KR20160013173A - 추출가능물이 적은 대용량 복합 심층 필터 매질 - Google Patents
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Abstract
폴리아크릴로니트릴(PAN) 섬유, 필터 보조제, 및 습윤강도 수지를 함유하는 제2층을 일체로 구비한 부직물 제1층을 갖는 복합 심층 필터 매질을 포함하는 생물학적 유체의 정화를 위한 심층 여과 장치. 상기 심층 필터 매질은 단일클론 항체의 제조에 사용된 것과 같은 수집된 세포 배양액 유체의 이차 정화 및 저 수준 불순물 제거 동안 생물학적/세포 배양액 공급스트림으로부터의 DNA 및 숙주 세포 단백질과 같은 용해성 불순물에 대한 증가된 결합능을 나타낸다. 상기 심층 필터 매질은 또한 현저히 낮은 세척 요건을 나타내므로, 낮은 수준의 방출된 유기, 무기 및 오염 미생물 추출가능물, 높은 먼지 유지능 및 양호한 내약품성 및/또는 내방사선성을 초래한다.
Description
일반적으로, 본 발명은 사용전 세척(pre-use flushing) 요건이 감소되고, 또 생물학적 생성물-함유 공급스트림(feedstream)에 함유된 숙주 세포 단백질(host cell protein, HCP) 및 기타 용해성 불순물에 대한 결합능이 증가된 대용량 심층 필터 매질(high capacity depth filter media)에 관한 것이다. 더욱 자세하게는, 본 발명은 세포 배양액/생물학적 공급스트림의 정화(clarification)에 사용되는 대용량 심층 여과(depth filtration) 장치에 관한 것으로, 이들 장치는 공급스트림으로부터 용해성 불순물을 추출하기 위해 충분한 표면적 및 흡착 특성을 갖는 무기 필터 보조제(inorganic filter aid)를 포함하는 다공성 심층 필터 매질을 이용하고, 또 현저히 낮은 세척 요건을 나타내어서, 세척 후 심층 필터 매질로부터 낮은 수준의 방출 유기 추출가능물(extractables)을 초래한다.
심층 여과는 세포 배양액의 정화(clarification)에 흔히 사용된다. 그의 명칭이 암시하는 바와 같이 심층 필터는 그의 깊이 또는 두께를 이용하여 여과를 실시한다. 필터는 전형적으로 구배 밀도 구조를 갖는 물질이어서, 일반적으로 상부 근처에서 더 큰 기공을 그리고 하부에서 더 작은 기공을 갖는다. 절대 필터와 달리, 심층 필터는 다공성 매질 전반적으로 입자를 보유하므로, 기공 크기보다 더 크고 또 더 작은 입자의 보유를 허용한다. 입자 보유는 크기 배제 및 소수성, 이온성 및 기타 상호작용을 통한 흡착을 포함하는 것으로 생각된다. 심층 필터의 오염 메카니즘은 기공 막힘, 케이크 형성 및/또는 기공 수축을 포함할 수 있다.
많은 경우에서, 심층 필터는 대부분의 조대 입자가 제1 여과 단계 동안 제거되고 또 더 미세한 입자는 제2 단계에서 여과되게 하여 연속적으로 실시될 수 있다. 따라서, 세포 및 세포 파쇄물(cell debris)과 같은 다양한 입자 크기 분포가 있는 세포 배양액에서, 심층 필터는 대다수의 현탁된 미립자를 보유하는 것을 목적으로 한다.
전통적 심층 매질은 (1) 셀룰로오스, (2) 규조토(DE) 또는 기타 필터 보조제, 및 (3) 습윤 강도(wet strength) 수지로 이루어진다. 그러나, 이들 물질은 미량의 베타 글루칸, 금속 및 물처리 스트림(aqueous process stream)에 추출될 수 있는 오염미생물(bioburden)을 함유할 수 있다.
바이오테크 산업에서, 이들 오염물질은 바람직하지 않고 또 정제 계획에 간섭을 유발할 수 있을 뿐만 아니라 생성물 분자와 네가티브 상호작용을 가질 수 있거나 또는 상기 산업에서 확립된 전형적인 허용 기준을 초과할 수 있다. 예를 들어, 셀룰로오스 섬유 필터로부터 추출된 것으로 나중에 베타 글루칸으로 확인된 물질은 LAL(Limulus Amebocyte Lysate) 시험(Pearson, F.C., et al 1984 Applied and Environmental Biology 48:1189-1196)에서 내독소에 대하여 허위 양성(false positives)을 초래함이 밝혀져 있다. 일부 경우에서, 최종 생성물 중의 고수준의 알루미늄 이온은 인간의 신경계에 대하여 신경독성 효과를 가질 수 있다.
사용하기 전에, 심층 필터는 유기 및 무기 오염물질의 수준을 허용가능한 값으로 감소시키기 위하여 통상 물과 같은 수용액을 사용한 광범위한 전세척(preflushing)을 필요로 한다.
오염미생물을 줄이기 위하여, 심층 필터는 0.5N NaOH와 같은 가성 위생화제(sanitant)에 의해 30분간 전처리(pretreated)될 수 있다.
심층 필터 오염미생물을 줄이기 위한 다른 방법은 감마 조사(gamma irradiation)와 같은 방사선 처리시키는 것이다.
심층 필터 오염미생물을 줄이기 위한 또 다른 방법은 오토클레이빙에 의하거나 또는 심층 필터 성분을 함유하는 전체 필터 장치가 고압하에 증기에 처리되는 정치증기멸균(steam-in-place)하는 것이다. 이들 방법은 오염미생물을 감소시킬 수 있지만, 이들은 흔히 추출가능물에 대하여 나쁜 영향을 가질 수 있다.
또한, 천연 산출 물질인 규조토(DE)는 금속 추출가능물의 주요 공급원이고, 또 DE는 천연 산출 물질이기 때문에, 그의 조성은 DE가 어디서 채굴되었는지에 따라서 크게 변동될 수 있다. 산을 사용한 DE의 전처리는 금속 추출가능물을 감소시킬 수 있는 한편, 추가의 처리 단계를 부가한다. 퍼얼라이트 또는 모래와 같은 다른 실리카계 필터 보조제는 그러한 점에서 또한 제한된다.
활성탄 필터 보조제는 목재 또는 코코넛 껍질과 같은 천연 물질로부터 흔히 공급되고 또 그의 조성은 역시 상당히 다를 수 있다.
셀룰로오스/DE 심층 필터로부터 추출가능물은 여과하는 동안 섬유 또는 입자의 파쇄와 같이 구성 물질 자체로부터 유도될 수도 있다. 습윤 강도 수지는 일반적으로 섬유 및 DE를 "접착"하는 것을 돕거나 또는 섬유 및 DE를 함께 부착하는 한편, 심층 필터로부터 용이하게 방출되는 일부의 미립자가 불가피하게 존재한다. 실제로, 셀룰로오스/DE 매질의 시트는 필터 시트를 앞뒤로 패닝(fanning)하는 단순한 작동으로부터 많은 미립자를 생성할 수 있다.
여과는 미립자가 축적할 수 있는 유용 부피, 즉, 먼지 유지능에 의해 제한된다. 전통적 심층 필터는 낮은 먼지 유지능을 갖는 경향이 있어서 필터의 대부분의 부피가 섬유 및 필터 보조제에 의해 점유된다. 심층 필터 매질은 또한 급속하게 막혀서 케이크층 형성을 초래할 수 있다.
또한, 현재 이용가능한 심층 필터 매질은 세포 배양액/생물학적 공급스트림의 처리에서 DNA 및 숙주 세포 단백질과 같은 용해성 불순물의 제거에 특별히 적합하지 않은 것은 아니다. 그러한 오염물질은 단백질 A 친화성 포획 및 결합/용리 이온 교환 크로마토그래피 단계를 비롯한 후속 하류 정제 단계를 간섭할 수 있다. 이들 불순물은 생성물 결합능을 현저히 감소시켜서 크로마토그래피 매질의 작용가능한 사용수명을 제한할 수 있다. 더 많은 불순물 로딩은 불순물 로딩을 허용가능한 수준으로 더욱 낮추기 위하여 부가적인 플로우 쓰루(flow through) 연마(polishing) 단계, 고가의 막 흡착제 또는 음이온 교환 수지가 팩킹된 컬럼의 도입을 필요로 할 수 있다.
발명의 요약
상술한 필요성과 심층 필터 매질과 관련된 문제에 대하여, 본 발명은 필터 내에 감소된 양의 추출가능물을 갖는 심층 필터 매질을 제공하는 것에 의해 사용 전(pre-use) 세척에 필요한 물의 양을 감소시킴으로써 광범위한 전세척 필요성과 유기, 무기 및 오염미생물(bioburden) 추출가능물의 방출을 피하고, 또 수집된 세포 배양액 유체에 대한 플로우 쓰루 흡착 공정 동안 세포 배양액/생물학적 공급스트림 내의 숙주 세포 단백질 및 기타 용해성 불순물에 대한 결합능 증가를 나타낸다.
본 발명의 다른 목적은 (1) 섬유, (2) 필터 보조제, 및 (3) 감소된 양의 유기, 무기 및 오염미생물(bioburden) 추출가능물을 갖는 습윤 강도 수지를 포함하는 제2층을 일체로 구비한(integral with) 부직물(nonwoven) 제1층을 포함하는 복합 심층 필터 매질을 제공하는 것으로, 사용전 세척에 필요한 물의 양을 감소시킨다.
본 발명의 더 다른 목적은 (1) 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 나일론, 폴리아크릴로니트릴, 탄소 및 유리를 포함한 부직물, (2) 약 10 mL 내지 800 mL의 캐나다 표준 여수도(Canadian Standard Freeness, CSF)를 갖는 폴리아크릴로니트릴 또는 폴리아크릴로니트릴 공중합체 섬유를 포함한 피브릴화(fibrillated) 섬유, (3) 실리카, 알루미나, 유리, 금속 산화물 또는 혼합된-금속 산화물, 이온 교환 수지 및 탄소를 포함하는 필터 보조제, 및 (4) 우레아 또는 멜라민-포름알데히드계 중합체, 폴리아미노폴리아미드-에피클로로히드린(PAE) 중합체 및 글리옥살레이트화된 폴리아크릴아미드(GPAM) 수지를 포함한 수용성 합성 중합체를 포함하는 습윤 강도 수지를 포함하는 심층 필터 매질을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 미립자 파쇄량이 감소된 심층 필터 매질을 제공하는 것이다.
본 발명의 더 다른 목적은 통상의 심층 필터 매질에 비하여 더 낮은 세척 부피와 함께 개선된 내약품성 또는 내방사선성을 갖는 심층 필터 매질을 제공하는 것이다.
본 발명의 더 다른 목적은 높은 먼지 유지능과 탁월한 조대/중간 및 미세 미립자 보유능을 갖는 전적으로 합성 필터 매질을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 생물학적 생성물 공급스트림 내의 용해성 처리 불순물에 대한 증가된 결합능을 갖는 심층 필터 매질을 제공하는 것이다. 이들 용해성 처리 불순물은 숙주 세포 단백질(HCP) 및 DNA를 포함할 수 있다. 이러한 심층 필터 매질은 수집된 세포 배양액 유체(host cell culture fulid, HCCF) 공급스트림으로부터 낮은 수준의 숙주 세포 단백질 및 DNA 불순물 세정을 허용한다.
본 발명의 다른 목적은 불용성 불순물, 세포 파쇄물, 및 콜로이드 물질의 이차 정화와 함께 용해성 불순물에 대한 플로우 쓰루 흡착 공정을 이용하는 것에 의한 낮은 수준의 불순물 세정을 달성하는 심층 필터 매질을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 이온성 및 소수성 흡착 메카니즘의 조합에 의해 공급스트림 내에서 HCP 및 DNA와 같은 용해성 처리 불순물의 소정 집단을 결합하는 충분한 표면적 및 표면 대전 특징을 갖는 무기 필터 보조제를 포함하는 심층 필터 매질을 제공하는 것이다.
본 발명의 부가적 특징과 이점은 이하의 상세한 설명 및 특허청구의 범위에 설명된다. 본 발명의 정신과 범위로부터 벗어나지 않는 한 본 발명의 변형 및 변이가 실시될 수 있다. 상술한 일반적 설명 및 이하의 상세한 설명, 특허청구의 범위뿐만 아니라 첨부된 도면은 예시적인 것이고, 본 발명의 가르침의 다양한 실시양태을 제공하려는 것임을 이해해야 한다. 본 명세서에 기재된 특정 실시양태는 예시적으로만 제공되며 어떠한 의미로든 제한을 의미하지 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 심층 필터 매질의 일례의 개략적 실시양태를 도시한다;
도 2는 100 L/m2 물을 사용하여 600 LMH로 세척된 필터에 대한 전체 유기 탄소(Total Orgainc Carbon, TOC) 세척 곡선을 도시한다; 분획은 TOC 분석에 대하여 소정 간격에서 수집되었다.
도 3은 정화된 비-발현성 CHO 세포 배양액이 100 LMH에서 100 L/m2 로 로딩된 필터에 대한 압력 프로파일을 도시한다.
도 4는 정화된 비-발현성 CHO 세포 배양액(173 NTU)이 100 LMH에서 100 L/m2 로 로딩된 필터에 대한 탁도 파과 곡선(breakthrough curve)을 도시한다; 분획은 소정 간격으로 수집되었다.
도 5는 정화된 비-발현성 CHO 세포 배양액(91 ㎍/mL)이 100 LMH에서 100 L/m2 로 로딩된 필터에 대한 DNA 파과 곡선을 도시한다.
도 6a는 본 발명의 특정 실시양태에 따른 실시예 25에 기재된 결합된 일차 및 이차 정화장치(일차: 이차 정화 심층 필터의 면적비 2:1)에 대한 압력 프로파일이다.
도 6b는 본 발명의 특정 실시양태에 따른 결합된 Millistak + 일차 및 이차 심층 필터 벤치마크(D0HC/X0HC, 흑선) 및 결합된, 원형(prototype) 일차 및 이차 심층 필터(장치 ID 7-1/ 장치 ID 7-2, 회색선)에 대한 HCP 불순물 파과 플럿이다.
도 7a는 본 발명의 특정 실시양태에 따른 실시예 25에 기재된 커플링되지 않은 이차 정화 장치에 대한 압력 프로파일이다.
도 7b는 본 발명의 특정 실시양태에 따른 커플링되지 않은 이차 심층 필터(ID 7-3, HCP: 흑선, DNA: 흑색 원) 및 커플링되지 않은 이차 심층 필터(ID 7-2, HCP: 회색선, DNA: 회색 원)에 대한 HCP 및 DNA 불순물 파과 플럿이다.
도 2는 100 L/m2 물을 사용하여 600 LMH로 세척된 필터에 대한 전체 유기 탄소(Total Orgainc Carbon, TOC) 세척 곡선을 도시한다; 분획은 TOC 분석에 대하여 소정 간격에서 수집되었다.
도 3은 정화된 비-발현성 CHO 세포 배양액이 100 LMH에서 100 L/m2 로 로딩된 필터에 대한 압력 프로파일을 도시한다.
도 4는 정화된 비-발현성 CHO 세포 배양액(173 NTU)이 100 LMH에서 100 L/m2 로 로딩된 필터에 대한 탁도 파과 곡선(breakthrough curve)을 도시한다; 분획은 소정 간격으로 수집되었다.
도 5는 정화된 비-발현성 CHO 세포 배양액(91 ㎍/mL)이 100 LMH에서 100 L/m2 로 로딩된 필터에 대한 DNA 파과 곡선을 도시한다.
도 6a는 본 발명의 특정 실시양태에 따른 실시예 25에 기재된 결합된 일차 및 이차 정화장치(일차: 이차 정화 심층 필터의 면적비 2:1)에 대한 압력 프로파일이다.
도 6b는 본 발명의 특정 실시양태에 따른 결합된 Millistak + 일차 및 이차 심층 필터 벤치마크(D0HC/X0HC, 흑선) 및 결합된, 원형(prototype) 일차 및 이차 심층 필터(장치 ID 7-1/ 장치 ID 7-2, 회색선)에 대한 HCP 불순물 파과 플럿이다.
도 7a는 본 발명의 특정 실시양태에 따른 실시예 25에 기재된 커플링되지 않은 이차 정화 장치에 대한 압력 프로파일이다.
도 7b는 본 발명의 특정 실시양태에 따른 커플링되지 않은 이차 심층 필터(ID 7-3, HCP: 흑선, DNA: 흑색 원) 및 커플링되지 않은 이차 심층 필터(ID 7-2, HCP: 회색선, DNA: 회색 원)에 대한 HCP 및 DNA 불순물 파과 플럿이다.
실시양태의 설명
본 명세서 및 첨부된 특허청구범위의 목적을 위하여, 특별히 다르게 나타내지 않는 한, 성분의 양, 물질의 % 또는 비율, 반응 조건을 나타내는 모든 숫자, 및 본 명세서 및 특허청구범위에서 사용된 다른 숫자값은 분명히 나타내든 나타내지 않든 모든 경우에서 용어 "약"에 의해 변형되는 것으로 이해된다. 용어 "약"은 일반적으로 인용된 값(즉, 동일한 기능 또는 결과를 갖는)과 동등한 것으로 간주되는 범위의 수를 지칭한다. 많은 경우에서, 용어 "약"은 가장 가깝고 유의한 수에 가까운 숫자를 포함할 수 있다.
따라서, 특별히 다르게 나타내지 않는 한, 이하의 명세서 및 첨부한 특허청구범위에서 나타낸 숫자 변수는 본 발명에 의해 얻고자 하는 소망하는 특성에 따라 다양할 수 있는 근사값이다. 적어도 및 특허청구범위의 균등론의 적용을 제한하는 의도가 아니라면, 각 숫자 변수는 보고된 유의한 디지트의 숫자를 고려하고 또 통상의 어림 수법을 이용하여 적어도 이해된다.
본 발명을 더욱 자세하게 설명하기 전에, 다수의 용어를 정의한다. 이들 용어의 사용은 본 발명의 범위를 한정하지 않고 본 발명의 설명을 용이하게 할 뿐이다.
본 명세서에 상기 또는 이후에 인용된 모든 문헌, 특허 및 특허 출원은, 각 개별 문헌, 특허 또는 특허 출원이 참조에 의해 특별히 개별적으로 포함되는 것과 동일한 정도로 전체적으로 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.
본 발명에 사용된 바와 같은, 단수 형태 "하나", "하나의", "상기"는 다르게 분명히 나타내지 않는 한 복수도 포함하는 것이다.
용어 "기포점 기공 크기" 또는 "BP"는 필터 매질중의 최대 기공의 기공 크기이다.
본 명세서에 사용된 바와 같이 표현 "세포 배양액(cell culture)"은 세포, 세포 파쇄물 및 콜로이드 입자, 관심있는 생체분자, 숙주 세포 단백질(host cell protein, HCP), 및 DNA를 포함한다.
용어 "포획 단계", 본 명세서에 사용된 바와 같이, 일반적으로 크로마토그래피 수지에 의해 표적 분자를 결합시켜 표적 분자 및 수지의 석출물을 함유하는 고상을 초래하는데 이용되는 방법을 지칭한다. 전형적으로, 표적 분자는 상기 고상으로부터 표적 분자를 제거하는 용리 단계를 이용하여 회수되어, 하나 이상의 불순물로부터 표적 분자의 분리를 초래한다. 다양한 실시양태에서, 상기 포획 단계는 수지, 막 또는 모노리스(monolith)와 같은 크로마토그래피 매질을 이용하여 실시될 수 있다.
본 명세서에 상호교환가능하게 사용되는 용어 "중국 햄스터 난소 세포 단백질(Chinese Hamster Ovary Cell Protein)" 및 "CHOP"는 중국 햄스터 난소("CHO") 세포 배양액으로부터 유도된 숙주 세포 단백질("HCP")의 혼합물을 지칭한다. HCP 또는 CHOP는 세포 배양 배지 또는 용균액(예를 들어, 관심있는 단백질 또는 폴리펩티드(예를 들어, CHO 세포에서 발현된 항체 또는 면역접합체(immunoadhesin)를 함유하는 수집된 세포 배양액 유체) 중에서 불순물로서 일반적으로 존재한다. 일반적으로, 관심있는 단백질을 포함하는 혼합물 중에 존재하는 CHOP의 양은 관심있는 단백질에 대한 순도 정도를 제공한다. 전형적으로, 단백질 혼합물 중의 CHOP의 양은 혼합물 중의 관심있는 단백질의 양에 대하여 ppm(parts per million)으로 표시된다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "정화 단계" 또는 단순히 "정화"는 생체분자의 정제에처 초기에 사용된 하나 이상의 단계를 일반적으로 지칭한다. 정화 단계는 이하의 단계, 예를 들어 원심분리 및 심층 여과, 접선유동여과(tangential flow filtration), 정밀여과, 석출, 응결(flocculation) 및 침강(settling) 중의 하나 또는 다양한 그의 조합을 포함한 하나 이상의 단계를 이용하여 세포 및/또는 세포 파쇄물을 제거하는 것을 일반적으로 포함한다. 일부 실시양태에서, 본 발명은 다양한 정제 계획에 흔히 사용되는 통상의 정화 단계에 비하여 개선을 제공한다. 정화 단계는 일반적으로 하나 이상의 바람직하지 않은 성분의 제거를 포함하며 소망하는 표적 분자의 포획을 포함하는 단계 이전에 전형적으로 실시된다. 정화의 다른 측면은 나중의 정제 공정 중의 멸균 필터의 막힘을 초래할 수 있는 용해성 및 불용성 성분의 제거이며, 그에 의해 전반적인 정제 공정을 더욱 경제적으로 만든다. 정화 단계는 흔히 상류의 일차 정화 단계(들) 및 하류의 이차 정화를 포함한다. 세포 배양액의 정화는 현대의 생산 뱃치 바이오리액터(<25,000 L)로부터 얻은 대량의 수집 부피로부터 고-고형분 피드스톡(feedstocks)을 수집하며 또 높은 세포 밀도는 흔히 일차 정화뿐만 아니라 후속 크로마토그래피 작업 등 이전의 이차 정화 단계를 필요로 한다.
본 명세서에 사용된 바와 같이 용어 "조대(coarse) 여과" 또는 "조대/중간 여과"는 생체분자의 정제에서 주로 전체 세포 및 일부 세포 파쇄물의 제거를 일반적으로 지칭한다.
본 명세서에 사용된 바와 같이 용어 "정밀여과(microfiltration)"는 생체분자의 정제에서 HCP, DNA, 내독소, 바이러스 및 지질과 같은 주로 세포 파쇄물, 콜로이드성 입자 및 용해성 불순물의 제거를 일반적으로 지칭한다.
본 명세서에 사용된 바와 같이 용어 "컬럼 부피" 또는 "CV"는 필터 매질의 부피와 등가인 액체의 부피를 지칭한다. 필터 매질의 부피는 필터의 표면적과 두께의 곱에 의해 산출될 수 있다.
필터 처리량(filter throughput) 값은 "리터/제곱미터" 또는 "L/m2"로 일반적으로 표현되지만, 등가 대조를 위하여, "컬럼 부피" 또는 "CV"는 샘플 간의 큰 두께 차를 설명하기 위하여 이용된다.
본 명세서에서 상호교환적으로 사용되는 용어 "오염물", "불순물", 및 "파쇄물"은 본 발명에 따른 심층 필터를 이용하여 하나 이상의 외래 또는 거슬리는(objectionable) 분자로부터 분리된 관심있는 단백질 또는 폴리펩티드(예를 들어, 항체)를 함유하는 샘플에 존재할 수 있는 DNA, RNA, 하나 이상의 숙주 세포 단백질(HCP 또는 CHOP), 내독소, 바이러스, 지질 및 하나 이상의 첨가제와 같은 생물학적 거대분자를 포함하는 외래 또는 거슬리는 물질을 지칭한다.
숙주 세포가 다른 포유동물 세포 유형, 대장균, 효모 세포, 곤충, 또는 식물이면, HCP는 숙주 세포의 용균액에서 발견되는 단백질, 표적 단백질 이외의 것을 지칭하는 것으로 이해된다.
본 명세서에 사용된 바와 같이 용어 "평균 유동 기공 크기" 또는 "MFP (Mean Flow Pore)"는 습윤 필터 매질을 통한 유동이 건조 필터 매질을 통한 유동의 50%인 압력 강하시의 기공 직경이다.
본 명세서에 사용된 바와 같이 용어 "단일클론(monoclonal) 항체" 또는 "mAb"는 실질적으로 균질한 항체의 집단으로부터 얻은 항체, 즉 집단이 소량으로 존재할 수 있는 있을 수 있는 천연 산출 돌연변이를 제외하고는 동일한 것을 포함하는 개별 항체를 지칭한다.
본 명세서에 사용된 바와 같이 용어 "유기 추출가능물(들)"은 세척하는 동안 사용된 물 또는 기타 수용액의 존재하에서, 다공성 심층 필터 매질과 같은 필터 매질 또는 막을 만들기 위하여 사용된 물질로부터 이동할 수 있거나 또는 추출될 수 있는 오염물질을 지칭한다. 이들 오염물질은 세척하는 동안 필터로부터 부서져 나올 수 있는 구성재 물질 자체를 포함할 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이 표현 "낮은 또는 더 낮은 유기 추출가능한 매질"은 물을 사용하여 추출 또는 세척될 때 과도한 조건의 시간 및 온도하에서 물질로부터 물을 비롯한 용매로 이동할 수 있는 추출가능물의 제거를 초래하는 매질을 지칭한다.
용어 "전체 유기 추출가능물(들)" 및 "TOC"는 물과 같은 수용액에 존재하는 유기 분자의 측정을 지칭하며 탄소 함량으로 측정된다. TOC를 측정하기 위해 이용된 분석 수법은 용액 중의 모든 유기 분자를 이산화탄소로 산화시키고, 생성한 CO2 농도를 측정한 다음 이를 공지 탄소 농도에 상관시키는 것을 전형적으로 포함한다.
용어 "parts per million" 또는 "ppm"은 본 명세서에서 상호교환적으로 사용된다.
기공 크기 등급은 명목상 값으로 보통 제시된다. 일부 경우에서, 제조자들은 평균 유동 기공(MFP) 크기 또는 기포점(BP) 기공 크기를 제공한다. MFP 및 BP 모두 모세관 유동 기공측정기(porometer)를 이용하여 측정될 수 있다.
용어 "표적 분자", "표적 생체분자", "소망하는 표적 분자" 및 "소망하는 표적 생체분자"는 본 명세서에서 상호교환적으로 사용되며, 또 하나 이상의 바람직하지 않은 성분, 예를 들어, 관심있는 폴리펩티드 또는 생성물을 함유하는 샘플에 존재할 수 있는 하나 이상의 불순물로부터 정제되거나 또는 분리되는 것이 필요한 관심있는 폴리펩티드 또는 생성물을 일반적으로 지칭한다.
본 명세서에 사용된 바와 같이 용어 "처리량(throughput)"은 필터를 통하여 여과된 부피를 의미한다.
본 명세서에 사용된 바와 같이 용어 "먼지 유지능(dirt holding capacity)"은 직접적 수집 또는 미리 정화된 것으로부터 소정 세포 배양액 유체의 필터 처리량과 등가이다. 높은 처리량은 높은 먼지 유지능을 나타낸다.
본 발명의 심층 필터는 성분 (A) 섬유, (B) 필터 보조제, (C) 습윤 강도 수지 및 (D) 부직물을 포함한다. 다양한 구조의 이들 성분의 조합으로 낮은 추출가능물, 높은 먼지 유지능, 양호한 내약품성 및/또는 내방사선성, 및 생물학적 생성물-함유 공급스트림에 함유된 숙주 세포 단백질 및 기타 용해성 불순물에 대한 증가된 결합능을 갖는 심층 필터를 수득한다.
필터 재료
성분 A.
심층 필터에 사용하기 위한 섬유 물질은 널리 개시되어 있다. 비-셀룰로오스계 물질은 미세유리 섬유 및 폴리프로필렌 및 폴리에스테르와 같은 다수의 합성 중합체를 포함한다. 특히 유용한 것은 피브릴화 섬유로서, 더 많은 표면적 및 분기된 구조를 생성하도록 가공된 섬유이다. 적합한 피브릴화 섬유는 폴리아크릴로니트릴 또는 폴리아크릴로니트릴, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 Vectran(쿠라레이 컴패니 리미티드 제조)과의 공중합체, 방향족 폴리에스테르계 섬유, 단독 또는 조합을 포함한다.
바람직한 실시양태에서, 폴리아크릴로니트릴(PAN) 공중합체(스털링 파이버 인코포레이티드 제조, 미국 플로리다 페이스 소재)로부터 제조된 섬유가 사용된다.
섬유의 피브릴화 정도는 캐나다 표준 여수도(CSF) 또는 섬유의 희석 현탁액에 대한 배수율(drainage rate)에 영향을 준다. 예를 들어, 고도로 피브릴화된 섬유는 더 낮은 CSF를 갖는 경향이 있다. 바람직한 CSF는 10 mL 내지 800 mL 범위이다; 일부 실시양태에서, 600 mL 내지 750 mL 범위가 이용된다. 다른 실시양태에서, 200 mL 내지 600 mL 범위가 바람직하다. 더 다른 실시양태에서, 50 mL 내지 300 mL 범위가 바람직하다. 또 다른 실시양태에서, 상이한 CSF를 갖는 피브릴화 섬유가 조합되어 10 mL 내지 800 mL 범위의 평균 CSF를 생성할 수 있다.
성분 B.
필터 보조제(filter aid)는 다양한 형상, 크기, 및 재료로 제공되는 입자일 수 있다. 예를 들어, 필터 보조제 입자는 구상, 섬유상, 판상 또는 불규칙 형상일 수 있다. 또한, 상기 입자는 분쇄(milled), 연마(ground), 배합 또는 공지된 다른 방식으로 처리되어 불규칙 형상의 더 소형의 입자를 생성할 수 있다. 입자의 형상처럼, 필터 보조제의 크기도 단일 값일 필요는 없다. 필터에서 입자 크기 분포를 갖는 것이 바람직하다.
체질 또는 분급화(classification)와 같은 처리는 입자를 더 좁은 입자 크기 분포의 분획으로 만들기 위해 행해질 수 있다. 일반적으로, 필터 보조제 입자의 크기는 약 0.01㎛ 내지 약 5 mm, 바람직하게는 실시양태에서 약 10 ㎛ 내지 약 500 ㎛, 다른 실시양태에서 약 40 ㎛ 내지 약 200 ㎛, 더 다른 실시양태에서 약 0.1 ㎛ 내지 약 50 ㎛, 또 다른 실시양태에서 약 0.01 ㎛ 내지 약 50 ㎛ 범위이다.
필터 보조제는 내부연결된 기공도 또는 독립기공(closed-cell) 기공도(porosity)를 갖는 다공성일 수 있거나, 또는 비다공성일 수 있다. 특히 독립기공 기공도 물질의 경우에서, 입자가 분쇄, 블렌딩 등에 의해 가공되어 더 작은 입자를 생성할 때, 독립기공은 개방되어 기공도를 나타내므로 입자는 비다공성으로 될 것이다.
사용될 수 있는 합성 필터 보조제의 예는 실리카, 알루미나, 유리, 다른 금속 산화물 또는 혼합된-금속 산화물, 이온 교환 수지 및 탄소를 포함한다. 이들 물질은 전하, 소수성 또는 다른 작용성을 부여하기 위하여 당업자에게 공지된 방법에 의해 또한 표면 변형될 수 있다.
충분한 표면적 및 표면 대전 특징을 갖는 무기 필터 보조제는 이온성 및 소수성 흡착 메카니즘의 조합에 의해 공급스트림 내에서 HCP 및 DNA와 같은 용해성 처리 불순물의 소정 집단에 결합할 수 있다.
적합한 실리카 필터 보조제의 예는, 비제한적으로, 석출된 실리카, 실리카 겔 및 발연(fumed) 실리카를 포함한다. 특정 실시양태에서, 바람직한 실리카 필터 보조제는 Sipernat®(에보닉 인더스트리스 아게 제조, 독일 하나우-볼프강 소재)과 같은 석출된 실리카 또는 Kieselgel 60(Merck KGaA 제조, 독일 다름슈타트 소재)과 같은 실리카 겔로 이루어진 군으로부터 바람직하게 선택된다.
알루미나는 다양한 형태로 존재한다: 다공성, 비다공성, 산성 pH, 중성 pH, 염기성(알칼리성) pH, 등. 특정 실시양태에서, 바람직한 알루미나 필터 보조제 구체예는 다공성이고 Merck KGaA(독일 다름슈타트 소재) 알루미늄 옥사이드 150 염기성과 같이 염기성 pH를 갖는다.
유리 필터 보조제의 예는 제어된 기공 유리, e-유리 및 팽창 유리를 포함한다. 바람직한 유리 필터 보조제 구체예는 팽창 유리이고, 더욱 바람직하게는, Poraver®(Poraver North America Inc. 제조, 캐나다 온타리오 소재)와 같이 재생 유리로부터 제조된 팽창 유리이다.
적합한 이온 교환 수지는 다공성 및 강성이고 또 바람직하게는 물 존재하 또는 부재하에서 현자하게 팽창하거나 수축하지 않는다. 바람직한 이온 교환 수지 구체예는 바람직하게는 양으로 대전된다.
탄소의 예는 활성탄 구 또는 레이욘 또는 다른 합성 공급원으로부터 유도된 섬유이다.
필터 보조제는 이들이 상기 기재된 입자 크기 범위를 생성하는 한 단독으로 또는 조합되어 사용될 수 있다. 섬유 및 필터 보조제의 전체 중량에 대비한 중량 함량은 0% 내지 약 90%, 일부 실시양태에서, 약 40% 내지 약 80%이다.
성분 C.
습윤 강도 수지는 당해 분야에 공지되어 있다. 이들은 습윤될 때 물질에 강도를 부여하기 위해 사용된 음이온성 및/또는 양이온성 기를 갖는 수용성 합성 중합체이다. 적합한 습윤 강도 수지는 우레아- 또는 멜라민-포름알데히드계 중합체, 폴리아미노폴리아미드-에피클로로히드린(PAE) 중합체 및 글리옥살레이트화된 폴리아크릴아미드(GPAM) 수지이다. 시판되는 수지는 애쉬랜드 인코포레이티드(이전의 허큘레스 인코포레이티드), 다우 케미컬 컴패니, BASF 코포레이션 및 조지아-퍼시픽 케미컬스 엘엘씨로부터 용이하게 입수할 수 있다. 섬유 및 필터 보조제의 전체 중량을 기준으로 한 습윤 강도 수지의 중량 함량은 약 0.5% 내지 5%, 바람직하게는 1% 내지 3% 범위이다.
성분 D.
부직물은 상이한 재료, 섬유 직경, 평량(basis weight), 두께 및 기공 크기 등급으로 다양하게 입수할 수 있다. 이들은 멜트블라운(meltblown), 에어레이드(airlaid), 스펀본드(spunbond), 스펀레이스(spunlace), 열적 결합, 전기방사(electrospinning) 및 웨트레이드(wetlaid)와 같은 다양한 기술에 의해 생성될 수 있다. 부직물은 중합체, 무기물, 금속 또는 천연 섬유로부터 제조될 수 있다. 적합한 물질은 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 나일론, 폴리아크릴로니트릴, 탄소 및 유리를 포함한다. 소망하는 특성에 따라서, 섬유 직경은 약 1 nm 내지 약 1 mm 범위일 수 있다. 바람직한 실시양태에서, 섬유 직경은 약 10 nm 내지 약 30 ㎛ 범위이다. 평량은 소정 면적당 물질의 중량으로 정의된다. 일반적으로, 평량은 5 내지 350 g/m2 범위이다.
바람직한 실시양태에서, 평량은 20 내지 300 g/m2 범위이다. 부직물의 두께는 50 ㎛ 내지 약 1 cm로 다양할 수 있다. 바람직한 실시양태에서, 부직물의 두께는 약 0.1 내지 0.3 cm이다.
다른 실시양태에서, 부직물의 두께는 약 100 ㎛ 내지 약 500 ㎛이다.
더 다른 실시양태에서, 몇 개의 부직물층이 함께 적층되어서 200 ㎛ 내지 1,000 ㎛ 범위의 두께를 달성할 수 있다.
필터 성분 (A) 내지 (D)는 다양한 구조로 조합되어서 구배 밀도 기공 구조를 갖는 심층 필터를 제조한다.
바람직한 실시양태에서, 상기 필터 매질은 각 층의 기공 크기 등급이 점차로 감소되도록(즉, 기공 크기 등급이 최상(즉, 매질의 상류측)에서부터 최저(즉, 필터 매질의 하류측)) 배열되며, 공급 유동 방향은 전형적으로 필터 매질의 상부에서부터 저부이다.
이하의 실시예는 본 발명을 더욱 설명하기 위하여 제공되지만, 제한을 의미하지 않는다. 또한, 이하의 실시예는 당업자에게 본 발명의 방법을 어떻게 실시하는지에 대한 완전한 개시와 설명을 제공하기 위한 것이며, 본 발명자들이 자신의 발명으로 생각하고 있는 범위를 제한하려는 것이 아니다. 사용된 숫자(예를 들어 양, 온도 등)에 관하여 정확하려고 노력하였으나, 일부 실험 오차 및 편차는 고려되어야 한다. 다르게 나타내지 않는 한, 온도는 섭씨(℃)이며, 화학 반응은 대기압 또는 투과막(transmembrane) 압력에서 실시된다. 나타낸 바와 같이 용어 "주위 온도"는 약 25℃이고 또 "주위 압력"은 대기압을 지칭한다.
본 명세서에 특별히 다르게 나타내지 않는 한, 이하의 부분 (I) 내지 (IV)에 제공된 방법, 재료, 방법 및 조건이 본 발명의 다양한 실시양태를 실시하는데 이용되며, 또 본 발명의 예시로 간주된다.
I. 층 구조
이하의 실시예에서, 및 도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이, 이들 실시양태에서 각 필터는 세 개(3) 이하의 층 성분을 함유한다: 층 제로(0)는 부직물 또는 소망하는 두께를 갖도록 적층된 복수의 부직물 시트이고, 층 일(1) 및 층 이(2)는 동일할 수 있지만, 경우에 따라 조성이 유사하거나 또는 상이한 상이한 재료로 제조될 수 있다.
II. 핸드시트(Handsheet) 형성
일반적으로, 섬유, 물, 및 습윤 강도 수지(wet strength resin),(사용된 경우),를 용이하게 입수할 수 있는 블렌더(Blendtec 코포레이션 제조, 미국 유타 오렘 소재)에서 처리하였다. 이어 필터 보조제를 블렌딩하였다. 슬러리를 중력 배수에 의해 메시 지지체 상에서 여과한다. 잔류하는 물은 진공 여과에 의해 제거하고 105℃에서 1 내지 2시간 동안 건조시킨다.
III. 처리 스케일 필터 매질 형성
섬유 및 필터 보조제를 처리 스케일 상의 심층 필터 매질로 형성하는 다양한 방법이 당해 분야에 공지되어 있다: 에어-레잉(air-laying), 용융-압축(melt-pressing), 기계적 압착 및 웨트-레잉(wet-laying). 층 1 및 층 2용의 심층 필터 매질을 제조하기 위해 바람직한 방법은 웨트-레이드 방식이다: 모든 성분을 물에 분산시켜 잘-혼합된 슬러리를 형성한다. 이 슬러리를 이동식 벨트에 도포하며, 이때 물은 배수되거나 또는 진공이 가해져서 과량의 물을 제거한다. 이어, 형성된 패드가 벨트를 따라서 건조를 위한 적절한 온도 대역을 갖는 일련의 오븐을 통과한다. 바람직하게는, 상기 온도 대역은 80℃ 내지 약 250℃이다. 경우에 따라, 가열하는 동안 두께를 조정하기 위하여 일련의 롤러를 통하여 매질이 또한 압착될 수 있다. 바람직하게는, 상기 매질의 두께는 0.1 cm 내지 0.5 cm이다.
IV. 필터 어셈블리
필터를 단계 A에 따라 조립하고, 층 0이 층 1 앞에 오고 또 층 1이 층 2 앞에 오도록 함께 적층한다. 층 0이 사용되지 않는 경우, 층 1이 층 2 앞에 온다. 층 1 및 층 2는 또한 개별적으로도 사용될 수 있다.
층(들)은, 재사용가능하거나 또는 일회용일 수 있는 필터 셀(cell) 내에 바람직하게는 하우징되므로, 각 층은 바로 앞의 층과 접촉하고 또 유체가 필터를 균일하게 통과하기 위한 충분하고 최소의 헤드스페이스(headspace)가 존재한다.
이하의 실시예는 본 발명의 조성물을 제조하는 방법 및 본 발명의 방법을 실시하는 방법의 완전한 개시와 설명을 당업자에게 제공하기 위하여 제시되며, 본 발명자들이 자신의 발명으로 간주하는 발명의 범위를 제한하려는 것은 아니다.
사용된 숫자(예를 들어 양, 온도 등)에 관하여 정확하려고 노력하였으나, 일부 실험 오차 및 편차는 고려되어야 한다. 다르게 나타내지 않는 한, 온도는 섭씨(℃)이며, 화학 반응은 대기압 또는 투과막 압력에서 실시된다. 나타낸 바와 같이 용어 "주위 온도"는 약 25℃이고 또 "주위 압력"은 대기압을 지칭한다. 본 발명은 본 발명의 예시를 위한 이하의 실시예에 의해 더욱 분명하게 될 것이다.
실시예에
이용된 분석 방법의 설명
(i) 물 유동 속도 시험
샘플(23 cm2)의 물 유동 속도는 10 psi에서 측정하였다.
(ii) 추출가능물 세척 시험
샘플(23 cm2)은 물을 사용하여 600 LMH에서 100 L/m2 로 세척하였다. TOC 분석을 위해 소정 간격으로 분획을 수집하였다.
(iii) 가성 위생화(caustic sanitization)
샘플(23 cm2)을 0.5N NaOH를 사용하여 100 내지 300 LMH에서 30분간 세척하였다. 샘플은 경우에 따라 후속적으로 물을 사용하여 세척하여 TOC 분석을 위해 소정 간격으로 분획을 수집하였다. 이어 필터는 100 mM 포스페이트 완충액 pH 7을 사용하여 평형화시켰다.
(iv) 처리량 및 보유(retention)
샘플(23 cm2)에는 필터를 통한 압력 강하가 20 psid에 이를때 까지 100 LMH에서 세포 배양액 공급스트림 또는 친화성 포획 풀(pool)을 로딩하였다. 여과 분획을 소정 간격으로, 전형적으로 5분 간격으로 수집하고, 또 탁도를 측정하였다; 일부 경우에서, 분획은 HCP, DNA, 및/또는 mAb 농도에 대해 측정하였다.
실시예
실시예
1
본 발명의 일 실시양태에 따른 2 층 구조를 각각 갖는 정밀여과용의 심층 필터 조성은 다음을 포함한다:
필터 1A. 폴리아크릴로니트릴(PAN)/실리카
층 1: 5.06 g PAN(Sterling Fibers CFF® 111-3 피브릴화 펄프, CSF=250 mL), 0.38 g 폴리아미노폴리아미드-에피클로로히드린 수지(습윤 강도 수지 C®), 304 mL 물, 및 3.22 g 실리카(Sipernat® 120 Evonik 코포레이션, 미국 뉴저지 파시파니 소재)
층 2: 층 1과 동일
블렌딩 주기: Soups 프리세트에서 30초간, 이어 10 펄스
필터 1B. 폴리아크릴로니트릴(PAN)/유리
층 1: 8.16 g PAN 섬유(Sterling Fibers CFF 114-3,CSF=60 mL), 2.72 g PAN 섬유(EFTec™ 나노피브릴화 섬유 A-010-4, CSF=10 mL 엔지니어드 섬유 테크놀로지 제조, 미국 커네티컷 쉘톤 소재), 0.48 g 폴리아미노폴리아미드-에피클로로히드린 수지(습윤 강도 수지 C®), 330 mL 물, 3.03 g 유리(Poraver® 0.040-0.125 mm, 평균 입자 크기 12 ㎛로 분쇄)
층 2: 2.72 g PAN 섬유(Sterling Fibers CFF 114-3), 8.16 g PAN 섬유(EFTec A-010-4), 0.48 g 폴리아미노폴리아미드-에피클로로히드린 수지(습윤 강도 수지 C®), 330 mL 물, 3.03 g 유리(Poraver 0.040-0.125 mm, 평균 입자 크기 12 ㎛로 분쇄)
블렌딩 주기: Soups 프리세트시 25 초간, 이어 25 펄스
필터 1C. 폴리아크릴로니트릴(PAN)/이온 교환(IEX) 비드
층 1: 6.33 g PAN 섬유(Sterling Fibers CFF 114-3), 330 mL 물, 4.03 g IEX 비드(Reillex HPQ™ Polymer, 6.5 ㎛의 평균 입자 크기로 분쇄, Vertellus Specialties, Inc. 제조, 미국 인디애나 인디아애나폴리스 소재)
층 2: 3.16 g PAN 섬유(Sterling Fibers CFF 114-3), 3.16 g PAN 섬유(EFTec A-010-4), 330 mL 물, 4.03 g IEX 비드(Reillex HPQ, 6.5 ㎛의 평균 입자 크기로 분쇄)
블렌딩 주기: Soups 프리세트시 25 초간, 이어 25 펄스
필터 1D. 폴리아크릴로니트릴(PAN)/규조토(DE)
층 1: 4.21 g PAN(Sterling Fibers CFF 111-3), 1.40 g PAN 섬유(Sterling Fibers CFF 114-3), 0.27 g 폴리아미노폴리아미드-에피클로로히드린 수지(습윤 강도 수지 C®), 330 mL 물, 및 3.58 g 규조토(MN-4/Celite® 507 1:1 비, Imerys Filtration Minerals Inc. 제조, 미국 캘리포니아 산 호세 소재)
층 2: 1.40 g PAN(Sterling Fibers CFF 111-3), 4.21 g PAN 섬유(Sterling Fibers CFF 114-3), 0.30 g 폴리아미노폴리아미드-에피클로로히드린 수지(습윤 강도 수지 C®), 330 mL 물, 및 3.22 g 규조토(MN-4/Celite® 507 1:3 비)
블렌딩 주기: Speed 3 프리세트시 15초간, 이어, Speed 1 프리세트시 10초간
필터 1E. 폴리아크릴로니트릴(PAN)/알루미나
층 1: 6.53 g PAN(Sterling Fibers CFF 114-3), 2.18 g PAN 섬유(EFTec A-010-4), 0.38 g 폴리아미노폴리아미드-에피클로로히드린 수지(습윤 강도 수지 C®), 330 mL 물, 및 4.83 g 알루미나(Merck KGaA, 12 ㎛의 평균 입자 크기로 분쇄)
층 2: 2.18 g PAN(Sterling Fibers CFF 114-3), 6.53 g PAN 섬유(EFTec A-010-4), 0.38 g 폴리아미노폴리아미드-에피클로로히드린 수지(습윤 강도 수지 C®), 330 mL 물, 및 4.83 g 알루미나(Merck KGaA, 12 ㎛의 평균 입자 크기로 분쇄)
블렌딩 주기: Speed 3 프리세트시 15초간, 이어 Speed 1 프리세트시 10초간
대조 목적을 위해, 통상의 셀룰로오스/규조토 심층 필터, Millistak X0HC, 가 또한 제공되었다.
심층 필터의
특징화
실시예
2
본 발명의 실시양태에 따른 조대 여과용 심층 필터 매질은 PAN(Sterling Fibers CFF 106-3, CSF= 600 mL) 및 2.5% 폴리아미노폴리아미드-에피클로로히드린 수지(습윤 강도 수지 C®)를 사용하여 통상의 웨트 레이드 매질 생산으로 제조하였다. PAN25(23 cm2 컷아웃)으로 표시된 샘플은 평량이 711 g/m2이고, 두께가 0.40 cm이며 또 물 유동 속도가 2038 L/min/m2.DSF 이었다.
실시예
3
본 발명의 실시양태에 따른 이(2)층 구조를 갖는 조대/중간 여과용 심층 필터 조성은 다음을 포함한다:
필터 3A. 폴리아크릴로니트릴(PAN)/유리
층 1: PAN25, 실시예 2에서 제조된 바와 같음
층 2: 5.06 g PAN 섬유(Sterling Fibers CFF 106-3), 0.75 g 폴리아미노폴리아미드-에피클로로히드린 수지(습윤 강도 수지 C®), 300 mL 물, 3.22 g 유리(Poraver 1-2 mm, 평균 입자 크기 26 ㎛로 분쇄됨)
블렌딩 주기: Soups 프리세트 상에서 30초, 이어 10 펄스
대조 목적으로, 통상의 셀룰로오스/규조토심층 필터, Millistak+® D0HC,를 또한 제공하였다.
심층 필터의 특징화
실시예 4
본 발명의 실시양태에 따른 삼(3)층 구조를 갖는 조대/중간 여과용 심층 필터 조성은 다음을 포함한다:
필터 4A. 부직물/PAN/유리
층 0: 215 g/m2 평량 및 0.20 cm 두께를 갖는, 혼합된 합성 섬유 부직물(Hollingsworth & Vose 제조 제조, 미국 매사추세츠 이스트 월폴 소재)
층 1: PAN 25, 실시예 2에서 제조된 바와 같음
층 2: 실시예 3A에서와 동일 조성
심층 필터의 특징화
실시예
5
본 발명의 실시양태에 따른 삼(3)층 구조를 갖는 정밀여과용 심층 필터 조성은 다음을 포함한다:
필터 5A. 부직물/PAN/IEX 비드
층 0: 20 g/m2 평량, 0.1 mm 두께, 6.5 mm 평균 유동 기공 직경을 갖는 폴리프로필렌 미세섬유 시트(Hollingsworth & Vose 제조, 미국 매사추세츠 이스트 월폴 소재) - 두개(2) 시트가 함께 적층되어 총 두께 0.2 mm를 만듬
층 1: 실시예 1C에서와 동일 조성
층 2: 실시예 1C에서와 동일 조성
필터 5B. 부직물/PAN/유리
층 0: 20 g/m2 평량, 0.1 mm 두께, 6.5 mm 평균 유동 기공 직경을 갖는 폴리프로필렌 미세섬유 시트(Hollingsworth & Vose 제조) - 두개(2) 시트가 함께 적층되어 전체 두께 0.2 mm를 형성함.
층 1: 실시예 1B와 동일 조성
층 2: 실시예 1B와 동일 조성
심층 필터의 특징화
실시예
6
실시예 1에서의 필터 1A가 추출가능한 세척 처리되고 비-발현성 CHO 저장액을 사용하여 처리량 및 보유 시험에 처리하였다. 통상의(즉, 비교용) 심층 필터 매질 Millistak+® X0HC도 또한 대조를 위해 시험하였다.
필터 6A는 통상의 X0HC에 비하여 더 낮은 TOC 추출가능물 및 더 높은 처리량을 나타내지만, 유사한 탁도 보유값을 유지한다.
실시예
7
제조라인의 타당성을 나타내기 위하여, 실시예 1에서 필터 1A의 조성을 통상의 웨트 레이트 매질 생산 장치에서 가공하였다. 제조된 시트는 1130 g/m2의 평량, 0.43 cm의 두께 및 53 L/min/m2의 물 유동 속도를 가졌다. 본 명세서에 제시된 바와 같은 추출가능물 세척도 실시하였다.
샘플들은 일차-정화된 비-발현성 CHO 저장액을 사용하여 본 명세서에 제시된 바와 같이 처리량 및 보유 시험에 부가적으로 처리하였다.
필터 7A는 통상의 X0HC에 비하여 더 낮은 TOC 추출가능물 및 더 높은 처리량을 나타내지만, 유사한 탁도 보유값을 유지한다.
실시예
8
실시예 7에서의 필터 7A를 감마 조사(25-40 kGy)에 처리하였다. 추출가능물 세척은 조사된 샘플 및 조사되지 않은 샘플 모두에 대해 실시하였다. 감마 노출 후에는 추출가능물은 증가하였지만 통상의(즉 비교용) 심층 매질 Millistak+® X0HC에 비교할 때 비교적 적었다.
실시예
9
실시예 1에서의 필터 1B는 추출가능물 세척 처리되었다. 통상의 심층 필터, Millistak+® X0HC,도 또한 대조를 위해 시험되었다.
필터 1B는 통상의 X0HC에 비하여 더 낮은 TOC 추출가능물을 나타내었다: ~1.1 ppm의 유사한 TOC 값을 달성하기 위해서는 X0HC에 대한 100 L/m2 에 비하여 오직 50 L/m2 물 세척이 필터 1B에 필요하였다.
실시예
10
실시예 1에서의 필터 1B를 가성 위생화 처리시키고 또 비-발현성 CHO 저장액 센트레이트(centrate)를 사용하여 처리량 및 보유에 대해 시험하였다.
필터 1B는 전처리 가성 위생화 처리 단계를 이용하고 또 이용하지 않고 유사한 처리량 및 보유값을 나타낸다.
실시예
11
실시예 1에서의 필터 1C 중의 층 1을 감마 조사(25-40 kGy)에 처리하였다. 추출가능물 세척은 조사된 샘플 및 비조사 샘플 모두에 대해 실시하였다. 추출가능물은 감마에 노출후 약간 증가하였다.
실시예
12
실시예 1에서의 필터 1C는 처리량 및 보유에 대해 단백질 A 포획 단계에 의해 정제된 단일클론 항체 저장액을 사용하여 시험하였다. 로딩은 100 L/m2 이었다. 모아진 여액 중에서의 숙주 세포 단백질 및 DNA 제거뿐만 아니라 생성물 회수율도 또한 결정하였다. 통상의 심층 필터, Millistak+® X0HC,는 대조를 위해 또한 시험되었다.
필터 1C는 통상의 X0HC에 비하여 더 우수한 HCP 제거 및 더 높은 생성물 회수율을 나타내었지만, 유사한 탁도 보유 및 DNA 보유값을 유지하였다.
실시예
13
필터 PAN/DE 및 PAN/알루미나
실시예 1에서의 필터 1D 및 1E는 가성 위생화 처리 시킨 다음 처리량 및 보유 시험에 처리하였다. 통상의 심층 필터, Millistak+® X0HC,는 대조를 위해 또한 시험되었다.
실시예
14
실시예 3에서의 필터 3A는 추출가능물 세척에 처리되었다. 통상의 심층 필터, Millistak+ D0HC,는 대조를 위해 또한 시험되었다.
필터 3A는 통상의 D0HC에 비하여 더 낮은 TOC 추출가능물을 나타낸다.
실시예
15
실시예 4에서의 필터 4A 중의 층 0은 감마 조사(25-40 kGy) 처리되었다. 추출가능물 세척은 조사 샘플 및 비조사 샘플 모두에 대해 실시하였다. 감마 노출 후 추출가능물에서 명백한 변화는 없었다.
실시예
16
실시예 4에서의 필터 4A는 mAb 저장액을 사용하여 처리량 및 보유 시험에 처리하였다.
필터 4A는 통상의 D0HC에 비하여 더 높은 처리량 및 탁도 보유를 나타낸다.
실시예
17
실시예 1에서의 필터 1C는 추출가능물 세척 처리되었다.
실시예 5에서의 필터 5A, 및 실시예 1에서의 필터 1C는 Millistak+® D0HC에 의해 미리 일차 정화된 mAb 저장액을 사용하여 처리량 및 보유 시험에 각각 처리되었다. 여액은 또한 DNA 보유에 대해 특징화되었다. 대조 목적으로, 통상의 셀룰로오스/규조토 매질, Millistak+® X0HC,도 또한 시험되었다. 결과를 도 2 내지 도 5에 요약해서 나타낸다.
도 2 내지 도 5에 도시된 시험 결과는 다음을 나타낸다:
1. 필터 1C(PAN/IEX 비드)는 통상의 필터 X0HC보다 더 낮은 전체 TOC를 가질 뿐만 아니라 추출가능물 프로파일은 더 낮게 개시해서 더 낮게 끝난다.
2. 필터 1C(PAN/IEX 비드) 및 5A(부직물/PAN/IEX 비드)는 X0HC에 비하여 더 낮은 압력 프로파일을 갖는다. 실제로, X0HC 필터는 20 psi에 달하는 반면, 본 발명의 필터는 10 psi 미만으로 유지된다. 이는 본 발명의 필터를 통하여 처리될 수 있는 저장액의 처리량보다 훨씬 더 높은 처리량을 초래한다.
3. 필터 1C(PAN/IEX 비드) 및 5A(부직물/PAN/IEX 비드)는 X0HC 보다 더 낮은 탁도 프로파일을 갖는다. 본 발명의 필터는 더 높은 탁도 보유를 갖는다고 말할 수 있다. 현저한 탁도 파과(breakthrough)는 ~40 L/m2 에서 X0HC에서의 소형 파과에 비교하여, 필터 1C 및 5A에서 100 L/m2 아래로 일어나지 않았다. 필터의 연속적인 로딩은 양호한 보유를 여전히 제공할 수 있다.
4. 필터 1C(PAN/IEX 비드) 및 5A(부직물/PAN/IEX 비드)는 X0HC에 비하여 더 낮은 DNA 프로파일을 갖는다. 본 발명의 필터는 더 높은 DNA 보유를 갖는다고 말할 수 있다. 현저한 DNA 파과는 ~50 L/m2에서 X0HC의 소형 파과에 비교하여 필터 1C 및 5A에서 100 L/m2 미만으로 일어나지 않았다. 필터의 연속적인 로딩은 양호한 보유를 여전히 제공할 것이다.
실시예
18
셀룰로오스과 비교하여 PAN의 이점을 더욱 설명하기 위하여, 물 슬러리 중의 1% 섬유를 사용하여 모든 섬유 패드를 형성하였다. 이들 패드는 105℃에서 2시간 동안 건조시켰다. 이어서, 각 패드를 교반하의 물에 수시간 동안 침지시켰다. 셀룰로오스는 느슨한 섬유로 재분산된 반면, PAN은 눈에 띄는 느슨한 섬유없이 패드로 유지되었다.
이하의 실시예 19 내지 27에서, 성분 B - 필터 보조제 하에서, 실리카 겔 입자 크기 범위는 약 60 A(6 nm)의 기공 크기를 갖는, Merck KGaA(독일 다름슈타트 소재)가 제조한 시판되는 실리카 겔 60의 분획이다. 이들 실시예에서 본 발명의 특정 실시양태로 사용된 상기 실리카 입자는 체질에 의해 단리하였고, 최초의 체질 분획은 "미세 실리카 입자"라 칭하며, 약 5 마이크론 미만(작거나 동일)의 입자 크기를 갖는 소형/미세 실리카 입자를 초래하였고, 또 두번재 체질 분획은 "조대 실리카 입자"로 표시하며 약 40 ㎛ 이하(작거나 동일)의 입자 크기를 갖는 대형/조대 실리카 입자를 초래하였다.
표 1. 이하의 실시예에서 사용된 심층 필터 매질 배합물의 표
실시예
19
정적 결합능 측정을 위해 이용된 일반적 과정
6g의 심층 필터 매질을 300 mL 물에 현탁시키고 또 블렌딩하여 희석 섬유 슬러리를 형성하였다. 상기 현탁액을 헹구기 위해 부가적인 200 mL의 물을 사용하여 500 mL Nalgene® 병에 넣었다. 상기 섬유 현탁액의 10 mL 부분표본을 미리 중량측정된 15 mL 원심분리관으로 옮겼다. 이 원심분리관을 벤치탑 원심분리기(bench-top centrifuge)에서 5분간 방사하여 섬유 고형분을 펠릿화하였다. 상청액은 피펫으로 제거하고 또 25 mM Tris pH 7.3 중의 10 mL의 1 g/L BSA (bovine serum albumin) 또는 1 g/L 미오글로빈 용액을 부가하였다. 다르게는, 숙주 세포 단백질 정적 결합능 측정을 위해, 원심분리되고 또 0.2 ㎛ Millipore Express® 막(EMD Millipore 제조, 미국 매사추세츠 빌레리카 소재)을 통하여 멸균 여과된 수집된 세포 배양액 유체의 10 mL 부분표본을 사용하였다. 상기 섬유 현탁액은 실온에서 18시간 동안 교반하였다. 이 원심분리관을 벤치탑 원심분리기에서 5분간 방사하여 섬유 고형분을 펠릿화하였다. 단백질 정적 결합능 측정을 위해, 상청액 용액의 샘플을 280 nm(BSA의 경우) 또는 409 nm(미오글로빈의 경우)에서 UV-vis 측정을 위해 취하고 또 공급 샘플로부터 단백질 농도 변화를 결정하였다.
다르게는, 숙주 세포 단백질 정적 결합능 측정을 위해, 상기 상청액 용액의 1 mL 부분표본을 취해 HCP ELISA 에세이에 사용하였다. 나머지 상청액 용액은 원심분리관으로부터 제거하고 또 축축한 물질을 60℃ 오븐에서 18 내지 36시간 동안 건조시켰다. 건조 심층 필터 매질의 최종 중량을 결정하고 이 값을 이용하여 흡착된 단백질(또는 HCP)의 양을 심층 필터 매질의 중량으로 나누는 것에 의해 심층 필터 매질의 정적 결합능을 산출하였다. 얻어진 값은 mg(단백질)/g(심층 필터 매질)로 표시한 정적 결합능이다.
실시예
20
선택된 심층 필터 매질 배합물의 정적 결합능 측정
BSA 및 미오글로빈 정적 결합능(static binding capacity, SBC) 측정은 실시예 19에 기재된 방법에 따른 다양한 심층 필터 매질 배합물에 대하여 실시하였다.
이들 샘플에 대한 정적 결합능은 표 2에 제공된다.
표 2 중의 데이터는 BSA 정적 결합능이 PAN 섬유 유형, 실리카 로딩, 또는 수지 유형에 상관없이 모든 심층 필터 매질 배합물에 대해 필적함을 나타낸다. 대조적으로, 조대 실리카 입자(약 40 ㎛ 이하의 입자 크기를 가짐) 필터 보조제는 미오글로빈 정적 결합능에 대하여 예상치 못한 강한 효과를 가졌다. 조대 실리카 입자 필터 보조제를 갖지 않는 4개의 심층 필터 매질 배합물은 미오글로빈 SBC(조성1-4, 1-6, 1-8, 1-10)를 제공하지 않는 반면에, 다른 6개 배합물은 약 30 mg/g의 높은 미오글로빈 SBC를 나타낸다(조성 1-1 내지 1-3, 1-5, 1-7, 및 1-9).
7.3의 적용 pH에서, 미오글로빈은 대개 대전되지 않고(등전점 = 6.8 - 7.2) 또 BSA는 음으로 대전된다(등전점
5). 이러한 조건하에서, 심층 필터 매질 배합물에 대하여 보통의 BSA 정적 결합능은 양으로 대전된 결합제 수지 성분 및 음으로 대전된 BSA 사이에서 정전 상호작용에 의해 생길 수 있다. 이들 동일 조건하에서, 강한 소수성 상호작용은 조대 실리카 입자와 비대전된 미오글로빈 단백질 사이에서 생길 수 있다. 어떠한 이론에 속박되는 것은 아니나, 증가된 미오글로빈 정적 결합능은 이들 심층 필터 매질 배합물 실시양태에 사용된 조대 실리카 입자 필터 보조제에 대한 비교적 큰 표면적에 기여할 수 있다고 한다.
표 2. 선택된 심층 필터 매질 배합물에 대한 BSA 및 미오글로빈 SBC.
실시예
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선택된 심층 필터 매질 배합물의 정적 결합능 측정.
BSA, 미오글로빈, 및 HCP 정적 결합능 측정은 실시예 19에 기재된 방법에 따른 다양한 심층 필터 매질 배합물에 대해 실시하였다. 이들 샘플에 대한 정적 결합능은 표 3에 제공된다.
표 3 중의 데이터는 BSA 정적 결합능이 모든 심층 필터 매질 배합물에 대해 필적함을 나타낸다. 또한, 표 3에 나타낸 바와 같이, 실리카 필터 보조제의 유형은 미오글로빈 및 HCP 정적 결합능에 대하여 강한 효과를 가졌다. Sipernat 120 필터 보조제를 사용하여 제조한 2개의 심층 필터 매질 배합물은 미오글로빈 및 HCP 각각에 대하여 대략 18 mg/g 및 3 mg/g의 낮은 미오글로빈 및 HCP 정적 결합능 값을 나타내었다.
본 발명의 실시양태에서, 조대 실리카 입자를 사용하여 제조한 2개의 배합물은 각각 49 mg/g 및 6 mg/g의 증가된 미오글로빈 및 HCP 정적 결합능 값을 초래하였다. 이들 결과는 사용된 특정 유형의 실리카 필터 보조제가 상기 특정 적용 내에서 실질적으로 상이한 흡착 특성 또는 결합능을 제공하리라고는 원래 예상되지 못했기 때문에 놀라운 것이었다. 이들 결과는 심층 필터 매질 배합물에 사용된 실리카 필터 보조제의 유형이 단백질 및 불순물 결합능 및 표적 적용에서 흡착 매질 성능 특징에 관한 필터 매질의 성능에 강하게 영향을 준다는 것을 제시한다.
표 3. 선택된 심층 필터 매질 배합물에 대한 BSA, 미오글로빈 및 HCP SBC
실시예
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선택된 심층 필터 매질 배합물의 정적 결합능 측정
BSA, 미오글로빈, 및 HCP 정적 결합능 측정은 실시예 19에 기재된 방법에 따른 다양한 심층 필터 매질 배합물에 대해 실시하였다, 이들 샘플에 대한 정적 결합능은 표 4에 제공된다 .
표 4 중의 데이터는 BSA, 미오글로빈, 및 HCP 정적 결합능 값이 총 실리카 필터 보조제 로딩량 또는 2개의 실리카 입자 크기(조대 실리카 입자 및 미세 실리카 입자)의 블렌딩 비율에서 큰 변화에 의해 현저히 영향을 받지 않는다는 것을 보여준다. 심층 필터 매질 배합물 3-1 내지 3-4에서 습윤 강도 결합제 수지의 제거는 이들 4개 배합물에 대하여 BSA 정적 결합능에서 적은 감소만을 초래하였다.
표 4. 선택된 심층 필터 매질 배합물에 대한 BSA, 미오글로빈 및 HCP SBC.
실시예
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선택된 심층 필터 매질 배합물의 정적 결합능 측정.
BSA, 미오글로빈, 및 HCP 정적 결합능 측정은 실시예 19에 기재된 방법에 따른 다양한 심층 필터 매질 배합물에 대해 실시하였다. 이들 샘플에 대한 정적 결합능은 표 5에 제공된다.
표 5 중의 데이터는 평가된 모든 비교 심층 필터 매질 배합물에 대하여 낮은 미오글로빈 정적 결합능 값을 나타낸다. 이들 비교 심층 필터 매질 배합물은 셀룰로오스 펄프, 규조토(DE) 필터 보조제, 및 동일한 습윤 강도 수지 C® 습윤 강도 결합제 수지를 사용하여 작성한다. 이들 실시예는 심층 필터 매질 배합물에 전형적으로 적용된 DE 필터 보조제와 비교한 조대 실리카 입자 필터 보조제의 예상치 못한 흡착 특성의 다른 증거를 제공한다.
실시예 4-5 내지 4-9에 습윤 강도 수지 C® 습윤 강도 결합제 수지의 혼입이 BSA 정적 결합능에서 현저한 증가를 초래함이 또한 밝혀졌다. 이 결과는 적용 pH 7.3에서 음으로 대전된 BSA 및 양이온성 습윤 강도 결합제 수지 사이에서 흡착성 정전 상호작용과 일치한다. HCP 정적 결합능은 HCP ELISA 에세이에 의해 평가된 4개의 심층 필터 매질 배합물에 대해 낮았다.
표 5. 선택된 심층 필터 매질 배합물에 대한 BSA, 미오글로빈 및 HCP SBC.
실시예
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선택된 심층 필터 매질 배합물의 정적 결합능 측정
BSA, 미오글로빈, 및 HCP 정적 결합능 측정은 실시예 19에 기재된 방법에 따른 다양한 심층 필터 매질 배합물에 대해 실시하였다. 이들 샘플에 대한 정적 결합능은 표 6에 제공된다.
표 6 중의 데이터는 심층 필터 매질 배합물 6-2 내지 6-4의 비교예에 있어서 낮은 BSA, 미오글로빈, 및 HCP 정적 결합능 값을 나타낸다. 이들 심층 필터 매질 배합물은 PAN 단독, 셀룰로오스 단독, 또는 셀룰로오스 및 DE 필터 보조제의 혼합물을 사용하여 제조하였다. 대조적으로, 대형 실리카 입자 필터 보조제를 6-1 심층 필터 매질 배합물에 혼입하면 일반적 BSA SBC 및 높은 미오글로빈 및 HCP 정적 결합능 값을 얻는다. 이들 실시예는 DE 필터 보조제 및 이러한 심층 필터 매질 배합물에 전형적으로 적용되는 다른 작성 물질과 대조적으로 EMD 실리카 필터 보조제의 특수한 흡착 특성의 다른 증거를 제공한다.
표 6. 선택된 심층 필터 매질 배합물에 대한 BSA, 미오글로빈 및 HCP SBC.
실시예
25
정화 적용 시험용 심층 필터 조성
표 7에 나타낸 바와 같은 선택된 심층 필터 매질 조성 및 부직물 매질을 사용하여 심층 여과 장치를 작성하였다. 이들 심층 여과 장치는 mAb 생산성 및 비-생산성 HCCF 공급스트림의 일차 및 이차 정화에 관련된 적용 시험에 이용되었다.
표 7. 정화 적용 시험용 심층 필터 조성
실시예
26
개선된 여과 성능 및 HCP 불순물 제거(clearance) (mAb05 공급물).
도 6은 생존 세포(viable cell, cv) 밀도가 1.41 x 107 vc/mL인 단일클론 항체(mAb05)를 함유하는 HCCF를 사용하여 심층 필터 정화 적용을 위한 압력 및 HCP 불순물 제거 프로파일을 제공한다.
23 cm2 심층 필터 장치는 실시예 25에 기재된 부직물 및 심층 필터 매질을 사용하여 작성하였다. 이들 장치의 여과 및 불순물 제거 성능은 시판되는 Millistak+® D0HC 및 X0PS 장치(EMD Millipore 제조, 미국 매사추세츠 빌레리카 소재)와 비교하였다. 이들 시험에서, 일차 및 이차 정화 심층 필터는 2:1 면적비로 설정되었다.
2:1 면적비는 본 명세서에서 단일 이차 필터에 결합된 2개의 평행하는 일차 필터로서 규정된다. 이 실시예에서, 2개의 7-1 심층 필터 및 2개의 D0HC 장치는 일차 정화 필터로 이용되었다. 7-2 심층 필터 및 X0HC 장치는 이차 정화 필터로 이용되었다. 2개의 7-1 심층 필터는 7-2 심층 필터 장치에 결합되었고 또 2개의 D0HC 장치는 X0HC 장치에 결합되었다.
미정화된 HCCF는 150 LMH(일차 필터에 대하여) 및 300 LMH(이차 필터에 대하여)의 유동 속도에서 장치를 통하여 펌핑되었고 또 압력은 압력 변환기 및 데이터 로깅 설비의 시스템에 의해 연속적으로 모니터링되었다. 여액을 분별하고 또 HCP ELISA 및 PicoGreen® DNA 에세이 처리하였다. 도 6에 도시된 압력 프로파일 데이터는 HCCF 공급스트림용의 결합된 D0HC/X0HC 장치와 비교할 때 결합된 7-1/7-2 심층 필터 장치의 밝혀진 이점을 도시한다.
말단 압력은 112 L/m2의 처리량에서 DOHC 장치에 도달하는 반면, 162 L/m2의 처리량으로 될 때까지 7-1 장치에 대해서는 유사한 압력이 도달하지 않는다. 유사하게, 7-2 심층 필터 장치는 훨씬 고속의 공급물 처리량에서 X0HC 장치보다 약간 낮은 압력을 나타낸다.
도 6에 도시된 HCP 불순물 제거 데이터는 또한 평가된 결합된 D0HC/X0HC 장치 및 ID 7-1/ID 7-2 심층 필터 포맷 모두에 대해 HCP/DNA 불순물 파과 (breaktrhough)를 도시한다. 이 데이터는 D0HC/X0HC 장치가 
100 L/m2의 처리량에서 완전한 HCP 파과를 도시하는 반면에, ID 7-1/ID 7-2 장치에 대한 현저한 HCP 불순물 제거가 약 200 L/m2 까지는 여전히 관찰되기 때문에, 결합된 D0HC/X0HC 포맷에 비하여 결합된 ID 7-1/ID 7-2 장치의 밝혀진 이점을 나타낸다.
실시예
27
HCP 및 DNA 불순물 제거(mAb05 공급물).
도 7은 생존 세포 밀도가 8.38 x 106 vc/mL인 단일클론 항체(mAb05)를 함유하는 HCCF를 사용한 심층 필터 이차 정화 적용 시험에 대한 압력, HCP, 및 DNA 불순물 제거 프로파일을 제공한다.
23 cm2 심층 필터 장치는 실시예 25에 기재된 부직물 및 심층 필터 매질 등급을 이용하여 작성하였다. 이들 시험에서, 상기 기재된 원형 일차 정화 심층 필터 장치 7-1를 통하여 충분한 양의 HCCF가 정화되었다. 여액을 모은 다음 300 LMH(각 이차 필터에 대하여)의 유동 속도에서 원형(prototype) 이차 정화 심층 필터 장치 7-2 및 7-3을 통하여 처리하였고 또 압력은 압력 변환기 및 데이터 로깅 설비의 시스템에 의하여 연속적으로 모니터링하였다.
여액을 분별하고 또 HCP ELISA 및 PicoGreen® DNA 에세이에 처리하였다. 도 7에 제공된 압력 프로파일 데이터는 이 HCCF 공급스트림에 대한 미결합 7-2 및 7-3 원형 심층 필터 장치에 필적하는 성능을 나타낸다. 도 7에 제시된 HCP 및 DNA 불순물 제거 데이터는 또한 120 L/m2 정도의 높은 처리량에서 평가된 7-2 및 7-3 원형 장치에 대한 HCP 및 DNA 불순물의 현저한 제거를 나타낸다. 이 데이터는 표적화된 정화 적용 내에서 HCP 및 DNA 불순물 제거에 대한 7-2 및 7-3 이차 정화 장치에 허용가능한 성능을 나타낸다.
상기 개시한 내용은 독립적 이용성을 갖는 다수의 분명한 발명을 포함할 수 있다. 이들 발명의 각각은 바람직한 형태로 개시하였으나, 본 명세서에 개시되고 상세하게 설명된 그의 특정 실시양태는, 다수의 변화가 가능하기 때문에, 제한을 의미하는 것이 아니다. 본 발명의 객체는 본 발명에 개시된 다야한 요소, 특징, 작용 및/또는 특성의 모든 신규하고 분명한 조합 및 부조합을 포함한다. 이하의 특허청구범위는 신규하고 분명한 것으로 간주된 특정의 조합 및 부조합을 지적한다. 특징, 작용, 요소 및/또는 특성의 다른 조합 및 부조합으로 구현된 발명은 상기 적용 또는 관련 적용으로부터 우선권을 주장하여 분야에서 적용될 수 있다. 이러한 청구범위는 상이한 발명에 관련된 것이건 또는 동일한 발명에 관한 것이건, 및 원래 특허청구범위보다 더 넓은, 더 좁은, 동일한, 또는 상이한 범위도 본 명세서에 개시된 본 발명의 객체에 포함되는 것으로 본다.
Claims (35)
- 부직물 또는 미세섬유-함유 층; 및
(1) 섬유, (2) 필터 보조제, 및 (3) 습윤 강도 수지를 포함하는 적어도 하나의 층;을 포함하고,
감소된 양의 유기, 무기 및 오염미생물(bioburden) 추출가능물을 가짐으로써, 사용전 세척에 필요한 물의 양을 감소시키는,
복합 심층 필터 매질. - 부직물 또는 미세섬유-함유 층; 및
(1) 섬유, (2) 필터 보조제, 및 (3) 습윤 강도 수지를 포함하는 적어도 하나의 층;을 포함하고,
상기 층들이 배열되어 구배 밀도 기공 구조를 형성하는,
높은 먼지 유지능을 갖는 복합 심층 필터 매질. - 제1항 또는 제2항에 있어서, 섬유가 피브릴화 섬유인 복합 심층 필터 매질.
- 제3항에 있어서, 피브릴화 섬유가 폴리아크릴로니트릴 또는 폴리아크릴로니트릴 공중합체를 포함하는 복합 심층 필터 매질.
- 제3항에 있어서, 피브릴화 섬유가 약 10 mL 내지 800 mL의 조합된 평균 캐나다 표준 여수도(Canadian Standard Freeness)를 갖는 복합 심층 필터 매질.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 필터 보조제가 실리카, 알루미나, 유리, 금속 산화물 또는 혼합된-금속 산화물, 이온 교환 수지, 탄소 또는 그의 조합을 포함하는 복합 심층 필터 매질.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 필터 보조제가 다공성 실리카, 다공성 알루미나, 합성 팽창 유리, 재생 유리로 제조된 합성 팽창 유리, 다공성 이온 교환 비드, 양이온적으로 대전된 다공성 이온 교환 비드, 활성탄, 또는 그의 조합을 포함하는 복합 심층 필터 매질.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 필터 보조제가 약 0.01 내지 60 마이크론의 평균 입자 크기를 갖는 복합 심층 필터 매질.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 필터 보조제가 섬유 및 필터 보조제의 총 중량을 기준으로 하여 0 내지 90 중량%를 포함하는 복합 심층 필터 매질.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 습윤 강도 수지가 우레아 또는 멜라민-포름알데히드계 중합체, 폴리아미노폴리아미드-에피클로로히드린(PAE) 중합체 또는 글리옥살레이트화된 폴리아크릴아미드(GPAM) 수지의 수용성 합성 중합체를 포함하는 복합 심층 필터 매질.
- 제10항에 있어서, 섬유 및 필터 보조제의 총 중량을 기본으로 한 습윤 강도 수지의 함량 중량%가 약 0% 내지 약 5%인 복합 심층 필터 매질.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 부직물 또는 미세섬유가 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 나일론, 폴리아크릴로니트릴, 탄소 또는 유리를 포함하는 복합 심층 필터 매질.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 부직물 또는 미세섬유 층은, 함께 적층되어 하나의 층을 형성하는 복수의 부직물층을 포함하는, 복합 심층 필터 매질.
- 제13항에 있어서, 상기 부직물 또는 미세섬유가 약 0.1 내지 20 마이크론의 평균 기공 크기를 갖는 복합 심층 필터 매질.
- a. 이하의 매질 성분: 합성 부직물 또는 미세섬유, 피브릴화 중합체 섬유, 합성 필터 보조제 및 습윤 강도 수지 중의 하나 이상을 갖는 복합 심층 필터 매질을 제공하는 단계;
b. 물을 사용하여 약 10 리터/m2/hr 내지 약 600 리터/m2/hr의 유동 속도로 상기 심층 필터 매질을 세척하여 여액 중의 측정된 총 유기 추출가능물 양이 약 0 내지 3 ppm이 되게 하는 단계;를 포함하는,
생물학적 유체의 정화를 위한 심층 필터의 사용전 물 세척 부피를 감소시키는 방법. - a. 하기 매질 성분: 합성 부직물 또는 미세섬유, 피브릴화 중합체 섬유, 합성 필터 보조제 및 습윤 강도 수지의 하나 이상을 갖는 복합 심층 필터 매질을 제공하는 단계;
b. i. 상기 심층 필터 매질에 약 10 내지 45 kGy 선량을 조사하는 것에 의해; 또는
ii. 상기 심층 필터 매질을 0.5N NaOH를 사용하여 100 내지 300 LMH로 30분 동안 세척하는 것에 의해
상기 심층 필터 매질을 처리하는 단계;
c. 상기 처리된 심층 필터 매질을 물을 사용하여 약 10 리터/m2/hr 내지 약 600 리터/m2/hr 범위의 유동 속도로 세척하여 여액 중의 측정된 총 유기 추출가능물 양이 약 0 내지 3 ppm이도록 하는 단계;를 포함하는,
낮은 오염미생물(bioburden)을 갖는 심층 필터의 사용전 물 세척 부피를 감소시키는 방법. - 제15항 또는 제16항에 있어서, 피브릴화 섬유가 폴리아크릴로니트릴 또는 폴리아크릴로니트릴 공중합체를 포함하는 방법.
- 제15항 또는 제16항에 있어서, 피브릴화 섬유가 약 10 mL 내지 800 mL의 조합된 평균 캐나다 표준 여수도를 갖는 방법.
- 제15항 또는 제16항에 있어서, 필터 보조제가 실리카, 알루미나, 유리, 금속 산화물 또는 혼합된-금속 산화물, 이온 교환 수지, 또는 탄소를 포함하는 방법.
- 제15항 또는 제16항에 있어서, 필터 보조제가 다공성 실리카, 다공성 알루미나, 합성 팽창 유리, 재생 유리로 제조된 합성 팽창 유리, 다공성 이온 교환 비드, 양이온적으로 대전된 다공성 이온 교환 비드, 활성탄, 또는 그의 조합을 포함하는 방법.
- 제15항 또는 제16항에 있어서, 필터 보조제가 약 0.01 내지 60 마이크론의 평균 입자 크기를 갖는 방법.
- 제15항 또는 제16항에 있어서, 필터 보조제가 섬유 및 필터 보조제의 총 중량을 기준으로 하여 0 내지 90 중량%를 포함하는 방법.
- 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 습윤 강도 수지가 우레아 또는 멜라민-포름알데히드계 중합체, 폴리아미노폴리아미드-에피클로로히드린(PAE) 중합체 또는 글리옥살레이트화된 폴리아크릴아미드(GPAM) 수지의 수용성 합성 중합체를 포함하는 방법.
- 제23항에 있어서, 섬유 및 필터 보조제의 총 중량을 기본으로 한 습윤 강도 수지의 함량 중량%가 약 0% 내지 약 5%인 방법.
- 제15항 또는 제16항에 있어서, 부직물 또는 미세섬유가 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 나일론, 폴리아크릴로니트릴, 탄소 또는 유리를 포함하는 방법.
- 제15항 또는 제16항에 있어서, 부직물 또는 미세섬유 층은, 함께 적층되어 하나의 층을 형성하는 복수의 부직물층을 포함하는, 방법.
- 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 부직물 또는 미세섬유가 약 0.1 내지 20 마이크론의 평균 기공 크기를 갖는 방법.
- 부직물 또는 미세섬유-함유 층; 및
(1) 섬유 함유 물질, (2) 미세 실리카 입자, 조대 실리카 입자 또는 그의 조합을 포함하는, 무기 실리카 입자 함유 필터 보조제, 및 (3) 습윤 강도 수지를 포함하는 적어도 하나의 층;을 포함하는,
수집된 세포 배양액 유체의 이차 정화 및 저 수준의 불순물 제거 동안 생물학적/세포 배양액 공급스트림으로부터의 DNA 및 숙주 세포 단백질과 같은 용해성 불순물에 대한 증가된 결합능을 갖는 복합 심층 필터 매질. - 제28항에 있어서, 상기 미세 실리카 입자는 ≤ 약 5 마이크론의 입자 크기를 갖고 또 조대 실리카 입자는 ≤ 약 40 ㎛의 입자 크기를 갖는 복합 심층 필터 매질.
- 제28항에 있어서, 섬유 함유 물질 중의 섬유가 피브릴화 섬유인 복합 심층 필터 매질.
- 제29항에 있어서, 무기 실리카 입자 함유 필터 보조제는 미세 실리카 입자 만을 함유하는 복합 심층 필터 매질.
- 제29항에 있어서, 무기 실리카 입자 함유 필터 보조제가 조대 실리카 입자 만을 함유하는 복합 심층 필터 매질.
- 제30항에 있어서, 피브릴화 섬유가 폴리아크릴로니트릴 또는 폴리아크릴로니트릴 공중합체를 포함하는 복합 심층 필터 매질.
- 제28항에 있어서, 상기 습윤 강도 수지가 우레아 또는 멜라민-포름알데히드계 중합체, 폴리아미노폴리아미드-에피클로로히드린(PAE) 중합체 또는 글리옥살레이트화된 폴리아크릴아미드(GPAM) 수지의 수용성 합성 중합체를 포함하는 복합 심층 필터 매질.
- 부직물층 또는 미세섬유-함유 층; 및
제28항, 제29항, 제30항, 제33항 또는 제34항 중 어느 한 항에 따른 제1층 및 제2층;을 포함하고,
상기 제1층은 부직물층과 일체를 이루고, 또 상기 제2층은 제1층과 일체를 이루는,
심층 필터 장치.
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