KR102222410B1 - 친화성 크로마토그래피 장치 - Google Patents

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더블유.엘. 고어 앤드 어소시에이트스, 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 표적 단백질 또는 항체를 함유하는 수성 혼합물로부터 표적 단백질 또는 항체를 분리하는 친화성 크로마토그래피 장치에 관한 것이다. 상기 크로마토그래피 장치는 적층형 멤브레인 어셈블리 또는 권취형 멤브레인 어셈블리를 포함할 수 있다. 상기 멤브레인 어셈블리는 내부에 무기 입자를 포함하는 하나 이상의 폴리머 멤브레인을 포함한다. 폴리머 멤브레인 및/또는 무기 입자에는 친화성 리간드가 결합되어 있다. 친화성 리간드는 표적 단백질 또는 항체에 가역적으로 결합하는 단백질, 항체, 또는 다당류일 수 있다. 상기 크로마토그래피 장치는 반복 사용될 수 있고, 사용 중간에 가성 용액으로 세정할 수 있다. 상기 크로마토그래피 장치는 20초 이하의 체류 시간에서 10% 파과 시 동적 결합능(DBC)이 30 mg/mL(0.07 마이크로몰/ml) 이상일 수 있다.

Description

친화성 크로마토그래피 장치{AFFINITY CHROMATOGRAPHY DEVICES}
본 개시는 일반적으로 친화성 크로마토그래피에 관한 것이며, 보다 구체적으로, 수성 혼합물로부터 표적 단백질 또는 항체의 분리를 가능하게 하는 다층 멤브레인 어셈블리를 포함하는 크로마토그래피 장치에 관한 것이다.
크로마토그래피법은 일반적으로 혼합물로부터 단백질, 핵산, 및 다당류 등의 관심 분자를 분리 및/또는 정제하기 위해 이용된다. 친화성 크로마토그래피는 특히 관심 분자에 대해 특이적인 리간드(즉, 특정 결합 파트너)가 결합되어 있는 매트릭스 위로 혼합물을 통과시키는 것을 포함한다. 관심 분자는, 리간드와 접촉하게 되면, 매트릭스에 결합되고, 따라서 상기 혼합물로부터 남겨진다. 친화성 크로마토그래피는 다른 유형의 크로마토그래피에 비해 특정한 이점을 제공한다. 예를 들어, 친화성 크로마토그래피는 표적 단백질과 다른 생물분자의 혼합물로부터 표적 단백질을 일 단계로 고수율로 단리할 수 있는 정제 방법을 제공한다.
현재의 친화성 크로마토그래피 장치의 이점에도 불구하고, 현재의 제품과 동일한 결합능 또는 더 우수한 결합능을 제공하면서 종래의 장치보다 짧은 체류 시간으로 사용될 수 있고 재사용이 가능한 크로마토그래피 장치에 대한 요구가 당해 기술분야에 존재한다.
일 실시양태는, 하우징, 상기 하우징의 대향 단부에 위치하는 제1 유량 분배기 및 제2 유량 분배기, 상기 하우징 내로의 유체 흐름을 허용하는 유입구, 상기 하우징 밖으로의 유체 흐름을 허용하는 유출구, 및 상기 하우징 내에 배치된 적층형 멤브레인 어셈블리(stacked membrane assembly)를 포함하는 친화성 크로마토그래피 장치에 관한 것이다. 상기 적층형 멤브레인 어셈블리는 제1 공칭 입자 크기를 갖는 제1 무기 입자 및 제2 공칭 입자 크기를 갖는 제2 무기 입자를 내부에 포함하는 2개 이상의 폴리머 멤브레인을 포함한다. 폴리머 멤브레인, 제1 무기 입자, 및 제2 무기 입자 중 적어도 하나에, 표적 단백질 또는 항체에 가역적으로 결합하는 친화성 리간드가 공유 결합되어 있다. 하나 이상의 실시양태에서, 제1 무기 입자와 제2 무기 입자는 동일한 입자 유형을 갖는다. 무기 입자는 약 5 마이크론, 약 10 마이크론, 약 15 마이크론, 약 20 마이크론, 약 25 마이크론 및 이들의 조합일 수 있는 공칭 입자 크기를 갖는다.
다른 실시양태는, 하우징, 상기 하우징의 대향 단부에 위치하는 제1 유량 분배기 및 제2 유량 분배기, 상기 하우징 내로의 유체 흐름을 허용하는 유입구, 상기 하우징 밖으로의 유체 흐름을 허용하는 유출구, 및 상기 하우징 내부에 배치된 권취형 멤브레인 어셈블리(wound membrane assembly)를 포함하는 친화성 크로마토그래피 장치에 관한 것이다. 상기 하우징은 원통형의 하우징일 수 있다. 상기 권취형 멤브레인 어셈블리는 제1 공칭 입자 크기를 갖는 제1 무기 입자와 제2 공칭 입자 크기를 갖는 제2 무기 입자를 내부에 포함하는 하나 이상의 폴리머 멤브레인을 포함한다. 폴리머 멤브레인, 제1 무기 입자 및 제2 무기 입자 중 적어도 하나에, 표적 단백질 또는 항체에 가역적으로 결합하는 친화성 리간드가 공유 결합되어 있다. 하나 이상의 실시양태에서, 제1 및 제2 무기 입자가 동일한 입자 유형을 갖는다. 상기 무기 입자는 약 5 마이크론, 약 10 마이크론, 약 15 마이크론, 약 20 마이크론, 약 25 마이크론 및 이들의 조합일 수 있는 공칭 입자 크기를 갖는다.
또 다른 실시양태는, 하우징, 상기 하우징의 대향 단부에 위치하는 제1 유량 분배기 및 제2 유량 분배기, 상기 하우징 내로의 유체 흐름을 허용하는 유입구, 상기 하우징 밖으로의 유체 흐름을 허용하는 유출구, 및 상기 하우징 내에 배치된 적층형 멤브레인 어셈블리를 포함하는 친화성 크로마토그래피 장치에 관한 것이다. 상기 적층형 멤브레인 어셈블리는 공칭 입자 크기를 갖는 무기 입자를 내부에 포함하는 2개 이상의 폴리머 멤브레인을 포함한다. 폴리머 멤브레인 및 무기 입자 중 적어도 하나에, 표적 단백질 또는 항체에 가역적으로 결합하는 친화성 리간드가 공유 결합되어 있다. 적어도 하나의 실시양태에서, 폴리머 멤브레인은 동일한 폴리머 유형의 것이다.
또 다른 실시양태는, 하우징, 상기 하우징의 대향 단부에 위치하는 제1 유량 분배기 및 제2 유량 분배기, 상기 하우징 내로의 유체 흐름을 허용하는 유입구, 상기 하우징 밖으로의 유체 흐름을 허용하는 유출구, 및 권취형 멤브레인 어셈블리를 포함하는 친화성 크로마토그래피 장치에 관한 것이다. 상기 권취형 멤브레인 어셈블리는 단일 공칭 입자 크기를 갖는 무기 입자를 내부에 포함하는 단일 폴리머 멤브레인을 포함한다. 폴리머 멤브레인 및 무기 입자 중 적어도 하나에, 표적 단백질 또는 항체에 가역적으로 결합하는 친화성 리간드가 공유 결합되어 있다. 무기 입자는 약 5 마이크론, 약 10 마이크론, 약 15 마이크론, 약 20 마이크론, 약 25 마이크론 및 이들의 조합일 수 있는 공칭 입자 크기를 갖는다. 일 실시양태에서, 폴리머 멤브레인은 폴리테트라플루오로에틸렌 멤브레인이다.
다른 실시양태는, 하우징, 상기 하우징의 대향 단부에 위치하는 제1 유량 분배기 및 제2 유량 분배기, 상기 하우징 내로의 유체 흐름을 허용하는 유입구, 상기 하우징 밖으로의 유체 흐름을 허용하는 유출구, 및 상기 하우징 내에 배치된 적층형 멤브레인 어셈블리를 포함하는 친화성 크로마토그래피 장치에 관한 것이다. 상기 적층형 멤브레인은 제1 공칭 입자 크기를 갖는 제1 무기 입자를 내부에 포함하는 제1 폴리머 멤브레인 및 제2 공칭 입자 크기를 갖는 제2 무기 입자를 내부에 포함하는 제2 폴리머 멤브레인을 포함한다. 제1 폴리머 멤브레인, 제2 폴리머 멤브레인, 및 무기 입자 중 적어도 하나에, 표적 단백질 또는 항체에 가역적으로 결합하는 친화성 리간드가 공유 결합되어 있다.
또 다른 실시양태는, 하우징, 상기 하우징의 대향 단부에 위치하는 제1 유량 분배기 및 제2 유량 분배기, 상기 하우징 내로의 유체 흐름을 허용하는 유입구, 상기 하우징 밖으로의 유체 흐름을 허용하는 유출구, 및 상기 하우징 내에 배치된 적층형 멤브레인 어셈블리를 포함하는 친화성 크로마토그래피 장치에 수성 혼합물을 통과시키는 것을 포함하는 수성 혼합물로부터 표적 단백질 또는 항체를 분리하는 방법에 관한 것이다. 상기 멤브레인 어셈블리는 제1 공칭 입자 크기를 갖는 제1 무기 입자 및 제2 공칭 입자 크기를 갖는 제2 무기 입자를 내부에 포함하는 2개 이상의 폴리머 멤브레인을 포함한다. 폴리머 멤브레인, 제1 무기 입자, 및 제2 무기 입자 중 적어도 하나에, 표적 단백질 또는 항체에 가역적으로 결합하는 친화성 리간드가 공유 결합되어 있다. 하나 이상의 실시양태에서, 제1 무기 입자와 제2 무기 입자는 동일한 입자 유형을 갖는다.
또 다른 실시양태는, 하우징, 상기 하우징의 대향 단부에 위치하는 제1 유량 분배기 및 제2 유량 분배기, 상기 하우징 내로의 유체 흐름을 허용하는 유입구, 상기 하우징 밖으로의 유체 흐름을 허용하는 유출구, 및 상기 하우징 내에 배치된 권취형 멤브레인 어셈블리를 포함하는 친화성 크로마토그래피 장치에 수성 혼합물을 통과시키는 것을 포함하는 수성 혼합물로부터 표적 단백질 또는 항체를 분리하는 방법에 관한 것이다. 상기 권취형 멤브레인 어셈블리는 제1 공칭 입자 크기를 갖는 제1 무기 입자 및 제2 공칭 입자 크기를 갖는 제2 무기 입자를 내부에 포함하는 하나 이상의 폴리머 멤브레인을 포함한다. 폴리머 멤브레인, 제1 무기 입자, 및 제2 무기 입자 중 적어도 하나에, 표적 단백질 또는 항체에 가역적으로 결합하는 친화성 리간드가 공유 결합되어 있다. 하나 이상의 실시양태에서, 제1 무기 입자와 제2 무기 입자는 동일한 입자 유형을 갖는다.
또 다른 실시양태는, 복수의 웰과 상기 웰 중 적어도 하나의 내부에 배치된 적층형 멤브레인 어셈블리를 포함하는 멀티웰 친화성 크로마토그래피에 관한 것이다. 상기 적층형 멤브레인 어셈블리는 제1 공칭 입자 크기를 갖는 제1 무기 입자와 제2 공칭 입자 크기를 제2 무기 입자를 갖는 포함하는 2개 이상의 폴리머 멤브레인을 포함한다. 폴리머 멤브레인, 제1 무기 입자, 및 제2 무기 입자 중 적어도 하나에, 표적 단백질 또는 항체에 가역적으로 결합하는 친화성 리간드가 공유 결합되어 있다. 하나 이상의 실시양태에서, 제1 무기 입자와 제2 무기 입자는 동일한 입자 유형을 갖는다.
또 다른 실시양태는, 복수의 웰과 상기 웰 중 적어도 하나의 내부에 배치된 권취형 멤브레인 어셈블리를 포함하는 멀티웰 친화성 크로마토그래피에 관한 것이다. 상기 권취형 멤브레인 어셈블리는 제1 공칭 입자 크기를 갖는 제1 무기 입자와 제2 공칭 입자 크기를 제2 무기 입자를 갖는 포함하는 하나 이상의 폴리머 멤브레인을 포함한다. 폴리머 멤브레인, 제1 무기 입자, 및 제2 무기 입자 중 적어도 하나에, 표적 단백질 또는 항체에 가역적으로 결합하는 친화성 리간드가 공유 결합되어 있다. 하나 이상의 실시양태에서, 제1 무기 입자와 제2 무기 입자는 동일한 유형을 갖는다.
첨부된 도면은, 발명을 더 이해할 수 있도록 하기 위해 포함된 것으로, 본 명세서의 일부에 포함되고 일부를 구성하며, 실시양태를 예시하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
도 1은 하나 이상의 실시양태에 따른 무기 입자를 내부에 갖는 폴리머 멤브레인을 포함하는 적층형 멤브레인 어셈블리의 분해도이고;
도 2는 예시적인 실시양태에 따른 멤브레인 어셈블리 내의 폴리머 멤브레인의 층의 개략도이고;
도 3은 하나 이상의 예시적인 실시양태에 따른 적층형 멤브레인 어셈블리 내의 교호 구성을 갖는 폴리머 멤브레인의 분해도이고;
도 4는 예시적인 실시양태에 따른 적층형 멤브레인 어셈블리를 포함하는 크로마토그래피 장치의 분해도이며;
도 5는 예시적인 실시양태에 따른 적층형 멤브레인 어셈블리를 포함하는 크로마토그래피 장치의 단면의 개략도이고;
도 6은 일 실시양태에 따른 폴리머 멤브레인을 갖는 권취형 멤브레인 어셈블리를 포함하는 크로마토그래피의 단면의 개략도이고;
도 7은 일 실시형태에 따른 교호 구성의 2개의 폴리머 멤브레인을 갖는 권취형 멤브레인 어셈블리를 포함하는 크로마토그래피 장치의 단면의 개략도이고;
도 8은 예시적인 실시양태에 따른 나선형으로 권취된 멤브레인 어셈블리를 포함하는 크로마토그래피 장치의 분해도이며;
도 9a는 본 발명의 일 실시양태에 따른 멀티웰 플레이트의 개략도이고;
도 9b는 도 9a에 도시된 멀티웰 플레이트의 일부분의 개략도로서, 적어도 하나의 실시양태에 따른 다공성 기재 상에 위치하는 적층형 멤브레인 어셈블리의 일부분을 도시하고;
도 10은 다양한 크로마토그래피 장치의 10% 파과 시의 이십(20)초 체류 시간에서의 동적 결합능(dynamic binding capacity; DBC)(베드 부피 밀리리터당 결합된 IgG 밀리그램)의 그래프이며;
도 11은 2개의 비교 크로마토그래피 장치의 10% 파과 시의 육십(60)초 체류 시간에서의 동적 결합능(DBC)(베드 부피 밀리리터당 결합된 IgG 밀리그램)의 그래프이다.
당업자는, 본 발명의 다양한 측면들이, 의도된 기능을 수행하도록 구성된 다수의 방법 및 장치에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 이해할 것이다. 또한, 본원에서 언급되는 첨부된 도면은 반드시 일정한 비율로 그려진 것은 아니며, 본 발명의 다양한 측면을 설명하기 위해 과장될 수 있고, 그 점에 있어서, 수치는 한정적인 것으로 해석되어서는 안 된다는 점에 주목해야 한다. 본원에서 사용될 때, 용어 "위 또는 상(on)"은 폴리머 멤브레인과 같은 요소가 다른 요소 위에 직접 위치하는 것 또는 개재된 요소가 또한 존재할 수 있는 것을 나타내는 것을 의도한다.
본 발명은, 표적 단백질 또는 항체를 포함하는 수성 혼합물로부터 표적 단백질 또는 항체를 분리하는 친화성 크로마토그래피 장치에 관한 것이다. 상기 크로마토그래피 장치는 내부에 무기 입자를 포함하는 플루오로폴리머 멤브레인과 같은 하나 이상의 폴리머 멤브레인을 포함하는 멤브레인 어셈블리를 포함한다. 친화성 리간드는 무기 입자 및/또는 폴리머 멤브레인에 결합될 수 있다. 크로마토그래피 장치는 반복 사용될 수 있고 사용 중간에 가성 용액으로 세정될 수 있다. 또한, 크로마토그래피 장치는 장치 내에서 20초 이하의 체류 시간에서 10% 파과 시 적어도 30 mg/mL의 동적 결합능(DBC)을 가지며, 여기서 Fc 결합 단백질이 친화성 리간드이다. 항체, 비-Fc 결합 단백질 또는 다당류가 친화성 리간드인 크로마토그래피 장치에 있어서, 크로마토그래피 장치는 10% 파과 시 0.07 μmol/ml 이상의 동적 결합능(DBC)을 갖는다.
본원에 기재된 멤브레인 어셈블리는 내부에 무기 입자를 포함하는 하나 이상의 폴리머 멤브레인을 포함한다. 폴리머 멤브레인은 약 20 질량% 내지 약 95 질량%, 약 35 질량% 내지 약 90 질량%, 또는 약 50 질량% 내지 약 85 질량%의 무기 입자를 포함할 수 있다. 적절한 무기 입자의 비한정적인 예로는 실리카, 제올라이트, 하이드록시아파타이트, 금속 산화물, 및 이들의 조합을 포함한다. 무기 입자는 약 0.1 마이크론, 약 0.5 마이크론, 약 1 마이크론, 약 5 마이크론, 약 10 마이크론, 15 마이크론, 20 마이크론, 또는 약 25 마이크론 또는 그 이상의 공칭 입자 크기를 가질 수 있다. 추가적으로, 무기 입자는 중실형 또는 다공성일 수 있고, 다양한 크기와 형상을 가질 수 있다. 또한, 무기 입자는 단분산 또는 다분산일 수 있다.
예시적인 실시양태에서, 친화성 리간드는 무기 입자에 공유 결합된다. 다른 실시양태에서, 친화성 리간드는 폴리머 멤브레인에 공유 결합된다. 추가의 실시양태에서, 친화성 리간드는 폴리머 멤브레인과 무기 입자(들) 둘 다에 결합될 수 있다. 친화성 리간드는 표적 단백질 또는 항체에 가역적으로 결합하는 단백질, 항체, 또는 다당류일 수 있다. 일 실시양태에서, 친화성 리간드는, 예를 들어 항체의 Fc 영역, 항체 단편, Fc 융합 단백질, 또는 항체/약물 접합체에 가역적으로 결합하는 단백질이다. 또 다른 실시양태에서, 친화성 리간드는, 특이적으로 작용하는 단백질 또는 단백질 단편에 가역적으로 결합하는 항체, 단백질 L 또는 다당류이다. 친화성 크로마토그래피 장치에 사용하기 위한 예시적인 친화성 리간드로는, 단백질 A, 단백질 G, 단백질 L, 인간 Fc 수용체 단백질, 다른 단백질에 특이적으로 결합하는 항체 및 헤파린을 들 수 있으나 이들에 한정되지 않는다. 친화성 리간드는 천연(native), 재조합 또는 합성된 것일 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 친화성 리간드는 His 태깅 단백질에 가역적으로 결합하는 금속 친화성 리간드이다.
일 실시양태에서, 멤브레인 어셈블리는, 폴리머 멤브레인이 적층형 멤브레인 어셈블리를 형성하도록 적층 또는 층상 구성으로 배치되어 있는, 내부에 무기 입자를 포함하는 하나 이상의 폴리머 멤브레인을 포함한다. 용어 "적층형 멤브레인 어셈블리"는, 하나의 폴리머 멤브레인이 다른 폴리머 멤브레인 위에 있도록 배치되는 2개 이상의 폴리머 멤브레인을 포함하는 크로마토그래피 물품을 나타내는 것을 의미한다. 상기 폴리머 멤브레인은 단순히 멤브레인을 서로의 위에 올려 놓음으로서 적층 구성으로 배치될 수 있다. 도 1은 공칭 입자 크기를 갖는 무기 입자를 내부에 포함하는 폴리머 멤브레인(20)을 포함하는 적층형 멤브레인 어셈블리(10)의 하나의 예시적 배향을 나타낸다. 무기 입자는, 무기 입자의 크기와 형상의 가변성을 고려하기 위해 공칭 입자 크기와 관련하여 본원에 설명되어 있음이 이해되어야 한다. 화살표(5)는 멤브레인 어셈블리(10)를 통한 유체 흐름 방향을 도시한다.
하나의 예시적 실시양태에서, 폴리머 멤브레인(20)은 단일 공칭 입자 크기를 갖는 단일 유형의 무기 입자를 포함한다. 예를 들어, 폴리머 멤브레인(20)은 약 20 마이크론의 공칭 입자 크기를 갖는 다공성 실리카 입자를 내부에 포함할 수 있다. 본원에서 사용될 때 용어 "실리카"는 임의의 측정 가능한 양의 붕소를 포함하지 않거나 x선 광전자 분광법(XPS)으로 측정할 때 붕소를 포함하지 않는 이산화규소를 나타내는 것을 의도함이 이해되어야 한다.
대안적으로, 폴리머 멤브레인(20)은 폴리머 멤브레인(20) 내에 하나보다 많은 유형의 무기 입자 및/또는 하나 보다 많은 공칭 입자 크기를 포함할 수 있다. 즉, 폴리머 멤브레인(20)은, 제1 무기 입자가 제2 무기 입자와 공칭 입자 크기 및/또는 유형에 있어서 서로 다른 적어도 제1 무기 입자와 제2 무기 입자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 폴리머 멤브레인(20)은 제1 입자 크기(예를 들어, 20 마이크론) 또는 제2 입자 크기(예를 들어, 10 마이크론)의 동일한 또는 상이한 무기 입자(예를 들어, 다공성 실리카)의 혼합물을 포함할 수 있다. 폴리머 멤브레인(20) 내의 무기 입자의 혼합물은 50/50 블렌드, 30/70 블렌드, 60/40 블렌드, 25/75 블렌드, 또는 20/80 블렌드 등의 임의의 혼합물일 수 있다.
적층형 멤브레인 어셈블리(10)의 폴리머 멤브레인(20)은, 도 2에 개략적으로 도시된 바와 같이, 제1 폴리머 멤브레인과 제2 폴리머 멤브레인이 거리(d)를 두고 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 거리 d는 약 0 마이크론 내지 약 50 마이크론, 약 0 마이크론 내지 약 25 마이크론, 약 0 마이크론 내지 약 10 마이크론, 또는 약 0 마이크론 내지 약 5 마이크론의 범위일 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 거리 d는 0 마이크론 또는 실질적으로 0 마이크론(즉, 0.1 마이크론 이하)이다. 거리는 또한 약 50 마이크론 미만, 약 25 마이크론 미만, 약 10 마이크론 미만, 약 5 마이크론 미만, 약 1 마이크론 미만, 또는 0 마이크론일 수 있다.
도 3에 일반적으로 도시된 다른 실시양태에서, 적층형 멤브레인 어셈블리(10)는 제1 공칭 입자 크기를 갖는 무기 입자를 포함하는 제1 폴리머 멤브레인(20)과 제2 공칭 입자 크기를 갖는 무기 입자를 포함하는 제2 폴리머 멤브레인(30)을 포함한다. 제1 폴리머 멤브레인(20) 및 제2 폴리머 멤브레인(30)은, 도 3에 예시된 바와 같이, 멤브레인 어셈블리(10)를 형성하도록 교호 방식으로 적층될 수 있다. 제1 및 제2 폴리머 멤브레인(20, 30)은 대안적으로 비교호 구성으로 적층될 수 있다. 예를 들어, 다수의 제1 멤브레인(20)이 다수의 제2 멤브레인(30) 상에 위치할 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 다수의 폴리머 멤브레인(20)이 다수의 제2 멤브레인(30)과 교대로 적층되어 멤브레인 어셈블리(10)를 형성할 수 있다. 또한, 복수의 제1 폴리머 멤브레인(20)이 단일(또는 더 적거나 더 많은 수의) 제2 폴리머 멤브레인(30)과 교대로 적층되거나, 그 반대로 되어, 적층형 멤브레인 어셈블리(10)를 형성할 수 있다. 또한, 무기 입자를 포함하는 추가의 폴리머 멤브레인이 멤브레인 어셈블리 내에 존재할 수 있다.
폴리머 멤브레인(20, 30)은 단순히 멤브레인을 서로의 위에 올려 놓음으로써 적층된 구성으로 배치될 수 있다. 대안적으로, 폴리머 멤브레인(20, 30)은 적층된 후 열 및/또는 압력 또는 다른 통상적인 방법에 의해 서로 라미네이트될 수 있다. 복합 멤브레인 어셈블리를 형성하도록 공압출되는 2개의 폴리머 멤브레인을 이용하는 실시양태도 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 간주된다. 이러한 복합 멤브레인 어셈블리는 함께 공압출 또는 통합될 수 있는 2개(또는 그보다 많은)의 폴리머 멤브레인 층을 포함할 수 있다. 예시적인 실시양태에서, 제1 폴리머 멤브레인(20) 및 제2 폴리머 멤브레인(30)은 적층된 구성으로 되어 있고, 제1 폴리머 멤브레인과 제2 폴리머 멤브레인 사이의 거리는 0 또는 실질적으로 0이다.
또 다른 실시양태에서, 상기 무기 입자는 제1 폴리머 멤브레인(20) 및 제2 폴리머 멤브레인(30) 둘 다에 있어서 동일한 유형을 갖는다. 예를 들어, 두 폴리머 멤브레인(20, 30)이 다공성 실리카 입자를 포함할 수 있다. 대안적으로, 제1 및 제2 멤브레인의 무기 입자는 상이한 공칭 입자 크기를 가질 수 있다. 일부 실시양태에서, 제1 폴리머 멤브레인(20) 및 제2 폴리머 멤브레인(30)의 무기 입자는 동일한 공칭 입자 크기 또는 실질적으로 동일한 공칭 입자 크기를 갖는다.
다른 실시양태에서, 제1 및/또는 제2 폴리머 멤브레인(20, 30)은 폴리머 멤브레인 내에 하나 보다 많은 유형의 무기 입자를 포함할 수 있다. 즉, 제1 폴리머 멤브레인(20) 및/또는 제2 폴리머 멤브레인(30)은, 제1 무기 입자가 제2 무기 입자와 공칭 입자 크기 및/또는 유형에 있어서 서로 다른 적어도 제1 무기 입자 및 제2 무기 입자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 폴리머 멤브레인(들)(20, 30)은 제1 공칭 입자 크기(예를 들어, 20 마이크론)와 제2 공칭 입자 크기(예를 들어, 10 마이크론)의 동일하거나 상이한 무기 입자의 50/50 혼합물을 포함할 수 있다. 제1 및/또는 제2 폴리머 멤브레인(20, 30) 내의 무기 입자의 혼합물은 임의의 혼합물, 예를 들어 50/50 블렌드, 30/70 블렌드, 60/40 블렌드, 25/75 블렌드 또는 20/80 블렌드일 수 있다. 적어도 하나의 실시양태에서, 멤브레인 어셈블리(10)는 동일한 폴리머 멤브레인(예를 들어, PTFE 멤브레인)으로 이루어지는 제1 및 제2 폴리머 멤브레인(20, 30)을 포함하며, 무기 입자는 동일하지만(예를 들어, 다공성 실리카 입자), 무기 입자는 상이한 공칭 입자 크기를 갖는다(예를 들어, 한 폴리머 멤브레인에서는 20 마이크론의 실리카 입자 및 다른 폴리머 멤브레인에서는 10 마이크론의 실리카 입자).
여기서 검토된 폴리머 멤브레인(20, 30)은 동일하거나 상이한 폴리머(들)로 형성될 수 있다. 하나 이상의 예시적인 실시양태에서, 상기 폴리머 멤브레인 중 적어도 하나는 플로오로폴리머 멤브레인이다. 하나, 또는 하나 초과의 플루오로폴리머 멤브레인이 적층형 멤브레인 어셈블리(10) 또는 그 일부를 형성할 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 플루오로폴리머 멤브레인은 동일한 플루오로폴리머 공급원, 상이한 공급원 또는 이들의 조합으로부터 유도될 수 있다. 적어도 하나의 예시적인 실시양태에서, 플루오로폴리머 멤브레인은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 멤브레인 또는 발포 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE) 멤브레인이다. Bacino 등의 미국 특허 제7,306,729호, Gore의 미국 특허 제3,953,566호, Bacino의 미국 특허 제5,476,589호, 또는 Branca 등의 미국 특허 제5,183,545호에 기재된 방법에 따라 제조된 발포 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE) 멤브레인이 본 발명에 사용될 수 있다. 또한, 플루오로폴리머 멤브레인을 Okita 등의 미국 특허 제4,113,912호에 개시된 방법을 들 수 있으나 이에 한정되지 않는 당해 분야에 공지된 방법을 이용하여 친수성(예를 들어, 수습윤성)으로 만들 수 있다. Drumheller의 미국 특허 제5,897,955호, Drumheller의 미국 특허 제5,914,182호, 또는 Drumheller의 미국 특허 제8,591,932호에 기재된 것과 같은, 리간드에 효과적으로 결합하는 코팅이 폴리머 멤브레인에 적용될 수 있다.
플루오로폴리머 멤브레인은 또한 작용성 테트라플루오로에틸렌(TFE) 코폴리머 재료를 포함하는 폴리머 재료를 포함할 수 있으며, 여기서, 작용성 TFE 코폴리머 재료는 TFE와 PSVE(퍼플루오로설포닐 비닐 에테르)의 작용성 코폴리머, 또는 비닐리덴 플루오라이드(VDF), 비닐 아세테이트, 또는 비닐 알코올을 들 수 있으나 이들에 한정되지 않는 다른 적합한 작용성 모노머를 갖는 TFE를 포함한다. 작용성 TFE 코폴리머 재료는, 예를 들어, Xu 등의 미국 특허 제9,139,707호 또는 Xu 등의 미국 특허 제8,658,707호에 기재된 방법에 따라 제조될 수 있다.
본 출원의 전반에 걸쳐, 용어 "PTFE"는 편의상 본 명세서에서 이용되는 것으로, 폴리테트라플루오로에틸렌뿐만 아니라, Branca의 미국 특허 제5,708,044호, Baillie의 미국 특허 제6,541,589호, Sabol 등의 미국 특허 제7,531,611호, Ford의 미국 특허 제8,637,144호, 및 Xu 등의 미국 특허 제9,139,669호에 기재된 것과 같은 발포 PTFE, 발포 변성 PTFE 및 발포 PTFE 코폴리머도 포함하는 것을 의도하는 것으로 이해되어야 한다.
하나 이상의 예시적인 실시양태에서, 폴리머 멤브레인은 Sbriglia의 미국 특허 출원 공개 제2014/0212612호에 교시된 것과 같은 초고분자량 폴리에틸렌, Sbriglia의 미국 가출원 제62/030,419호에 교시된 것과 같은 폴리파라크실릴렌, Sbriglia의 미국 가특허출원 제62/030,442호에 교시된 것과 같은 VDF-co-(TFE 또는 TrFE) 폴리머, Sbriglia의 미국 가특허출원 제62/030,448호에 교시된 것과 같은 교호 폴리(에틸렌테트라플루오로에틸렌) 폴리머를 들 수 있으나 이들에 한정되지 않는 1종 이상의 비플루오로폴리머 재료로 형성될 수 있다. 또한, 폴리머 멤브레인은 예를 들어, 폴리올레핀 멤브레인(예를 들어, 폴리프로필렌 멤브레인), 유기 멤브레인(예를 들어, 셀룰로오스계 멤브레인), 구조화된 하이드로겔 멤브레인 또는 아가로스 멤브레인일 수 있다.
적층형 멤브레인 어셈블리(10)에 존재하는 폴리머 멤브레인의 총수는 특별히 한정되지 않고, 멤브레인 어셈블리 내의 원하는 최종 용도 및/또는 원하는 질량 수송 흐름에 따라 달라진다. 적층형 멤브레인 어셈블리는 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 7개, 8개, 9개, 10개, 11개, 12개, 13개, 14개, 15개, 16개, 17개, 18개, 19개 또는 20개(또는 그보다 많은)의 총 폴리머 멤브레인을 포함할 수 있다. 수백 개 또는 수천 개의 폴리머 멤브레인이 적층형 멤브레인 어셈블리(10) 내에 존재할 수 있음을 이해해야 한다.
또한, 적층형 멤브레인 어셈블리(10)에 존재하는 폴리머 멤브레인은 약 1 마이크론 내지 약 10,000 마이크론, 약 100 마이크론 내지 약 5,000 마이크론, 약 500 마이크론 내지 약 3,000 마이크론, 또는 약 650 마이크론 내지 약 1,000 마이크론의 두께를 가질 수 있다. 본원에서 사용될 때, 용어 "두께"는 폴리머 멤브레인의 길이 영역에 수직인 폴리머 멤브레인의 방향이다.
크로마토그래피 장치(100)는 멤브레인 어셈블리(10)의 상부 및/또는 하부에 위치하는 다공성 프릿(frit)(40)을 추가로 포함할 수 있다. 상기 다공성 프릿(40), 하우징(50) 및 유량 분배기(60, 70)는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 또는 다른 폴리올레핀과 같은 열가소성 폴리머로 형성될 수 있다. 대안적으로, 다공성 프릿(40)은, 프릿(40)이 크로마토그래피 장치의 작동을 방해하지 않는 한, 무기 또는 금속 물질로 형성될 수 있다.
도 4 및 도 5로 돌아가서, 적층형 멤브레인 어셈블리(10)는 하우징(50)의 대향 단부에 위치하는 제1 유량 분배기(60) 및 제2 유량 분배기(70)를 갖는 하우징(50) 내에 배치될 수 있다. 예시적인 실시양태에서, 하우징(50)은 원통형이다. 일 실시양태에서, 유량 분배기(60)는 수성 혼합물의 흐름이 공급 방향으로부터 90도 방향 전환되도록 충돌면을 포함한다. 이 방향 전환은 흐름이 폴리머 멤브레인에 직접 충돌하는 것을 방지하여 보다 균일한 흐름의 선단을 촉진한다. 적층형 멤브레인 어셈블리(10)의 폴리머 멤브레인은, 멤브레인 주연부와 하우징 사이의 흐름을 막는 임의의 통상적인 방법(예를 들어, 멜트 실링 또는 실런트의 사용)을 통해 하우징의 내벽에서 하우징(50)에 부착될 수 있다. 유량 분배기(60, 70)는 유사하거나 동일한 방법에 의해 하우징(50)에 실링될 수 있다. 각각의 유량 분배기(60, 70)는, 친화성 크로마토그래피 장치(100)를 통한 수성 혼합물의 흐름을 허용하도록 각각 유입구(80)와 유출구(85)를 포함한다. 구체적으로, 유입구(80)는 하우징(50) 내로의 유체 흐름을 허용하고, 유출구(85)는 하우징(50) 밖으로의 유체 흐름을 허용한다. 사용 시, 수성 혼합물은 화살표(5)로 표시되는 방향으로 적층형 멤브레인 어셈블리(10)의 폴리머 멤브레인을 통해 순차적으로 흐른다. 수성 혼합물이 크로마토그래피 장치(100)를 통과함에 따라, 친화성 리간드는 표적 단백질 또는 항체에 가역적으로 결합하여, 수성 혼합물로부터 이것을 효과적으로 제거한다. 표적 단백질 또는 항체는, 예를 들어, 장치를 통해 pH가 더 낮은 유체를 통과시킴으로써, 친화성 리간드로부터 제거될 수 있다.
다른 실시양태에서, 그 내부에 무기 입자를 갖는 하나 이상의 폴리머 멤브레인(예를 들어, 전술한 폴리머 멤브레인(들))이 천공된 중공 또는 솔리드(중실형) 코어(150) 둘레로 감겨 권취형 멤브레인 어셈블리(110)를 형성한다. 도 6에 개괄적으로 도시된 하나의 예시적인 실시양태에서, 멤브레인 어셈블리(110)는 제1 공칭 입자 크기를 갖는 제1 무기 입자와 제2 공칭 입자 크기를 갖는 제2 무기 입자를 포함하는 폴리머 멤브레인(20)을 포함한다. 제1 무기 입자와 제2 무기 입자는 동일한 종류이거나(예를 들어, 다공성 실리카), 상이한 종류일 수 있으며(예를 들어, 실리카와 제올라이트), 동일한 또는 상이한 공칭 입자 크기(들)를 가질 수 있다. 폴리머 멤브레인(20) 내의 무기 입자의 혼합물은, 예를 들어, 50/50 블렌드, 30/70 블렌드, 60/40 블렌드, 25/75 블렌드 또는 20/80 블렌드와 같은 임의의 혼합물일 수 있다.
일부 실시양태에서, 중간 필름이 폴리머 멤브레인 상에 배치되어, 권취 시에 중간 필름이 폴리머 멤브레인의 권취 층 사이에 위치하도록 폴리머 멤브레인과 함께 감싸진다. 중간 필름은 플루오로폴리머 필름 또는 비플루오로폴리머 필름(예를 들어, 폴리프로필렌 또는 다른 폴리올레핀 필름)일 수 있다. 또한, 중간 필름은 다공성 또는 비다공성일 수 있다.
다른 실시양태에서, 멤브레인 어셈블리(110)는 단일 공칭 입자 크기를 갖는 무기 입자를 내부에 포함하는 단일 폴리머 멤브레인(20)으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 공칭 입자 크기를 가지고 친화성 리간드가 결합되어 있는 무기 입자가 적어도 부분적으로 충전된 단일 폴리머 멤브레인이 멤브레인 어셈블리(110)로서 사용될 수 있다. 또한, 동일 입자 크기의 무기 입자를 내부에 갖는 다수의 폴리머 멤브레인이 상기 멤브레인 어셈블리(110)를 형성하는 데 사용될 수 있다.
2개(또는 그보다 많은)의 폴리머 멤브레인이 권취형 멤브레인 어셈블리(110)에 존재할 수 있다. 권취형 멤브레인 어셈블리(110)에 1개보다 많은 폴리머 멤브레인이 존재할 경우, 제1 공칭 입자 크기를 갖는 제1 폴리머 멤브레인(10)과 제2 공칭 입자 크기를 갖는 제2 폴리머 멤브레인(30)이 적층 구성으로 서로 적층되고, 그 후 적층 구성으로 코어(150) 둘레로 감겨져 도 7에 도시된 바와 같이 권취형 멤브레인 어셈블리(110)를 형성할 수 있다. 대안적으로, 제1 폴리머 멤브레인(20)이 코어(150) 둘레로 감싸지고, 그 후 계속해서 제2 폴리머 멤브레인(30)이 권취된 제1 폴리머 멤브레인(110) 둘레로 감싸질 수 있다. 2개보다 많은 멤브레인이 필요한 경우, 폴리머 멤브레인(20, 30)은 권취 전에 상기에 기재한 바와 같이 교호 또는 비교호 구성으로 적층될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
도 6 및 7에 도시된 바와 같이, 권취형 멤브레인 어셈블리(110)가 하우징(50)의 대향 단부에 위치하는 제1 유량 분배기(60)와 제2 유량 분배기(70)를 갖는 하우징(50) 내에 배치된다. 크로마토그래피 장치(200)는 친화성 크로마토그래피 장치(100)를 통한 수성 혼합물의 흐름을 허용하도록 유입구(80)와 유출구(85)를 포함한다. 구체적으로, 유입구(80)는 하우징(50) 내로의 유체 흐름을 허용하고, 유출구(85)는 하우징 밖으로의 유체 흐름을 허용한다. 예시적인 실시양태에서, 상기 하우징은 원통형이다. 권취형 멤브레인 어셈블리(110)는 권취형 멤브레인 어셈블리(110)에 수직으로 유량 분배기(60) 및/또는 유량 분배기(70)에 인접 배치되는 적어도 하나의 다공성 프릿(40)을 추가로 포함할 수 있다. 일 실시양태에서, 코어(150)는 중실형이고, 유량 분배기(60)는 수성 혼합물의 흐름이 공급 방향으로부터 반경 방향으로 방향 전환되도록 충돌면을 포함한다. 사용 시, 수성 혼합물은 화살표(5)로 표시된 방향으로 멤브레인의 면적 두께 방향에 직교하도록 멤브레인 어셈블리(110)의 폴리머 멤브레인(들)을 통해 흐른다. 수성 혼합물이 크로마토그래피 장치(200)를 통과함에 따라, 친화성 리간드는 표적 단백질 또는 항체에 가역적으로 결합하여, 수성 혼합물로부터 그것을 효과적으로 제거한다. 표적 단백질 또는 항체는, 예를 들어, 장치를 통해 pH가 더 낮은 유체를 통과시킴으로써, 친화성 리간드로부터 제거될 수 있다.
대안적인 실시양태에서, 코어(150)는 수성 혼합물이 상기 코어(150)로부터 바깥쪽으로 폴리머 멤브레인(들)을 통해 흐를 수 있도록 하는 중공의 다공성 코어이다. 대안적으로, 수성 혼합물은 폴리머 멤브레인(들)을 통해 안쪽으로 코어(150) 내로 유입된다.
또 다른 실시양태에서, 상기에 기재한 바와 같은 폴리머 멤브레인, 다층 적층형 멤브레인 어셈블리, 또는 나선 권취형 멤브레인 어셈블리가, 더 높은 압력(예를 들어, 대기압)에서 작동하는 상부 챔버로부터 감압에서 작동할 수 있는 하부 챔버를 분리하는 다공성 표면(90)을 포함하는 멀티웰 플레이트(130)에 부착될 수 있다. 도 9a 및 도 9b에 도시된 실시양태에서, 상기 멤브레인 어셈블리는 제1 공칭 입자 크기를 갖는 제1 무기 입자와 제2 공칭 입자 크기를 갖는 제2 무기 입자를 내부에 갖는 복수의 폴리머 멤브레인(20)을 포함한다. 작동 시에, 수성 혼합물은 폴리머 멤브레인(20)에 수직으로 흐른다.
상기에 기재된 친화성 크로마토그래피 장치는 20초 이하의 체류 시간에서 10% 파과 시 30 mg/mL 이상의 동적 결합능(DBC)을 가지며, 여기서 Fc 결합 단백질이 친화성 리간드이다. 항체, 비-Fc 결합 단백질 또는 다당류가 친화성 리간드일 경우, 크로마토그래피 장치는 20초 이하의 체류 시간에서 10% 파과 시 0.07 마이크로몰/ml 이상의 동적 결합능(DBC)을 갖는다. 또한, 크로마토그래피 장치는 실질적인 동적 결합능의 상실 없이 여러 번 사용될 수 있다. 구체적으로, 크로마토그래피 장치는 각각의 분리 공정 후 가성 용액(예를 들어, 수산화나트륨)로 세정하여 재사용될 수 있다.
멤브레인 어셈블리(10, 110)의 대표적인 실시양태를 본원에서 기술하였지만, 임의의 폴리머 멤브레인의 수뿐만 아니라, 폴리머 멤브레인의 유형, 무기 입자의 유형, 무기 입자의 크기, 무기 입자의 형상, 및 멤브레인 어셈블리 내의 폴리머 멤브레인의 배향의 임의의 모든 조합이 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 폴리머 멤브레인의 일부 또는 전부가 서로 조성, 두께, 투과율 등에 있어서 달라질 수 있다.
당업자는, 본 발명의 다양한 측면들이, 의도된 기능을 수행하도록 구성된 다수의 방법 및 장치에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 이해할 것이다. 또한, 본원에서 언급되는 첨부된 도면은 반드시 일정한 비율로 그려진 것이 아니며, 본 발명의 다양한 측면을 설명하기 위해 과장될 수 있고, 그 점에 있어서, 수치는 한정적인 것으로 해석되어서는 안 된다는 점에 주목해야 한다.
테스트 방법
아래에서 특정 방법 및 장치를 설명하지만, 당업자가 적절하다고 판단하는 다른 방법 또는 장치도 대안적으로 이용될 수 있음이 이해되어야 한다.
10% 파과 시의 동적 결합능을 측정하는 방법
크로마토그래피 장치를 AKTApurifier™(GE Healthcare) 액체 크로마토그래피 시스템의 유로에 삽입하고, 하기 프로토콜 이루어진 단일 사이클을, 도 10에 도시된 데이터가 생성되도록 여러 번 수행하였다. 가성 용액 및 동적 결합능에 미치는 그 영향을 조사할 목적으로, 가성 제자리 세정(clean in place; CIP) 용액만을 사용하였다. 하기 표 1에 사용된 용액이 기재되어 있다. 하기 표 1은 10% 파과 시의 동적 결합능을 측정하기 위한 프로토콜 단계를 기재한다.
용액 설명
A 150 mM 염화나트륨이 보충된 50 mM 포스페이트, pH ~7.4
B 100 mM 시트레이트, pH ~3.5
CIP 0.1 M NaOH
공급액 용액 A 중에 용해된 1.2~1.3 mg/mL의 다클론 IgG(Lee Biosciences)
저장액 20/80 v/v 에탄올/물
단계 용액 사용된 용액의 부피
(베드 부피의 수) 		베드 부피/
부피 유량 = 체류 시간(초)
1 A 6 20
2 B 6 20
3 A 6 20
4 공급액 280 nm에서의 흡광도 = 10% 파과까지 20
5 A 3 20
6 B 10 20
7 A 3 20
8 CIP 1 mL/min에서의 15분 접촉 시간 N/A
9 A 6 20
10 물 6 20
11 저장액 6 20
12 단계 1로 돌아가서, 원하는 수의 사이클이 수행될 때까지 이 방식으로 계속한다.
전술한 크로마토그래피 장치에 대해 상기 방식으로 동적 결합능을 측정하였다. 시판 장치의 동적 결합능은 하기 예외 사항을 제외하고는 동일한 방법으로 측정하였다. 시판 장치의 경우 체류 시간은 20초가 아니라 60초였다.
따라서, 본 명세서에 기재된 크로마토그래피 장치는, 동일한 CIP 단계를 제외하고는, 시판 장치보다 3배 더 빠른 부피 유량으로 평가하였다.
실시예
실시예 1 - 적층형 멤브레인
15 질량%의 PTFE와 10 마이크론의 공칭 입자 크기를 갖는 85 질량%의 다공성 실리카 입자(Grace, 미국 메릴랜드주 볼티모어)를 갖는 다공성 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 멤브레인을 얻었다. 또한, 15 질량%의 PTFE와 20 마이크론의 공칭 입자 크기를 갖는 85 질량%의 다공성 실리카 입자(Grace, 미국 메릴랜드주 볼티모어)를 갖는 다공성 PTFE 멤브레인을 얻었다. PTFE 멤브레인 내의 다공성 실리카 입자는 화학 조성, 입자 형상, 공칭 입자 다공도, 공칭 입자 세공 치수 및 공칭 입자 BET 표면적 등의 다른 화학적 및 물리적 특성에 있어서 실질적으로 동일하였다.
하기 표 3에 2개의 다공성 PTFE 멤브레인의 물리적 특성 중 일부를 기재하였다.
다공성
멤브레인 		다공성
실리카 입자의 질량% 		PTFE의
질량% 		다공성 실리카 공칭 입자 크기(마이크론) 공칭 다공성 멤브레인
두께(마이크론) 		다공성
멤브레인 밀도(g/cc) 		걸리수
(Gurley Number)(초) 		공칭 다공성 실리카 세공 크기(nm)
A 85 15 10 650 0.41 30 100
B 85 15 20 650 0.42 15 100
다공성 멤브레인 A 및 B를 친화성 크로마토그래피 장치를 제작하는 데 사용하였다. 폴리프로필렌 유량 분배기를 폴리프로필렌 실린더 하우징의 일단부에 부착하였다. 다공성 폴리프로필렌 프릿을 하우징에 넣었다. 원하는 수의 PTFE 멤브레인 층을 상기 하우징 내의 폴리프로필렌 프릿 상에 적층하였다(표 4 참조). 제2 다공성 폴리프로필렌 프릿을 PTFE 멤브레인 스택의 상단에 배치하였다. 제2 폴리프로필렌 유량 분배기를 제1 폴리프로필렌 유량 분배기 맞은 편의 원통형 하우징의 단부에 부착하였다. 크로마토그래피 장치를 가열 공정을 통해 밀봉하였다.
장치
명칭 		사용된 다공성 멤브레인 특성화 시의 유체 흐름 방향에 대한 멤브레인 두께 배향 베드 부피
(mL) 		중간 장치
투과율,
k ×10 -12 cm 2
C 멤브레인 A 10층 동일함 3.4 133
D 멤브레인 A 5층과 멤브레인 B 5층 동일함 3.5 182
E 멤브레인 A 5층과 멤브레인 B 5층 동일함 3.5 195
F 멤브레인 A 5층과 멤브레인 B 5층 동일함 3.5 201
G 멤브레인 B 10층 동일함 3.5 301
그 후 중간 장치를 실시예 3의 장치와 동일한 방식으로 처리하였고, 그 결고, 단백질 A가 적층형 PTFE 멤브레인(예를 들어, 멤브레인 어셈블리)에 공유 결합되었다.
전술한 바와 같이 제조한 친화성 크로마토그래피 장치를 복수의 사이클을 이용하고 본원에 기재된 테스트 방법에 설명된 프로토콜을 이용하여 이십(20)초 체류 시간 동적 결합능을 평가하기 위해 테스트하였다. 이들 친화성 크로마토그래피 장치 각각의 성능은 도 10에 도시되어 있다.
2개의 상이한 시판되는 충전 입자층 친화성 크로마토그래피 장치를 입수하여 동일한 방식으로 테스트하되, 이 장치들을 육십(60)초 체류 시간에 평가한 것만 달리 하였다. 시판 장치 중 하나에는 잔류 붕소를 함유하는 실리카 입자를 충전하였고(시판 장치(1)), 다른 시판 장치에는 아가로스를 충전하였다(시판 장치 2). 두 시판 친화성 크로마토그래피 장치의 성능은 도 11에 도시된다. 친화성 크로마토그래피 장치는 시판되는 친화성 크로마토그래피 장치보다 3배 더 빠른 유량으로 평가하였다.
실시예 2 - 나선 권취형 멤브레인
실시예 1로부터의 다공성 PTFE 멤브레인 B를 나선 권취형 친화성 크로마토그래피 장치를 제작하는 데 사용하였다. 얻어진 권취형 멤브레인 어셈블리의 직경이 원통형 폴리프로필렌 하우징의 내경보다 약간 크게 될 때까지 일정 길이의 PTFE 멤브레인 B를 선반 및 멤브레인 인장 부재로 솔리드 코어 둘레에 감았다. 그 후, 권취형 멤브레인 어셈블리를, 권취형 장치 어셈블리를 선반 위에서 회전시키면서 절삭 공구로 원하는 길이 치수로 절단하였다. 권취형 멤브레인 어셈블리의 삽입이 가능하도록 하우징의 길이를 분할한 후 적절한 치수를 갖는 그 원통형 폴리프로필렌 하우징 내에 권취형 멤브레인 어셈블리를 삽입하였다. 다공성 폴리프로필렌 프릿 및 폴리프로필렌 분배기를 원통형 하우징의 대향 단부에 조립하였다. 이 장치를 가열 공정을 통해 밀봉하였다.
이러한 방식으로, 베드 부피 3.5 mL의 밀봉된 중간 크로마토그래피 장치 3개를 제작하였다. 이 장치들을 실시예 1에서 사용된 것과 동일한 폴리프로필렌 분배기 및 폴리프로필렌 프릿을 이용하여 구성하였다. 그 후, 중간 장치들을 실시예 3의 장치와 동일한 방식으로 처리하였고, 그 결과 단백질 A가 권취형 멤브레인 어셈블리에 공유 결합되었다.
테스트 용액(물)이 이들 크로마토그래피 장치를 통해 다양한 부피 유량으로 흘러갈 때, 권취형 멤브레인 어셈블리의 투과율이 실시예 1의 적층형 멤브레인 어셈블리의 투과율보다 훨씬 더 컸음이 밝혀졌다. 권취형 멤브레인 어셈블리를 포함하는 장치에 있어서, 테스트 용액은 멤브레인의 면적 두께 방향에 직교 방향으로 흘렀다.
실시예 3
이 실시예는, PTFE 및 다공성 실리카 입자를 포함하는 다공성 PTFE 멤브레인 또는 복수의 다공성 PTFE 멤브레인에 단백질 A를 공유 결합시키는 제1 방법으로서, 다공성 멤브레인 또는 복수의 다공성 멤브레인이 유체의 흐름을 위한 유입구와 유출구를 갖는 하우징을 구비하는 장치 내로 통합되어 있는 것인 방법을 설명한다. 이 방법을 적층형 멤브레인 어셈블리를 포함하는 친화성 크로마토그래피 장치와 관련하여 설명하지만, 이 방법이, 유체 유로에 대한 다공성 멤브레인의 배향 또는 구성에 관계 없이, 입자 형상, 공칭 입자 크기, 다공성 실리카 입자상의 공칭 입자 세공 크기 또는 공칭 입자 세공 부피에 관계 없이, 멤브레인 어셈블리가 적층형이건 권취형이건 다른 방식으로 조립되었건 간에 적용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
달리 언급하지 않는다면, 모든 용액은 0.2 마이크론 필터로 여과하였다. 또한, 모든 용액은 시린지 펌프 또는 연동 펌프를 사용하여 장치를 통해 흐르게 하였다.
15 질량%의 PTFE 및 85 질량%의 다공성 실리카 입자(Davisil®, 실리카 비결합 등급, XWP1000A, 16∼24 ㎛, 미국 메릴랜드주 발티모어 Grace 제품)를 갖는 다공성 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 멤브레인으로부터 베드 부피 3.5 mL의 크로마토그래피 장치를 제작하였다. 적층형 멤브레인 어셈블리를 제조하였다. 이 멤브레인 어셈블리를 95 부피부의 에탄올(Sigma-Aldrich, 미국 미주리주 세인트 루이스)과 5 부피부의 탈이온수(Neu-Ion, Inc., 미국 메릴랜드주 발티모어)의 21 mL 용액으로 0.7 mL/min의 부피 유량으로 세척하였다. 그 후, 3-글리시독시프로필트리메톡시 실란(G6720, UCT Specialties, LLC, 미국 펜실베이니아주 바트럼) 5.885 g의 비여과 용액을 95 부피부의 에탄올과 5 부피부의 탈이온수의 용액 94.5 mL에 용해시키고 0.7 mL/min의 부피 유량으로 멤브레인 어셈블리를 통해 흘려 보냈다. 이 장치를 실온에서 약 17시간 동안 정치시켰다. 그 후, 장치를 90℃로 가열하여 그 온도에서 2시간 동안 유지한 후, 장치를 실온으로 1시간 동안 냉각시키고, 그 후, 멤브레인 어셈블리를, 95 부피부의 에탄올과 5 부피부의 탈이온수의 용액 21 mL로 0.7 mL/min의 부피 유량으로 세척하였다.
그 후, 멤브레인 어셈블리를, 황산과 탈이온수의 용액(pH = 0.8) 21 mL를 장치 어셈블리에 0.7 mL/min의 부피 유량으로 흘려 보낸 후 90℃에서 2시간 동안 가열한 뒤, 장치를 실온으로 1시간 동안 냉각시키고, 그 후 처리된 멤브레인을 10 mM 아세테이트 완충액(pH = 4.2)으로 세척함으로써 처리하였다. 10 mM 아세테이트 완충액(pH = 4.2)은 탈이온수 3,952 mL를 1 M 아세트산(Sigma-Aldrich, 미국 미주리주 세인트 루이스) 40 mL 및 1 M 수산화나트륨(Sigma-Aldrich, 미국 미주리주 세인트 루이스 소재) 8 mL와 혼합하여 제조하였다. 그 후, 10 mM 아세테이트 완충액 120 mL를 과요오드산나트륨(Sigma-Aldrich, 미국 미주리주 세인트 루이스) 6.417 g과 혼합하고, 이 용액 10.5 mL를 0.7 mL/min으로 멤브레인 어셈블리를 통해 흘려 보냈다. 그 후, 이 장치를 실온에서 90분 동안 반응하게 둔 후, 멤브레인 어셈블리를 통해 10 mM 아세테이트 완충액(pH = 4.2) 21 mL를 흘려 보냈다. 이것에 이어, 멤브레인 어셈블리를 통해 0.01 M 탄산나트륨 완충액(pH = 10.9) 21 mL를 0.7 mL/min의 부피 유량으로 흘려 보냈다. 0.01 M 탄산나트륨 완충액(pH = 10.9)은 탈이온수 1,000 mL를 1.06 g의 탄산나트륨(Sigma-Aldrich, 미국 미주리주 세인트 루이스)과 5.84 g의 염화나트륨(EMD Chemicals, Inc., 미국 뉴저지주 깁스타운)을 혼합하여 제조하였다.
다음으로, 4 mg/mL의 단백질 A 용액 21 mL를, 0.7 mL/min의 부피 유량으로 재순환 흐름 패턴으로 실온에서 약 17시간 동안 장치를 통해 흘려 보냈다. 4 mg/mL의 단백질 A 용액은, 앞서 제조한 탄산나트륨 완충액(pH = 10.9) 202.4 mL와 50 mg/mL의 단백질 A 용액(Repligen rSPA, 미국 매사추세츠주 월섬) 17.6 mL를 혼합함으로써 제조하였다. 약 17시간 후, 단백질 A 용액 재순환 공정을 중단하고, 280 nm에서의 재순환 용액의 흡광도를 측정하여, 새로 제조한 4 mg/mL의 단백질 A 용액의 흡광도와 비교하였다.
그 후, 멤브레인 어셈블리를 제2의 0.01 M 탄산나트륨 완충액(pH = 10.5) 21 mL로 0.7 mL/min의 부피 유량으로 세척하였으며, 상기 탄산나트륨 용액은 1,000 mL의 탈이온수, 1.06 g의 탄산나트륨 및 58.4 g의 염화나트륨을 혼합하여 제조한 것이었다. 이것에 이어, 0.01 M 탄산나트륨 완충액(pH = 10.9) 21 mL를 0.7 mL/min의 부피 유량으로 이용하는 또 다른 세척 단계를 수행하였다. 그 후, 0.01 M 탄산나트륨 완충액 중 1 mg/mL의 수소화붕소나트륨(Sigma-Aldrich, 미국 미주리주 세인트 루이스) 31.5 mL를 0.26 mL/min의 부피 유량으로 멤브레인 어셈블리를 통해 흘려 보냈다. 계속해서, 멤브레인 어셈블리에 0.05 M 포스페이트 완충액(pH = 7.4) 31.5 mL를 0.7 mL/min의 부피 유량으로 흘려 보냈다. 0.05 M 포스페이트 완충액(pH = 7.4)은 탈이온수 1,000 mL를 제1인산나트륨 1수화물(Sigma-Aldrich, 미국 미주리주 세인트 루이스) 1.035 g, 제2인산나트륨 7수화물(Sigma-Aldrich, 미국 미주리주 세인트 루이스) 11.393 g 및 염화나트륨 8.766 g과 혼합함으로써 미리 제조한 것이었다. 그 후, 멤브레인 어셈블리를 탈이온수 21 mL로 0.7 mL/min의 부피 유량으로 세척하였다. 그 다음, 멤브레인 어셈블리를 20 부피부의 에탄올과 80 부피부의 탈이온수의 용액 21 mL로 세척하였다. 그 후, 장치에 유입구 및 유출구 캡을 장착하고 4℃∼8℃에서 보관하였다.
실시예 4
이 실시예는, PTFE 및 다공성 실리카 입자를 포함하는 다공성 PTFE 멤브레인 또는 복수의 다공성 PTFE 멤브레인에 단백질 A를 공유 결합시키는 제2 방법으로서, 다공성 멤브레인 또는 복수의 다공성 멤브레인이 유체의 흐름을 위한 유입구와 유출구를 갖는 하우징을 구비하는 장치 내로 통합되어 있는 것인 방법을 설명한다. 이 방법을 적층형 멤브레인 어셈블리를 포함하는 친화성 크로마토그래피 장치와 관련하여 설명하지만, 이 방법이, 유체 유로에 대한 다공성 멤브레인의 배향 또는 구성에 관계 없이, 입자 형상, 공칭 입자 크기, 다공성 실리카 입자상의 공칭 입자 세공 크기 또는 공칭 입자 세공 부피에 관계 없이, 멤브레인 어셈블리가 적층형이건 권취형이건 다른 방식으로 조립되었건 간에 적용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
이 방법은 하기 측면에 있어서 실시예 3에 기재된 방법과 다르다. 실시예 3의 에폭시 실란 대신에 알데히드 실란(PSX1050, UCT Specialties, LLC, 미국 펜실베니아 바트람)을 사용하였다. 당업자에게 명백한 바와 같이, 이 방법과 실시예 3의 방법을 비교할 때 다수의 다른 제조 단계가 생략되었다.
달리 언급하지 않는 한, 모든 용액은 0.2 마이크론 필터로 여과하였다. 모든 용액은 시린지 펌프 또는 연동 펌프를 사용하여 장치를 통해 흘려 보냈다.
폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)(15 질량%)과, 20 마이크론의 공칭 입자 크기를 갖는 다공성 실리카 입자(Davisil® 실리카 비결합 등급, XWP1000A, 16∼24 ㎛, Grace, 미국 메릴랜드주 볼티모어)(85 질량%)를 포함하는 다공성 멤브레인 시트로부터 베드 부피 3.5 mL의 크로마토그래피 장치를 제작하였다. 적층형 멤브레인 어셈블리를 제조하였다. 이 멤브레인 어셈블리를 95 부피부의 에탄올(Sigma-Aldrich, 미국 미주리주 세인트 루이스)과 5 부피부의 탈이온수(Neu-Ion, Inc., 미국 메릴랜드주 발티모어)의 용액 21 mL를 0.7 mL/min의 부피 유량으로 이용하여 세척하였다. 95 부피부의 에탄올과 5 부피부의 탈이온수의 용액 97.0 mL 중에 용해된 3.21 g의 알데히드 수지(PSX1050, UCT Specialties, LLC, 미국 펜실베이니아주 바트람)의 여과하지 않은 용액 10.5 mL를 0.7 mL/min의 유량으로 멤브레인 어셈블리를 통해 흘려 보냈다. 이 장치를 실온에서 약 17시간 동안 정치시켰다. 그 후, 이 장치를 90℃로 가열하고, 그 온도에서 2시간 동안 유지한 후, 장치를 1시간 동안 실온으로 냉각시킨 뒤, 멤브레인 어셈블리를, 0.7 mL/min의 부피 유량으로, 95 부피부의 에탄올과 5 부피부의 탈이온수의 용액 42 mL로 세척하였다. 그 후, 멤브레인 어셈블리를 0.7 mL/min의 부피 유량으로 0.01 M 탄산나트륨 완충액(pH = 10.9) 21 mL로 세척하였다. 0.01 M 탄산나트륨 완충액(pH = 10.9)은 1,000 mL의 탈이온수를 1.06 g의 탄산나트륨(Sigma-Aldrich, 미국 미주리주 세인트 루이스) 및 5.84 g의 염화나트륨(EMD Chemicals, Inc., 미국 뉴저지주 깁스타운)과 혼합함으로써 제조하였다.
다음으로, 4 mg/mL의 단백질 A 용액 21 mL를 실온에서 약 17시간 동안 0.7 mL/min의 부피 유량으로 재순환 흐름 패턴으로 장치를 통해 흘려 보냈다. 4 mg/mL의 단백질 A 용액은 먼저 제조한 pH 10.9의 탄산나트륨 완충액 202.4 mL와 50 mg/mL의 단백질 A 용액(Repligen rSPA, 미국 매사추세츠주 월섬) 17.6 mL를 혼합함으로써 제조하였다. 약 17시간 후, 단백질 A 용액 재순환 공정을 중단하고, 재순환된 용액의 280 nm에서의 흡광도를 측정하여, 새로 제조한 4 mg/mL 단백질 A 용액의 흡광도와 비교하였다.
그 후, 멤브레인 어셈블리를, 1,000 mL의 탈이온수, 1.06 g의 탄산나트륨 및 58.4 g의 염화나트륨을 혼합하여 제조한 제2의 0.01 M 탄산나트륨 완충액(pH = 10.5) 21 mL를 0.7 mL/min의 부피 유량으로 이용하여 세척하였다. 이 세척에 이어서, 0.7 mL/min의 부피 유량으로 0.01 M 탄산나트륨 완충액(pH = 10.9) 21 mL를 사용하는 세척 단계를 수행하였다. 그 후, 0.01 M 탄산나트륨 완충액 중 1 mg/mL의 수소화붕소나트륨(Sigma-Aldrich, 미국 미주리주 세인트 루이스) 용액 31.5 mL를 0.26 mL/min의 부피 유량으로 장치 멤브레인 어셈블리를 통해 흘려 보냈다. 계속해서, 0.05 M 포스페이트 완충액(pH = 7.4) 31.5 mL를 0.7 mL/min의 부피 유량으로 장치 멤브레인 어셈블리를 통해 흘려 보냈다. 0.05 M 포스페이트 완충액(pH = 7.4)은 1,000 mL의 탈이온수를 1.035 g의 제1인산나트륨 1수화물(Sigma-Aldrich, 미국 미주리주 세인트 루이스), 11.393 g의 제2인산나트륨 7수화물(Sigma-Aldrich, 미국 미주리주 세인트 루이스) 및 8.766 g의 염화나트륨을 혼합함으로써 미리 제조하였다. 그 후, 장치 멤브레인 어셈블리를 0.7 mL/min의 부피 유량으로 21 mL의 탈이온수로 세척하였다. 그 후, 장치 멤브레인 어셈블리를 20 부피부의 에탄올과 80 부피부의 탈이온수의 용액 20 mL로 세척하였다. 그 후, 장치에 유입구 및 유출구 캡을 장착하고, 4℃∼8℃에서 보관하였다.
이 실시예에 기재된 바와 같이 제조한 장치를 1 사이클 동안 다클론 IgG를 사용하여 평가하였고, 그 후, 이것을 단클론 항체와 숙주 세포 단백질 등의 불순물을 포함하는 미정제 중국 햄스터 난소(CHO) 세포 청정화 배양 배지(Aragen, 미국 캘리포니아주 모건 힐스)로 평가하였다. 이 실시예의 장치가 미정제 CHO 세포 청정화 배양 배지로부터 단클론 항체를 정제하는 데 유용하였음이 입증되었다.
실시예 5 - 다공성 실리카의 혼합물을 포함하는 적층형 멤브레인 장치
85 질량%의 다공성 실리카 입자(Davisil® 실리카 비결합 등급, XWP1000A, 16∼24 ㎛, Grace, 미국 메릴랜드주 볼티모어) 및 15 질량%의 PTFE를 갖는 다공성 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 멤브레인을 얻었다. 다공성 실리카 입자는 2개의 서로 다른 공칭 입자 크기의 50/50 질량 혼합물로서 존재하였고, 이들은 실시예 1에서의 다공성 멤브레인 A 및 B를 제조하는 데 사용된 다공성 실리카에 상응하였다.
하기 표 5는 얻어진 멤브레인의 물리적 특성 중 일부를 기재한다.
다공성
멤브레인 		다공성 실리카 입자의 질량% PTFE의 질량% 다공성 실리카 공칭 입자 크기
(마이크론) 		공칭 다공성 멤브레인 두께
(마이크론) 		다공성
멤브레인
밀도(g/cc) 		걸리수(초) 공칭 다공성 실리카 세공 크기(nm)
C 85 15 10 및 20 650 0.42 10 100
다공성 PTFE 멤브레인 C를 친화성 크로마토그래피 장치를 제조하는 데 사용하였다. 폴리프로필렌의 유량 분배기를 폴리프로필렌 실린더 하우징의 일단부에 부착하였다. 다공성 폴리프로필렌 프릿을 하우징에 넣었다. 원하는 개수의 PTFE 멤브레인 층을 하우징 내의 폴리프로필렌 프릿 위에 적층하였다(표 6 참조). 제2 다공성 폴리프로필렌 프릿을 PTFE 멤브레인 스택 상단에 배치하였다. 제2 폴리프로필렌 유량 분배기를 제1 폴리프로필렌 유량 분배기 맞은 편의 원통형 하우징의 단부에 부착하였다. 크로마토그래피 장치를 가열 공정을 통해 밀봉하였다.
장치 명칭 사용된 다공성
멤브레인 		특성화 시의 유체 흐름 방향에 대한 멤브레인 두께 배향 베드 부피
(mL) 		중간 장치 투과율,
k ×10 -12 cm 2
10499664 멤브레인 C 12층 동일함 3.6 303
그 후, 중간 장치를 실시예 3의 장치와 동일한 방식으로 처리하였고, 그 결과, 단백질 A가 멤브레인 어셈블리에 공유 결합되었다.
그 후, 친화성 크로마토그래피 장치를 본원에 기재된 테스트 방법에 설명된 프로토콜을 이용하여 이십(20)초 체류 시간에 10% 동적 결합능을 평가하기 위해 테스트하였다. 친화성 크로마토그래피 장치는 20초 체류 시간에 10% 동적 결합능이 베드 부피 mL당 44 mg IgG인 것으로 측정되었다.
실시예 6 - 다공성 실리카 혼합물을 포함하는 나선 권취형 멤브레인 장치
실시예 5로부터의 다공성 PTFE 멤브레인 C를 나선 권취형 친화성 크로마토그래피 장치를 제작하는 데 사용하였다. 권취형 멤브레인 어셈블리의 직경이 폴리프로필렌 하우징의 내경보다 약간 크게 될 때까지 일정 길이의 PTFE 멤브레인 C를 선반 및 멤브레인 인장 부재를 사용하여 솔리드 코어 둘레로 감았다. 그 후, 권취형 멤브레인 어셈블리를, 권취형 장치 어셈블리를 선반 위에서 회전시키면서 절삭 공구로 원하는 길이 치수로 절단하였다. 권취형 멤브레인 어셈블리의 삽입이 가능하도록 하우징의 길이를 분할한 후 적절한 치수를 갖는 그 원통형 폴리프로필렌 하우징 내에 원하는 치수의 권취형 멤브레인 어셈블리를 삽입하였다. 다공성 폴리프로필렌 프릿 및 폴리프로필렌 분배기를 원통형 하우징의 대향 단부에 조립하였다. 이 장치를 가열 공정을 통해 밀봉하여, 베드 부피가 3.5 mL인 중간 크로마토그래피 장치를 제조하였다.
그 후, 중간 장치를 실시예 3의 장치와 동일한 방식으로 처리하였고, 그 결과 단백질 A가 권취형 멤브레인 어셈블리에 공유 결합되었다. 테스트 용액(물)이 다양한 부피 유량으로 친화성 크로마토그래피 장치를 통해 흘러갈 때, 권취형 멤브레인 어셈블리의 투과율은 실시예 5의 적층형 멤브레인 어셈블리의 투과율의 대략 2배인 것으로 밝혀졌다. 권취형 멤브레인 어셈블리를 포함하는 장치에서, 테스트 용액은 멤브레인의 면적 두께 방향에 직교 방향으로 흘렀다. 친화성 크로마토그래피 장치는 20초 체류 시간에 10% 동적 결합능이 베드 부피 mL당 31 mg IgG였다.
본 출원의 발명을 일반적으로, 그리고 특정 실시양태와 관련하여 상술하였다. 당업자에게는 다양한 수정 및 변형이 발명의 범위를 벗어나지 않고 다수의 실시양태로 이루어질 수 있음이 명백할 것이다. 따라서, 이러한 실시양태들은, 첨부된 청구범위와 그 균등범위 내에 속한다면 본 발명의 수정 및 변형을 포괄하는 것을 의도한다.
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Claims (30)

  1. 하우징;
    상기 하우징 내로의 유체 흐름을 허용하는 유입구;
    상기 하우징의 대향 단부에 위치하는 제1 유량 분배기 및 제2 유량 분배기;
    상기 하우징 밖으로의 유체 흐름을 허용하는 유출구; 및
    상기 하우징 내에 배치된 적층형 멤브레인 어셈블리
    를 포함하는 친화성 크로마토그래피 장치로서,
    상기 적층형 멤브레인 어셈블리는 2개 이상의 폴리테트라플루오로에틸렌 멤브레인을 적층 구성으로 포함하고, 상기 2개 이상의 폴리테트라플루오로에틸렌 멤브레인 중 적어도 하나는 제1 공칭 입자 크기를 갖는 제1 무기 입자 및 제2 공칭 입자 크기를 갖는 제2 무기 입자를 내부에 포함하며,
    상기 2개 이상의 폴리테트라플루오로에틸렌 멤브레인, 상기 제1 무기 입자, 및 상기 제2 무기 입자 중 적어도 하나에, 표적 단백질 또는 항체에 가역적으로 결합하는 친화성 리간드가 공유 결합되어 있고,
    상기 친화성 리간드가 Fc 결합 단백질을 포함하는 경우에, 상기 친화성 크로마토그래피 장치는, 20초 이하의 체류 시간에서 10% 파과 시 적어도 30 mg/mL의 동적 결합능을 제공하도록 구성되는 것인 친화성 크로마토그래피 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 무기 입자가 실리카, 제올라이트, 하이드록시아파타이트, 금속 산화물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 친화성 크로마토그래피 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 친화성 리간드가 단백질 A, 단백질 G, 단백질 L, 인간 Fc 수용체 단백질, 항체, 다당류 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 친화성 크로마토그래피 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 입자 크기가 0.1 마이크론, 0.5 마이크론, 1 마이크론, 5 마이크론, 10 마이크론, 15 마이크론, 20 마이크론 및 25 마이크론으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 친화성 크로마토그래피 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 공칭 입자 크기가 상기 제2 공칭 입자 크기와 다른 것인 친화성 크로마토그래피 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 및 제2 무기 입자가 동일한 화학 조성을 갖는 것인 친화성 크로마토그래피 장치.
  7. 하우징;
    상기 하우징 내로의 유체 흐름을 허용하는 유입구;
    상기 하우징의 대향 단부에 위치하는 제1 유량 분배기 및 제2 유량 분배기;
    상기 하우징 밖으로의 유체 흐름을 허용하는 유출구; 및
    상기 하우징 내에 배치된 적층형 멤브레인 어셈블리
    를 포함하는 친화성 크로마토그래피 장치로서,
    상기 적층형 멤브레인 어셈블리는 2개 이상의 폴리테트라플루오로에틸렌 멤브레인을 적층 구성으로 포함하고, 2개의 폴리테트라플루오로에틸렌 멤브레인 중 적어도 하나는 공칭 입자 크기를 갖는 동일한 화학 조성의 무기 입자를 내부에 포함하며,
    2개의 폴리테트라플루오로에틸렌 멤브레인 및 상기 무기 입자 중 적어도 하나에, 표적 단백질 또는 항체에 가역적으로 결합하는 친화성 리간드가 공유 결합되어 있고,
    상기 친화성 리간드가 Fc 결합 단백질을 포함하는 경우에, 상기 친화성 크로마토그래피 장치는, 20초 이하의 체류 시간에서 10% 파과 시 적어도 30 mg/mL의 동적 결합능을 제공하도록 구성되는 것인 친화성 크로마토그래피 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 공칭 입자 크기가 0.1 마이크론, 0.5 마이크론, 1 마이크론, 5 마이크론, 10 마이크론, 15 마이크론, 20 마이크론 및 25 마이크론으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 친화성 크로마토그래피 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 무기 입자가 실리카 입자, 제올라이트 입자, 하이드록시아파타이트 입자, 금속 산화물 입자 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 친화성 크로마토그래피 장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 친화성 리간드가 단백질 A, 단백질 G, 단백질 L, 인간 Fc 수용체 단백질, 다른 단백질에 특이적으로 결합하는 항체, 다당류 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 친화성 크로마토그래피 장치.
  11. 제7항에 있어서, 상기 무기 입자는 제1 공칭 입자 크기를 갖는 제1 무기 입자이고, 상기 하나의 폴리테트라플루오로에틸렌 멤브레인은 제2 공칭 입자 크기를 갖는 제2 무기 입자를 더 포함하는 것인 친화성 크로마토그래피 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제2 무기 입자에, 표적 단백질 또는 항체에 가역적으로 결합하는 친화성 리간드가 공유 결합되어 있는 것인 친화성 크로마토그래피 장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 제1 및 제2 무기 입자가 실리카 입자, 제올라이트 입자, 하이드록시아파타이트 입자, 금속 산화물 입자 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 친화성 크로마토그래피 장치.
  14. 제11항에 있어서, 상기 친화성 리간드가 단백질 A, 단백질 G, 단백질 L, 인간 Fc 수용체 단백질, 항체, 다당류 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 친화성 크로마토그래피 장치.
  15. 제11항에 있어서, 상기 제1 공칭 입자 크기 및 상기 제2 공칭 입자 크기가 0.1 마이크론, 0.5 마이크론, 1 마이크론, 5 마이크론, 10 마이크론, 15 마이크론, 20 마이크론 및 25 마이크론으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 친화성 크로마토그래피 장치.
  16. 제11항에 있어서, 상기 제1 공칭 입자 크기가 상기 제2 공칭 입자 크기와 다른 것인 친화성 크로마토그래피 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제1 및 제2 무기 입자가 동일한 화학 조성을 갖는 것인 친화성 크로마토그래피 장치.
  18. 제1항에 있어서, 상기 친화성 리간드가 항체, 비-Fc 결합 단백질 또는 다당류 중 적어도 하나를 포함하는 경우, 상기 친화성 크로마토그래피 장치는, 20초 이하의 체류 시간에서 10% 파과 시 0.7 μmol/ml 이상의 동적 결합능을 제공하도록 구성되는 것인 친화성 크로마토그래피 장치.
  19. 제7항에 있어서, 상기 친화성 리간드가 항체, 비-Fc 결합 단백질 또는 다당류 중 적어도 하나를 포함하는 경우, 상기 친화성 크로마토그래피 장치는, 20초 이하의 체류 시간에서 10% 파과 시 0.7 μmol/ml 이상의 동적 결합능을 제공하도록 구성되는 것인 친화성 크로마토그래피 장치.
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