２の流れ分配器を含んでおり、前記方法が、
   （ａ）
   （ｉ）配管と弁とのセットであって、配管、配管入口、配管出口、前記配管入口と前記カラムチューブ入口との間の流路に沿った第１の弁、および前記カラムチューブ出口と前記配管出口との間の流路に沿った第２の弁を含んでおり、前記配管と弁とのセットが第１の流路および第２の流路を画定するように構成された、配管と弁とのセットを前記カラムチューブ入口および前記カラムチューブ出口に取り付け、そして次に接続された前記プレパックされたクロマトグラフィーカラムおよび前記配管と弁とのセットを滅菌する工程；または
   （ｉｉ）前記プレパックされたクロマトグラフィーカラムおよび前記配管と弁とのセットを個別に滅菌し、そして次に前記配管と弁とのセットの滅菌された配管を滅菌された前記カラムチューブ入口および滅菌された前記カラムチューブ出口に、前記カラムおよび前記配管と弁とのセットの両方の無菌状態を維持する様式で取り付ける工程；
   （ｂ）前記配管と弁とのセットを滅菌されたまたは無菌の流体源におよび流体出口に取り付ける工程；および
   （ｃ）滅菌されたまたは無菌の液体を前記第１の流路に沿って、前記滅菌されたまたは無菌の流体源から前記配管と弁とのセットに沿って前記カラムチューブ出口内へとポンプで送り込み、そして前記カラムチューブ入口から送り出す工程であって、これによって、前記プレパックされたクロマトグラフィーカラムおよび前記配管と弁のセットの無菌状態を損なわないで、前記第１の流路に沿って前記チャンバーおよび前記配管と弁のセットから、閉じ込められたガス、圧力、またはガスと圧力との両方を除去する工程
   を含む、方法。
2. 前記配管と弁とのセットの配管を前記カラムチューブ入口および前記カラムチューブ出口に取り付ける工程、そして次に、取り付けられた前記プレパックされたクロマトグラフィーカラムおよび前記配管と弁とのセットを滅菌する工程を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記プレパックされたクロマトグラフィーカラムおよび前記配管と弁のセットを個別に滅菌する工程、そして次に、前記配管と弁のセットの前記滅菌された配管を前記滅菌されたカラムチューブ入口および前記滅菌されたカラムチューブ出口に取り付ける工程を含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記配管と弁のセットの前記滅菌された配管を前記滅菌されたカラムチューブ入口および前記滅菌されたカラムチューブ出口に滅菌された様式で取り付ける工程が、滅菌されたまたは無菌のコネクターまたは溶接可能な配管を使用する工程を含む、請求項３に記載の方法。
5. 滅菌する工程がガンマ線による照射を含む、請求項１～４のいずれか１項に記載の方法。
6. 滅菌する工程が少なくとも8 ｋＧｙのガンマ線量を当てる工程を含む、請求項５に記載の方法。
7. 配管を前記カラムチューブ入口および前記カラムチューブ出口に取り付ける工程が、前記配管の端部を前記カラムチューブ入口に固定されたコネクターにおよび前記カラムチューブ出口に固定されたコネクターに接続する工程を含む、請求項１～６のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記コネクターが、前記カラムチューブ入口および前記カラムチューブ出口にねじ込まれ、クランプ留めされまたは溶接される、請求項７に記載の方法。
9. 前記第１の弁および前記第２の弁の少なくとも１つを第１の弁体位置から第２の弁体位置に動かして、前記滅菌されたまたは無菌の液体を前記第２の流路に沿って移動させる工程をさらに含む、請求項１～８のいずれか１項に記載の方法。
10. 前記第１の弁および前記第２の弁の少なくとも１つを第１の弁体位置から第２の弁体位置に動かして、滅菌されたまたは無菌の液体を前記滅菌されたまたは無菌の液体源から前記カラムチューブ出口に入れ、前記プレパックされたカラムチューブを通して前記カラム入口から外へとポンプで送る工程をさらに含む、請求項１～８のいずれか１項に記載の方法。
11. 前記チャンバーの容積の０．１倍以上に相当する体積の滅菌されたまたは無菌の液体をポンプで送る工程をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記配管を、滅菌されたまたは無菌のフィルターに取り付けて、滅菌されたまたは無菌の液体を前記滅菌されたまたは無菌のフィルターを通してポンプで送る工程をさらに含む、請求項１～１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 前記滅菌されたまたは無菌のフィルターを通してポンプで送られた前記滅菌されたまたは無菌の液体を収集し、前記滅菌されたまたは無菌の液体の１つ以上の特性を試験する工程をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記配管と弁とのセットからベントフィルターを用いて圧力を放出する工程を含む、請求項１～１３のいずれか１項に記載の方法。
15. 前記配管と弁とのセットから膨張袋まで配管を取り付ける工程をさらに含む、請求項１～１４のいずれか１項に記載の方法。
16. 前記カラムチューブが一回の使用のためにプレパックされ、使い捨てである、請求項１～１５のいずれか１項に記載の方法。
17. 前記プレパックされたクロマトグラフィーカラムおよび配管と弁とのセットがクロマトグラフィーシステムに接続される、請求項１～１６のいずれか１項に記載の方法。
18. 生体分子の無菌精製のためのシステムであって、前記システムが
    カラムチューブ入口およびカラムチューブ出口ならびに充填媒体で満たされたチャンバーを形成するようにカラムチューブ内に配置された第１および第２の流れ分配器を有する前記カラムチューブを含んでいる、滅菌されプレパックされたクロマトグラフィーカラム；
    前記カラムチューブ入口および前記カラムチューブ出口に取り付けられ滅菌された配管と弁とのセットであって、前記滅菌された配管と弁とのセットが、配管、配管入口、配管出口、前記配管入口と前記カラムチューブ入口との間の流路に沿った第１の弁、および前記カラムチューブ出口と前記配管出口との間の流路に沿った第２の弁を含んでおり、前記配管と弁とのセットが、前記カラムチューブ入口および前記カラムチューブ出口に流体連結された少なくとも２つの異なる流路を画定するように構成されている、滅菌された配管と弁とのセット；および
    滅菌されたまたは無菌の流体源から前記滅菌された配管と弁とのセットに沿って滅菌されたまたは無菌の液体を輸送するように構成されたポンプ；
    を含んでおり、
    前記滅菌されたチューブと弁とのブロックが閉鎖系の流体流路を有しており、前記配管出口が、前記滅菌されプレパックされたクロマトグラフィーカラムおよび前記滅菌されたチューブと弁とのブロックの無菌状態を損なわないでガスを除去するように構成され、
    前記少なくとも２つの異なる流路のうちの第１の流路が、前記配管入口から、前記カラムチューブ出口へ、前記カラムチューブ入口へ、そして前記配管出口へと流れる流路であり、
    前記少なくとも２つの異なる流路のうちの第２の流路が、前記配管入口から、前記カラムチューブ入口へ、前記カラムチューブ出口へ、そして前記配管出口へと流れる流路である、
    システム。
19. 前記滅菌されたカラムが樹脂でプレパックされ、前記カラム、樹脂および配管が１０^－３またはより良い滅菌保証水準（ＳＡＬ）を有する、請求項１８に記載のシステム。
20. 前記ポンプおよび前記第１の弁および前記第２の弁の弁体位置を調節するように構成され配置された調節器をさらに含んでいる、請求項１８または１９に記載のシステム。
21. 前記調節器が、プロセッサーおよび前記第１の弁および前記第２の弁の開閉を前記プロセッサーによって実行するための指示を格納するメモリーを含んでいる、請求項２０に記載のシステム。
22. 滅菌されたまたは無菌の接続を形成し、かつ前記第１および前記第２の流れ分配器の間に形成された前記チャンバーの中を流体が流れることを可能にするように構成された前記カラム入口および出口におけるコネクターをさらに含んでいる、請求項１８～２１のいずれか１項に記載のシステム。
23. 前記コネクターが、前記配管と弁とのセットと、前記滅菌されたまたは無菌の接続を形成するように予め組み込まれている、請求項２２に記載のシステム。
24. 前記配管と弁とのセットに流体連結された第２のポンプをさらに含んでいる、請求項１８～２３のいずれか１項に記載のシステム。
25. 前記配管と弁とのセットの中に配置されて、前記プレパックされたクロマトグラフィーカラムおよび前記配管と弁とのセットからガス、圧力またはガスと圧力とを放出することを可能にするベントフィルターをさらに含んでいる、請求項１８～２４のいずれか１項に記載のシステム。
26. 前記ベントフィルターが、疎水性ベントフィルターおよび逆止弁を含んでいる、請求項２５に記載のシステム。
27. 前記クロマトグラフィーカラムチューブが、ステンレス鋼、ガラス、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリアミド、アセタール、ガラス充填またはカーボン充填プラスチックまたはエラストマー成分の１つ以上から形成されている、請求項１８～２６のいずれか１項に記載のシステム。
28. 前記クロマトグラフィー充填媒体が、ガラス、プラスチック、セルロース、アガロース、セラミックまたはポリマーの１つであって、粗い粒子、繊維、膜またはビーズの形態をしたものである、請求項１８～２７のいずれか１項に記載のシステム。
29. 前記クロマトグラフィーカラムチューブが、一度の使用のためにプレパックされ、使い捨てのものである、請求項１８～２８のいずれか１項に記載のシステム。

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