KR102370736B1

KR102370736B1 - 크로마토그래피 컬럼 패킹 매체 회수

Info

Publication number: KR102370736B1
Application number: KR1020197000418A
Authority: KR
Inventors: 트래비스 알. 와드; 제임스 로날드 피저; 다나 펜시아; 에반 프랑켈
Original assignee: 리플리겐 코포레이션
Priority date: 2016-06-10
Filing date: 2017-06-12
Publication date: 2022-03-04
Also published as: EP3468685A4; KR102509721B1; CN109689177A; JP7331161B2; WO2017214623A1; JP2019522793A; JP2022040222A; CN109689177B; KR20190016545A; EP3468685A1; CA3027199A1; JP7007303B2; KR20220032644A; AU2017278303B2; AU2017278303A1; CN114011115B; CN114011115A; US20190270034A1

Abstract

시스템은 유입구 및 배출구를 갖는 크로마토그래피 컬럼 관 및 패킹 매체로 충진되는 관 내의 챔버를 함께 형성하는 유동 분배기들 사이의 컬럼 관의 벽 내에 배열된 포트 조립체를 포함하는 시스템이 설명된다. 포트 조립체는 미리-패킹된 컬럼으로부터의 수지 제거를 돕고, 포트 조립체는 크로마토그래픽 분리를 위한 컬럼의 정상 이용에서 유체 유동에 또는 컬럼 내의 위생 조건의 유지 능력에 영향을 미치지 않는다. 또한, 방법이 설명되며, 그러한 방법은 배관을 펌프에 그리고 컬럼 유입구 및 컬럼 배출구에 부착하는 단계, 포트 조립체를 개방하는 단계, 배관을 포트 조립체에 그리고 제2 저장용기에 부착하는 단계, 및 수성 용액을 저장용기로부터 챔버 내로 그리고 포트 조립체를 통해서 제2 저장용기 내로 펌핑하고, 그에 의해서 패킹 매체를 유동 수성 용액과 함께 컬럼으로부터 제거하는 단계를 포함한다.

Description

크로마토그래피 컬럼 패킹 매체 회수

관련 출원에 대한 상호 참조

본원은, 35 U.S.C. §119(e) 하에서, 2016년 6월 10일 출원되고, 명칭이 "크로마토그래피 컬럼 패킹 매체 회수"인 미국 가특허 출원 제62/348,760호에 대한 우선권을 주장하며, 그 전체 내용이 여기에 참조로 포함된다.

본원은 크로마토그래피 컬럼으로부터 컬럼 패킹 매체를 제거 및 회수하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.

컬럼 크로마토그래피는, 패킹 매체의 정지 "베드(bed)"가 강성 튜브 내에 포함되는 분리 및/또는 정제 기술이다. 패킹 매체는 고체("정지 상(stationary phase)")의 입자 또는 액체 정지 상으로 코팅된 고체 지지 재료 형태일 수 있다. 어느 방식에서든, 패킹 매체는 전형적으로 컬럼 관의 내부 부피를 충진한다.

분리 크로마토그래피에서, 액체 샘플("이동 가능 상")이 컬럼을 통과할 때, 샘플의 상이한 화합물들이 정지 상(예를 들어, 패킹 매체)과 상이하게 연관될 수 있고, 그에 따라 그러한 화합물들이 이동 가능 상에 대해서 서행되고 상이한 속력들로 컬럼을 통해서 이동된다. 따라서, 정지 상과 보다 연관되는 그러한 화합물은, 덜 연관되는 화합물보다 느리게 컬럼을 통해서 이동되고, 이러한 속력차는, 컬럼을 통과하여 빠져 나갈 때 서로 분리되는 화합물들을 초래한다. 차별적인 연관을 촉진하는 정지 상의 특징이, 예를 들어, 이온 전하(이온 교환 크로마토그래피), 소수성(소수적 상호작용 크로마토그래피), 및 다공도(크기 배제 크로마토그래피)일 수 있다.

또 다른 유형의 컬럼 크로마토그래피인 친화성 크로마토그래피에서, 패킹 매체는, 액체 샘플 내의 하나 이상의 희망 화합물 또는 분자와 특이적으로 결합되는, 항원, 항체 또는 리간드와 같은 결합제를 포함한다. 따라서, 액체 샘플이 패킹 매체를 통해서 유동될 때, 희망 화합물 또는 분자만이 컬럼 내에서 유지된다. 희석 액체가 패킹 매체를 통해서 후속하여 유동하는 것은, 희망 화합물 또는 분자를 패킹 매체에 부착된 결합제로부터 분리하거나, 결합제를 패킹 매체로부터 분리한다. 어느 방식이든지, 희망 화합물 또는 분자가 컬럼으로부터 씻기고 희석 유체 내에서 수집된다. 친화성 크로마토그래피는, 핵산 정제, 무세포 추출물로부터의 단백질 정제, 및 혈액으로부터의 정제를 포함하는 많은 수의 적용예에서 이용될 수 있다.

크로마토그래피 컬럼의 주요 구성요소는, 금속, 유리, 또는 매우 강성인 플라스틱 재료로 종종 제조되는 컬럼 또는 관, 그리고, 패킹 매체가 내부에 로딩되는 유동 분배기들 사이의 관 내에 공간 또는 챔버를 형성하기 위해서 관의 2개의 단부 내로 전형적으로 삽입되는 유동 분배기의 쌍이다.

현장에서 분리 매체로 패킹된 크로마토그래피 컬럼은 일반적으로, 상단 유동 어댑터 위치의 조정을 허용하고 또는 컬럼이 성능을 상실한 경우에 재생 또는 재프로세싱을 위해서 분리 매체를 회수하기 위한 어댑터의 제거를 허용하는, 조정 가능한 상단 분배기를 갖는다. 용액-충진된 분리 매체를 의도하지 않게 펌핑하여 건조시키는 것과 같은 프로세스 일탈로 인해서 또는 반복된 프로세스 사이클을 통해서, 그리고 분리 매체의 공급 스트림 찌꺼기(fouling)로 인해서 서서히 발생되는 성능 저하 때문에, 성능을 잃을 수 있다.

크로마토그래피 컬럼은 미리-패킹되고 개발 및 상업적 바이오프로세스 제조를 위해서 수요에 따라 사용될 수 있다. 유동 분배기가 크로마토그래피 관 내에서 가역적으로 정렬되도록, 이러한 컬럼은 베드 높이로 생산되고 고정된다. 미리-패킹된 컬럼은, 사용이 용이하고 전체적으로 경제적으로 유리한 현장 패킹 컬럼이라는 점에서, 통상적인 것 보다 장점을 가지지만, 분리 매체를 회수 및 재프로세스할 수 없다는 점은 단점이다.

본 발명은, 적어도 부분적으로, 2개의 유동 분배기들 사이에 배열된 크로마토그래피 컬럼 상에 패킹 매체 회수 포트를 제공하는 경우에, 크로마토그래피 컬럼 내의 패킹 매체를 단순하고 신속하게 제거할 수 있다는 발견을 기초로 한다. 또한, 패킹 매체-회수 포트의 특정 설계의 이용에 의해서, 크로마토그래피 유동 경로의 파괴 및 컬럼 내의 사구역(dead zone)의 형성을 방지할 수 있다.

이러한 발견은, 성능을 상실한 미리-패킹된 컬럼으로부터의 매체 회수가, 분리 매체를 손상 또는 오염시키지 않는 방식으로 이루어져야 한다는 인식을 포함한다. 미리-패킹된 컬럼 내에 포함되는 임의 포트는, 반복적으로 사용될 때, 크로마토그래피 분리 성질 또는 컬럼의 위생 조건을 유지할 수 있는 능력을 손상시키지 않아야 한다. 본 시스템 및 방법은, 손상 및 품질저하가 없는 형태로 분리 매체를 회수할 수 있고 컬럼의 분리 성능을 손상시키지 않고 또는 컬럼의 일반적인 이용 중에 원치 않는 바이오버든(bioburden) 증가 위험을 높이지 않는, 미리-패킹된 크로마토그래피 컬럼을 제공한다.

따라서, 본 개시 내용은, 패킹 매체의 단순한 제거를 가능하게 하는, 일련의 크로마토그래피 컬럼, 예를 들어 미리-패킹된 일회용 크로마토그래피 컬럼을 설명한다. 제1 양태에서, 개시 내용은, 후속되는 바이오제조 프로세스에서의 이용을 위한 해당 수지의 적합성을 보존하는 방식으로 수지가 회수될 수 있게 하는 구조적 성분을 포함하는, 예를 들어, 바이오제조에서의 이용을 위해서 선적될 수 있는, 미리-패킹된 크로마토그래피 컬럼을 제공한다.

새로운 설계는 컬럼 관; 특별하게 설계된 패킹 매체 회수 포트; 및 유동 분배기의 하나의 표면에 용접, 예를 들어 초음파 용접에 의해서 고정된, 예를 들어 금속 또는 폴리프로필렌과 같은 플라스틱으로 제조된 메시를 각각 가지는, 예를 들어, 금속, 세라믹, 또는 폴리프로필렌과 같은 플라스틱으로 제조된, 2개의 유동 분배기를 포함한다. 유동 분배기는 컬럼 관, 예를 들어 폴리프로필렌/복합체 관 내로 압입되거나 달리 고정될 수 있다. 유동 분배기는 액밀성 밀봉을 유지할 수 있을 정도로 그리고 관 내에 배치된 후에 고정된 유동 분배기를 유지하는데 도움을 줄 정도로 충분히 고정된다. 압입 구성은 표준 관 길이로 다수의 베드 높이들이 달성될 수 있게 한다.

다른 일반적인 양태에서, 개시 내용은, 본원에서 개시된 바와 같은 미리-패킹된 크로마토그래피 컬럼으로부터 패킹 매체를 회수하는 방법을 제공한다. 그러한 방법은 배관을 수성 용액의 제1 저장용기로부터 펌프에 그리고 컬럼 유입구 및 컬럼 배출구에 부착하는 단계; 회수 포트 조립체를 개방하는 단계; 배관을 포트 조립체에 그리고 제2 저장용기에 부착하는 단계; 및 수성 용액을 제1 저장용기로부터 컬럼 유입구 및 컬럼 배출구 내로 챔버 내로 그리고 포트 조립체를 통해서 제2 저장용기 내로 펌핑하고, 그에 의해서 패킹 매체를 유동 수성 용액과 함께 컬럼으로부터 제거하는 단계를 포함한다.

일부 실시예에서, 제1 및 제2 저장용기가 동일한 저장용기인 반면, 다른 실시예에서, 제2 저장용기는 제1 저장용기와 상이하다.

방법은, 제2 저장용기 내의 메시를 통해서 패킹 매체를 필터링하고 유지하여, 요구되는 전체 부피를 줄이기 위해서 그리고 이를 위해 수지 슬러리의 희석을 줄이기 위해서 패킹되지 않은 용액을 재활용하는 시스템을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은, 컬럼 내의 패킹 매체를 교반하기에 충분한 양, 부피, 및 방식으로, 공기를 배출구를 통해서 크로마토그래피 컬럼 내로 펌핑 및/또는 지향시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 컬럼 내의 패킹 매체는, 5 CV 미만의 수성 용액, 예를 들어 4, 3, 2, 또는 1 CV 미만의 수성 용액을 이용하여, 20, 10, 5, 3, 2, 또는 1 분 미만, 예를 들어 2 분 이내에 제거된다. 일부 실시예에서, 패킹 매체는, 아가로오스, 실리카, 세라믹 또는 아크릴레이트 또는 셀룰로오스계 재료의 중합체 중 임의의 하나 이상을 포함하는 정지 상 입자의 슬러리를 포함한다.

방법은 가스를 가스 공급원으로부터 챔버 내로 그리고 포트 조립체를 통해서 제2 저장용기 내로 펌핑하고, 그에 의해서 패킹 매체를 유동 수성 용액과 함께 컬럼으로부터 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 방법은, 챔버를 재충진하기 위해서 그리고 임의의 나머지 수지 입자를 현탁(suspend)시키기 위해서, 수성 용액을 제1 저장용기로부터 펌핑하는 단계를 포함한다. 일부 구현예에서, 방법은 가스를 가스 공급원으로부터 펌핑하는 단계 및 희망 수지량이 제2 저장용기 내로 펌핑될 때까지 챔버를 재충진하기 위해서 용액을 펌핑하는 단계를 반복하는 단계를 포함한다.

다른 일반적인 양태에서, 개시 내용은 크로마토그래피 컬럼을 제공하고, 그러한 크로마토그래피 컬럼은: 제1 단부 및 제2 단부를 갖는 원통형 벽을 포함하는 컬럼 관; 컬럼 관의 제1 단부 내에 배열된 제1 유동 분배기 및 컬럼 관의 제2 단부 내에 배열된 제2 유동 분배기; 제1 유동 분배기와 제2 유동 분배기가 사용 시에 고정되는 위치들 사이의 컬럼 관의 벽 내의 개구부; 및 개구부 내에 고정된 포트 조립체로서, 제1 및 제2 유동 분배기들 사이에 형성된 챔버 내의 컬럼 관 내로부터 유체가 제거될 수 있게 허용하도록 구성된 포트 조립체를 포함한다.

여러 실시예에서, 포트 조립체는 컬럼 관의 외측에서 제거 가능한 위생 클램프를 포함한다. 대안적으로 또는 부가적으로, 포트 조립체는 컬럼의 벽 내의 개구부 내에 고정되도록 구성된 포트를 포함한다. 일부 구현예에서, 포트는, 챔버 내에 배열된 포트의 내부 단부에 배열된 플랜지를 포함할 수 있고, 플랜지는 사면형 연부를 갖는다. 예를 들어, 포트의 플랜지가 컬럼의 벽의 내측 표면을 지나서, 4 내지 6 mm, 예를 들어 3 또는 2 mm 미만으로 돌출될 수 있다. 일반적으로, 포트의 플랜지는 컬럼 내측의 유체의 유동 성질에 최소로 영향을 미치도록 설계되고 컬럼 내측의 유체 내에서 사구역을 방지하도록 구성된다.

본원에서 사용된 바와 같이, "밀봉된" 및 그와 유사한 용어는, 2개의 챔버 또는 다른 시스템 구성요소의 연결부 또는 접합부가 약 90 psi 이하의 압력에서 그러한 연결부 또는 접합부를 통한 유체 누출을 허용하지 않는다는 사실을 지칭한다.

"회수" 또는 "회수한다" 및 그 유사 용어는, 수지가 손상되지 않는 방식으로 수지가 크로마토그래피 컬럼으로부터 제거될 수 있다는 사실을 지칭한다. 수지를 회수하기 위해서 이용되는 포트의 설계는 유체 역학 및 멸균성/청정성 모두에서 컬럼의 성능을 변경하지 않는다.

"수지", "분리 매체", "크로마토그래피 매체" 및 "매체"라는 용어 모두는, 크로마토그래피 컬럼을 충진하기 위해서 이용되는 액체 내에 현탁된 입자를 지칭한다. 이러한 수지의 예는 유리, 플라스틱, 셀룰로오스, 아가로오스, 및 다른 물질로 제조된 재료를 포함한다. 수지는 거친 입자 또는 비드일 수 있다. 비드는 단분산형(monodisperse)일 수 있거나, 여러 크기의 개체군을 가질 수 있고 크기가 15 ㎛ 내지 300 ㎛일 수 있다. 수지는, 공급 스트림 내의 단백질 및 다른 물질의 분리를 달성하기 위해서 입자에 대한 결합에 영향을 미치는 다양한 치환물(substituent)을 포함하도록 변경될 수 있다. 치환물은 양 또는 음 대전될 수 있고, 및/또는 소수적일 수 있고, 및/또는 특정 친화성 모이어티(moiety)(예를 들어, 단백질 A)를 포함할 수 있고, 또는 이러한 성질 중 임의의 하나 이상의 조합일 수 있다.

새로운 시스템은, 수지에 대한 손상이 없이, 수지의 효율적이고 신속한 제거를 가능하게 하는 포트를 포함한다. 포트의 중요 특징은, 포트가 밀봉될 때, 포트는, 약 90 psi 이하의 높은 압력하에서 밀봉되어 유지될 수 있는 컬럼 내의 폐쇄된 챔버를 유지한다는 것이다. 또한, 포트는 컬럼 챔버 내로 연장되지 않도록 그리고 컬럼의 동작 중에 재료의 크로마토그래픽 유동을 방해할 위험이 없도록 설계된다.

개시 내용은 또한, 표준 생물학적 제조 프로세스와 양립 가능한 프로세스에서 컬럼 챔버로부터 수지를 제거하기 위한 방법을 또한 제공한다.

본원에서 설명된 포트 설계는 사용이 용이하고, 컬럼 성능에 영향을 미치지 않으며, 컬럼 동작 중에 표준 방법을 이용하여 용이하게 세정되고 위생처리될 수 있는 방식으로 밀봉될 수 있다. 포트가 점유하는 컬럼 관의 내부 벽 내의 작은 지역 및 컬럼 관 내로의 포트의 최소의 돌출은, 컬럼 성능이 영향을 받지 않게 보장하고, 컬럼 관 내측의 플랜지 및 가스켓은, 포트 주위에서 양호한 유동 성질을 허용하여 컬럼 관 내의 사구역의 형성을 방지하도록 설계된다. 또한, 포트 플러그 상의 O-링은, 미생물 및 오염물질이 사용 중에 축적되는 포트 내의 사구역의 형성을 방지하도록 배치되고 설계된다. 플러그의 피팅, 예를 들어 트리-클램프 피팅(Tri-clamp fitting)과 같은 위생 피팅 상의 가스켓은 수지 회수를 위한 유동 경로가 위생적으로 유지될 수 있게 하고 플러그 O-링에 문제가 있는 경우에 이차적인 밀봉부로서 작용한다.

새로운 포트 설계는, 여러 사용자가 사용하는 수지와 같은, 많은 상이한 유형의 패킹 매체를 수용하는, 많은 상이한 유형의 패킹 매체의 제거 및 회수를 가능하게 한다. 컬럼은, 바이오제조 프로세스에서의 후속 이용을 위한 해당 수지의 적합성을 보존하는 방식으로 수지가 회수될 수 있게 하는 구조적 구성요소를 포함한다.

달리 규정되는 바가 없는 한, 본원에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어가 본 발명에 속하는 업계의 당업자에 의해서 일반적으로 이해되는 바와 같은 의미를 갖는다. 비록 본원에서 설명된 것들과 유사한 또는 균등한 방법 및 재료가 본 발명의 실시 또는 테스트에서 이용될 수 있지만, 적합한 방법 및 재료를 이하에서 설명한다. 본원에서 언급된 모든 공보, 특허 출원, 특허, 및 다른 참조물은 그 전체가 참조로 포함된다. 충돌의 경우에, 정의를 포함하는 본원 명세서가 우선할 것이다. 또한, 재료, 방법, 및 예는 단지 예시적인 것이고 제한적으로 의도된 것은 아니다.

본 발명의 다른 특징 및 장점이 이하의 상세한 설명으로부터, 그리고 청구항으로부터 명확해질 것이다.

도 1은 미리-패킹된 크로마토그래피 컬럼의 구체적인 개략도이다.
도 2는 도 1의 크로마토그래피 컬럼의 구체적인 개략적 횡단면도이다.
도 3a는 패킹 매체 회수 포트 조립체를 가지는 크로마토그래피 컬럼의 횡단면의 개략도이다.
도 3b 및 도 3c는 도 3a의 패킹 매체 회수 포트 조립체를 가지는 45 cm 크로마토그래피 컬럼의 개략적 외측 도면이다.
도 4는 크로마토그래피 컬럼의 측면에 부착된 패킹 매체 회수 포트 조립체를 보여주는 측면 횡단면도로부터의 도 3a에서 강조된 상세도이다.
도 5는 위로부터의 횡단면에서 볼 때의 패킹 매체 회수 포트 조립체의 상세한 측면 횡단면도이다.
도 6은 패킹 매체 회수 포트 조립체의 분해 측면도이다.
도 7은 패킹 매체 회수 포트 조립체를 통해서 크로마토그래피 컬럼으로부터 패킹 매체를 회수하기 위한 시스템의 일 실시예의 개략적 유체-유동도이다.
도 8은 도 7에 도시된 바와 같은 크로마토그래피 컬럼 시스템으로부터 패킹 매체를 회수하기 위해서 이용되는 단계의 일 실시예에 대한 흐름도이다.
도 9는 패킹 매체 회수 포트 조립체를 통해서 크로마토그래피 컬럼으로부터 패킹 매체를 회수하기 위한 시스템의 다른 실시예의 개략적 유체-유동 도면이다.
도 10은 예를 들어 도 9에 도시된 바와 같은 크로마토그래피 컬럼 시스템으로부터 패킹 매체를 회수하기 위해서 이용되는 단계의 다른 실시예에 대한 흐름도이다.
도 11은 패킹 매체 회수 포트 조립체를 통해서 크로마토그래피 컬럼으로부터 패킹 매체를 회수하기 위한 시스템의 다른 실시예의 개략적 유체-유동 도면이다.
도 12는 예를 들어 도 11에 도시된 바와 같은 크로마토그래피 컬럼 시스템으로부터 패킹 매체를 회수하기 위해서 이용되는 단계의 다른 실시예에 대한 흐름도이다.
도 13a 내지 도 13f는 패킹 매체 회수 포트 조립체의 다른 실시예에 대한 부분도이다.
도 14a 내지 도 14d는 압력 테스팅을 위해서 조립된 크로마토그래피 컬럼 시스템의 구성요소이다.
도 15a 및 도 15b는 표준적인 미리-패킹된 컬럼(도 15a) 및 수지 회수 포트를 갖는 컬럼(도 15b)의 유동 특성을 보여주는 크기 배제 크로마토그래피 테스트에 대한 예를 도시한다.
도 16a 및 도 16b는 표준적인 미리-패킹된 컬럼(도 16a) 및 수지 회수 포트를 갖는 컬럼(도 16b)을 이용한 인산염 제거에 의해서 측정된 사구역의 부재를 보여주는 예이다.
도 17a 내지 도 17c는 수지 회수 중에 이용되는 배관 조립체가 피팅된 수지 회수 포트를 갖는 컬럼의 사진이다.
도 18a 내지 도 18c는, 포트를 갖는 컬럼을 통한 유체 유동의 CFD 모델링으로부터의 결과, 및 포트를 이용하여 그리고 포트가 없이 컬럼을 유체로 플러싱(flush)하기 위해서 필요한 부피의 비교를 보여준다.
여러 도면 내의 유사한 참조 기호는 유사한 요소를 나타낸다. 또한, 도면에 도시된 또는 본원에서 설명된 임의의 치수는 제한하기 위한 것이 아니고 단지 예로서 포함된 것이다.

본 개시 내용은 특별히 설계된 패킹 매체 회수 포트를 이용하여 미리-패킹된 크로마토그래피 컬럼으로부터 패킹 매체를 제거 및 회수하기 위한 새로운 방법 및 시스템을 설명한다. 크로마토그래피 컬럼은 미리-패킹된 재사용 가능한 또는 미리-패킹된 일회용 크로마토그래피 컬럼일 수 있다. 그러한 컬럼의 일부 사용자는, 사용 후에 패킹 매체, 예를 들어 수지가 회수될 수 없는 미리-패킹된 컬럼을 구매하기 주저한다. 이러한 것은 45 cm 및 60 cm 컬럼과 같은 대형 컬럼에서 가장 중요한데, 이는 각각의 컬럼 내에 포함된 크로마토그래피 수지의 큰 부피 때문이다. 패킹 매체를 단순하고, 신속하며, 위생적인 방식으로 제거할 수 있는 능력은, 컬럼 성능이 상실되었거나 수지의 회수가 유일한 해결책인 경우에, 경제적 손실을 경감시킬 것이다.

컬럼 관은, 유체(예를 들어, 액체)가 제1 단부(예를 들어, 상부 단부)로부터 제2 단부(예를 들어, 하부 단부)까지, 또는 그 반대로, 제2 단부(예를 들어, 하부 단부)로부터 제1 단부(예를 들어, 상부 단부)까지 유동될 수 있게 하는 전형적으로 둥근 원통체인, 중공형의 원통형 부재이다. 유체를 관에 전달하고 관으로부터 제거하기 위해서 유동 분배기(종종 FD로 약칭됨)를 수용하도록 관 내경의 크기가 결정되고 구성된다. 다양한 크로마토그래피 컬럼 성능 사양을 기초로, 관은 다양한 상이한 크기 및 구성으로 제조될 수 있고 크로마토그래피 컬럼의 OPUS® 라인(매사추세츠 월탐에 소재하는 Repligen Corp.) 및 생물 약학적 적용예에서 이용되는 다른 컬럼을 포함한다.

일반적으로, 약 185 psi(예를 들어, 약 20, 30, 40, 50, 60, 75, 100, 125, 150, 175, 또는 185 psi) 정도까지의 내부 압력을 견딜 수 있으면서, 시스템의 유도된 내부 동작 압력 하에서 구조적 무결성을 유지하도록, 관의 크기 및 구성이 결정된다. 일부 실시예에서, 관은, 내경이 약 10 cm 내지 약 100 cm이고 길이가 약 10 내지 약 100 cm인 원통형 부재이다. 관은 초기에 희망하는 최종 베드 높이의 약 2배 정도로 길게 선택되고, 관의 성질에 따라, 양 유동 분배기가 컬럼 관 내의 제 위치에 고정되면 짧게 절단될 수 있다.

컬럼은 전체적으로 금속, 예를 들어 스테인리스 강으로, 또는 유리 또는 강성 플라스틱으로, 예를 들어 플라스틱/열가소성 물질 및/또는 복합체(예를 들어, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리아미드(예를 들어, 다양한 나일론), 아세탈, 또는 유리-충진형 또는 탄소-충진형 플라스틱, 예를 들어 유리-섬유 및 탄소-섬유 플라스틱) 또는 탄성중합체 성분으로 제조될 수 있다. 컬럼이 다양한 유형의 크로마토그래피 패킹 매체, 예를 들어 수지로, 0 내지 50 cm에서 또는 그 초과에서 무한한 변동성을 가지는 "베드 높이"까지 패킹될 수 있도록, 컬럼이 설계된다. 내경은, 예를 들어, 비제한적으로, 10, 20, 30, 40, 50, 또는 60 cm 또는 그 초과, 약 80, 90, 또는 100 cm 이하, 또는 그 초과일 수 있다.

이러한 컬럼 내에서 사용되는 유동 분배기는, 액체가 디스크 내로 그리고 디스크를 통해서 유동될 수 있게 하는 하나 이상의 유입구/배출구 개구부를 갖는 원통형 디스크 형태이다. 또한, 유동 분배기는, 유동 분배기 디스크의 패킹 매체 측에 부착되는 베드 지지부, 스크린, 및/또는 필터를 포함할 수 있다. 컬럼은 또한 유동 분배기와 컬럼 관의 내벽 사이에서 O-링을 포함할 수 있거나 포함하지 않을 수 있다. 유동 분배기의 유동 경로는 표준 실무 및 알려진 설계안에 따라 설계될 수 있고, 유동 분배기 자체는, 예를 들어, 관과 동일하거나 유사한 플라스틱 재료로 제조될 수 있으나, 또한 컬럼을 통해서 유동되는 액체 및 반응물에 대해서 불활성인 금속, 세라믹 및 다른 강성 재료로 제조될 수 있다.

크로마토그래피 컬럼

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 크로마토그래피 컬럼(50)은 다양한 부품 및 피팅을 포함한다. 피팅은, 유동 분배기 및 유동 분배기가 내부에 배열되는 관에 유체를 전달하기 위해서 또는 그로부터 유체를 제거하기 위해서 유동 분배기에 체결 또는 고정될 수 있는 기계적 부착부이다. 유체를 전달하기 위해서, 피팅은 그 중앙 축을 따라서 피팅을 통해서 형성된 유체 전달 홀을 갖는다. 피팅은 또한 피팅을 유지하기 위해서 유동 분배기의 피팅 홀 내에 수용되는 하나 이상의 특징부를 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 이러한 실시예에서, 피팅(38A 및 38B)은 유동 분배기(24A 및 24B) 내의 피팅 홀에 결합되는 나사산형 단부(40)를 갖는다.

피팅(38A 및 38B)은 또한, 피팅(38A)(또는 38B)을 피팅 홀 내에서 회전 및 고정시키기 위한 도구(예를 들어, 토크 렌치)에 의해서 파지될 수 있는 너트 부분(42)을 갖는다. 일부 실시예에서, 피팅(38A, 38B)은, 접착제, 용접, 베이요넷(bayonet), 또는 루어 연결부(luer connection), 또는 다른 충분한 연결 기술과 같은, 다른 유형의 연결 메커니즘을 포함한다.

유입구 피팅(38A)은 상단 유동 분배기(24A) 내에 설치되고, 나사산형 단부에 대향되는 피팅의 단부에서 연결 특징부를 포함할 수 있다. 호스 연결부와 같은, 연결 특징부는 호스 또는 배관이 용이한 방식으로 피팅에 연결될 수 있게 한다. 이러한 실시예에서, 유입구 피팅(38A)은, 위생 피팅(예를 들어, 트리-클램프 연결부 또는 캡 록) 스타일의 호스 피팅과 같은, 호스 피팅 내에 수용되기 위한 크기 및 구성을 갖는 함몰부(44)를 형성한다.

배출구 피팅(38B)은 하단 유동 분배기(24B)에 연결되고, 유입구 피팅과 동일하거나 상이한 스타일의 연결부를 가질 수 있다. 이러한 예에서, 배출구 피팅(38B)이 호스(46)에 고정되어, 배출구 피팅(38B)을 원격 신속 분리 배출구 피팅(48)에 유압식으로 연결한다. 원격 신속 분리 배출구 피팅(48)은, 배출구 피팅(38B)보다 사용자가 보다 편리하게 접근할 수 있는 영역 내에 장착 또는 배열될 수 있다.

크로마토그래피 컬럼 구성요소(예를 들어, 컬럼 관(20), 유동 분배기(24A, 24B), 피팅(38A, 38B), 및 다른 구성요소)는 다양한 구조적 및 화학적으로 적합한 재료 중 임의의 재료로 제조될 수 있다. 예를 들어, 구성요소는, 열가소성 물질(예를 들어, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 아크릴, 예를 들어, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE), 다른 열가소성 물질, 또는 복합체) 및 열경화성 플라스틱(예를 들어, 에폭시 수지 및 섬유 보강 플라스틱)과 같은, 다양한 플라스틱으로 제조될 수 있다. 재료 선택 시의 고려사항은 재료의 특정 기계적 성질, 및 재료가 시스템의 유도된 내부 동작 압력을 견디는지의 여부를 포함한다.

특정의 구체적인 실시예에서, 컬럼 관은, 특정 강, 예를 들어 스테인리스 강, 베릴륨 구리 합금, 티타늄 합금, 니켈 합금, 코발트 크롬, 다른 유형의 금속, 또는 이들의 합금 또는 다른 금속과 같이, 효과적인 유도 후프 장력(hoop tension)을 제공하는 충분히 탄성적인 금속으로 제조될 수 있다. 금속 또는 다른 재료가 이용될 수 있지만, 플라스틱 재료로 관을 형성하는 것은 낮은 비용의, 그리고 일부 경우에, 일회용 크로마토그래피 컬럼의 생산을 초래할 수 있다.

일부 실시예에서, 구성요소(예를 들어, 관, 유동 분배기, 및 피팅)의 일부, 대부분 또는 전부가 열가소성 및/또는 폴리올레핀 재료(예를 들어, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리아미드, 아세탈, 또는 유리-충진 또는 탄소-충진 플라스틱, 예를 들어, 유리-섬유 및 탄소-섬유 플라스틱)로 제조된다. 관 및 유동 분배기와 같은, 일부 구성요소가 동일한 유형의 열가소성 물질로 제조될 수 있고, 그에 따라 서로 용접될 수 있다. 예를 들어, 폴리프로필렌 또는 균등한 중합체가 이용될 수 있다. 크로마토그래피 컬럼 구성요소는, 몰딩, 주조, 가공, 복합 테이프 배치, 또는 다른 방법과 같이, 당업계에 알려진 많은 수의 제조 프로세스 중 임의의 것에 의해서 제조될 수 있다.

크로마토그래피 컬럼(50)은, 관(20) 및 다른 구성요소를 일반적으로 수직 배향으로 적절하게 지지 및 배열하기 위한 크기 및 구성을 갖는 기부, 예를 들어, 하단 단부 캡(52)을 더 포함할 수 있다. 기부(52)는 관(20)의 부분(예를 들어, 하부 부분)을 수용하고 고정하기 위한 다양한 특징부(예를 들어, 홀 또는 함몰부)를 포함할 수 있다. 하단 유동 분배기(24B)는, 컬럼을 패킹하기 위해서 이용되는 모든 슬러리를 포함하기에 충분한 부피를 허용하는 깊이까지, 관의 하단부 내로 삽입된다. 이러한 예에서, 하단 유동 분배기(24B)는 관의 단부로부터 8 cm 초과 및 9 cm 미만의 깊이까지 삽입된다. 이는 하단 유동 분배기를 포트(100) 조립체(도 3a에 도시됨)에 가장 근접하게 배치할 것이고, 그에 따라 매체/슬러리의 완전한 제거(배액)를 촉진할 것이다. 그 목적은, 배액을 위해서 포트 조립체(100)를 하단 유동 분배기(24B)의 면에 근접 배치하는 것이고, 또한 포트 조립체(100)가 축방향/반경방향 유체 유동 경로를 벗어나도록 보장하기 위한 것이다. 기부(52)의 하부 표면으로부터 연장되는 받침부-유사 돌출부가 포함되어, 크로마토그래피 컬럼(50)을 위한 실질적으로 수평인(level) 지지 표면을 제공할 수 있다. 하단 단부 캡 또는 기부(52)는 또한, 용이하게 상승 및/또는 운반될 수 없는 큰 컬럼 직경의 경우에, 캐스터(caster) 또는 바퀴를 포함할 수 있다. 기부(52)는, 금속, 플라스틱, 또는 복합 재료와 같은, 임의의 다양한 구조적으로 적합한 재료로 제조된다. 기부는 ABS, PE, PP, 또는 유리-충진된 또는 탄소-충진된 플라스틱, 예를 들어 유리-섬유 및 탄소-섬유 플라스틱, 복합 PP로 제조될 수 있다. 일부 경우에, 기부는 안정성 증가를 위해서 미끄럼 방지 재료 또는 특징부(예를 들어, 연성 고무 받침부-유사 돌출부)를 포함한다.

크로마토그래피 컬럼(50)은 또한, 관(20) 및 상부 유동 분배기(24A)를 둘러싸는 상단 단부 캡(54)을 더 포함할 수 있다. 상단 캡(54)은, 관(20)의 부분(예를 들어, 상부 부분)을 수용하고 고정하는 특징부(예를 들어, 홀, 함몰부, 또는 파지 요소)를 포함한다. 상단 캡(54)은, 유입구 피팅(38A) 및 원격 신속 분리 배출구 피팅(48)을 각각 수용하기 위한 크기 및 구성의 유입구 피팅 홀(56) 및 배출구 피팅 홀(58)을 포함한다. 상단 캡(54)은 또한, 크로마토그래피 컬럼(50)을 픽업하고 운반하기 위해서 이용될 수 있는 또는 일체형 캐스터를 가지는 또는 롤링 카트/돌리(dolly) 상에 배치된 큰 컬럼을 조향/지향하기 위해서 이용될 수 있는, 하나 이상의 핸들(60)을 포함할 수 있다. 상단 캡(54)은, 핸들에 의해서 상승되었을 때 크로마토그래피 컬럼의 중량을 지지할 수 있는, 금속, 플라스틱, 또는 복합 재료와 같은, 임의의 다양한 구조적으로 적합한 재료로 제조될 수 있다. 이러한 예에서, 상단 캡은 ABS, PE, PP, 또는 유리-충진형, 예를 들어 유리-섬유, 플라스틱으로 제조된다.

덮개(shroud) 또는 측면보호 단편(62)이 또한 더 포함될 수 있다. 덮개 단편(62)은 기부(52)로부터 상단 캡(54)까지 연장되도록 하는 그리고 크로마토그래피 컬럼(50)의 내부 구성요소(예를 들어, 배출구 피팅(38B)을 원격 배출구 피팅(48)에 연결하는 호스(46))의 일부를 덮도록 하는 크기 및 구성을 가질 수 있다. 덮개(62)는, 금속, 플라스틱, 또는 복합 재료와 같은, 임의의 다양한 적합한 재료로 형성될 수 있다.

상단 및 하단 유동 분배기(24A, 24B)는, 컬럼의 제조 및 패킹 중에 관(20)의 상단부 및 하단부 내로 설치(예를 들어, 압입)될 수 있고, 결합 또는 결합된 품목(예를 들어, 관(20) 및 유동 분배기(24A, 24B))을 파괴하지 않고는 달리 용이하게 분리될 수 없는 영구적인 결합으로 고정될 수 있다.

상부 단부에서, 부가적인 캡(예를 들어, 상단 캡)(54)이 선택적으로 안착될 수 있고 관(20)에 고정될 수 있고 그리고 정렬될 수 있으며, 그에 따라 컬럼의 상단에서 유동 분배기(24A)에 설치된 유입구 피팅(38A)이 부가적인 상단 단부 캡(54)의 유입구 피팅 홀(56)을 통과한다. 주로 미적인 특징부인, 그러한 선택적인 상단 캡(54)은, 체결부, 접착제, 관과 상단 캡 사이의 마찰, 또는 다른 메커니즘과 같은, 다양한 고정 메커니즘을 이용하여 관(20)에 고정될 수 있다.

하부 단부에서, 관(20)은 선택적으로 하단 캡(예를 들어, 기부)(52) 위에 안착될 수 있고 그에 고정될 수 있다. 기부(52)는, 체결부, 접착제, 관과 하단 캡 사이의 마찰, 또는 다른 메커니즘과 같은, 다양한 고정 메커니즘을 이용하여 관(20)에 고정될 수 있다. 선택적인 기부(52)가 사용될 때, 관(20)의 하단부에서 유동 분배기(24B)에 설치된 배출구 피팅(38B)은 선택적인 기부(52) 내의 공동 내로 연장될 수 있고, 하단 유동 분배기(24B)로부터 배출구 피팅(38B)에 연결된 호스(46)는 관(20)의 주변부 외측의 영역을 향해서 외측으로 지향된다. 도시된 바와 같이, 호스(46)는 선택적인 기부(52)의 외측으로 그리고 관(20)의 측면을 따라서 위쪽으로 경로화될(routed)될 수 있고, 그에 따라 컬럼(50)의 상단에 또는 그 부근에 고정된 원격 신속 분리 배출구 피팅(48)에 연결될 수 있다. 호스(46)를 이용하고 원격 배출구 피팅(48)을 컬럼(50)의 상단부 부근에 배열함으로써, 사용자는 관(20)의 하부측에 접근할 필요가 없고, 이는 더 용이한 크로마토그래피 컬럼(50)의 사용을 초래한다.

본원에서 설명된 크로마토그래피 컬럼의 관은, 최종-사용자에 의해서 특정되는 바와 같은 컬럼 크로마토그래피에서 이용되는 임의의 고체 상 매체 재료로 패킹될 수 있다. 잠재적인 패킹 매체 재료의 이러한 다양성은 기부 입자의 조성뿐만 아니라 그 기능적 화학적 성질(예를 들어, 친화성, 이온 교환, 및 소수성 상호작용) 모두로 확장된다. 패킹 매체 재료는 희석 용매에 부가된 정지적 상 입자의 슬러리를 포함할 수 있다. 패킹 매체는 다양한 입자 크기의 아가로오스, 실리카, 세라믹, 또는 아크릴레이트의 중합체 또는 셀룰로오스계 재료 및 다른 적합한 재료를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 패킹 매체는: 이온 교환 그룹; 소수성 및 대전 성질을 갖는 다중 모드 그룹; 금속 킬레이트 그룹, 소수성 그룹; 면역글로불린 IgG에 결합될 수 있는 포도상구균(Staphylococcus) 단백질 A (SpA) 폴리펩타이드 중 하나 이상과 함께 기능화될 수 있다. 희석제는, 탈이온수, 에탄올 또는 아세톤과 같은, 다양한 용매 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

패킹 매체 회수 포트

도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 크로마토그래피 컬럼(50)은, 크로마토그래피 컬럼(50)의 내측부를 둘러싸는 매끄러운 원통형 외부 쉘 또는 관(20)을 포함한다. 상단 유동 분배기(24A) 및 하단 유동 분배기(24B) 사이에 위치된 높이에서 관(20)에 관통-홀(22)이 존재하고, 회수 포트 조립체(100)는 관통-홀(22)에 배치된다. 도 3a 내지 도 3c에서, 포트 조립체(100)는 (45 cm 컬럼에서) 관의 하단으로부터 약 21 cm의 높이에 도시되어 있으나, 이러한 높이는 21 cm 미만일 수 있다. 그 목표는 포트 조립체(100)를 하단 유동 분배기(24B)에 근접 배치하는 것이다.

도 4는 도 3a에서 원으로 표시된 화상 부분 내의 포트 조립체(100)의 확대 측면도를 도시한다. 도 4는 관(20)의 벽 내에 내재된 포트 조립체(100)를 도시한다. 포트 조립체는, 관(20)의 벽 내에 내재된 포트(101)를 포함하고, 그 일 단부(위생 클램프(106)를 갖는 트리-클램프 단부)는 벽으로부터 돌출되고, (가스켓(102)을 갖는) 내측 단부(102)는 벽의 내측 및 관(20)의 내측에 위치된다.

도 5 및 도 6은, 내부 단부 상의 피팅보다 더 큰 외경을 갖는, 원통형 포트(101)의 사면형 플랜지(110)(도 5에 가장 잘 도시됨)를 포함하는 포트 조립체(100)를 도시한다. 이러한 포트(101)는 폴리프로필렌과 같은 강성 플라스틱으로부터 가공될 수 있다. 포트(101)의 본체는 피팅, 예를 들어 트리-클램프 피팅 단부로부터 플랜지(110)에 나사 결합된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 플랜지(110)가 사면형이 되어, 컬럼 내의 패킹된 매체 베드 내로의 침입을 최소화하고, 사면부는 컬럼 관 내측의 액체가, 상당한 와류를 생성하지 않고, 포트에 의해서 매끄럽게 유동될 수 있게 허용하도록 구성된다.

도 4, 도 5, 및 도 6에 도시된 바와 같이, 가스켓(102), 예를 들어 실리콘 그로밋 가스켓(silicone grommet gasket)은 플랜지(110)와 관(20)의 벽 사이에 개재되도록 포트(101)의 본체 주위에 배열된다.

포트(101)는 관(20) 내에 가공된 관통-홀(22)을 통해서 내측부로부터 설치된다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 와셔(104), 예를 들어 폴리프로필렌 또는 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS) 와셔가 이어서, 관통-홀(22)을 통해서 컬럼 관(20)의 외측부까지 돌출되는 포트(101)의 본체 상에 배치된다. 또한 폴리프로필렌 또는 ABS로 제조될 수 있는, 포트 너트(103)가 이어서 포트(101)의 본체 상으로 나사 결합되고 조여져서 포트 조립체(100)를 관(20)의 벽에 고정한다.

포트(101)는, 외부 단부에서의 단부 캡의 치수에 합치되도록, 플라스틱, 예를 들어 폴리프로필렌 또는 다른 강성 플라스틱으로부터 가공될 수 있는 플러그(105)로 밀봉되고, 단부 캡은 그러한 치수 이후에 직경이 감소되어 포트(101) 내의 관통 홀의 직경과 합치된다. 홈(111)이, 예를 들어 실리콘으로 제조된 플러그 O-링(108)을 위한 트리-클램프 단부에 대향되는 플러그(105)의 단부 상에서 가공된다. 이러한 O-링은 패킹 매체가 플러그의 내부 단부를 지나서 포트의 개구부 내로 누출되는 것을 방지하고, 그러한 누출은, 세정하기 어려울 수도 있는 지역(예를 들어, 사구역)을 생성할 수 있다.

플러그의 단부는 가스켓, 예를 들어 실리콘 또는 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체(EPDM) 가스켓(107)으로 포트(101)의 외부 단부에 대해서 밀봉된다. 클램프(106), 예를 들어 폴리프로필렌 클램프(예를 들어, 1.5" SaniSure® 클램프)를 이용하여 플러그 관 어댑터(105)를 포트(101)의 피팅에 밀봉하고, 그에 따라 플러그(105)가 압력 하에서 포트(101)로부터 빠지는 것을 방지한다. 일반적으로, 크로마토그래피 컬럼 내측의 임의 유체와 접촉되는 모든 재료는 USP 등급 VI이어야 한다.

크로마토그래피 컬럼 관(20)의 측면 내로 내재될 때, 포트가 컬럼 내측의 유체 유동 내로 파고 드는 것을 최소화하도록, 포트 조립체(100)가 설계된다. 포트가 유체 유동 내로 돌출하는 것을 최소화하는 것은, 유체가 컬럼의 내측을 따라서 이동될 때 포트에 의해서 발생되는 결과적인 와류를 감소시킨다. 도 5에 도시된 바와 같이, 돌출부가 6 mm 이하일 수 있으나, 그보다 작은 또는 큰 돌출부가 가능하다. 예를 들어, 크로마토그래피 컬럼 관(20) 내로의 포트의 돌출이 8 mm 미만 또는 6 mm 미만, 예를 들어 4 mm 미만, 또는 3 mm 미만일 수 있다.

컬럼의 내부 역학에 영향을 미치지 않도록, 포트 조립체(100)의 설계가 이루어진다. 예를 들어 5.0 mm 미만의 반경방향 풋프린트 또는 직경의 1.0% 미만까지 포트 조립체(100)의 전체적인 반경방향 풋프린트(footprint)를 감소시키기 위해서, 플랜지(110) 및 가스켓(102)의 두께가 최소화된다. 유동 분배기(24A 및 24B)는 매체를 컬럼 내측에서 포함하기 위해서 그 면에 초음파 용접된 다공성 메시를 갖는다. 메시는 유동 분배기(24B)의 외부 연부로부터 짧은 거리, 예를 들어 5.0 mm로 용접되고, 그에 따라 컬럼 내로 5.0 mm 초과로 돌출되지 않고 유동 분배기(24B)의 연부에 배치되는 포트 조립체(100)는 컬럼 내측의 유체의 역학에 최소한의 영향을 미칠 것이다. 플랜지(110)의 기하형태는 또한 층류 유동을 촉진하도록 구성된다. 모따기부 또는 사면부가 플랜지(110)의 연부에 부가되어, 포트 조립체(100)에 걸친 그리고 지나는 매끄러운 유체 이동을 허용한다.

또한, 포트 조립체(100)의 설계는, 유체 유동에 제공되는 플랜지(110)의 사면부 형태의, 컬럼 내측의 포트의 매끄러운 프로파일을 포함한다. 이러한 매끄러운 프로파일은, 컬럼 내측에서 희망 층류 유동(예를 들어, 난류가 아니고 쉽게 와류가 되지 않는 유동)을 유지하는데 기여한다. 매끄러운 프로파일은 또한, 박테리아 번식을 허용할 수 있는 어떠한 "사구역"(예를 들어, 정체 위치 또는 0의 속도의 유동)도 컬럼 내측의 유체가 가지지 않게 보장한다.

패킹 매체의 제거 및 회수 방법

포트 조립체(100)는 사용이 용이하다. 크로마토그래피 컬럼(50)의 일반적인 이용 중에, 클램프(106)가 제 위치에 위치되고, 크로마토그래피 컬럼(50)의 내측부는 포트 조립체(100)를 통해서 관(20)의 외측부에 유체 연결되지 않는다. 도 7을 참조하면, 사용자가 패킹 매체, 예를 들어 수지를 크로마토그래피 컬럼(50)으로부터 제거하고자 할 때, 사용자는 압력 라인(132)을 통해서 펌프(130)(예를 들어, 용적형 펌프)를 컬럼 유입구 피팅(38A) 및 (크로마토그래피 컬럼(50)의 정상 동작 중에 사용되었던) 배출구 피팅(38B) 모두에 부착한다. 이어서, 사용자는 위생 클램프(106) 및 플러그(105)를 포트 조립체(100)로부터 제거할 수 있고, 수지 수집을 위해서 배관(136)을 부착할 수 있다. 배관(136)은 수지 회수 탱크(120)의 유입구로 경로화된다.

펌프(130)는 버퍼(예를 들어, 물)를 크로마토그래피 컬럼(50) 내로 강제하여, 수지가 압력 하에서 수지 회수 포트 조립체(100)의 외부로 그리고 수지 회수 탱크(120) 내로 유동되게 한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 버퍼가 펌프(130)에 의해서 펌핑되어 크로마토그래피 컬럼(50)을 상단부 및 하단부로부터 동시에 플러싱하여, 크로마토그래피 컬럼(50) 내의 액체를 유체 유동의 유일한 가능한 경로로서 포트 조립체(100)의 외부로 강제한다. 이러한 펌핑 과정은 빠를 수 있고, 예를 들어 5, 10, 15, 20, 25, 또는 30 리터/분일 수 있고, 그에 따라, 패킹 매체의 무결성 또는 기능성을 상실하지 않고, 몇 분 내에 컬럼을 비울 수 있게 한다.

일부 실시예에서, 사용된 수지의 100%까지 크로마토그래피 컬럼(50)으로부터 회수할 수 있다. 수지는 메시(122)를 통해서 수집되고, 크로마토그래피 컬럼(50)의 플러싱이 완료되면, 수지 회수 탱크(120)로부터 제거될 수 있다. 메시는 회수 탱크(120) 내에 위치될 수 있거나, 회수 탱크(120)의 입구에 위치될 수 있다. 이러한 스테이지에서, 수지가 재사용될 수 있다.

일부 실시예에서, 수지의 크로마토그래피 컬럼(50)을 비우기 위해서 이용된 버퍼(예를 들어, 폐수)의 부피는 버퍼의 재활용에 의해서 감소될 수 있다. 수지가 메시(122)를 통해서 체로 걸러지면, 필터링된 수성 버퍼는, 크로마토그래피 컬럼(50)을 통해서, 수지 회수 탱크(120)의 배출구 및 펌프(130)를 통해 크로마토그래피 컬럼(50)으로 다시 역으로 순환될 수 있다.

일부 실시예에서, 수성 버퍼뿐만 아니라 공기가 하단 배출구 피팅(38B)으로부터 크로마토그래피 컬럼(50) 내로 도입될 수 있다. 결과적으로, 기포가 형성될 것이고 크로마토그래피 컬럼(50)을 통해서 기포작용할 것이고, 그에 따라 수지를 교반하고 따라서 컬럼의 하단으로부터의 유체 이송의 레벨을 증가시킨다. 이러한 기술은 과정의 효율 및 속력을 개선할 수 있다.

포트 조립체(100)를 통해서 수지를 크로마토그래피 컬럼(50)으로부터 제거하기 위한 방법의 단계가 도 8의 흐름도에서 도시되어 있다. 단계(200)에서, 사용자가 수지 회수를 시작할 준비가 된 때, 사용자는, 공급 라인을 컬럼 유입구 및 배출구 포트(38A, 38B)에 연결하기 위해서, 펌프 이후에 분리된 배관(132)으로, 수성 용액의 저장용기로부터 펌프(130)까지 배관 작업을 한다. 이어서, 단계(210)에서, 사용자는 보호용 측면보호부(62)(존재하는 경우)를 컬럼으로부터 제거하여 포트 조립체(100)를 노출시킨다. 단계(220)에서, 사용자는 위생 클램프(106)를 제거한다. 단계(230)에서, 사용자는 배관(136)을 포트 조립체로부터 배관 작업하고, 배관(136)을 다시 수성 용액의 저장용기(예를 들어, 회수 탱크(120))로 전환시켜, 메시(122)에서 수지를 포획한다. 단계(240)에서, 사용자는, 수지가 변위되고 탱크 내에서 회수될 때까지, 용액으로부터의 버퍼를 회수 탱크(120) 저장용기로부터 컬럼 내로 펌핑한다.

도 9에 개략적으로 도시된 대안적인 실시예에서, 버퍼를 공급하고 수지를 수집하기 위해서 회수 탱크(120)를 이용하는 대신에, 회수 탱크(120)는 크로마토그래피 컬럼(50)으로부터 비워지는 수지를 수집하기 위해서만 이용되는 한편, 저장용기 탱크(140)는 크로마토그래피 컬럼(50)으로부터 수지를 제거하기 위해서 버퍼를 공급한다. 그러한 프로세스는 전술한 실시예에서의 프로세스와 유사하나, 버퍼(예를 들어, 물)는 회수 탱크(120) 및 크로마토그래피 컬럼(50)을 통해서 순환되지 않고, 그 대신, 펌프(130)의 작용에 의해서 저장용기 탱크(140)로부터, 흡입 라인(134) 및 압력 라인(132)을 따라 크로마토그래피 컬럼(50) 내로, 이어서 포트 조립체(100)를 통해서 외부로 그리고 배관(136)을 따라서 이동되어 회수 탱크(120) 내에 수집된다.

도 9에 도시된 구성을 이용하여 포트 조립체(100)를 통해서 수지를 크로마토그래피 컬럼(50)으로부터 제거하기 위한 단계가 도 10의 흐름도에서 도시되어 있다. 단계(300)에서, 사용자가 수지 회수를 시작할 준비가 된 때, 사용자는, 공급 라인을 컬럼 유입구 및 배출구 포트(38A, 38B)에 연결하기 위해서, 펌프 이후에 분리된 배관(132)으로, 수성 용액의 저장용기(예를 들어, 저장용기 탱크(140))로부터 펌프(130)까지 배관 작업을 한다. 이어서, 단계(310)에서, 사용자는 보호용 측면보호부(62)(존재하는 경우)를 컬럼으로부터 제거하여 포트 조립체(100)를 노출시킨다. 단계(320)에서, 사용자는 위생 클램프(106)를 제거한다. 단계(335)에서, 사용자는 배관(136)을 포트 조립체로부터 배관 작업하고 배관(136)을 충분한 크기의 회수 탱크(120)(예를 들어, 크로마토그래피 컬럼(50)의 회수된 내용물 및 컬럼을 플러싱하는데 필요한 버퍼 용액을 포함하기에 충분할 정도로 큰 부피를 갖는 회수 탱크(120))로 전환한다. 단계(230)에서, 사용자는, 수지가 변위되고 회수 탱크(120) 내에서 회수될 때까지, 버퍼 용액을 저장용기 탱크(140)로부터 컬럼 내로 펌핑한다.

도 11에 개략적으로 도시된 대안적인 실시예에서, 버퍼를 공급하는 저장용기 탱크(140)로부터의 버퍼뿐만 아니라 공기 공급원(150)으로부터의 공기 모두가 크로마토그래피 컬럼(50)으로부터 수지를 제거하기 위해서 이용된다. 회수 탱크(120)는 크로마토그래피 컬럼(50)으로부터 비워진 수지를 수집하기 위해서 이용된다.

그러한 프로세스는 전술한 실시예에서의 프로세스와 유사하나, 버퍼(예를 들어, 물)는 펌프(130)의 작용에 의해서 저장용기 탱크(140)로부터 흡입 라인(134) 및 압력 라인(132)을 따라 크로마토그래피 컬럼(50) 내로, 이어서 포트 조립체(100)를 통해서 외부로 그리고 배관(136)을 따라서 이동되어 회수 탱크(120) 내에 수집된다. 또한, 공기 또는 다른 멸균 가스가 공기 공급원(150)으로부터 공급될 수 있고 배관(152)을 통해서 크로마토그래피 컬럼(50)(예를 들어, 컬럼 배출구 포트(38B))에 전달될 수 있다. 공기가 컬럼 내로 펌핑되어, 탱크 내에 남아 있는 버퍼 및 수지 모두가 포트 조립체(100)를 통해서 그리고 배관(136)을 따라 배출되게 함으로써, 회수 탱크(120) 내에 수집되게 한다. 희망하는 경우에, 이어서 부가적인 버퍼가 저장용기 탱크(140)로부터 흡입 라인(134) 및 압력 라인(132)을 따라 펌핑되어 크로마토그래피 컬럼(50)을 재충진할 수 있고, 그에 따라 공기 유동에 의해서 중단된 컬럼 내의 임의 미립자를 현탁시킬 수 있다. 일단 충진되면, 공기가 다시 공기 공급원(150)으로부터 펌핑되어, 버퍼 및 수지를 포트 조립체(100)를 통해서 그리고 배관(136)을 따라서 강제하여, 다시 한번 회수 탱크(120) 내에 수집되게 할 수 있다. 버퍼로 컬럼(50)을 재충진하고 컬럼(50)을 공기로 배기하는 이러한 단계들은, 희망하는 경우에, 반복될 수 있다.

공기 공급원(150)으로부터의 공기는 동시에 유입구(38A) 및 배출구(38A) 모두를 통해서 컬럼(50) 내로 유동될 수 있다. 이러한 공기는 각각의 유동 분배기(24A, 24B)의 중심 홀을 통해서 이동되고 컬럼에 진입한다. 이어서, 공기는 이전에 펌핑된 유체 및 매체를 포함하는 챔버 내로 기포 작용한다. 기포 작용은 패킹된 베드를 중단시키고 매체를 용액 내로 혼합시켜, 매체가 측면 포트(100)를 빠져 나가는 것을 돕는다. 공기 유입은 컬럼 내에서 난류적으로 혼합하여, 컬럼 내의 입자 및 액체의 혼합을 생성하는데 도움을 준다.

도 11에 도시된 구성을 이용하여 포트 조립체(100)를 통해서 수지를 크로마토그래피 컬럼(50)으로부터 제거하기 위한 단계가 도 12의 흐름도에서 도시되어 있다. 단계(400)에서, 사용자가 수지 회수를 시작할 준비가 된 때, 사용자는, 공급 라인을 컬럼 유입구 및 배출구 포트(38A, 38B)에 연결하기 위해서, 펌프 이후에 분리된 배관(132)으로, 수성 용액의 저장용기(예를 들어, 저장용기 탱크(140))로부터 펌프(130)까지 배관 작업을 한다. 이어서, 단계(410)에서, 사용자는 보호용 측면보호부(62)(존재하는 경우)를 컬럼으로부터 제거하여 포트 조립체(100)를 노출시킨다. 단계(420)에서, 사용자는 위생 클램프(106)를 제거한다. 단계(435)에서, 사용자는 배관(136)을 포트 조립체로부터 배관 작업하고 배관(136)을 충분한 크기의 회수 탱크(120)(예를 들어, 크로마토그래피 컬럼(50)의 회수된 내용물 및 컬럼을 플러싱하는데 필요한 버퍼 용액을 포함하기에 충분할 정도로 큰 부피를 갖는 회수 탱크(120))로 전환한다. 단계(440)에서, 사용자는, 수지가 변위되고 회수 탱크(120) 내에서 회수될 때까지, 버퍼 용액을 저장용기 탱크(140)로부터 컬럼 내로 펌핑한다.

이어서 사용자는, 단계(445)에서, 예를 들어 공기의 제트로서 지향된, 공기를 공기 공급원(150)으로부터 컬럼 내로 펌핑한다. 공기는 탱크 내에 있는 매체를 중단시키고, 단계(440)에서 컬럼 내로 펌핑된 용액에 의해서 생성된 세공을 통해서 이동된다. 공기가 펌핑되어, 공기만이 회수 탱크로 전달될 때까지, 매체를 포트를 통해서 외부로 밀어 낸다. 이어서, 단계(450)에서, 포트 유체 경로가 (예를 들어, 밸브로) 폐쇄되고, 컬럼이 저장용기로부터 용액으로 재충진된다. 단계(455)에서, 충진은 컬럼 내에 남아 있는 임의 매체를 재-현탁시키고, 이어서 포트가 개방되고 공기가 다시 한번 컬럼 내로 펌핑되어 포트를 통해서 매체를 외부로 강제한다. 단계(460)에서, 회수 탱크 내에서 (다양한 센서 및 진단을 통해서 측정된) 희망 수지 회수 수득에 도달된 경우에, 프로세스가 단계(470)에서 완료된다. 희망 수득에 도달되지 않은 경우에, 단계(450)가 반복되고, 컬럼을 매체로 충진하고 이어서 공기로 컬럼을 퍼지하는 단계(455)가 후속된다. 희망 수득(단계(460))에 도달될 때까지, 단계(450 및 455)가 반복된다. 일부 실시예에서, 회수 탱크(120) 내의 수지 수득을 측정하여, 희망 수득에 도달한 때를 결정한다. 일부 실시예에서, 단계(450) 및 단계(455)의 많은 수의 반복은, 희망 수득에 도달되었다는 것(예를 들어, 2번의 반복, 3번의 반복), 또는 많은 수의 컬럼 부피가 이용되었다는 것(예를 들어, 2 CV, 3 CV)을 결정한다.

패킹 매체의 제거 및 회수를 위한 대안적인 설계

일부 실시예에서, 유입구/회수 포트의 조합이 가능하다. 포트는, 중심부 내로 가공된 관통-홀을 가질 수 있는 재설계된 유동 분배기 내에 설치될 수 있다. 포트가 완전 하부 위치에 설치될 때(도 13b에 도시된 설치), 관통-유동은 컬럼 동작 중에 메시만을 통과하도록 강제될 수 있다. 수지 회수는, 유동 분배기 내에서 관통 홀을 노출시키기 위해서 포트를 후퇴시킴으로써, 실시될 수 있다. 이는 수지가 메시를 우회하게 할 수 있다. 이어서, 액체가 컬럼 배출구를 통해서 펌핑될 수 있고, 수지는 후퇴된 유입구 포트를 통해서 컬럼의 외부로 유동될 수 있다(도 13c에 도시된 수지 회수 설치).

컬럼에 대해서 비-파괴적일 수 있고 수지 오염을 방지할 수 있는 수지 제거를 위한 다른 선택 사항이, (도 13a에 도시된) 유동 분배기 내의 제거 가능한 플러그를 포함한다. 이러한 플러그는 상단 또는 하단 유동 분배기 내에 설치될 수 있다. 이어서, 액체는 컬럼 유입구 및/또는 배출구 포트를 통해서 펌핑될 수 있고, 수지는 포트의 외부로 유동될 수 있다.

예

이하의 예는, 비제한적으로, 본원에서 설명된 시스템 및 방법을 예시한다.

예 1 - 측면 포트를 갖는 압력 테스팅 조립체

도 14a 내지 도 14d는, 압력 테스트된 홀 및 측면 포트를 갖는 컬럼의 설계에 포함된 구성요소의 상세도를 도시한다. 조립체는, 관의 하단부로부터 유동 분배기의 면까지 측정된, 관 내에 9.0 mm 삽입된 하단 유동 분배기(24B)로 구축되었고, 포트는 관의 측벽에 설치되었다. 하단 유동 분배기는, 접착제로 관 벽에 접착된 3개의 접착 쐐기로 관 내에 포함되었다.

상단 유동 분배기(24A)가 관 내로 삽입되었고, 조립체가 90 PSI까지 가압되었다. 이러한 테스트는, 측면 포트를 갖는 컬럼이 일체형이고, 45 PSI인, 이러한 조립체에 대한 최대 정격 동작 압력 보다 높은 2배의 안전 인자(two-fold factor of safety)(FOS)까지 압력을 포함할 수 있다는 것을 보여준다.

예 2 - 포트가 있는 그리고 없는, 45 cm 컬럼 유체 역학의 수치적 시뮬레이션

컴퓨터 유체 역학(CFD)을 이용하여, 컬럼의 측벽에 포트를 가지는 그리고 가지지 않는 컬럼을 통한 유체 유동을 시뮬레이트하였다. 45 cm 컬럼은 이러한 적용예를 위한 최악의 경우로 간주되었는데, 이는 그러한 컬럼이 작은 내경을 가졌고 포트가, 60 cm 컬럼에 비해서, 더 큰 내경의 백분율을 나타낼 것이기 때문이다. 이는, 포트가 45 cm 컬럼에서 유체 유동의 보다 큰 부분에 잠재적으로 영향을 미칠 수 있다는 것을 의미한다.

모델은 컬럼의 비대칭적인 부피를 고려하였고, 컬럼을 절반으로 나누고 4,516,230개의 셀로 분할하였다. 유체는 상단 메시를 통해서 유입되었고 하단 메시를 통해서 빠져 나갔다. 베드는 32.82 L(20 cm 베드 높이)의 부피를 갖는 다공성 매체로서 처리되었고, 컬럼을 통한 유체 속도가 정상 상태 100 cm/시에서 테스트되었다. 이러한 시뮬레이션은, 컬럼 내의 유체를 1의 농도로부터 0의 농도로 교환하는데 걸릴 수 있는 시간(부피 변화)에 대해서 관찰하였다. 이는, 전형적인 컬럼 동작을 나타낸다.

도 18a 및 도 18b는 컬럼 공간 전체를 통한 국소적인 유체 속도를 관찰한다. 이러한 테스트는 컬럼을 통해서 이동되는 100 cm/시의 유체 속도를 가정하였다. 도 18a는 컬럼의 횡단면을 통한 유체 속도를 나타낸다. 도 18b는 컬럼 내측의 포트 주위의 2개의 상이한 수직 및 수평 횡단면을 통한 상세한 유체 속도를 보여준다. 도 18c는 컬럼 내의 유체의 부피 분율 대 컬럼을 통해서 플러싱된 컬럼 부피의 대수 그래프를 도시하고, 이는 내부 유체 농도를 1로부터 0으로 변화시키기 위한 부피 변화의 양(이러한 경우에, 20 cm 베드 높이 및 45 cm 직경)이다. 이러한 경우에, 이는 100 배의 농도 감소를 초래하였다. 결과는, 수지 회수 포트가, 포트가 없는 컬럼에 비해서, 컬럼의 퍼지에 치명적인 영향을 미치지 않는다는 것을 보여준다.

포트가 "플러그 유동" 조건을 손상시키지 않도록, 포트가 의도적으로 편평하게 설계되었다. 컬럼 내의 유체 유동에 미치는 임의 영향을 감소시키기 위해서, 사면부가 포트의 내부 둘레 주위의 플랜지 및 가스켓에 부가되었다.

예 3 - 포트가 있는 그리고 없는 컬럼의 유동 성질

포트 설계 및 컬럼 관 내의 배치는, 비-변경 컬럼에 비해서 변화되지 않은, 유동 성질 및 크로마토그래피 성능 기여를 초래한다. 이는 표준 패킹 컬럼 효율 테스트 방법을 통해서, 즉 이론적 판 및 비대칭성의 결정을 통해서 확인되었다. 분자량 마커를 이용한 크기 배제 분해능 테스팅을 또한 실시하여 성능을 추가적으로 확인하였다. 패킹 포트가 있고 없는 OPUS® 컬럼을 Sepharose® 6FF 수지로 각각 45 cm의 내경 x 20 cm 높이의 치수에서 패킹하였다. 2% 아세톤 용액의 1% 베드 부피를 주입함으로써, 효율 테스팅을 실시하였다. 이동 가능 상은 0.1M NaCl로 이루어졌고 100 cm/시 선형 속도에서 이동되었다.

컬럼 효율

	판/m @100 cm/시	대칭성 @100 cm/시
표준 설계	2636 ± 200	1 ± 0.1
회수 포트 설계	661	2

큰 분자량 덱스트란(블루 덱스트란 - Sigma cat # D5751), 소혈청 알부민(BSA) 및 아세톤을 크기 배제 크로마토그래피(SEC) 분자량 마커로서 이용하였다. 덱스트란은 배제된 분율, 부분적으로 포함된 BSA 부분 및 완전히 포함된 부피의 아세톤을 나타냈다. 각각은 인산염 버퍼링된 식염수 용액(PBS) 또는 물 내에서 1% 베드 부피에서 주입되었고, 30 cm/시의 선형 속도에서 희석되었다. 도 15a는 표준 설계 컬럼에 대한 SEC 희석 프로파일을 도시한다. 희석된 피크의 분해능이 이하의 표 2에 도시되어 있다.

희석된 피크의 분해능

블루 덱스트란/아세톤	블루 덱스트란/BSA	BSA/아세톤
4.1	1.8	8

도 15b 및 이하의 표 3은, 측면 상의 회수 포트를 갖는 컬럼에 대한 SEC 결과를 보여준다. 표 3은, 측면 상에서 수지 회수 포트를 갖는 OPUS 컬럼의 SEC 크로마토그래피로부터 계산된 바와 같은 분자량 마커들 사이의 분해능을 보여준다.

SEC 결과

블루 덱스트란/아세톤	블루 덱스트란/BSA	BSA/아세톤
7.7	2.7	1.5

1.5 초과의 분해능이 기준선 분해능으로서 간주되고, 이는 2개의 피크들 사이의 분리가 기준선 레벨이라는 것을 의미한다. 분해능은 회수 컬럼 상의 측면 포트에 의해서 부정적으로 영향을 받지 않았다.

예 4 - 인산염 제거에 의해서 측정된 사구역의 부재

미리-패킹된 컬럼의 위생 설계는 중요한 특징이다. 이러한 실험은, 회수 포트 설계 및 컬럼 관 내의 배치가, 분자, 화학물질 또는 미생물 종이 포획될 수 있고 시간에 걸쳐 침출될 수 있는 사구역을 생성하지 않는다는 것을 확인한다. 이러한 효과는 추적자 분자로서 무기 인산염을 이용하여 연구되었다. 패킹 포트가 있고 없는 OPUS 컬럼을 Sepharose 6 Fast Flow® (GE Healthcare) 수지로 각각 45cm의 내경 x 20 cm 베드 높이의 치수에서 패킹하였다.

이러한 실험에서, OPUS® 컬럼은 100cm/시의 유량에서 물의 2 내지 3 컬럼 부피(CV)로 세척되었다. 컬럼에 1M Na₃PO₄의 1 CV가 로딩되었다. 샘플은 컬럼 상에서의 인산염의 로딩 및 재순환 중에 각각 0.5 내지 1 CV에 대해서 수집되었다. 컬럼을 물로 세척하였다. 이어서, 물 세척 컬럼 용출액의 샘플을 최초 2.5 CV에 대해서 0.2 CV 마다 수집하였다. 이어서, 샘플을 총 6 CV에 대해서 0.5 CV 마다 수집하였다. 인산염 분석을 위한 단계는 다음과 같았다: 샘플(필요한 경우) 희석 및 250 μM PO₄ 내지 1 μM PO₄ 범위의 표준 곡선으로 96-웰(well) 판 상에 각각 100 μL를 피펫팅. 100 μL의 반응물(분석 시약: 2 부피 물, 1 부피 6 N 황산, 1 부피 2.5% 암모니아 몰리브데이트, 1 부피 10% 아스코르브산) 및 60 ℃에서 10분간 배양. 인산염 분석에 대한 검출 한계는 1μM이다.

도 16a는 2.5 CV 플러싱 후에 작은 분자(예를 들어, 인산염) 제거에서의 6 초과의 지수 감소를 갖는 변경되지 않은 컬럼 설계를 이용한 제어 실험의 결과를 도시한다. 도 16b는 2.5 CV 플러싱 후에 작은 분자(예를 들어, 인산염) 제거에서의 6 초과의 지수 감소를 나타내는, 측면 상에 포트를 갖는 컬럼의 결과를 도시한다. 이러한 2개의 도면의 프로파일은 거의 동일하고, 작은 분자(예를 들어, 인산염)는, 관 벽의 내부 측벽 상의 수지 회수 포트의 존재로 인해서, "사구역" 내에 포획되지 않는다는 것을 나타낸다.

예 5 - 박테리아 및 내독소 제거에 의해서 측정된 사구역의 부재

크로마토그래피 컬럼을 세정할 수 있는 능력은 중요한 속성이다. 이러한 실험에서, 측면 상에 수지 회수 포트를 갖는 컬럼은 측면 상에 포트가 없는 컬럼과 유사한 방식으로 박테리아 및 내독소 오염이 세정 및 위생 처리될 수 있다는 것이 확인된다.

Sepharose 6 Fast Flow® (GE Healthcare)으로 20 cm의 베드 높이까지 패킹된 45 cm ID의 OPUS® 컬럼이 1 OD 600 밀도의 E. coli 배양액으로 의도적으로 로딩되었다. 컬럼은 100 cm/시에서 1 CV의 박테리아 배양액의 펌핑에 의해서 로딩되었다. 컬럼은 16 시간 동안 상온에서 배양되었다. 배양 후에, 컬럼을 100 cm/시의 유량으로 5 CV의 물로 씻어 냈다. 씻어낸 후에, 컬럼을 이하의 위생 처리 과정으로 위생 처리하였다:

· 1M 수산화나트륨으로 30분 동안 100 cm/시의 상향 유동으로 플러싱하였다

· 1M 수산화나트륨으로 30분 동안 100 cm/시의 하향 유동으로 플러싱하였다

· 1M 수산화나트륨을 100 cm/시로 상향 유동으로 2시간 동안 재순환시켰다

· 1 시간 동안 1 M 수산화나트륨 내에서 컬럼을 배양하였다(내독소의 완전한 제거를 위한 정적 위생 처리)

· 중성 pH에 도달될 때까지 100 cm/시의 물로 플러싱하였다.

유출물의 샘플을 취하였다: 바이오버든 및 내독소 결정을 위한 접종(inoculation)-후, 및 위생처리-후. 결과가 표 4에 도시된다.

바이오버든 및 내독소 제거

	바이오버든	내독소
E.coli 로딩 후	너무 많아 카운트할 수 없음	> 0.25 EU/mL
위생 처리 후	0 CFU/mL	< 0.25 EU/mL

예 6 - 액체를 이용한 수지의 회수

도 17a 내지 도 17c를 참조하면, 이러한 예는 컬럼의 측벽에 설치된 포트가 패킹된 컬럼으로부터 수지를 회수하기 위해서 이용될 수 있는 시스템을 도시한다. 도 17a 및 도 17b는, 컬럼의 측면에 부착되고 수지 회수가 시작될 때 포트 노출을 위해서 제거되는 측면보호부(62), 및 회수에 앞서서 클램프로부터 제거되는 타이 랩(180)(도 17c)을 도시한다. 수지 회수 측면 포트를 갖는 45 cm 내경의 OPUS® 크로마토그래피 컬럼이 Sepharose 6 Fast Flow®(GE Healthcare) 수지로 20 cm 베드 높이까지 패킹되었다. 배관이 컬럼의 유입구 및 배출구 포트에 연결되었다. 측면 포트 플러그가 제거되었고, 1.5"관이 1.5" TC 연결부로 그에 연결되었다. 크로마토그래피 매체가 측면 포트를 통해서 수집 용기 내로 배출되었고, 매체는 수집 용기에서 슬러리로 포획되었다. 이는, 물을 시스템에 대한 1 바아를 초과하지 않는 배압의 유량으로 동시에 각각의 포트 내로 펌핑함으로써 달성되었다. 도 9 및 도 10에 개략적으로 도시된 이러한 전체적인 시스템 및 프로세스가 버퍼의 5 컬럼 부피(CV)로 실시되었다.

예 7 - 액체 및 공기를 이용한 수지의 회수

이러한 예는, 미리-패킹된 컬럼의 측벽에 설치된 포트가 액체 및 가스의 조합을 이용하여 미리-패킹된 컬럼으로부터 수지를 회수하기 위해서 이용될 수 있는 시스템을 보여준다. 수지 회수 측면 포트를 갖는 OPUS® 미리-패킹된 크로마토그래피 컬럼이 다양한 크로마토그래피 수지로 패킹되었다. 배관 세트가 "y" 구성으로 컬럼의 유입구 및 배출구 포트에 연결되어, 양 포트에 대한 유체 유동을 동시에 허용하였다. 다른 배관의 단편이, 수지 슬러리를 수집하기 위해서 적절한 크기의 수집 용기 내에 자유 단부가 배치된 측면 포트 조립체에 부착되었다.

제1 단계가 유체 유동을 유입구 및 배출구 컬럼 포트에 동시에 제공하였고, 회수 측면 포트를 통해서 수지를 방출하기 시작하였다. 이는, 물(또는 바람직한 용액으로 대체될 수 있다)을 이용하여 1 내지 2 분의 기간에 걸쳐 100 cm/시로부터 500 cm/시까지 유동을 상승시킴으로써 이루어졌고, 500cm/시는 45 cm 컬럼의 경우에 13.7 L/분과 동일하다. 압력이 이러한 단계 중에 유입구 포트 내로 1 바아를 초과하지 않았다. 약 1 컬럼 부피(CV)의 용액을 펌핑한 후에, 유동이 중단되었다.

이어서, 모든 가능한 슬러리(남은 수지)가 측면 포트를 통해서 제거되고 공기 만이 배기될 때까지, 공기가 0.5 바아 미만의 압력에서 유입구 포트를 통해서 공급되었다. 배출구 포트는 이러한 단계 중에 폐쇄되었다.

다음에, 물(또는 바람직하게 용액)이 컬럼 배출구 내로 (상향-유동으로) 펌핑되었다. 컬럼을 물로 충진하고 공기를 퍼징하는 동안 모든 남아 있는 수지가 재-슬러리화(재-현탁)되도록 보장하기 위해서, 유동이 1 내지 2 분의 기간에 걸쳐 100 cm/시로부터 500 cm/시까지 상승되었다. 유입구 포트로부터 폐기물로 유동되기 시작할 때까지, 물(또는 바람직하게 용액)이 펌핑되었다. 이러한 시점에 유동이 중단되었다. 측면 포트는 이러한 단계 중에 폐쇄되었다.

모든 수지(또는 수지의 90% 이상, 또는 희망하는 회수 수득)가 컬럼으로부터 회수되었을 때까지, 물 및 공기 퍼지의 이러한 단계가 반복되었다. 수집 탱크 내의 수지의 양을 측정하여, 회수된 백분율을 결정하였다. 이러한 전체 시스템 및 프로세스가 도 11 및 도 12에 개략적으로 도시되어 있다.

하나의 실험에서, Sepharose® 6 FF(GE Healthcare) 매체는, 3 CV의 용액으로 수지 회수 측면 포트를 갖는 45 cm i.d. x 20 cm b.h. OPUS® 미리-패킹된 크로마토그래피 컬럼으로부터 회수되었고, 99% 수지 수득을 초래하였다. 제2 실험에서, POROS® 50HQ 매체가 3.25 CV의 용액으로 유사한 45cm x 20 cm 컬럼으로부터 회수되어, 99% 수득을 초래하였다.

다른 실시예

본 발명이 그 상세한 설명으로 설명되었지만, 전술한 설명은 예시를 위한 것이고 첨부된 청구항의 범위에 의해서 규정되는 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아님을 이해할 수 있을 것이다. 다른 양태, 장점, 및 변경예가 이하의 청구항의 범위 내에 포함된다.

Claims

유입구 및 배출구를 갖는 컬럼 관, 그리고 패킹 매체로 충진되는 컬럼 관 내의 챔버를 함께 형성하는 제1 및 제2 유동 분배기들 사이에서 컬럼 관의 벽 내에 배열된 포트 조립체를 포함하는, 미리-패킹된 크로마토그래피 컬럼으로부터 패킹 매체를 회수하는 방법이며:
배관을 수성 용액의 제1 저장용기로부터 펌프에 그리고 컬럼 유입구 및 컬럼 배출구에 부착하는 단계;
포트 조립체를 개방하는 단계;
배관을 포트 조립체에 그리고 제2 저장용기에 부착하는 단계; 및
수성 용액을 제1 저장용기로부터 컬럼 유입구 및 컬럼 배출구 내로 챔버 내로 그리고 포트 조립체를 통해서 제2 저장용기 내로 펌핑하고, 그에 의해서 패킹 매체를 유동 수성 용액과 함께 컬럼으로부터 제거하는 단계
를 포함하며,
포트 조립체는,
컬럼 관의 벽 내의 개구부를 관통하는 제거 가능한 포트;
제거 가능한 포트로부터 플러그의 제거를 용이하게 하도록 구성되었으며, 제거 가능한 포트의 외측으로부터 연장되는 외부 단부를 포함하는 플러그; 및
플러그를 포트 내에 고정시키도록 구성된 클램프를 포함하는, 방법.
제1항에 있어서,
포트 조립체를 개방하는 단계가 클램프를 포트 조립체로부터 제거하는 단계를 포함하는, 방법.
제1항에 있어서,
제2 저장용기가 제1 저장용기와 동일한, 방법.
제1항에 있어서,
제2 저장용기가 제1 저장용기와 상이한, 방법.
제1항에 있어서,
제2 저장용기 내의 메시를 통해서 패킹 매체를 필터링하고 수집하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제1항에 있어서,
공기를 배출구를 통해서 크로마토그래피 컬럼 내로, 패킹 매체를 컬럼 내에서 현탁시키기에 충분한 양 및 부피로 펌핑하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제1항에 있어서,
컬럼 내의 패킹 매체가 5 컬럼 부피 미만의 수성 용액을 이용하여 20분 미만에 제거되는, 방법.
제1항에 있어서,
패킹 매체는, 아가로오스, 실리카, 세라믹 또는 아크릴레이트 또는 셀룰로오스계 재료의 중합체 중 임의의 하나 이상을 포함하는 정지 상 입자의 슬러리를 포함하는, 방법.
제1항에 있어서,
가스를 가스 공급원으로부터 챔버 내로 그리고 포트 조립체를 통해서 제2 저장용기 내로 펌핑하고, 그에 의해서 패킹 매체를 유동 수성 용액과 함께 컬럼으로부터 제거하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제1항에 있어서,
챔버를 재충진하기 위해서 그리고 임의의 나머지 패킹 매체 입자를 현탁시키기 위해서, 수성 용액을 제1 저장용기로부터 펌핑하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제1항에 있어서,
가스를 가스 공급원으로부터 펌핑하는 단계 및 희망 패킹 매체량이 제2 저장용기 내로 펌핑될 때까지 챔버를 재충진하기 위해서 용액을 펌핑하는 단계를 반복하는 단계를 더 포함하는, 방법.
크로마토그래피 컬럼이며:
제1 단부 및 제2 단부를 갖는 원통형 벽을 포함하는 컬럼 관;
컬럼 관의 제1 단부 내에 배열된 제1 유동 분배기 및 컬럼 관의 제2 단부 내에 배열된 제2 유동 분배기;
제1 유동 분배기와 제2 유동 분배기가 사용 시에 고정되는 위치들 사이의 컬럼 관의 벽 내의 개구부; 및
개구부 내에 고정된 포트 조립체로서, 제1 및 제2 유동 분배기들 사이에 형성된 챔버 내의 컬럼 관 내로부터 유체가 제거될 수 있게 허용하도록 구성된, 포트 조립체를 포함하며,
포트 조립체는,
컬럼 관의 벽 내의 개구부를 관통하는 제거 가능한 포트;
제거 가능한 포트로부터 플러그의 제거를 용이하게 하도록 구성되었으며, 제거 가능한 포트의 외측으로부터 연장되는 외부 단부를 포함하는 플러그; 및
플러그를 포트 내에 고정시키도록 구성된 클램프를 포함하는, 크로마토그래피 컬럼.
제12항에 있어서,
포트 조립체는 제거 가능한 클램프를 컬럼 관의 외측에서 포함하는, 크로마토그래피 컬럼.
제12항에 있어서,
포트 조립체는 컬럼의 벽 내의 개구부 내에 고정되도록 구성된 포트를 포함하는, 크로마토그래피 컬럼.
제12항에 있어서,
포트는 사면형 연부를 갖는 컬럼의 벽의 내측 표면 내의 플랜지를 포함하는, 크로마토그래피 컬럼.
제15항에 있어서,
포트의 플랜지가 컬럼의 벽의 내측 표면을 지나서 6 mm 미만으로 돌출되는, 크로마토그래피 컬럼.
제15항에 있어서,
컬럼 내측의 유체 내에서 유체가 접근할 수 없는 구역을 방지하도록, 포트의 플랜지가 구성되는, 크로마토그래피 컬럼.