KR102241628B1 - 단백질 정제용 크로마토그래피 컬럼의 흐름분배장치 - Google Patents

단백질 정제용 크로마토그래피 컬럼의 흐름분배장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 컬럼의 상하단부에 제1, 2 프릿이 배치되고 제1, 2 프릿의 상하단부에 제1, 2 커버가 장착되며, 제1 커버와 제1 프릿의 사이에 제1 유입 흐름분배부와 제2 유입 흐름분배부가, 제2 프릿과 제2 커버 사이에 제1 배출 흐름분배부와 제2 배출 흐름분배부가 구비된 구조로부터 혼합물 유체가 유입되거나 배출되는 부위에 적용하여 흐름의 분배 및 집중을 확실하게 도모하여 단백질의 정제 효율을 높일 수 있도록 하는 단백질 정제용 크로마토그래피 컬럼의 흐름분배장치에 관한 것이다.

Description

단백질 정제용 크로마토그래피 컬럼의 흐름분배장치{FLOW DISTRIBUTOR OF CHROMATOGTAPHY COLUMN FOR PROTEIN PURIFICATION}
본 발명은 단백질 정제용 크로마토그래피 컬럼의 흐름분배장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단백질 정제용의 크로마토그래피 컬럼에서 유체의 흐름을 개선하기 위하여 사용되는 단백질 정제용 크로마토그래피 컬럼의 흐름분배장치에 관한 것이다.
크로마토그래피(chromatography) 공정은 혼합물을 분리하는 기법 중의 하나로, 크기, 전하, 흡착성 또는 생물학적 친화성(affinity)의 차이를 이용한 단백질 분리공정이다.
크로마토그래피 컬럼(column)은 혼합물을 분리하기 위한 친화성이 차이가 있는 고정상(stationary phase) 레진(resin)이 들어있는 원통형의 장치이다.
컬럼의 입구(inlet)에 유입되는 혼합물은 상부의 흐름분배기(flow distributor)와 프릿(frit)을 거쳐 레진(resin)에 도달하며, 하부의 프릿(frit)과 흐름분배기(flow distributor)를 거쳐 출구(outlet)로 토출되는 방식으로 단백질의 분리 공정이 수행된다.
흐름분배기(flow distributor)는 입구에서 유입된 혼합물 유체가 컬럼 내부에 고르게 분산되도록 또는 출구로 토출될 혼합물 유체를 고르게 집중되도록 하는 역할을 수행하기 위하여 마련된 것이다.
상기와 같은 관점에서 발명된 것으로, 미국특허 US 6,171,486(이하 '486특허)와, 미국특허 US 10,188,964(이하 '964특허)등과 같은 것을 들 수 있다.
그러나, '486특허는 혼합물 유체가 유입되는 경로를 다수개로 분리하여 흐름을 분배하는 아이디어를 제시하고 있으나, 실험실 규모에서는 적용이 가능하지만 대량 생산을 위한 상업화 적용은 불가능하다는 문제점이 있었다.
또한, '964특허는 표면에 빗살 홈이 있어 프릿과 결합되면 흐름분배기와 프릿사이에 미세한 유체 채널이 형성되게 되어 유체가 균일하게 분산될 수 있도록 한 것이지만, 흐름분배기의 중앙부분에는 유체흐름이 균일하지 않은 한계가 있었다.
미국특허 US 6,171,486 미국특허 US 10,188,964
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 발명된 것으로, 혼합물 유체가 유입되거나 배출되는 부위에 적용하여 흐름의 분배 및 집중을 확실하게 도모하여 단백질의 정제 효율을 높일 수 있도록 하는 단백질 정제용 크로마토그래피 컬럼의 흐름분배장치를 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 고정상 레진(stationary phase resin, 이하 '레진')이 수용된 원통형의 크로마토그래피 컬럼(chromatography column, 이하 '컬럼'); 상기 컬럼의 일단부에 구비되어 상기 혼합물 유체가 유입되는 유입구가 구비된 제1 커버와, 상기 컬럼의 타단부에 구비되어 상기 혼합물 유체가 토출되는 배출구가 구비된 제2 커버를 포함하는 커버체; 상기 컬럼의 일단부에 구비되어 상기 컬럼의 일단부로부터 유입되는 혼합물 유체를 통과시켜 상기 혼합물 유체를 상기 레진측으로 분산시키는 제1 프릿(frit)과, 상기 컬럼의 타단부에 구비되어 상기 컬럼으로부터 상기 레진을 통하여 상기 배출구측으로 유동하는 상기 혼합물 유체는 상기 배출구를 통하여 배출되는 것을 허용하되 수십㎛의 상기 레진 입자는 상기 컬럼의 타단부를 통하여 빠져나가는 것을 방지하는 제2 프릿을 포함하는 프릿 어셈블리; 상기 제1 커버와 상기 제1 프릿 사이에 형성되어 상기 유입구로부터 유입된 상기 혼합물 유체가 상기 컬럼 내부에서 균일하게 분산되도록 하는 제1 유입 흐름분배부; 상기 제1 유입 흐름분배부와 상기 제1 프릿 사이에 형성되어 상기 유입구로부터 유입된 상기 혼합물 유체가 상기 컬럼 내부에서 상기 제1 유입 흐름분배부보다 더욱 더 균일하게 분산되도록 하는 제2 유입 흐름분배부; 상기 제2 프릿과 상기 제2 커버 사이에 형성되어 상기 레진 입자 사이로 분산된 상기 혼합물 유체가 상기 배출구측으로 균일하게 집중되도록 하는 제1 배출 흐름분배부; 및 상기 제1 배출 흐름분배부와 상기 제2 커버 사이에 형성되어 상기 레진 입자 사이로 분산된 상기 혼합물 유체가 상기 제1 배출 흐름분배부보다 더욱 더 균일하게 집중되도록 하는 제2 배출 흐름분배부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단백질 정제용 크로마토그래피 컬럼의 흐름분배장치를 제공할 수 있을 것이다.
상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.
우선, 본 발명은 타겟 단백질의 정제 수율을 높일 수 있으며, 공정 개발을 위하여 2리터 미만의 소형 장치에 적용할 수 있음은 물론, 2리터를 넘는 대량 생산용의 장치에도 정제 수율의 향상을 기대할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명에 따른 장치의 컬림이 대형화될수록 정제 수율의 향상 효과를 더욱 커질 것으로 예상되며 이에 따른 제조 비용의 절감 효과 또한 도모할 수 있게 될 것이다.
특히, 본 발명은 바이오의약품의 생산에 사용되는 크로마토그래피 컬럼을 고가의 외산제품에서 국산제품으로 대체 가능한 효과를 가지며, 해외 수요에 대응하는 다양한 수요자의 니즈에 부응하는 신뢰도높은 제품의 제공이 가능할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단백질 정제용 크로마토그래피 컬럼의 흐름분배장치의 전체적인 구조를 도시한 단면 개념도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단백질 정제용 크로마토그래피 컬럼의 흐름분배장치의 주요부인 제1 유입 흐름분배부와 제2 유입 흐름분배부와 제1 배출 흐름분배부 및 제2 배출 흐름분배부의 구조를 도시한 단면 개념도
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단백질 정제용 크로마토그래피 컬럼의 흐름분배장치의 주요부인 제1 유입 흐름분배부와 제2 유입 흐름분배부와 제1 배출 흐름분배부 및 제2 배출 흐름분배부의 구조를 도시한 단면 개념도
도 4는 도 2의 IVa-IVa 및 IVb-IVb 선을 따라 바라본 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 단백질 정제용 크로마토그래피 컬럼의 흐름분배장치의 주요부인 제1 유입 흐름분배부 또는 제1 배출 흐름분배부의 구조를 도시한 평면 개념도
도 5는 도 2의 V-V선을 따라 바라본 것으로, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 단백질 정제용 크로마토그래피 컬럼의 흐름분배장치의 주요부인 제2 유입 흐름분배부 또는 제2 배출 흐름분배부의 균일분산부 또는 균일집중부의 구조를 도시한 평면 개념도
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.
그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.
본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함하며, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.
또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.
우선, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단백질 정제용 크로마토그래피 컬럼의 흐름분배장치의 전체적인 구조를 도시한 단면 개념도이다.
그리고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단백질 정제용 크로마토그래피 컬럼의 흐름분배장치의 주요부인 제1 유입 흐름분배부(100)와 제2 유입 흐름분배부(200)와 제1 배출 흐름분배부(300) 및 제2 배출 흐름분배부(400)의 구조를 도시한 단면 개념도이다.
그리고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단백질 정제용 크로마토그래피 컬럼의 흐름분배장치의 주요부인 제1 유입 흐름분배부(100)와 제2 유입 흐름분배부(200)와 제1 배출 흐름분배부(300) 및 제2 배출 흐름분배부(400)의 구조를 도시한 단면 개념도이다.
또한, 도 4는 도 2의 IVa-IVa 및 IVb-IVb 선을 따라 바라본 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 단백질 정제용 크로마토그래피 컬럼의 흐름분배장치의 주요부인 제1 유입 흐름분배부(100) 또는 제1 배출 흐름분배부(300)의 구조를 도시한 평면 개념도이다.
아울러, 도 5는 도 2의 V-V선을 따라 바라본 것으로, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 단백질 정제용 크로마토그래피 컬럼의 흐름분배장치의 주요부인 제2 유입 흐름분배부(200) 또는 제2 배출 흐름분배부(400)의 균일분산부(240) 또는 균일집중부(340)의 구조를 도시한 평면 개념도이다.
참고로, 도 4 및 도 5에서 괄호안의 도면부호는 각각 제1 유입 흐름분배부(100)와 대칭 배치되는 제1 배출 흐름분배부(300)의 구성을, 제2 유입 흐름분배부(200)와 대칭 배치되는 제2 유입 흐름분배부(200)의 구성을 각각 나타낸다.
본 발명은 도시된 바와 같이 제1 유입 흐름분배부(100)와 제2 유입 흐름분배부(200)와 제1 배출 흐름분배부(300)와 제2 배출 흐름분배부(400)와 컬럼(500)와 커버체(600)와 프릿 어셈블리(700)를 포함하는 구조임을 파악할 수 있다.
우선, 크로마토그래피 컬럼(500, chromatography column, 이하 '컬럼(500)')은 고정상 레진(510, stationary phase resin, 이하 '레진(510)')이 수용된 원통형의 부재이다.
그리고, 커버체(600)는 컬럼(500)의 일단부에 구비되어 혼합물 유체(800)가 유입되는 유입구(611)가 구비된 제1 커버(610)와, 컬럼(500)의 타단부에 구비되어 혼합물 유체(800)가 토출되는 배출구(621)가 구비된 제2 커버(620)를 포함하는 것이다.
그리고, 프릿 어셈블리(700)은 컬럼(500)의 일단부에 구비되어 컬럼(500)의 일단부로부터 유입되는 혼합물 유체(800)를 통과시켜 혼합물 유체(800)를 레진(510)측으로 분산시키는 제1 프릿(710, frit)과, 컬럼(500)의 타단부에 구비되어 컬럼(500)으로부터 레진(510)을 통하여 배출구(621)측으로 유동하는 혼합물 유체(800)는 배출구(621)를 통하여 배출되는 것을 허용하되 수십㎛의 레진(510) 입자는 컬럼(500)의 타단부를 통하여 빠져나가는 것을 방지하는 제2 프릿(720)을 포함하는 것이다.
그리고, 제1 커버(610)와 제1 프릿(710) 사이에 형성되어 유입구(611)로부터 유입된 혼합물 유체(800)가 컬럼(500) 내부에서 균일하게 분산되도록 하는 제1 유입 흐름분배부(100)는 것이다.
그리고, 제2 유입 흐름분배부(200)는 제1 유입 흐름분배부(100)와 제1 프릿(710) 사이에 형성되어 유입구(611)로부터 유입된 혼합물 유체(800)가 컬럼(500) 내부에서 제1 유입 흐름분배부(100)보다 더욱 더 균일하게 분산되도록 하는 것이다.
또한, 제1 배출 흐름분배부(300)는 제2 프릿(720)과 제2 커버(620) 사이에 형성되어 레진(510) 입자 사이로 분산된 혼합물 유체(800)가 배출구(621)측으로 균일하게 집중되도록 하는 것이다.
아울러, 제2 배출 흐름분배부(400)는 제1 배출 흐름분배부(300)와 제2 커버(620) 사이에 형성되어 레진(510) 입자 사이로 분산된 혼합물 유체(800)가 제1 배출 흐름분배부(300)보다 더욱 더 균일하게 집중되도록 하는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 실시예의 적용이 가능하며 다음과 같은 다양한 실시예의 적용 또한 가능함은 물론이다.
우선, 제1 유입 흐름분배부(100)는, 제1 커버(610)와 제1 프릿(710) 사이에 배치되는 적어도 하나 이상의 상부 외곽블록(110, 120)과, 상부 외곽블록(110, 120)에 형성되는 것으로, 유입구(611)로부터 컬럼(500)의 타단부측으로 갈수록 점차 유로의 단면적이 커지도록 형성되는 확경부를 포함할 수 있다.
여기서, 제1 프릿(710)은 확경부와 제2 유입 흐름분배부(200)를 거쳐 연통되는 것을 파악할 수 있다.
이때, 확경부는 상부 외곽블록(110, 120)의 중앙부에 형성될 수 있다.
그리고, 확경부는 유입구(611)로부터 점진적으로 유로의 직경 또는 폭이 커지도록 형성될 수 있다.
또한, 확경부는 상부 외곽블록(110, 120)의 중앙부에 형성됨과 동시에, 유입구(611)로부터 점진적으로 유로의 직경 또는 폭이 커지도록 형성될 수 있음은 물론이다.
한편, 제1 유입 흐름분배부(100)는, 제1 커버(610)와 제1 프릿(710) 사이에 배치되는 제1 상부 외곽블록(110)과, 제1 상부 외곽블록(110)과 제1 프릿(710) 사이에 배치되는 제2 상부 외곽블록(120)을 포함할 수 있다.
그리고, 제1 유입 흐름분배부(100)는, 유입구(611)와 연통되도록 제1 상부 외곽블록(110)에 관통 형성되며 유입구(611)보다 큰 제1 직경(D1)을 가진 제1 유입 유도홀(111)과, 유입구(611) 및 제1 유입 유도홀(111)과 연통되도록 제2 상부 외곽블록(120)에 관통 형성되며 제1 유입 유도홀(111)보다 큰 제2 직경(D2)을 가진 제2 유입 유도홀(121)을 포함할 수 있다.
여기서, 제2 유입 흐름분배부(200)의 유로는 제2 유입 유도홀(121)과 연통된다.
따라서, 확경부는 제1 유입 유도홀(111)과 제2 유입 유도홀(121)에 의하여 형성되는 것을 파악할 수 있을 것이다.
한편, 제2 유입 흐름분배부(200)는, 제1 유입 흐름분배부(100)와 제1 프릿(710) 사이에 배치되는 적어도 하나 이상의 상부 중간 블록(210, 220, 230)과, 상부 중간 블록(210, 220, 230)에 형성되는 것으로, 제1 유입 흐름분배부(100)와 연통되고 상부 중간 블록의 반경 방향으로 면적이 점진적으로 커지는 홀 또는 슬릿이 방사상으로 관통 배치되는 균일분산부(240)를 포함할 수 있다.
여기서, 제1 프릿(710)은 제1 유입 흐름분배부(100)를 거쳐 균일분산부(240)와 연통된다.
한편, 균일분산부(240)는, 도 5와 같이 상부 중간 블록(210, 220, 230)에 방사상으로 배치되며 제3 직경(D3)을 가진 원형 또는 타원 형상인 복수의 제1 홀(241)과, 상부 중간 블록(210, 220, 230)에 방사상으로 배치되어 제3 직경(D3)보다 큰 제4 직경(D4)을 가진 원형 또는 타원 형상인 복수의 제2 홀(242)을 포함할 수 있다
여기서, 복수의 제1 홀(241)의 중심을 연결하여 형성된 가상원 또는 가상 타원은, 복수의 제2 홀(242)의 중심을 연결하여 형성된 가상원 또는 가상 타원의 내부에 배치되는 것을 파악할 수 있다.
이때, 균일분산부(240)는, 상부 중간 블록(210, 220, 230)에 방사상으로 배치되며 제1 크기의 면적을 가진 다각 형상인 복수의 제1 슬롯(243)과, 상부 중간 블록(210, 220, 230)에 방사상으로 배치되며 제1 크기보다 큰 제2 크기의 면적을 가진 다각 형상인 복수의 제2 슬롯(244)을 포함할 수 있다.
복수의 제1 슬롯(243)의 중심을 연결하여 형성된 가상 다각형은, 복수의 제2 슬롯(244)의 중심을 연결하여 형성된 가상 다각형의 내부에 배치되는 것도 파악할 수 있다.
아울러, 균일분산부(240)는, 상부 중간 블록(210, 220, 230)에 방사상으로 배치되며 제1 길이(ℓ1)와 제1 폭(w1)을 가진 원호 형상인 복수의 제3 슬롯(245)과, 상부 중간 블록(210, 220, 230)에 방사상으로 배치되며 제1 길이(ℓ1)보다 큰 제2 길이(ℓ2)와 제1 폭(w1)보다 큰 제2 폭(w2)을 가진 원호 형상인 복수의 제4 슬롯(246)을 포함할 수 있다.
여기서, 복수의 제3 슬롯(245)의 양단부를 연결하여 형성된 가상원은, 복수의 제4 슬롯(246)의 양단부를 연결하여 형성된 가상원의 내부에 배치되도록 할 수 있다.
이때, 복수의 제3 슬롯(245) 중 하나의 제3 슬롯(245)과 이웃한 제3 슬롯(245) 각각의 양단부 사이의 거리는 제1 길이(ℓ1)와 같은 것을 알 수 있다.
또한, 복수의 제4 슬롯(246) 중 하나의 제4 슬롯(246)과 이웃한 제4 슬롯(246) 각각의 양단부 사이의 거리는 제2 길이(ℓ2)와 같은 것도 파악할 수 있다.
한편, 제2 유입 흐름분배부(200)는, 도 3(a)와 같이 제1, 2, 3 상부 중간 블록(210, 220, 230)을 포함할 수 있다.
제1 상부 중간 블록(210)은 제1 유입 흐름분배부(100)와 제1 프릿(710) 사이에 배치되며, 제1 유입 흐름분배부(100)와 연통되는 제1 크기의 면적을 가진 균일분산부(240)가 형성되는 것이다.
제2 상부 중간 블록(220)은 제1 상부 중간 블록(210)과 제1 프릿(710) 사이에 배치되며, 제1 크기보다 큰 제2 크기의 면적을 가진 균일분산부(240)가 형성되는 것이다.
제3 상부 중간 블록(230)은 제2 상부 중간 블록(220)과 제1 프릿(710) 사이에 배치되며, 제2 크기보다 큰 제3 크기의 면적을 가진 균일분산부(240)가 형성되는 것이다.
여기서, 제1 상부 중간 블록(210)과 제2 상부 중간 블록(220) 및 제3 상부 중간 블록(230) 각각의 균일분산부(240)는 서로 연통되는 것을 파악할 수 있다.
한편, 제1 배출 흐름분배부(300)는, 제2 프릿(720)과 제2 커버(620) 사이에 배치되는 적어도 하나 이상의 하부 중간 블록(310, 320, 330)과, 하부 중간 블록(310, 320, 330)에 형성되는 것으로, 컬럼(500) 및 제2 배출 흐름분배부(400)와 연통되고 하부 중간 블록(310, 320, 330)의 반경 방향으로 면적이 점진적으로 커지는 홀 또는 슬릿이 방사상으로 관통 배치되는 균일집중부(340)를 포함할 수 있다.
여기서, 제2 프릿(720)은 컬럼(500)을 거쳐 균일집중부(340)와 연통된다.
이때, 균일집중부(340)는, 도 5와 같이 하부 중간 블록(310, 320, 330)에 방사상으로 배치되며 제3 직경(D3)을 가진 원형 또는 타원 형상인 복수의 제3 홀(341)과, 하부 중간 블록(310, 320, 330)에 방사상으로 배치되며 제3 직경(D3)보다 큰 제4 직경(D4)을 가진 원형 또는 타원 형상인 복수의 제4 홀(342)을 포함할 수 있다.
따라서, 복수의 제3 홀(341)의 중심을 연결하여 형성된 가상원 또는 가상 타원은, 복수의 제4 홀(342)의 중심을 연결하여 형성된 가상원 또는 가상 타원의 내부에 배치되는 것을 알 수 있다.
한편, 균일집중부(340)는, 하부 중간 블록(310, 320, 330)에 방사상으로 배치되며 제1 크기의 면적을 가진 다각 형상인 복수의 제5 슬롯(343)과, 하부 중간 블록(310, 320, 330)에 방사상으로 배치되며 제1 크기보다 큰 제2 크기의 면적을 가진 다각 형상인 복수의 제6 슬롯(344)을 포함할 수 있다.
여기서, 복수의 제5 슬롯(343)의 중심을 연결하여 형성된 가상 다각형은, 복수의 제6 슬롯(344)의 중심을 연결하여 형성된 가상 다각형의 내부에 배치되도록 한다.
이때 균일집중부(340)는, 하부 중간 블록에 방사상으로 배치되며 제1 길이(ℓ1)와 제1 폭(w1)을 가진 원호 형상인 복수의 제7 슬롯(345)과, 하부 중간 블록에 방사상으로 배치되며 제1 길이(ℓ1)보다 큰 제2 길이(ℓ2)와 제1 폭(w1)보다 큰 제2 폭(w2)을 가진 원호 형상인 복수의 제8 슬롯(346)을 포함할 수 있다.
여기서, 복수의 제7 슬롯(345)의 양단부를 연결하여 형성된 가상원은, 복수의 제8 슬롯(346)의 양단부를 연결하여 형성된 가상원의 내부에 배치되도록 한다.
이때, 복수의 제7 슬롯(345) 중 하나의 제7 슬롯(345)과 이웃한 제7 슬롯(345) 각각의 양단부 사이의 거리는 제1 길이(ℓ1)와 같은 것을 알 수 있다.
또한, 복수의 제8 슬롯(346) 중 하나의 제8 슬롯(346)과 이웃한 제8 슬롯(346) 각각의 양단부 사이의 거리는 제2 길이(ℓ2)와 같은 것도 파악할 수 있다.
한편, 제1 배출 흐름분배부(300)는, 도 3(b)와 같이 제1, 2, 3 하부 중간 블록(310, 320, 330)을 포함할 수 있다.
제1 하부 중간 블록(310)은 제2 프릿(720)과 제2 배출 흐름분배부(400) 사이에 배치되며, 제2 배출 흐름분배부(400)와 연통되는 제1 크기의 면적을 가진 균일집중부(340)가 형성되는 것이다.
제2 하부 중간 블록(320)은 제2 프릿(720)과 제1 하부 중간 블록(310) 사이에 배치되며, 제1 크기보다 큰 제2 크기의 면적을 가진 균일집중부(340)가 형성되는 것이다.
제3 하부 중간 블록(330)은 제2 프릿(720)과 제2 하부 중간 블록(320) 사이에 배치되며, 제2 크기보다 큰 제3 크기의 면적을 가진 균일집중부(340)가 형성되는 것이다.
따라서, 제1 하부 중간 블록(310)과 제2 하부 중간 블록(320) 및 제3 하부 중간 블록(330) 각각의 균일분산부(240)는 서로 연통되는 것을 파악할 수 있다.
한편, 제2 배출 흐름분배부(400)는, 제1 배출 흐름분배부(300)와 제2 커버(620) 사이에 배치되는 적어도 하나 이상의 하부 외곽블록(410, 420)과, 하부 외곽블록(410, 420)에 형성되는 것으로, 컬럼(500)으로부터 배출구(621)측으로 갈수록 점차 유로의 단면적이 작아지도록 형성되는 축경부를 포함할 수 있다.
따라서, 배출구(621)는 제1 배출 흐름분배부(300)와 축경부를 거쳐 연통되는 것을 알 수 있다.
이때, 축경부는 하부 외곽블록(410, 420)의 중앙부에 형성될 수 있다.
또한, 축경부는 배출구(621)를 향하여 점진적으로 유로의 직경 또는 폭이 작아지도록 형성될 수도 있다.
아울러, 축경부는 하부 외곽블록(410, 420)의 중앙부에 형성됨과 동시에, 배출구(621)를 향하여 점진적으로 유로의 직경 또는 폭이 작아지도록 형성되게 할 수도 있음은 물론이다.
한편, 제2 배출 흐름분배부(400)는, 도 2(b) 및 도 4와 같이 제2 프릿(720)과 제2 커버(620) 사이에 배치되는 제1 하부 외곽블록(410)과, 제2 프릿(720)과 제1 하부 외곽블록(410) 사이에 배치되는 제2 하부 외곽블록(420)을 포함할 수 있다.
그리고, 제2 배출 흐름분배부(400)는, 배출구(621)와 연통되도록 제1 하부 외곽블록(410)에 관통 형성되며 배출구(621)보다 큰 제1 직경(D1)을 가진 제1 배출 유도홀(411)과, 배출구(621) 및 제1 배출 유도홀(411)과 연통되도록 제2 하부 외곽블록(420)에 관통 형성되며 제1 배출 유도홀(411)보다 큰 제2 직경(D2)을 가진 제2 배출 유도홀(421)을 포함할 수 있다.
여기서, 제1 배출 흐름분배부(300)의 유로는 제2 배출 유도홀(421)과 연통된다.
즉, 축경부는 제2 배출 유도홀(421)과 제1 배출 유도홀(411)에 의하여 형성되는 것을 알 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 혼합물 유체가 유입되거나 배출되는 부위에 적용하여 흐름의 분배 및 집중을 확실하게 도모하여 단백질의 정제 효율을 높일 수 있도록 하는 단백질 정제용 크로마토그래피 컬럼의 흐름분배장치를 제공하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.
그리고, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당해 업계 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형 및 응용 또한 가능함은 물론이다.
아울러, 본 발명은 바이오의약품의 생산에 있어서 매우 중요한 크로마토그래피 공정에 활용할 수 있을 것이다.
100...제1 유입 흐름분배부
110...제1 상부 외곽블록
111...제1 유입 유도홀
120...제2 상부 외곽블록
121...제2 유입 유도홀
200...제2 유입 흐름분배부
210...제1 상부 중간 블록
220...제2 상부 중간 블록
230...제3 상부 중간 블록
240...균일분산부
241...제1 홀
242...제2 홀
243...제1 슬롯
244...제2 슬롯
245...제3 슬롯
246...제4 슬롯
300...제1 배출 흐름분배부
310...제1 하부 중간 블록
320...제2 하부 중간 블록
330...제3 하부 중간 블록
340...균일집중부
341...제3 홀
342...제4 홀
343...제5 슬롯
344...제6 슬롯
345...제7 슬롯
346...제8 슬롯
400...제2 배출 흐름분배부
410...제1 하부 외곽블록
411...제1 배출 유도홀
420...제2 하부 외곽블록
421...제2 배출 유도홀
500...컬럼
510...레진
600...커버체
610...제1 커버
611...유입구
620...제2 커버
621...배출구
700...프릿 어셈블리
710...제1 프릿
720...제2 프릿
800...혼합물 유체
D1...제1 직경
D2...제2 직경
D3...제3 직경
D4...제4 직경
ℓ1...제1 길이
ℓ2...제2 길이
w1...제1 폭
w2...제2 폭

Claims (9)

  1. 고정상 레진(stationary phase resin, 이하 '레진')이 수용된 원통형의 크로마토그래피 컬럼(chromatography column, 이하 '컬럼');
    상기 컬럼의 일단부에 구비되어 혼합물 유체가 유입되는 유입구가 구비된 제1 커버와, 상기 컬럼의 타단부에 구비되어 혼합물 유체가 토출되는 배출구가 구비된 제2 커버를 포함하는 커버체;
    상기 컬럼의 일단부에 구비되어 상기 컬럼의 일단부로부터 유입되는 혼합물 유체를 통과시켜 상기 혼합물 유체를 상기 레진측으로 분산시키는 제1 프릿(frit)과, 상기 컬럼의 타단부에 구비되어 상기 컬럼으로부터 상기 레진을 통하여 상기 배출구측으로 유동하는 상기 혼합물 유체는 상기 배출구를 통하여 배출되는 것을 허용하되 수십㎛의 상기 레진 입자는 상기 컬럼의 타단부를 통하여 빠져나가는 것을 방지하는 제2 프릿을 포함하는 프릿 어셈블리;
    상기 제1 커버와 상기 제1 프릿 사이에 형성되어 상기 유입구로부터 유입된 혼합물 유체가 상기 컬럼 내부에서 균일하게 분산되도록 하는 제1 유입 흐름분배부;
    상기 제1 유입 흐름분배부와 상기 제1 프릿 사이에 형성되어 상기 유입구로부터 유입된 혼합물 유체가 상기 컬럼 내부에서 상기 제1 유입 흐름분배부보다 더욱 더 균일하게 분산되도록 하는 제2 유입 흐름분배부;
    상기 제2 프릿과 상기 제2 커버 사이에 형성되어 상기 레진 입자 사이로 분산된 혼합물 유체가 상기 배출구측으로 균일하게 집중되도록 하는 제1 배출 흐름분배부; 및
    상기 제1 배출 흐름분배부와 상기 제2 커버 사이에 형성되어 상기 레진 입자 사이로 분산된 혼합물 유체가 상기 제1 배출 흐름분배부보다 더욱 더 균일하게 집중되도록 하는 제2 배출 흐름분배부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단백질 정제용 크로마토그래피 컬럼의 흐름분배장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 유입 흐름분배부는,
    상기 제1 커버와 상기 제1 프릿 사이에 배치되는 적어도 하나 이상의 상부 외곽블록과,
    상기 상부 외곽블록에 형성되는 것으로, 상기 유입구로부터 상기 컬럼의 타단부측으로 갈수록 점차 유로의 단면적이 커지도록 형성되는 확경부를 포함하며,
    상기 제1 프릿은 상기 확경부와 상기 제2 유입 흐름분배부를 거쳐 연통되는 것을 특징으로 하는 단백질 정제용 크로마토그래피 컬럼의 흐름분배장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 유입 흐름분배부는,
    상기 제1 커버와 상기 제1 프릿 사이에 배치되는 제1 상부 외곽블록과,
    상기 제1 상부 외곽블록과 상기 제1 프릿 사이에 배치되는 제2 상부 외곽블록과,
    상기 유입구와 연통되도록 상기 제1 상부 외곽블록에 관통 형성되며 상기 유입구보다 큰 제1 직경을 가진 제1 유입 유도홀과,
    상기 유입구 및 상기 제1 유입 유도홀과 연통되도록 상기 제2 상부 외곽블록에 관통 형성되며 상기 제1 유입 유도홀보다 큰 제2 직경을 가진 제2 유입 유도홀을 포함하며,
    상기 제2 유입 흐름분배부의 유로는 상기 제2 유입 유도홀과 연통되는 것을 특징으로 하는 단백질 정제용 크로마토그래피 컬럼의 흐름분배장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 유입 흐름분배부는,
    상기 제1 유입 흐름분배부와 상기 제1 프릿 사이에 배치되는 적어도 하나 이상의 상부 중간 블록과,
    상기 상부 중간 블록에 형성되는 것으로, 상기 제1 유입 흐름분배부와 연통되고 상기 상부 중간 블록의 반경 방향으로 면적이 점진적으로 커지는 홀 또는 슬릿이 방사상으로 관통 배치되는 균일분산부를 포함하며,
    상기 제1 프릿은 상기 제1 유입 흐름분배부를 거쳐 균일분산부와 연통되는 것을 특징으로 하는 단백질 정제용 크로마토그래피 컬럼의 흐름분배장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제2 유입 흐름분배부는,
    상기 제1 유입 흐름분배부와 상기 제1 프릿 사이에 배치되며, 상기 제1 유입 흐름분배부와 연통되는 제1 크기의 면적을 가진 균일분산부가 형성되는 제1 상부 중간 블록과,
    상기 제1 상부 중간 블록과 상기 제1 프릿 사이에 배치되며, 상기 제1 크기보다 큰 제2 크기의 면적을 가진 균일분산부가 형성되는 제2 상부 중간 블록과,
    상기 제2 상부 중간 블록과 상기 제1 프릿 사이에 배치되며, 상기 제2 크기보다 큰 제3 크기의 면적을 가진 균일분산부가 형성되는 제3 상부 중간 블록을 포함하며,
    상기 제1 상부 중간 블록과 상기 제2 상부 중간 블록 및 상기 제3 상부 중간 블록 각각의 균일분산부는 서로 연통되는 것을 특징으로 하는 단백질 정제용 크로마토그래피 컬럼의 흐름분배장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 배출 흐름분배부는,
    상기 제2 프릿과 상기 제2 커버 사이에 배치되는 적어도 하나 이상의 하부 중간 블록과,
    상기 하부 중간 블록에 형성되는 것으로, 상기 컬럼 및 상기 제2 배출 흐름분배부와 연통되고 상기 하부 중간 블록의 반경 방향으로 면적이 점진적으로 커지는 홀 또는 슬릿이 방사상으로 관통 배치되는 균일집중부를 포함하며,
    상기 제2 프릿은 상기 컬럼을 거쳐 상기 균일집중부와 연통되는 것을 특징으로 하는 단백질 정제용 크로마토그래피 컬럼의 흐름분배장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1 배출 흐름분배부는,
    상기 제2 프릿과 상기 제2 배출 흐름분배부 사이에 배치되며, 상기 제2 배출 흐름분배부와 연통되는 제1 크기의 면적을 가진 균일집중부가 형성되는 제1 하부 중간 블록과,
    상기 제2 프릿과 상기 제1 하부 중간 블록 사이에 배치되며, 상기 제1 크기보다 큰 제2 크기의 면적을 가진 균일집중부가 형성되는 제2 하부 중간 블록과,
    상기 제2 프릿과 상기 제2 하부 중간 블록 사이에 배치되며, 상기 제2 크기보다 큰 제3 크기의 면적을 가진 균일집중부가 형성되는 제3 하부 중간 블록을 포함하며,
    상기 제1 하부 중간 블록과 상기 제2 하부 중간 블록 및 상기 제3 하부 중간 블록 각각의 균일분산부는 서로 연통되는 것을 특징으로 하는 단백질 정제용 크로마토그래피 컬럼의 흐름분배장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 배출 흐름분배부는,
    상기 제1 배출 흐름분배부와 상기 제2 커버 사이에 배치되는 적어도 하나 이상의 하부 외곽블록과,
    상기 하부 외곽블록에 형성되는 것으로, 상기 컬럼으로부터 상기 배출구측으로 갈수록 점차 유로의 단면적이 작아지도록 형성되는 축경부를 포함하며,
    상기 배출구는 상기 제1 배출 흐름분배부와 상기 축경부를 거쳐 연통되는 것을 특징으로 하는 단백질 정제용 크로마토그래피 컬럼의 흐름분배장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 배출 흐름분배부는,
    상기 제2 프릿과 상기 제2 커버 사이에 배치되는 제1 하부 외곽블록과,
    상기 제2 프릿과 상기 제1 하부 외곽블록 사이에 배치되는 제2 하부 외곽블록과,
    상기 배출구와 연통되도록 상기 제1 하부 외곽블록에 관통 형성되며 상기 배출구보다 큰 제1 직경을 가진 제1 배출 유도홀과,
    상기 배출구 및 상기 제1 배출 유도홀과 연통되도록 상기 제2 하부 외곽블록에 관통 형성되며 상기 제1 배출 유도홀보다 큰 제2 직경을 가진 제2 배출 유도홀을 포함하며,
    상기 제1 배출 흐름분배부의 유로는 상기 제2 배출 유도홀과 연통되는 것을 특징으로 하는 단백질 정제용 크로마토그래피 컬럼의 흐름분배장치.
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