KR101917663B1 - 다채널 펌프를 이용한 일렬 희석여과기 - Google Patents

다채널 펌프를 이용한 일렬 희석여과기 Download PDF

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폴 코포레이션
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Abstract

희석 여과 시스템은 2이상의 유체 처리 모듈, 공급물 유입구, 투과물 배출구, 잔류물 배출구를 포함하는 유체 처리 조립체로서, 각각의 유체 처리 모듈은 하나 이상의 희석 여과 멤브레인, 적어도 하나의 공급측 및 대향하는 적어도 하나의 투과측을 포함하는 교차 유동 처리 조립체, 및 희석여과 유체 공급물 유입구 및 공통 공급 투과물 배출구 포트와 희석여과 유체 투과물 배출구 포트 중 적어도 하나를 구비하는 희석 여과 유체 분배 플레이트를 포함하는, 유체 처리 조립체; 각각의 단일 희석 여과 유체 공급물 유입구와 각각 유체 연통하도록 된 2 이상의 개별 희석 여과 유체 도관; 및 각각의 단일 희석 여과 유체 공급물 유입구와 유체 연통하도록 된 개별 희석 여과 유체 도관을 위한 개별 채널을 가지는 2이상의 채널을 갖는 적어도 하나의 제 1 다중 채널 펌프 헤드를 구비하는 희석 여과 유체 펌프로서, 상기 희석 여과 펌프는 각각의 개별 희석 여과 유체 도관을 통하여 각각의 단일 희석 여과 유체 공급물 유입구에 대하여 희석 여과 유체 유속을 동시에 제어하는, 희석 여과 유체 펌프;를 포함한다.

Description

다채널 펌프를 이용한 일렬 희석여과기 {INLINE DIAFILTRATION WITH MULTI-CHANNEL PUMP}
희석여과(Diafiltration)는 희망하는 물질, 예를 들어, 단백질, 펩타이드 및 핵산과 같은 원하는 생체 분자인 물질을 함유하는 유체로부터 염 및/또는 용매와 같은 원하지 않은 물질의 농도를 제거, 대체 또는 낮추기 위해 한외 여과 (UF:UltraFiltration) 멤브레인을 사용하는 기술이다. UF 멤브레인은 멤브레인의 기공보다 큰 분자를 함유한다(보유된 분자를 함유하는 용액은 잔류물(retentate) 또는 농축물로 지칭 됨). 염, 용매 및 물과 같은 보다 작은 분자 (100 % 투과성 임)는 상기 멤브레인을 자유롭게 통과하게 된다(투과액 또는 여과액으로 지칭되는 용액을 제공함).
연속적인 희석여과 ('고정부피 희석여과'라고도 지칭됨)는 여과 액이 생성되는 것과 동일한 속도로 잔류물에 물 또는 새로운 버퍼를 첨가하여 잔류물에서 원래의 완충 염 (및/또는 다른 저분자량 종)을 세척시켜 배제하는 것을 포함한다. 결과적으로, 잔류물 부피 및 제품 농도는 희석여과 공정 중에 변하지 않는다. 만약 희석여과에 물을 사용하면 염분이 씻겨져 나가서 전도율이 낮아지게 된다. 희석여과를 위해 버퍼가 사용되면, 새로운 버퍼 염 농도는 제거되는 종의 농도에 반비례하여 증가 할 것이며, 전도도 역시 증가할 것이다. 제거 된 염의 양은 잔류물의 양에 관련되며 생성된 여과물의 양과 관련이 있다. 생성된 여과물의 양은 보통 "희석여과 량”(diafiltration volumes)로 지칭된다. 단일 희석여과 량(diafiltration volume, DV)은 희석 여과가 시작될 때 잔류물의 부피이다. 연속적인 희석여과의 경우, 여과액이 생성되는 것과 같은 속도로 액체가 첨가된다. 수집된 여과 액의 양이 시작시의 잔류물 양과 같을 때 1 회의 DV가 처리된다. 연속적인 희석 여과를 사용하여 100 % 투과성 용질 중 99.5 % 이상은 버퍼의 선택에 따른 6 잔류물 량 (6DV)을 통해 세척되어 제거될 수 있다.
그러나, 개선된 희석 여과 시스템 및 방법에 대한 필요성이 존재한다.
본 발명은 종래 기술의 단점 중 적어도 일부를 개선하기 위하여 제공된다. 본 발명의 이러한 장점 및 다른 장점은 하기의 설명으로부터 명백해질 것이다.
본 발명의 일 실시예의 희석 여과 시스템은 (a) 2 개 이상의 유체 처리 모듈, 공급 물 유입구 및 투과물 배출구, 및 잔류물 배출구를 포함하는 유체 처리 조립체를 포함하고; 여기서 (i) 각각의 유체 처리 모듈은 적어도 하나의 한외여과 멤브레인을 포함하는 교차 유체 처리 조립체를 포함하되, 상기 유체 처리 조립체는 적어도 하나의 공급면 및 대향하는 적어도 하나의 투과면을 포함하며, 희석여과 유체 공급물 유입구와, 공통 공급 투과물/희석 여과 유체 투과물 출구 포트를 가지는 희석 여과 유체 분포 플레이트를 포함하며; (b) 각각의 단일 희석 여과 유체 공급물 유입구와 각각 유체 연통하는 2개 이상의 분리된 희석 여과 유체 도관; 및 (c) 각각의 단일 희석 여과 유체 공급물 유입구와 유체 연통하는 별도의 희석 여과 유체 도관을 위한 별도의 채널을 포함하는 적어도 두 개의 채널을 갖는 제 1 다중 채널 펌프 헤드를 적어도 포함하는 희석 여과 유체 펌프;를 포함하며, 상기 희석 여과 펌프는 각각의 분리된 희석 여과 유체 도관을 통해 각각의 단일 희석 여과 유체 공급물 유입구로에 대하여 희석 여과 유체 유속을 동시에 제어하게 된다.
또 다른 실시예에 따르면, 원하지 않은 물질 및 원하는 생체 분자를 함유하는 공급 유체 및 바람직하지 않은 물질을 공급 유체로부터 세척하는데 적합한 희석 여과 유체를 희석 여과 시스템의 일실시예의 유체 처리 조립체를 통하여 통과시키는 희석 여과 방법이 제공된다. 상기 방법은 (a) 상기 유체 처리 조립체의 공급물 유입구를 통해 제어된 공급물 유체 유속으로 상기 공급 유체를 통과시키는 단계; (b) 각각의 단일 희석 여과 유체 공급물 유입구와 유체 연통하는 각각의 개별적인 희석 여과 유체 도관을 통해 제어된 희석 여과 유체 유속으로 희석 여과 유체를 통과시키는 단계로서, 희석 여과 유체가 공급 유체로부터 원하지 않은 물질을 씻어내고, 제어된 희석 여과 유체 유속은 각각의 개별적인 희석 여과 유체 도관을 통해 동시에 제어되는, 희석 여과 유체를 통과시키는 단계; (c) 각각의 공통 공급물 투과물/희석 여과 유체 투과물 출구 포트를 통해 공급물 투과 / 희석 여과 유체 투과 유체를 통과시키는 단계; (d) 유체 처리 조립체의 잔류물 배출구로부터 잔류물 유체를 통과시키는 단계로서, 상기 잔류물 유체는 원하는 생체 분자 및 공급 유체 내의 원하지 않은 물질의 농도보다 낮은 농도의 원하지 않은 물질을 포함하는, 잔류물 유체를 통과시키는 단계; 및 (e) 공급물 투과/희석 여과 유체 투과 유체가 상기 유체 처리 조립체의 투과물 배출구로부터 통과시키는 단계;를 포함하는 희석 여과 방법이 제공된다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에서 사용되는 복수의 다중 채널 펌프 헤드를 포함하는 희석 여과 펌프의 개략도이며, 도 1b는 별도의 채널을 도시하는 개방형 다중 채널 펌프 헤드의 개략도이다.
도 1c는 복수의 유체 처리 모듈, 복수의 희석 여과 시스템 유체 도관 및 복수의 다중 채널 펌프 헤드를 가지는 희석 여과 펌프를 포함하는, 본 발명에 따른 희석 여과 시스템의 일 실시예의 개략도로이다.
도 2a는 복수의 유체 처리 모듈을 포함하는 예시적인 유체 처리 조립체의 분해도이며, 유체 처리 모듈은 교차 흐름 처리 조립체를 포함한다.
도 2b 및 2c는 도 2a에 도시된 유체 처리 모듈 내의 교차 유동 처리 조립체의 분해도를 도시하는데, 도 2b는 개별 구성 요소를 보여 주며, 도 2c는 결합된 일부 구성 요소를 보여 주 조립품을 도시한다.
도 2d는 도 2a에 도시된 유체 처리 조립체를 통과하는 유체 유동 경로를 도시한다.
도 3a 및 도 3b는 유체 처리 모듈에 사용하기 위한 예시적인 희석여과 유체 분배 플레이트의 상부 사시도를 도시하며, 각각의 플레이트는 희석여과 유체 공급 유입구, 희석 여과 유체 유입 포트, 희석 여과 유체 공급 채널, 희석 여과 유체 투과 포트, 및 희석 여과 유체 투과 배출구를 구비한다.
도 4a는 6 개의 유체 처리 모듈, 2 개의 교차 유동 처리 조립체를 포함하는 하나의 모듈 세트, 3 개의 일렬 교차 유동 처리 조립체를 포함하는 모듈 세트를 포함하는 2 개의 조립 된 유체 처리 조립체의 정면도이다. 도 4b는 도 4a에 도시 된 조립된 유체 처리 조립체의 배면도이며, 도 4c는 도 4a에 도시된 2 개의 일렬 교차 유동 처리 조립체를 포함하는 유체 처리 조립체를 통과하는 유체 유동 경로를 도시한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, (a) 2개 이상의 유체 처리 모듈, 공급물 유입구, 투과물 배출구 및 잔류물 배출구를 포함하는 유체 처리 조립체로서, 여기서 ; (i) 각각의 유체 처리 모듈은 적어도 하나의 한외 여과 멤브레인, 적어도 하나의 공급측면, 및 대향하는 적어도 하나의 투과측면을 포함하는 교차 유동 처리 조립체, 희석 여과 유체 공급 유입구 및 공통 공급 투과물/희석 여과 유체 투과물 배출구 포트를 가지는 처리 유체 분배 플레이트 입구를 구비하는, 유체 처리 조립체; (b) 각각의 단일 희석 여과 유체 공급물 유입구와 유체 연통하는 각각의 분리된 희석 여과 유체 도관인 2 개 이상의 분리된 희석 여과 유체 도관; 및 (c) 각각의 단일 희석 여과 유체 공급물 유입구와 유체 소통하는 별도의 희석 여과 유체 도관을 위한 개별 채널을 포함하는 적어도 두 개의 채널을 갖는 제 1 다중 채널 펌프 헤드를 적어도 포함하는 희석 여과 유체 펌프;를 포함하며, 상기 희석 여과 펌프는 각각의 분리 된 희석 여과 유체 도관을 통해 각각의 단일 희석 여과 유체 공급물 유입구로 희석 여과 유체 유량을 동시에 제어하는 희석 여과 시스템이 제공된다.
다른 실시예에서, 희석 여과 유체 분배 플레이트가 제공되고, 상기 플레이트는 희석 여과 유체 공급물 유입구 및 상기 희석 여과 유체 공급물 유입구와 유체 연통하는 희석 여과 유체 공급 채널 및 공통 공급 잔류물 포트를 포함하며, 상기 공통 공급 잔류물 포트는 2개의 서로 다른 내경을 가지고 있다.
상기 희석 여과 시스템은 공급 유체 펌프 및 공급 유체 도관을 더 포함하며, 상기 공급 유체 도관은 상기 유체 처리 조립체 공급 유입구와 유체 연통하며, 상기 공급 유체 펌프는 공급 유체 도관을 통하여 유체 처리 조립체 공급 유입구를 향하는 공급 유체 유속을 제어한다.
일 실시예에서, 상기 희석 여과 시스템은 단일 희석 여과 유체 공급 유입구와 유체 연통하는 개별 희석 여과 유체 도관을 위한 개별 채널을 포함하는 적어도 하나의 추가 채널 펌프 헤드를 포함하며, 상기 펌프는 제 1 다중 채널 펌프 헤드 및 추가 채널 펌프 헤드를 경유하여 각각의 개별 희석 여과 유체 도관을 통해 각각의 단일 희석 여과 유체 공급 유입구에 대한 희석 여과 유체 유속을 동시에 제어한다.
선택적으로, 또는 추가적으로, 희석 여과 시스템의 실시예는 단일 희석 여과 유체 공급 유입구와 유체 연통하는 개별 희석 여과 유체 도관을 위한 별도의 채널을 포함하는 적어도 2 개의 채널을 갖는 적어도 하나의 추가 다중 채널 펌프 헤드를 포함한다. 상기 펌프는, 상기 제 1 다중 채널 펌프 헤드 및 상기 추가 다중 채널 펌프 헤드를 경유하여, 각각의 개별적인 희석 여과 유체 도관을 통해 각각의 단일 희석 여과 유체 공급 유입구에 대하여 희석 여과 유체 유속을 동시에 제어하게 된다.
일부 실시예에서, 상기 희석 여과 시스템은 시스템이 원하는 공급 유속을 잔류물 유속으로 유지하도록 하는 스로틀 밸브를 추가로 포함한다.
또 다른 실시예에서, 원하지 않은 물질 및 원하는 생체 분자를 함유하는 공급 유체 및 상기 공급 유체로부터 원하지 않은 물질을 세척하는데 적합한 희석여과(diafiltration) 유체를 상기 희석 여과 시스템의 일실시예의 상기 유체 처리 조립체를 통해 통과시키는 단계를 포함하는 희석 여과 방법이 제공된다. 상기 방법은 (a) 상기 유체 처리 조립체의 공급 유입구를 통해 제어된 공급 유체 유속으로 상기 공급 유체를 통과시키는 단계; (b) 각각의 단일 희석 여과 유체 공급 유입구와 유체 연통하는 개별적인 희석 여과 유체 도관을 통해 제어된 희석 여과 유체 유속으로 희석 여과 유체를 통과시켜, 희석 여과 유체가 공급 유체로부터 원하지 않는 물질을 씻어 내고, 제어된 희석 여과 유체 유속은 각각의 개별적인 희석 여과 유체 도관을 통해 동시에 제어되며; (c) 공급 투과/희석 여과 유체 투과 유체를 각각의 공통 공급 투과/희석 여과 유체 투과 출구 포트를 통해 통과시키는 단계; (d) 원하는 생체 분자 및 공급 유체 내의 원하지 않은 물질의 농도보다 낮은 농도의 원하지 않은 물질을 포함하는 잔류물 유체를 유체 처리 조립체의 잔류물 배출구로부터 통과시키는 단계로서; 및 (e) 공급 투과/희석 여과 유체 투과 유체를 상기 유체 처리 조립체의 투과 배출구로부터 통과시키는 단계를 포함한다.
전형적으로, 예를 들어, 적어도 2 log (99 %)의 제거 효율이 바람직한 일부 응용예에 있어서, 상기 공급 유체 펌프는 공급 유체 도관을 통해 유체 처리 조립 물 공급 유입구에 대하여 공급 유체 유속을 제어하되, 이때 유체 유속은 희석 여과 펌프에 의해 제공되는 개별 희석 여과 유체 도관 각각을 통하여 동시에 제어된 희석 여과 유체 유속보다 낮은(예를 들어, 적어도 약 10 % 더 낮다)보다 낮은 (예를 들어, 적어도 약 10 % 더 낮은) 유속이다.
본 발명은 (연속적인 희석 및 부피 감소를 포함하는) 불연속적인 희석 여과 및 보다 바람직하게는 연속 희석 여과에 적합하며, 희석 여과 유체 유속은 단일 지점에서 관리된다. 또한, 통상적으로 수행되는 "연속적인 희석 여과"는 버퍼를 제품 탱크 내로 연속적으로 첨가하는 것을 수반하고, 관심을 가지는 생성물 (예를 들어, 바람직한 단백질)이 시스템 내에서 재순환되는 동안, 본 발명의 실시예는 "그 전체 제품으로서 연속 희석"을 포함하여 관심을 갖는 생성물이 시스템 내에서 재순환되지 않도록 하며, 오히려 단일 패스 모드로 계속 처리된다.
유체는 단일 흐름 모드 또는 연속적인 통과 모드에서 동일 유동 방향 및 역 유동 방향으로 유체 처리 조립체를 통과 할 수 있다.
유체 처리 조립체는 임의의 수의 유체 처리 모듈 (예를 들어, 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 그 이상의 개수의 스테이지와 같은 "스테이지")을 포함할 수 있으며, 개별 모듈(스테이지)은 하나 이상의 교차 유동 처리 조립체를 포함한다. 유체 처리 조립체(공급 및/또는 투과 채널을 포함)는 원하는 길이 (예 : 일렬 1, 일렬 2 등)의 유체 경로를 제공하는 임의의 유동 구조 (일렬 흐름 및/또는 평행 흐름)로 배치된다. 일렬식 희석 여과가 선호된다.
장점으로서 풋 프린트 (footprint) 감소, 움직이는 부품 개수의 감소, 처리 조건의 단순화, 작업량의 감소, 및 유지량의 감소를 포함하는 일체적으로 향상된 처리 등을 포함한다.
예를 들어 약 99 % (2-log), 약 99.9 % (3-log) 및 약 99.99 % (4-log), 또는 심지어 더 높은 수준의 다양한 바람직한 제거 효율이 달성될 수 있다. 그러나 일부 적용예의 경우 낮은 버퍼 효율이 적합하다.
전술 한 바와 같이, 상기 공급 유체 펌프는 상기 희석 여과 펌프에 의해 제공되는 개별 희석 여과 유체 도관 각각을 통하여 동시에 제어되는 희석 여과 유체 유속보다 낮은 유속으로 상기 공급 유체 도관을 통해 유체 처리 조립체 공급 유입구에 제어된 공급 유체 유속을 제공한다(즉, 각각의 채널을 통한 희석 여과 유속은 공급 유체 유속보다 높다). 예시적으로, 동시에 작동되는 6개의 스테이지를 포함하는 유체 처리 조립체를 구비한 시스템의 일 실시예에서, 개별적인 희석 여과 유체 도관 각각을 통하여 제어된 희석 여과 유체 유속은 적어도 약 13 % 더 높아서 2-로그 제거 효율을 제공하며; 적어도 약 50% 더 높아서 3-로그 제거 효율을 제공하며; 적어도 약 70% 더 높아서 4-로그 제거효율을 제공하게 된다.
이하, 본 발명의 각 구성 요소를 보다 상세하게 설명하며, 동일한 구성 요소에 대해서 동일한 도면 번호가 부여된다.
도 1a는 (바람직하게는 마이크로 프로세서로 제어되는) 드라이버(210), (개별 채널 (215 및 215a)를 포함하는) 다중 채널 펌프 헤드(215'), (개별 채널 (215b 및 215c)를 포함하는) 다중 채널 펌프 헤드(215”), (개별 채널(215d, 215e)을 포함하는) 다중 채널 펌프 헤드(215”')(도 1b에서보다 상세히 도시된 바와 같이 215 는 개별 채널 (215, 215a)을 구비함)를 포함하는 희석 여과 펌프(200)를 구비한 희석 여과 시스템(1000)의 일 실시예를 도시하며, 상기 채널은 희석 여과 유체 도관과 같은 도관을 수용하기에 적합하며, 상기 시스템은 또한 유체 처리 조립체 (500)를 포함한다. 일반적으로, 희석 여과 펌프는 또한 디스플레이(220)를 포함한다.
도 2a 내지 도 2d 및 도 4a 내지 4c에 도시된 예시적인 유체 처리 조립체 (500)는 하부 지지 플레이트(501), 상부 지지 플레이트(502), 하부 매니폴드 플레이트(510) (예를 들어, 공급 하단 매니폴드 플레이트) 및 상부 매니폴드 플레이트(520): 예를 들어 잔류물/투과물 상부 매니폴드 플레이트)를 포함하며, 하부 및 상부 매니폴드 플레이트는 공급물 유입구 (511), 잔류물 배출구 (521) 및 투과물 배출구(522)와 같은 하나 이상의 포트를 포함한다. 도 4a 및 도 4b에 도시된 유체 처리 조립체에서, 하부 매니폴드 플레이트(510)는 (필터 조립체로 공급 용액을 도입하기 위한) 공급물 유입구 (511)를 포함하고, 상부 매니폴드 플레이트는 (버퍼가 교환된 공급 용액(예를 들어 단백질)을 수집 용기로 통과시키는) 잔류물 배출구 (521), 및 (교환 버퍼를 방출하는) 투과물 배출구(522)를 포함한다.
예를 들어, 도 2a에 도시 된 바와 같이, 유체 처리 조립체(500)는 2개 이상의 유체 처리 모듈(530: 530a, 530b, 530c, 530d, 530e)을 포함한다. 유체 처리 모듈은 통상적으로 단일 교차(cross) 유동 처리 조립체를 포함하며, 도 2a에 예시적으로 도시된 바와 같이, 개별 처리 모듈은 복수의 교차 유동 처리 조립체(550, 550 ', 550a, 550a', 550b, 550b ', 550c, 550c ', 550d, 550d', 550e 및 550e')를 포함하되, 교차 유동 처리 조립체 각각은 하나 이상의 한외 여과 멤브레인을 포함하며(멤브레인은 도 2b에 도시되어 있으며, 도 2b는 단일 교차 유동 처리 조립체에서 멤브레인(560, 560', 560”, 560”')을 도시하고 있음), 상기 교차 유동 처리 조립체는 적어도 하나의 공급면(공급물 채널 또는 공급물 층으로도 지칭됨)(공급물 채널 (561, 561 ')을 도시하는 도 2b에 예시적으로 도시됨) 및 대향하는 적어도 하나의 투과면(투과물 채널 또는 투과 레이어로도 지칭됨)(투과 채널(562, 562', 562”)을 도시하는 도 2b에 예시적으로 도시됨)을 구비하며, (특히 도 3A 및 3B에 도시된 바와 같이), 희석 여과 플레이트(570: 570a, 570b, 570c, 570d, 570e)는 희석 여과 유체 공급 유입구(571: 571a, 571b, 571c, 571d, 571e), 희석 여과 유체 공급 유입구(571)와 유체 연통하는 희석여과 유체 공급 채널(572: 572a, 572b, 572c, 572c, 572e), 공통 공급물/잔류물 포트 (600: 600a, 600b, 600c, 600d, 600e) 및 적어도 하나의 공통 공급 투과물/희석 여과 유체 투과물 배출 포트(700 : 700a, 700b, 700c, 700d, 700e)(각 플레이트에 2개가 도시됨)를 포함한다.
필요할 경우, 희석여과 플레이트는 공통 공급 투과물/희석여과 유체 투과물 출구 채널 (744: 744a, 744b, 744c, 744d, 744e) 및 공통 공급 투과물/희석 여과 유체 투과물 배출 포트와 유체 연통하는 공통 공급 투과물/희석 여과 유체 투과물 구멍(745: 745a, 745b, 745c, 745d, 745e)을 포함한다. 일부 실시예에서는, 일부 또는 모든 개구가 캡으로 씌워져서, 이를 통한 유체 유동이 방지된다(따라서 유체는 공통 공급 투과물/희석 여과 유체 투과물 배출 포트(700)를 통해 유동하지만 공통 공급 투과물/희석 여과 유체 투과물 배출 채널(744) 또는 공통 공급 투과물/희석여과 유체 투과물 개구(745)를 통하여 유동하지는 않는다).
도 3a 및 도 3b는 또한 희석 여과 유체를 상이한 각도로 공급물/잔류물 포트 내로 도입하기 위하여 희석여과 플레이트의 공통 공급물/잔류물 포트 및 희석여과 유체 공급 채널에 대한 다양한 구성을 도시한다. 일 실시예에서, "눈물 방울 형상"포트(600)는 2 개의 상이한 내경을 가지는데, 도면부호 601은 플레이트의 한 표면에서 지점(603)에 이르는 더 큰 개구를 가지며, 해당 큰 개구는 아래의 원형 포트에서의 개구(602)보다 크며, 눈물 방울 형상과 둥근 형상 구멍 사이에 립 또는 숄더 (604)가 있음)는 이러한 구조는 예를 들어 공급 및 희석여과 (버퍼) 유체 스트림의 혼합을 위한 더 큰 면적을 제공함으로써 개선된 결과를 제공할 수 있다.
유체 처리 조립체는 적어도 하나의, 보다 바람직하게는 적어도 두개의 개스킷을 포함하고, 적어도 하나의 개스킷은 3 개의 구멍을 가지며 적어도 하나의 개스킷은 2개의 구멍을 갖는다. 예를 들어, 도 2a는 제 1 스테이지(530)와 하부 매니폴드 플레이트(510) 사이의 개스킷(510a), 제 6 스테이지(530e)와 상부 매니 폴드 플레이트(520) 사이의 개스킷(520b), 및 희석여과 플레이트(570)와 교차 처리 조립체(550)사이의 개스킷(510b)을 도시하며, 각각의 개스킷은 2개의 구멍을 가지며, 도 2a는 개스킷(515: 515a, 515a', 515a”, 515b, 515b', 515b”, 515c, 515c', 515c”, 515d, 515d', 515d”, 515e, 515e')를 도시한 개략도인데, 각각의 개스킷은 첫번째와 마지막 교차 유동 조립체를 제외하고는 교차 유동 조립체의 양측상에 3개의 구멍을 가진다(여기서, 캐스킷(510b, 520a)은 교차 유동 처리 조립체의 일측 상에 놓인다). 도 2a에 도시된 실시예의 변형예(도시되지 않은)에서, 교차 흐름 처리 조립체(530)는 제 2 매니폴드 플레이트(510)로 대체된다.
도시된 시스템(1000)은 희석 여과 유체(예를 들어, 버퍼 유체)소스(1570)와 유체 소통하는 다수의 개별 희석 여과 유체 공급 도관 (590 ': 590, 590a, 590b, 590c, 590d, 590e), 및 희석여과 유체 공급 유입구를 포함하며, 상기 희석 여과 유체 공급 도관은 다중 채널 펌프 헤드의 개별 채널에 개별적으로 배열된다. 따라서, 개별적인 희석 여과 유체 공급 도관은 공통 희석 여과 유체 소스와 유체 연통할 수 있지만, 개별 희석 여과 유체 도관만이 개별 교차 유동 처리 조립체의 단일 개별 희석 여과 공급 유체 유입구와 유체 연통하고, 개별 도관에서의 유체 유속이 제어됩니다.
유체 처리 조립체는 공지된 바와 같이 조립 될 수 있다. 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 모듈은 적층된다. 필요하다면, 유체 처리 조립체는 예를 들어, 미국 특허 제 7,918,999 호 및 미국 특허 출원 공개 2008/0135499 및 2013/0118971에 개시된 바와 같은, 로드(예를 들어, 압축 및/또는 장착로드), 볼트, 너트 및 와셔를 포함한다. 도시된 실시예에서, 유체 처리 조립체는 나사산이 형성된 압축로드 (1800: 1800a, 1800b, 1800c), 나사산이 형성된 장착로드(1800 ', 1800a') (여기서 오직 장착로드는 지지 플레이트를 통과하기만 하며 압축로드는 지지 플레이트, 매니폴드 플레이트 및 희석여과 플레이트를 통과한다), 와셔(1801: 1801a, 1801b, 1801c; 1801 ', 1800a') 및 나사산이 형성된 너트 (1802: 1802a, 1802b, 1802c; 1802 ', 1802a')를 포함하며, 상부 및 하부 지지체 플레이트, 상부 매니폴드 플레이트, 하부 매니폴드 플레이트 및 희석 여과 분배 플레이트는 모듈이 적층될 수 있도록 로드가 관통하게 되는 구멍을 포함한다. 일반적으로, 장착로드는 모듈을 적층 및 조립하는 동안 정렬된 상태로 지지하게 되며, 압축로드는 유체 처리 조립체를 기능화하기 위해 필요한 하중 및 토크의 적용을 보장한다.
예를 들어 미국 특허 출원 공보 2013/0118971호 에 개시된 바와 같이 밴드 또는 홀더리스 구성을 포함하는 다른 조립체 구성이 당 업계에 공지되어있다.
시스템(1000)은 공급유체펌프(1500), 공급 유체 공급원(1510), 및 공급 유입구(511)와 유체 연통하는 적어도 하나의 공급 유체 도관(1511), 잔류물 배출구(521) 및 수집 용기(1621)에 유체 연통하는 적어도 하나의 잔류물 도관(1521), 투과 배출구(522) 및 투과/폐기물 용기(1622)와 유체 연통하는 적어도 하나의 투과 도관(1522)을 포함하며, 투과 도관(1522)은 하나 이상의 공통 공급 투과/희석여과 유체 투과 배출 포트와 유체 연통한다(예를 들어, 도 2d는 투과물이 투과 배출구(522)를 통해 공통 투과 포트(700, 700a, 700b, 700c, 700d, 700e) 각각을 통과하여 투과 도관(1522))을 통과하는 것을 도시한다).
추가적으로 또는 대안적으로, 필요하다면 (예를 들어, 역류 작동을 포함하는 일부 적용예에 대해), 상기 시스템은 공통 공급 투과물/희석여과 유체 투과물 배출 채널(744: 744, 744a. 744b) 및 공통 공급 투과물/희석여과 유체 투과물 구멍(745, 745a, 745b)(도 2d에서는 캡이 씌워진 상태로 도시된 구멍)과 유체 연통하는 하나 이상의 희석여과 유체 투과물 도관, 및 투과/폐기물 용기(1622) 및/또는 희석여과 투과물 용기(도관 및 희석여과 투과물 용기는 미도시)를 포함한다.
상기 시스템은 또한 예를 들어 압력(예를 들어, 유입구 압력, 배출구 압력 및/또는 배압), 유속 및 전도도 중 하나 이상을 모니터링하기 위한 하나 이상의 모니터링 장치 및/또는 예를 들어, 공급물과 잔류물 사이의 유량비 중 하나 이상을 조정하거나 배압을 조정하기 위한 하나 이상의 밸브, 예를 들어, 잔류물 및/또는 투과물 스로틀 밸브(제어 밸브로 지칭 되기도 함)를 포함한다. 적절한 유량계, 압력 센서, 전도도 센서 및 스로틀 밸브가 당 업계에 공지되어있다.
일부 실시예에서, 상기 시스템은 유체 처리 조립체와 연통하는 각각의 유입구 유체 유동 경로 및 유체 처리 조립체를 빠져나가는 잔류물 유동 경로와 연계된 유량계와 압력 센서, 및 유체 처리 조립체를 빠져나가는 잔류물 및 투과물 유체 유동 경로와 연계되는 전도도 센서 및 스로틀 밸브를 포함한다. 유량계 및 압력 센서는 공급 유체 유입 유체 유동 경로와 연계되고, 유량계 및 압력 센서는 잔류물 유체 유동 경로와 연계된다.
예를 들어, 도 1c에 도시된 시스템의 실시예는, 각각의 희석 여과 공급 유체 도관(590: 590, 590a, 590b, 590c, 590d, 590e)에 연계된 유량계(800: 800a, 800b, 800c, 800d, 800e) 및 압력 센서 (900: 900a, 900b, 900c, 900d, 900e)뿐만 아니라, 공급 도관(1511)에 연계된 유량계(800', 900')를 포함하며, 잔류물 도관(1521)에 연계된 유량계(821) 및 압력 센서(921), 잔류물 도관(1521)에 연계된 전도도 센서(1021) 및 스로틀 밸브(1121), 및 투과물 도관(1522)에 연계된 전도도 센서(1022) 및 스로틀 밸브(1122)도 포함한다. 도 1c에 도시된 시스템의 변형례에서, 스로틀 밸브(1122)는 유량계로 대체되고, 상기 시스템은 각각의 희석 여과 공급 유체 도관과 연계된 유량계 및 압력 센서를 포함하지 않는다.
다양한 희석 여과 유체 및 공급 유체 펌프 (바람직하게는 마이크로 프로세서 제어 구동 펌프) 및 다중 채널(예를 들어, 2,4,8,12,16 및 24 채널 또는 그 이상의 채널) 펌프 헤드(적층가능한 펌프 헤드 및 카트리지 펌프 헤드로 제한되지 않음)는 본 발명에서 사용하기에 적합하며, 적절한 펌프 및 펌프 헤드는 예를 들어 MASTERFLEX 및 ISMATEC이라는 제품명으로 Cole Palmer Instrument Company (Vernon Hills, IL)로부터 상업적으로 구입할 수 있다). 펌프는 다수의 롤러, 예를 들어 2, 3, 4 또는 그 이상의 롤러를 갖는다. 바람직하게는, 희석 여과 펌프 (및 다수의 적용예에 있어서, 공급 펌프)는 캘리브레이션된 유속, 및 필요하다면, 캘리브레이션된 분배량을 제공한다. 일부 실시예에서, 다중 채널 펌프 헤드는 펌프와 일체로 된다. 다수의 펌프 헤드를 갖는 일부 실시예에서, 다중 채널 및/또는 단일 채널일 수 있는 추가 펌프 헤드와 함께 다중 채널 헤드가 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예는 다양한 튜빙 크기 및/또는 튜빙 재료를 이용할 수 있으며, 적합한 크기 및 재료는 당해 기술분야에서 공지되어있다.
희석 여과 플레이트는 당해 기술분야에 공지된 다양한 물질, 예를 들어 폴리 프로필렌과 같은 중합 물질을 포함하여 형성될 수 있다.
공급면(공급물 채널)과 투과면(투과물 채널) 사이에 UF 멤브레인을 포함하는 교차 유동 처리 조립체를 위한 다양한 장치가 본 발명에 사용하기에 적합하다. 공급물 채널 및 투과물 채널은 스크린 또는 메쉬와 같은 천공 재료 및/또는 스페이서 재료를 포함한다. 스크린 또는 메쉬는 임의의 적합한 크기의 개구, 예를 들어 미세하거나, 중간 크기이거나 또는 거친 크기의 개구를 가질 수 있다.
교차 유체 처리 조립체는 예를 들어 미국 특허 8,980,088 호에 개시된 것을 포함하여 임의의 수의 멤브레인, 공급물 채널 및 투과물 채널을 가질 수 있다. 도 2b는 4개의 UF 멤브레인(560, 560 ', 560 ", 560'")을 포함하는 예시적인 교차 유체 처리 조립체 (550)를 도시하며, 각각의 멤브레인은 투과물 채널 (562, 562 ', 562 " 및 공급물 채널(561, 561 ') 사이에 배치된다. 필요하다면, 교차 유체 처리 조립체 구성 요소는 결합되어 예를 들어 투과 채널 및 멤브레인이 결합되어 투과물 채널/멤브레인 서브 조립체를 형성하는 것과 같이 교차 유체 처리 서브 조립체를 제공할 수 있다. 예를 들어, 도 2C는 각각 상부, 중간 및 하부 투과물 채널/멤브레인 서브 조립체(5501, 5502 및 5503)를 도시하고, 공급물 채널이 상부 및 중간 서브 조립체 사이에 배열되고 또 다른 공급물 채널이 배열된다 중간 서브 조립체와 하부 서브 조립체 사이에 배치된다. 도 2c는 공급 채널 밀봉부(561a ', 561a ", 561'a', 561'a “) 및 투과물 채널 밀봉부(562a', 562a")로 도시된 다양한 교차 유체 처리 구성 요소와 관련된 다양한 밀봉부를 도시한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, UF 멤브레인은 예를 들어, 재생 셀룰로스, 폴리에테르설폰을 포함하는 천연 또는 합성 중합체를 포함하는 당해 기술분야에 공지된 물질을 포함하는 수많은 물질 중 임의의 물질로부터 형성될 수 있다. 상기 멤브레인은 지지되거나 지지되지 않을 수 있다.
상기 멤브레인은 임의의 적합한 기공(pore) 구조, 예를 들어 광범위한 분자 컷오프(예를 들어, 10 kDa, 30 kDa 등) 또는 제거 등급을 가질 수 있다. 적합한 멤브레인에는 당에 기술분야에 공지된 멤브레인이 포함된다.
또한, 상기 멤브레인은 무수히 많은 유체 처리 특성을 가질 수 있거나 또는 갖도록 변형될 수 있다. 예를 들어, 상기 멤브레인은 양, 음 또는 중성 전하를 가질 수 있으며; 그것은 소수성 또는 친수성 또는 소유성 또는 친유성을 포함하는 소액성 또는 친액성일 수 있으며; 유체 내의 물질에 화학적으로 결합할 수 있는 리간드 또는 임의의 다른 반응성 잔기와 같은 부착된 작용기를 가질 수 있다. 상기 멤브레인은 임의의 많은 방법으로 유체를 추가로 처리하는 기능을 하는 다양한 물질로 형성되거나, 함침되거나 그렇지 않으면 함유할 수 있다. 이들 기능성 물질은 예를 들어 화학적 및/또는 물리적으로 결합, 반응, 촉매 작용, 전달 또는 그렇지 않으면 유체 내의 물질 또는 유체 자체에 영향을 줄 수 있는 모든 유형의 흡착제, 이온 교환 수지, 크로마토그래피 매질, 효소, 반응물 또는 촉매를 포함 할 수 있다.
상기 멤브레인은 원하는 수준의 임의의 임계 습식 표면 장력 (예를 들어, 미국 특허 제 4,925,572 호에 정의 된 CWST: Critical Wetting Surface Tension)을 가질 수 있다. CWST는 예를 들어 미국 특허 제 5,152,905 호, 제 5,443,743 호, 제 5,472,621 호 및 제 6,074,869 호에 추가로 개시된 바와 같이 당해 기술분야에 공지된 사항에서 선택될 수 있다.
동시 유동(co-current) 방식으로 작동되는 (도 2d 및 4c는 동시 흐름 방식으로 작동 될 때 조립체를 통한 유체 유동 경로를 도시함) 다음의 예시들은 본 발명을 추가로 예시하지만, 어떤 식으로든 그 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 않된다.
이러한 예시들은 유체 처리 조립체를 통한 유속 분포가 일반적으로 균일하고, 원하는 수준의 제거 효율을 제공하면서 단일 제어 지점을 통해 관리 가능함을 보여준다.
예시 1
이 예시는 본 발명의 실시예에 따른 제어된 희석여과 유체 유속하에서(각각의 채널에서) 2 개의 상이한 공급 유체 유속 (10 mL/min 및 20 mL/min)을 갖는 공급 스트림으로부터 불순물을 99 % (2-log; NDV = 7) 제거할 수 있다는 것을 보여준다.
희석 여과 시스템은 도 4(도 4a 및 4b)에서 도시된 바와 같은 유체 처리 조립체를 포함하여 구성되는데, 여기서, 희석여과 펌프 및 희석 여과 시스템은 도 1a 및 도 1c에 도시된 바에 따라 배치되며, 3개의 MASTERFLEX L/S 다채널 펌프 헤드(모델 번호 : 07536-002) 및 MASTERFLEX L/S 고성능 정밀 2 단차 튜빙 세트(L/S 15, 06421-15) (Cole Palmer Instrument Company, Vernon Hills, IL)를 구비한 MASTERFLEX L / S 정밀 가변 속도 펌프 드라이브(모델 번호 : EW-07528-30)를 포함한다.
유체 처리 조립체는 6 개의 스테이지를 가지며, 각 스테이지는 2 개의 일렬 교차 유체 처리 조립체를 가지며, 각각의 교차 유체 처리 조립체는 30 kDa 컷오프 및 186 ㎠의 표면적을 각각 갖는 델타 재생 셀룰로오스 UF 멤브레인을 포함한다 (총 멤브레인 유체 처리 조립체의 면적은 2232 ㎠ 임).
공급 용액은 0.025 M 아세트산 나트륨 + 0.5 M 염화나트륨 (전도도 47 mS / cm)에서의 10 g/L 인 소의 다클론성(polyclonal bovine) IgG이다. 희석여과(DF) 용액(버퍼용액)은 0.025 M 아세트산 나트륨 + 0.05 M NaCl (전도도 6.7 mS/cm)이다.
공급 유체 유속이 10 mL/min 일 때, 각 채널의 희석 여과 유체 유속은 약 11.7 mL/min이고, 공급 유체 유속이 20 mL/min 인 경우, 각각의 희석 여과 유체 유속 채널은 약 23.3 mL/min 이다.
잔류물 스로틀링을 사용함으로써 공급 유속과 보유 유속 간에 대략 1 : 1 비율이 유지된다.
결과는 다음과 같다:
10 mL/min의 유체 유속의 경우, DF 스테이지 당 유속 분포는 일반적으로 약 10 mL/min으로 균일하게 유지된다. 압력 분포는 DF 스테이지 1~3에 대해 일반적으로 약 12 psig로 유지되고, DF 스테이지 4~6에 대해서는 약 9 psig 내지 약 4 psig 만큼 잔류물 배출구를 향하여 감소하게 된다.
20 mL/min의 유체 유속의 경우, DF 스테이지 당 유속 분포는 대략 18-20 mL /min으로 대체로 균일하게 유지된다. 압력 분포는 DF 스테이지 1~3에서는 약 28 psig로 일정하게 유지되고, DF 스테이지 4~6에서는 약 25 psig 내지 약 9 psig 만큼 잔류물 배출구를 향해 감소하게 된다.
예시 2
이 예시는 본 발명의 실시예에 따라 희석 여과 유속을 제어함으로써(각 채널에서), 2개의 상이한 공급 유체 유속 (5 mL/min 및 10 mL/min)을 갖는 공급 물 스트림으로부터 불순물을 99.9 % (3-log; NDV = 13) 제거할 수 있다는 것을 보여준다.
희석 여과 시스템, 유체 처리 조립체, 및 공급 물 및 DF 용액은 예시 1에 기술된 바와 동일하다.
공급 유체 유속이 5 mL/min 인 경우, 각 채널의 희석 여과 유체 유속은 약 10.8 mL/min이고, 공급 유체 유속이 10 mL/min 일 때, 각 채널의 희석 여과 유체 유속은 약 22.7 mL/min이다.
잔류물 스트림 스로틀링(retentate throttling)을 사용함으로써 공급 유속과 보유 유속 간에는 대략 1 : 1 비율이 유지된다.
결과는 하기와 같다:
5 mL/min의 공급 유체 유속에 대해, DF 스테이지 당 유량 분포는 DF 스테이지 (16)에 대해 약 10 mL/min 로 대체로 균일하게 유지된다. DF 스테이지 1 및 2에서의 압력은 15 psig 및 17 psig이고, 압력의 분포는 DF 스테이지 3-5 일 때 20 psig 근처에서 거의 균일하게 유지되고, DF 스테이지 6의 경우에는 약 15 psig로 감소한다.
10 mL/min의 공급 유체 유속의 경우, DF 스테이지 당 유량 분포는 DF 스테이지 2-4 일 때 약 11-9 mL/min의 범위이고, DF 스테이지 5 및 6 일 경우 약 7 psig이다. 압력 분포는 DF 스테이지 1의 경우 약 34 psig에서, DF 스테이지 6의 경우 잔류물 배출구를 향하여 스테이지마다 약 1 내지 2 psig 감소하여 약 25 psig가 된다.
특히, 99.9 %의 제거 효율을 목표로 하는 경우, 5 mL/min의 공급 유속의 경우, 압력 및 유속 관리가 비교적 용이하고 균일하다.
예시 3
이 예시는 본 발명의 실시예에 따라 약 18.3 mL/min 의 제어된 희석여과 유체 유속으로(각 채널에 대하여), 5 mL/min의 유체 유속을 갖는 공급물 스트림으로부터 불순물을 99.99 % (4-log; NDV = 22)제거할 수 있음을 보여준다.
희석 여과 시스템, 유체 처리 조립체, 및 공급 물 및 DF 용액은 예시 1에 기술 된 바와 동일하다.
잔류물 스트림 스로틀링을 사용함으로써 공급 유속과 보유 유속 간에 대략 1 : 1 비율이 유지된다.
결과는 다음과 같다:
DF 스테이지 당 유속 분포는 DF 스테이지 16에 대해 약 8-12 mL/min의 범위로 유지된다. 압력 분포는 DF 스테이지 1의 경우 약 34 psig에서, DF 스테이지 6의 경우 잔류물 배출구를 향하여 스테이지마다 약 1 내지 2 psig 감소하여 약 26 psig가 된다.
예시 4
이 예시는 본 발명의 실시예에 따라 제어된 희석여과 유체 유속으로(각 채널에 대하여) 10 mL/min의 공급 유체 유속을 갖는 공급 물 스트림으로부터 불순물을 99.0 % (2 log; NDV = 7) 제거할 수 있고, 6 mL/min의 공급 유체 유속을 갖는 공급 스트림으로부터 불순물을 99.9 % (3 log; NDV = 13) 제거할 수 있음을 보여준다.
희석 여과 시스템은 예시 1에서 설명된 것과 동일한 유체 처리 조립체를 포함하여 구성된다.
유체 처리 조립체는 6개의 스테이지를 가지며, 각각의 스테이지는 3개의 일렬 유체 처리 조립체를 가지며, 각각의 교차 유체 처리 조립체는 30 kDa 컷오프 및 186 ㎠의 표면적을 갖는 델타 재생 셀룰로오스 UF 멤브레인을 포함한다.
공급 용액은 0.025 M 아세트산 나트륨 + 0.5 M 염화나트륨 (전도도 47 mS / cm) 에서의 60 g/L 인 소의 다클론성 IgG이다. 희석 여과 (DF) 용액 (버퍼 용액)은 0.025 M 아세트산 나트륨 + 0.05 M NaCl (전도도 6.7 mS/cm)이다.
공급 유체 유속이 10mL/min 일 때, 각 채널의 희석 여과 유체 유속은 약 11.7 mL/min이고, 공급 유체 유속이 6mL/min 인 경우, 각각의 희석 여과 유체 유속 채널은 약 13mL/min 이다.
잔류물을 스로틀링 (retentate throttling)함으로써 공급 유속과 보유 유속 간에 대략 1 : 1 비율이 유지된다.
결과는 다음과 같다:
10 mL/min의 공급 유체 유량의 경우, DF 스테이지 1에서의 유속은 약 6 mL/min이고, DF 스테이지 2에서의 유량은 약 7 mL/min이고, DF 스테이지의 경우 약 10 mL/min에서 균일하게 유지된다. DF 단계 1-6에서의 압력은 각각 33 psig, 31 psig, 28 psig, 16 psig, 11 psig 및 8 psig 이다.
공급 유체 유량이 6 mL/min인 경우, DF 스테이지 1에서의 유속은 4 mL/min이고, DF 스테이지 2에서의 유속은 약 8 mL/min이고, 나머지 DF 스테이지 3-5에서는 약 10 mL/min으로 균일하며, DF 스테이지 6의 경우 약 12 mL/min 이다. DF 스테이지 1-6의 압력은 각각 29 psig, 28 psig, 24 psig, 15 psig, 10 psig 및 8 psig 이다.
압력 및 유속 관리는 다양한 타겟 제거 효율 및 공급 유속에 있어서 성공적이며 안정적이다.
예시 5
이 예시는 타겟 제거 효율의 더 나은 정량화를 위해 희석 여과 마커(marker)를 이용하는 테스트를 예시한다.
유체 처리 조립체는 실시예 4에 기술된 바와 같다.
공급 용액은 포도당이 대표적인 저분자인 60 g/L인 소의 다클론성 IgG이다. 공급 용액은 0.025M Na 아세테이트 + 0.05M NaCl + 50g / L 포도당 (전도도 6.7mS / cm)에서 60g/L의 IgG이다. DF 용액(버퍼 용액)은 0.025M Na 아세테이트 + 0.05M NaCl (전도도 6.7mS/cm)이다.
결과는 다음과 같다 : 제어된 희석여과 유체 유속으로(각 채널에 대하여) 5 mL/min의 공급 유체 유속을 갖는 소량의 불순물인 글루코오스 분자를 99.9 % (3-log; NDV = 13) 제거할 수 있었다. 글루코오스의 검출 한계는 0/03g/L 이다.
본원에 인용된 간행물, 특허 출원 및 특허를 포함하는 모든 문헌은 각각의 문헌이 개별적으로 특별히 참고적으로 편입되거나 그 전체가 설명되는 것과 동일한 수준으로 본원에 참고적으로 편입된다.
본 발명을 설명하는 맥락에서 (특히 이하의 청구항의 문맥에서) 용어 "하나"및 "상기" 및 "적어도 하나"및 유사한 지시자의 사용은 다음과 같이 해석되어야 한다 : 본문에 달리 명시되거나 문맥에 명백히 반대로 기재되어 있지 않는 한 단수 및 복수를 모두 지칭한다. 하나 이상의 항목 (예 : "A 및 B 중 적어도 하나")의 목록 뒤에 "적어도 하나"라는 용어를 사용하는 것은 나열된 항목 (A 또는 B)에서 선택된 하나의 항목을 의미하는 것으로 해석되어야 한다) 또는 위에 열거 한 항목 중 두 가지 이상 (A 및 B)의 조합으로 표시 할 수 있다. 용어 "포함하는", "갖는", "구비하는" 및 “함유하는” 의 용어는 다른 언급이 없는 한 비한적적 개방형 용어 (즉, "포함하지만 이에 국한되지 않는"을 의미 함)로 해석되어야 한다. 본원에서 수치의 범위를 열거한 것은 본원에서 달리 지시되지 않는 한 범위 내에 속하는 각각의 개별 값을 개별적으로 언급하는 약식의 방법이며, 각각의 개별 수치는 본 명세서에서 개별적으로 인용된 것처럼 명세서에 통합된다. 본원에 기술된 모든 방법은 본원에서 달리 지시되거나 문맥상 명백하게 반대로 되어 있지 않는 한 임의의 적합한 순서로 실시될 수 있다. 본 명세서에서 제공된 임의의 모든 실시예 또는 예시적인 언어(예를 들어, "~와 같은")의 사용은 달리 청구범위에 기재되어 있지 않는 한 본 발명을 보다 잘 나타내도록 의도된 것이며 본 발명의 범위를 제한하지 않는다. 명세서에서 어떠한 언어도 본 발명의 실시에 필수적인 것으로 청구되지 않은 요소를 나타내는 것으로 해석되어서는 않된다.
본 발명의 바람직한 실시 양태는 본 발명을 실시하기 위해 본 발명자들에게 알려진 최선의 양태를 포함하여 본원에 기술된다. 상기 바람직한 실시예의 변형예는 전술한 설명을 읽음으로써 통상의 기술자에게 명백해질 수 있다. 본 발명자들은 숙련된 기술자가 그러한 변형을 적절하게 사용할 것으로 기대하고 있으며, 발명자들은 본 발명이 본 명세서에 구체적으로 기재된 것과 다르게 실시 될 수 있다고 의도한다. 따라서, 본 발명은 적용 가능한 법률이 허용하는 바에 따라 본 명세서에 첨부된 청구 범위에 기재된 주제의 모든 변경 및 등가물을 포함한다. 또한, 본원에서 달리 지시되지 않는 경우 또는 문맥에 의해 명확하게 부인되지 않는 한, 모든 가능한 변형예에서 상기 언급된 요소들이 조합된 것도 본 발명에 포함된다.
1000: 희석 여과 시스템
200: 희석 여과 펌프
210: 드라이버
215': 다중 채널 펌프 헤드

Claims (7)

  1. (a) 2이상의 유체 처리 모듈, 공급물 유입구, 투과물 배출구, 잔류물 배출구를 포함하는 유체 처리 조립체로서,
    (i) 각각의 유체 처리 모듈은 하나 이상의 희석 여과 멤브레인, 적어도 하나의 공급측 및 대향하는 적어도 하나의 투과측을 포함하는 교차 유동 처리 조립체, 및 희석여과 유체 공급물 유입구 및 공통 공급 투과물 배출구 포트와 희석여과 유체 투과물 배출구 포트 중 적어도 하나를 구비하는 희석 여과 유체 분배 플레이트를 포함하는, 유체 처리 조립체;
    (b) 각각의 단일 희석 여과 유체 공급물 유입구와 각각 유체 연통하도록 된 2 이상의 개별 희석 여과 유체 도관;
    (c) 각각의 단일 희석 여과 유체 공급물 유입구와 유체 연통하도록 된 개별 희석 여과 유체 도관을 위한 개별 채널을 가지는 2이상의 채널을 갖는 적어도 하나의 제 1 다중 채널 펌프 헤드를 구비하는 희석 여과 유체 펌프로서, 상기 희석 여과 펌프는 각각의 개별 희석 여과 유체 도관을 통하여 각각의 단일 희석 여과 유체 공급물 유입구에 대하여 희석 여과 유체 유속을 동시에 제어하는, 희석 여과 유체 펌프; 및
    공급 유체 펌프 및 공급 유체 도관을 추가로 포함하되, 상기 공급 유체 도관은 상기 유체 처리 조립체의 공급물 유입구와 유체 연통하며, 상기 공급 유체 펌프는 공급 유체 도관을 통하여 유체 처리 조립체 공급물 유입구에 대하여 공급 유체 유속을 제어하며,
    상기 희석 여과 유체 분배 플레이트는 공통 공급 잔류물 포트를 포함하되, 상기 공통 공급 잔류물 포트는 상기 플레이트의 한 표면에서 더 큰 개구를 가지는 서로 다른 2개의 내경을 갖는 것을 특징으로 하는, 희석 여과 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    하나의 희석 여과 유체 공급물 유입구와 유체 연통하도록 된 개별 희석 여과 유체 도관을 위한 개별 채널을 가지는 하나 이상의 추가 채널 펌프 헤드를 포함하되, 상기 펌프는, 제 1 다중 채널 펌프 헤드 및 추가 채널 펌프 헤드를 경유하여, 각각의 개별 희석 여과 유체 도관을 통하여 각각의 단일 희석 여과 유체 공급물 유입구에 대하여 희석 여과 유체 유속을 동시에 제어하는 것을 특징으로 하는, 희석 여과 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    하나의 희석 여과 유체 공급물 유입구에 대하여 유체 연통하도록 된 개별 희석 여과 유체 도관을 위한 개별 채널을 구비하는 2개 이상의 채널을 가지는 적어도 하나의 추가 다중 채널 펌프 헤드를 포함하며,
    상기 펌프는, 상기 제 1 다중 채널 펌프 헤드 및 추가 다중 채널 펌프 헤드를 경유하여, 각각의 개별 희석 여과 유체 도관을 통하여 각각의 단일 희석 여과 유체 공급물 도관에 대하여 희석 여과 유체 유속을 동시에 제어하는 것을 특징으로 하는, 희석 여과 시스템.
  4. 삭제
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 시스템이 잔류물 유속에 대한 공급물 유속의 원하는 비율을 유지하도록 된 잔류물 스로틀 밸브를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 희석 여과 시스템.
  6. 원하지 않은 물질 및 원하는 생체 분자를 함유하는 공급 유체 및 원하지 않은 물질을 공급 유체로부터 세척하도록 된 희석 여과 유체를 제 1 항 또는 제 2 항의 희석 여과 시스템의 유체 처리 조립체를 통하여 통과시키는 희석 여과 방법으로서, 상기 방법은,
    (a) 상기 유체 처리 조립체의 공급물 유입구를 통해 제어된 공급물 유체 유속으로 상기 공급물 유체를 통과시키는 단계;
    (b) 각각의 단일 희석 여과 유체 공급물 유입구와 유체 연통하는 각각의 개별 희석 여과 유체 도관을 통해 제어된 희석 여과 유체 유속으로 희석 여과 유체를 통과시키는 단계로서, 희석 여과 유체가 공급 유체로부터 원하지 않는 물질을 씻어내고, 제어된 희석 여과 유체 유속은 각각의 개별적인 희석 여과 유체 도관을 통해 동시에 제어되는, 희석 여과 유체를 통과시키는 단계;
    (c) 각각의 공통 공급 투과물 배출구 포트 및 희석 여과 유체 투과물 배출구 포트를 통해 공급 투과물 유체 및 희석 여과 유체 투과물 유체를 통과시키는 단계;
    (d) 유체 처리 조립체의 잔류물 배출구로부터 잔류물 유체를 통과시키는 단계로서, 상기 잔류물 유체는 원하는 생체 분자 및 공급 유체 내의 원하지 않은 물질의 농도보다 낮은 농도의 원하지 않은 물질을 포함하는, 잔류물 유체를 통과시키는 단계;
    (e) 공급 투과물 유체 및 희석 여과 유체 투과물 유체를 상기 유체 처리 조립체의 투과물 배출구로부터 통과시키는 단계; 및
    각각의 개별 희석 여과 유체 도관을 통하여 동시에 제어된 희석 여과 유체 유속보다 적어도 10% 작은 제어된 유속으로 상기 공급물 유입구를 통하여 공급물 유체를 통과시키는 단계;를 포함하는 희석 여과 방법.
  7. 삭제
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