KR20190127919A - 연속 항류 나선형 크로마토그래피 - Google Patents

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Abstract

연속 항류 나선형 크로마토그래피를 위한 시스템, 모듈 및 방법이 개시된다. 상기 모듈은 유입 용액을 수용하기 위한 입력 포트, 유입 용액을 재순환 용액과 혼합하여 제1 혼합 유출물을 생성시키기 위한 제1 믹서, 제1 혼합 유출물을 농축시켜 스테이지 I 고체 분획을 생성시키기 위한 스테이지 I 분리기, 스테이지 I 분리기로부터의 스테이지 I 고체 분획을 선택적 완충 용액과 혼합하여 제2 혼합 유출물을 생성시키기 위한 제2 믹서, 및 제2 혼합 유출물을 농축시켜 모듈을 빠져나가게 되는 스테이지 II 고체 분획을 생성시키는 스테이지 II 분리기를 포함한다. 적어도 하나의 분리기는 나선형 분리기이다. 상기 시스템은 복수의 모듈을 포함하고, 상기 복수의 모듈 중 적어도 하나의 모듈은 나선형 분리기를 포함한다. 상기 방법은 상기 복수의 모듈을 이용해서 미정제 용액을 정제시키는 단계를 포함한다.

Description

연속 항류 나선형 크로마토그래피
관련 출원에 대한 참조
본 출원은 가출원인 미국 출원 제62/477,917호(출원일: 2017년 3월 28일, 발명의 명칭: "Continuous Countercurrent Spiral Chromatography")로부터의 우선권을 주장하되, 이 기초 출원의 전문은 참고로 본 명세서에 원용된다.
발명의 분야
본 발명은 일반적으로 크로마토그래피 및 흡착 분리에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 목적하는 생성물의 분리를 용이하게 하고 전체의 크로마토그래피 공정의 효율을 증대시키기 위하여 연속 항류 흐름 및 나선형 분리기를 이용하는 연속 항류 나선형 크로마토그래피(continuous countercurrent spiral chromatography) 방법, 시스템 및 장치에 관한 것이다.
단클론성 항체 및 다른 단백질을 특징으로 하는 새로운 약물 제조에서 연간 대략 15 내지 20%로 상당한 지속적인 성장이 있었다. 이 성장은 확장되는 약물 파이프라인뿐만 아니라, 유효한 세포주 및 생물반응기 성장 최적화로 인한 것이다. 연간 생물-제조 비용은 현재 26억 달러로 추산되고 있다. 약물 제조사가 제조해야 하는 가장 중요한 투자 중 하나는 공정 크로마토그래피이다(연간 대략 30% 또는 8억5천달러).
단백질 약물의 제조에서의 주된 비용의 하나는 전체 제조 비용의 80% 정도를 차지할 수 있는 하류 바이오처리이다. 현재, 단백질 정제에 사용되는 지배적인 방법은 칼럼 크로마토그래피이다. 단백질 A 친화성 크로마토그래피는 이의 매우 높은 선택성 및 고도로 강인한 동작으로 인해 거의 모든 단클론성 항체의 정제에서 사용된다. 그러나, 칼럼 크로마토그래피에서 사용되는 단백질 A 수지는 매우 값비싸고, 단클론성 항체의 초기 포획을 위하여 설계된 단일 단백질 A 칼럼이 수지 단독에 대해서 대략 1500만 달러의 비용이다. 칼럼 크로마토그래피와 연관된 다른 주된 문제는 고압 동작이라는 점이다. 지난 5년에 세포 배양 수법에서의 상당한 진보는 생성물 역가의 10배 증가를 초래하였으며, 이것은 보다 높은 유연성, 더 낮은 비용 및 연속적인 주문식 제조를 제공하는 단일-사용 일회용 공정으로의 바이오제조에서의 전략적인 전환을 초래하였다. 단일-사용 장비는 신약 물질에 대한 시간-대-시장을 상당히 저감시킬 수 있다.
미국 특허 제7,947,175호 및 제7,988,859호(발명자: Oleg Shinkazh, 발명의 명칭: 각각 "Continuous Countercurrent Tangential Chromatography" 및 "Countercurrent Tangential Chromatography Methods, Systems and Apparatus")는, 연속 항류 접선 크로마토그래피에 대한 새로운 수법을 위한 방법, 시스템 및 장치를 개시하며, 이들은 종래 기술의 도전과제 중 일부를 다루고 있다. 미국 특허 출원 제15/305,850호(미국 특허 출원 공개 제2017/0045483A1호로서 공개됨)(발명자: Oleg Shinkazh, 발명의 명칭: "High Efficiency Continuous Countercurrent Tangential Chromatography")는 연속 항류 접선 크로마토그래피의 새로운 수법을 더욱 진행시키는 방법, 시스템 및 장치를 개시한다. 미국 특허 제7,947,175호 및 제7,988,859호, 및 미국 특허 출원 공개 제2017/0045483A1호는 마치 완전히 재진술된 것처럼 이들의 전문이 본 명세서에 편입된다.
수지 입자가 고정상 칼럼에 충전되는 통상의 칼럼 크로마토그래피와는 대조적으로, 연속 항류 접선 크로마토그래피 공정은 슬러리의 형태로 수지를 이용하여, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 일련의 정적 믹서 및 접선 흐름 여과를 통해서 흐르게 한다. 연속 항류 접선 크로마토그래피는 일회용 흐름 경로에서 저압 동작(< 20 psi)하며, 따라서 단백질 A 칼럼 크로마토그래피와 연관된 상당한 결점의 일부를 제거할 수 있다. 결합/용리 모드에서 가동되는 연속 항류 접선 크로마토그래피(continuous countercurrent tangential chromatography: CCTC) 시스템은 다수의 단계: 결합, 세척, 용리, 재생 및 평형의 조합이다. 그러나, 몇몇 실시형태는 더 적은 또는 추가의 단계를 가질 수도 있다. 예로써, CCTC 관통-흐름(flow-through) 공정 모드는 결합 단계 및 세척 단계에서 수집된 생성물을 이용하는 용리 단계를 포함하지 않는다. 수지는 모든 정적 믹서 전에 설치되는 농축물 펌프(retentate pump)를 통해서 매 스테이지에 도입된다. 유체역학은 각 단계를 통해서 수지에 대한 항류 방식으로 완충액의 흐름을 안내하는 준 체크 밸브로서 그리고 펌프로서 둘 다 역할하는 농축물 펌프의 흐름을 사용함으로써 안정화된다. 각 단계는 폐쇄된 시스템으로서 작용하므로, 단계에 펌핑된 완충제는 투과물 스트림의 얻어지는 유량과 동등할 것이다.
CCTC 시스템에서의 수지 및 유체상의 분리는 중공사막(hollow fiber membrane)에 의해 수행된다. 그러나, CCTC 시스템 내 막 오염은 장기간 성능을 저해할 수 있다. 막 오염의 효과는 도 3에 도시되어 있다. 시간 경과에 따라서, 압력은 점차적으로 증가하여 전형적으로 길이가 24시간 미만인 유가식 공정으로의 시스템의 성능을 제한한다.
나선형 채널에서의 흐름을 이용하는 입자 분리 및 농축 시스템은 미국 특허 제9,433,880호(발명의 명칭: "Particle Separation and Concentration System")에서 Lean 등에 의해 기재되어 있다. 이 특허에서, 발명은 나선형 채널에서 흐르도록 만들어진 현탁된 입자의 크기 및 질량 분리에 기초하여 기재되어 있다. 나선형 채널에서, 유체 전단으로부터의 내측 지향 횡방향 압력은 외측 지향 원심력과 경쟁하고, 두 대향력의 크기는 흐름 속도, 입자 크기, 나선형 부분의 곡률 반경, 채널 치수 및 유체의 점도에 좌우되어, 입자의 분리를 초래한다.
입자 포커스 및 혼합을 위한 비직사각 단면을 가진 곡선 미세-채널을 구비한 미세유체 디바이스(microfluidic device)는 미국 특허 제9,789,485호(발명의 명칭 "Micro-Fluidic Device and Uses Thereof")에서 Han 등에 의해 기술되어 있다. 이 특허에서, 여기에 기재된 미세유체 디바이스는 입자의 혼합물로부터 크기에 의해 하나 이상의 입자를 분리할 수 있었다고 주장한다. 이 나선형 미세유체 분리 디바이스는 분리를 제공하기 위하여 미세채널 내에 딘 와류(Dean vortex) 및 관성 양력(inertial lift force)을 집중시키는 사다리꼴 단면을 갖는다. 특정 흐름 조건에서, 더 작은 성분이 딘 와류에 포획되어, 외벽을 향하여 편향되는 한편, 더 큰 성분은 채널의 내벽을 향해 체류한다. 미국 특허 제9,789,48호는 마치 전체적으로 재진술된 것처럼 이의 전문이 본 명세서에 편입된다.
예시적인 실시형태에 있어서, 연속 항류 나선형 크로마토그래피 모듈은 제1 입력 포트, 제1 믹서, 스테이지 I 분리기, 제2 믹서, 스테이지 II 분리기 및 적어도 하나의 액체 분획 펌프를 포함한다. 제1 입력 포트는 유입 용액을 수용하기 위한 것이다. 제1 믹서는 유입 용액을 제2 입력 포트로부터의 재순환 용액과 혼합하여 제1 혼합 유출물을 생성시키기 위한 것이다. 스테이지 I 분리기는 제1 혼합 유출물을 농축시켜 스테이지 I 고체 분획을 생성시키기 위한 것이며, 여기서 스테이지 I 액체 분획은 제1 출력 포트를 통해서 스테이지 I 분리기를 빠져나간다. 제2 믹서는 스테이지 I 분리기로부터의 스테이지 I 고체 분획과 제3 입력 포트로부터의 선택적 완충 용액을 혼합하여 제2 혼합 유출물을 생성시키기 위한 것이다. 스테이지 II 분리기는 제2 혼합 유출물을 농축시켜 스테이지 II 고체 분획을 생성시키기 위한 것이며, 해당 고체 분획은 스테이지 II 분리기로부터 제2 출력 포트를 통해서 모듈을 빠져나가며, 스테이지 II 액체 분획은 스테이지 II 분리기로부터 제3 출력 포트를 통해서 빠져나간다. 제3 출력 포트로부터의 재순환 용액은 제2 입력 포트 내로 유입 용액에 대해서 항류로 흐른다. 스테이지 I 분리기와 스테이지 II 분리기 중 적어도 하나는 적어도 하나의 유입구, 적어도 하나의 딘 와류(Dean vortex)를 생성시키도록 배열되고 배치된 곡선 채널, 적어도 하나의 액체 분획 유출구, 및 적어도 하나의 고체 분획 유출구를 포함하는 나선형 분리기이다.
또 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 복수의 모듈을 포함하는 연속 항류 나선형 크로마토그래피 시스템은, 미정제 생성물 용액으로부터의 생성물을 수지 슬러리와 결합하기 위한 결합 단계 모듈, 수지 슬러리로부터 불순물을 세척하는 세척 단계 모듈, 및 수지 슬러리를 재생하기 위한 재생 단계 모듈을 포함한다. 복수의 모듈 중 적어도 하나의 모듈은 모듈들 중 적어도 하나의 모듈 내에 수지 슬러리 흐름에 대한 항류에 지향된 고체 분획 흐름을 이용하는 복수의 스테이지를 포함한다. 복수의 모듈 중 적어도 하나의 모듈은 적어도 하나의 유입구, 적어도 하나의 딘 와류를 생성시키도록 배열되고 배치된 곡선 채널, 적어도 하나의 액체 분획 유출구, 및 적어도 하나의 고체 분획 유출구를 구비하는 나선형 분리기를 포함한다.
또 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 복수의 모듈을 이용해서 연속 항류 나선형 크로마토그래피에 의해 미정제 용액을 정제시키기 위한 방법은 미정제 용액을 수용하는 단계, 수지 슬러리를 함유하는 수지 슬러리 탱크로부터 수지 슬러리를 수용하는 단계(수지 슬러리 탱크는 수지 슬러리 탱크로부터 수지 슬러리의 배출 후에 분리됨), 미정제 생성물 용액 내의 생성물을 수지 슬러리 탱크로부터 수지 슬러리에 결합시키는 결합 단계, 수지 슬러리로부터 불순물을 세척하는 세척 단계, 선택적으로, 세척 단계 후에 수지 슬러리로부터 생성물을 용리시키는 용리 단계, 정제된 생성물 용액을 포획하는 단계, 수지 슬러리를 세정하는 재생 단계, 및 상기 단계들을 위한 완충 용액들을 제공하는 단계를 포함한다. 복수의 모듈 중 적어도 하나의 모듈은 복수의 모듈 중 적어도 하나의 모듈 내에 수지 슬러리 흐름에 대한 항류에 지향된 고체 분획을 이용하는 복수의 스테이지를 포함한다. 복수의 모듈 중 적어도 하나의 모듈은 적어도 하나의 유입구, 적어도 하나의 딘 와류를 생성시키도록 배열되고 배치된 곡선 채널, 적어도 하나의 액체 분획 유출구 및 적어도 하나의 고체 분획 유출구를 구비하는 나선형 분리기를 포함한다.
본 발명의 다른 특징 및 이점은, 예로써, 본 발명의 원리를 예시하는 첨부 도면과 함께 취한 바람직한 실시형태의 이하의 더욱 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 연속 항류 접선 크로마토그래피 모듈의 개략도이다.
도 2는 연속 모드에서 연속 항류 접선 크로마토그래피 시스템의 개략도이다.
도 3은 본 개시내용의 실시형태에 따른 나선형 분리기의 개략도이다.
도 4는 본 개시내용의 실시형태에 따른 연속 항류 나선형 크로마토그래피 모듈의 개략도이다.
도 5는 본 개시내용의 실시형태에 따른 재포획 분리를 이용하는 연속 항류 나선형 크로마토그래피 모듈의 개략도이다.
도 6은 본 개시내용의 실시형태에 따른 결합-용리 모드의 연속 항류 나선형 크로마토그래피 시스템의 개략도이다.
도 7은 본 개시내용의 실시형태에 따른 결합-용리 모드의 연속 항류 나선형 크로마토그래피 시스템의 개략도이다.
도 8은 본 개시내용의 실시형태에 따른 관통-흐름 모드의 연속 항류 나선형 크로마토그래피 시스템의 개략도이다.
도 9는 본 개시내용의 실시형태에 따른 재포획 분리를 이용하는 관통-흐름 모드의 연속 항류 나선형 크로마토그래피 시스템의 개략도이다.
도 10은 본 개시내용의 실시형태에 따른 결합 상태 오염 데이터의 비교를 개시한다.
도 11은 본 개시내용의 실시형태에 따른 연속 항류 나선형 크로마토그래피 시스템의 용리 단계 동안의 압력 프로파일을 개시한다.
도 12는 본 개시내용의 실시형태에 따른 연속 항류 나선형 크로마토그래피 시스템의 용리 UV 프로파일을 개시한다.
가능하면 언제나, 동일한 참조 부호는 동일한 부분을 나타내기 위하여 도면 전체를 통해서 사용될 것이다.
정의: 당업계의 이하의 용어는 본 명세서 전체를 통해서 이하에 주어진 의미를 가질 것이다.
"결합" 단계 또는 모드는 수지와 미정제 생성물이 가역적 복합체를 형성하는 동안(양성 크로마토그래피에 대해서), 또는 수지와 불순물이 가역적 복합체를 형성하는 동안(음성 크로마토그래피에 대해서)의 동작을 나타낸다.
"세척" 단계 또는 모드는 결합된 생성물과 함께 수지를 세척 완충액으로 세척하여 불순물의 수지를 제거하는 동안(양성 크로마토그래피에 대해서), 또는 결합된 불순물과 함께 수지가 세척 완충액으로 세척되어 결합 단계로부터의 캐리오버(carryover) 생성물을 세척해내는 동안(음성 크로마토그래피에 대해서)의 동작을 나타낸다.
"용리" 단계 또는 모드는 수지와 생성물의 복합체가 역전되고 정제된 생성물이 수집되는 동안의 동작을 나타낸다.
"재생" 단계 또는 모드는 수지가 재사용 목적을 위하여 세정되는 동안 또는 후자의 사이클 동안의 동작을 나타낸다.
"평형" 단계 또는 모드는 시스템이 중성 완충액에서 평형화되는 동안의 동작을 나타낸다.
"고체 입자 장입 분리 용량"(solid particle load separation capacity)은 모듈 또는 시스템의 공정 효율 및 오염률을 상당히 저감시키는 일 없이 모듈 또는 시스템에 도입될 수 있는 미정제 용액 중의 고체 입자 함유량의 최대량이다.
"스테이지"는 상호접속된 분리기와 믹서를 나타낸다.
"일회 통과 모듈"은 결합, 세척, 용리 및 재생과 같은 크로마토그래피 동작 중 하나를 일회 통과로 수행하는 모듈이다.
예시적인 시스템, 모듈 및 방법이 제공된다. 본 개시내용의 실시형태는, 본 명세서에 개시된 하나 이상의 특징부를 이용하지 않는 시스템, 모듈 및 방법과 비교해서, 공정 효율을 유의하게 증가시키고, 동작의 스케일을 증가시키고 그리고 수지 비용을 감소시키는, 또는 이들의 조합의 확장 가능한, 신뢰 가능한 그리고 일회용 수법을 제공한다.
나선형 미세유체 입자 분류기 디바이스(spiral micro-fluidic particle sorter device)에 의해 교체되는 CCTC 시스템의 중공사막은 예기치 않은 이익을 제공한다. 이들 나선형 디바이스는 해당 디바이스의 곡선 외벽에서 딘 와류를 사용하여 용해된 종류로부터 수지를 분리시켜 해당 디바이스의 하나의 벽에 입자를 선택적으로 유인한다. 따라서, 이들 디바이스는 용해된 종류로부터 수지 입자를 분리시키기 위한 막과 같은 물리적 장벽을 필요로 하지 않는다. CCTC 시스템에 대해서 항류 나선형 크로마토그래피 시스템 동작의 예기치 않은 중요한 이점은 이하에 기재된 것을 포함하는데, 그 이점은 실시형태에 따라서 단독으로, 서로 조합하여 또는 모두 함께 제공될 수 있다.
중공사막을 나선형 미세유체 입자 분류기 디바이스로 교체하는 것은 막 디바이스에서 이전에 발견된 점차적인 오염의 부재로 인해 처리량을 상당히 증가시킬 수 있다. 또한, 처리 시간은 관류 생물반응기를 구비한 항류 크로마토그래피 시스템의 직접 통합(최대 약 90일까지 가동될 수 있음) 역시, 24시간에서 최대 약 30 내지 90일(처리량의 최대 90배 증가)까지 연장될 수 있다.
중공사막을 나선형 미세유체 입자 분류기 디바이스로 교체하는 것은 각 항류 크로마토그래피 스테이지에 대한 압력이 오염의 부재로 인해 개별적으로 모니터링될 필요가 더 이상 없을 것이기 때문에 하드웨어 및 시스템 모니터링을 상당히 간략화시킬 수 있다. 이것은 전형적인 항류 크로마토그래피 동작에 대해서 압력 게이지의 수를 약 20에서 약 6으로 감소(3배 초과 감소)시킬 수 있어, 간략화된 하드웨어 설계를 허용하고, 미끄럼 및 흐름 경로에 대한 비용을 낮출 뿐만 아니라, 상당히 낮은 시스템 모니터링 때문에 사용 용이성의 증가를 허용할 수 있다.
중공사막을 나선형 미세유체 입자 분류기 디바이스로 교체하는 것은 나선형 디바이스가 3D 인쇄, 에칭 및 사출 성형과 같은 각종 저렴한 제조 방법으로 제조될 수 있기 때문에 제조 및 공급 사슬 강건성을 향상시킬 수 있다. 나선형 디바이스의 간략화로 인해, 나선형 디바이스는 흐름 경로 제조 및 항류 크로마토그래피 동작 둘 다를 위하여 상당히 감소된 기술적 지원을 필요로 할 수 있다. 또한, 이러한 디바이스는 제3자로부터 사전경화, 품질 시험 및 문제해결 막 모듈(troubleshooting membrane module)을 관리하는 일 없이 시스템 통합 회사에 의해 직접 제조될 수 있다.
중공사막을 나선형 미세유체 입자 분류기 디바이스로 교체하는 것은, 오염 거동을 위한 막 디바이스의 시간-소비 능력이 더 이상 필요하지 않을 것이기 때문에 공정 개발 요건을 감소시킬 수 있고, 나선형 디바이스 채택을 증가시킬 수 있다. 전체의 항류 크로마토그래피 공정은 결합 능력 및 속도론을 위하여 수지의 소형 칼럼 및 비이커 시험을 이용하여 표준 벤치탑 실험으로부터 확대 가능할 수 있다. 이것은 이 공정의 더 큰 주목도를 제공하고 시장 채택에 대한 장애를 감소시킬 수 있다.
중공사막을 나선형 미세유체 입자 분류기 디바이스로 교체하는 것은, 증가된 처리량, 막 모듈과 비교해서 디바이스의 감소된 제조 비용, 및 공정 개발을 위한 감소된 노력으로부터 최대 약 80% 스테밍(stemming)만큼 정제된 생성물의 비용/그램을 상당히 감소시킬 수 있다.
중공사막을 나선형 미세유체 입자 분류기 디바이스로 교체하는 것은, 다르게는 막 필터를 신속하게 오염시킬 수도 있었던 대형 분자 및 응집물(예컨대, 플라스미드 DNA, 바이러스 벡터 입자, 백신 및 RNA)의 항류 크로마토그래피 정제에 대한 능력을 제공하여, 중공사막을 이용하는 CCTC와 비교해서 이 새로운 수법 플랫폼에 대한 상당히 추가의 시장 기회를 열 수 있다.
중공사막을 나선형 미세유체 입자 분류기 디바이스로 교체하는 것은 중공사막을 이용하는 CCTC와 비교해서 고체 입자 장입 분리 용량을 증가시킬 수 있다.
도 1을 참조하면, 미국 특허 제7,947,175호 및 제7,988,859호, 및 미국 특허 출원 공개 제2017/0045483A1호에 더욱 완전히 기재된 바와 같이, 연속 항류 접선 크로마토그래피 모듈(100)이 (대시선 내부에) 도시되어 있다. 유입 용액(101)은 제1 입력 포트(102)에 유입되고, 유입 용액(101)은 제1 믹서(105) 내부에서 제2 입력 포트(104)로부터 재순환 용액(103)과 혼합된다. 제1 믹서(105)로부터의 제1 혼합 유출물(106)은 접선 유동 필터(108)인 스테이지 I 분리기(107)에 유입되고, 해당 필터로부터의 스테이지 I 액체 분획(109)이 제1 출력 포트(110)에서 스테이지 I 분리기(107)를 빠져나간다. 스테이지 I 고체 분획(111)이 제2 믹서(112)로 공급되고, 제3 입력 포트(114)로부터 선택적 완충 용액(113)과 혼합되어 제2 혼합 유출물(115)을 생성시킬 수 있다. 제2 믹서(112)로부터의 제2 혼합 유출물(115)은 접선 유동 필터(108)인 스테이지 II 분리기(116)에 공급된다. 스테이지 II 고체 분획(117)은 스테이지 II 분리기(116)로부터 제2 출력 포트(118)를 통해서 연속 항류 접선 크로마토그래피 모듈(100)을 빠져나가고, 스테이지 II 액체 분획(119)은 스테이지 II 분리기(116)로부터 제3 출력 포트(120)를 통해서 연속 항류 접선 크로마토그래피 모듈(100)을 빠져나간다. 스테이지 II 액체 분획(119)은 재순환 용액(103)일 수 있다. 연속 항류 접선 크로마토그래피 모듈(100)은 적어도 하나의 펌프(122)를 포함한다.
도 2를 참조하면, 미국 특허 제7,947,175호 및 제7,988,859호, 및 미국 특허 출원 공개 제 2017/0045483A1호에 더욱 완전히 기재된 바와 같이, 연속 항류 접선 크로마토그래피 시스템(200)은 연속 모드에서 작동한다. 결합 단계 모듈(210), 세척 단계 모듈(220), 용리 단계 모듈(230), 재생 단계 모듈(240) 및 평형 단계 모듈(250)은, 세척 단계 모듈(220) 및 용리 단계 모듈(230)이 제3 믹서(201) 및 스테이지 III 분리기(202)를 더 포함하는 이외에는, 도 1에 도시된 연속 항류 접선 크로마토그래피 모듈(100)의 동작과 유사한 방식으로 동작한다. 결합 단계 모듈(210)은 제1 입력 포트(102)에서의 수지 슬러리 탱크(203)와 제3 입력 포트(114)에서의 결합 완충액 탱크(204)에 접속된다. 세척 단계 모듈(220)은 결합 단계 모듈(210) 및 세척 완충액 탱크(205)에 접속된다. 용리 단계 모듈(230)은 세척 단계 모듈(220) 및 용리 완충액 탱크(206)에 접속된다. 재생 단계 모듈(240)은 용리 단계 모듈(230) 및 스트립 완충액 탱크(207)에 접속된다. 평형 단계 모듈(250)은 재생 단계 모듈(240) 및 평형 완충액 탱크(208)에 접속된다.
도 3을 참조하면, 미국 특허 제9,789,485호에 더욱 완전히 기재된 바와 같이, 나선형 분리기(300)는 적어도 하나의 유입구(301), 적어도 하나의 딘 와류를 생성시키도록 배열되고 배치된 곡선 채널(302), 적어도 하나의 액체 분획 유출구(303), 및 적어도 하나의 고체 분획 유출구(304)를 포함한다. 곡선 채널(302)은 직사각 단면, 비직사각 단면, 사다리꼴 단면, 정사각 단면, 타원형 단면, 원형 단면, 불규칙 단면, 둥근 직사각 단면, 둥근 정사각 단면, 둥근 사다리꼴 단면, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 일 실시형태에 있어서, 도 1의 연속 항류 접선 크로마토그래피 모듈(100) 내 적어도 하나의 접선 유동 필터(108)는 나선형 분리기(300)로 교체되어, 연속 항류 나선형 크로마토그래피 모듈(400)을 형성한다. 연속 항류 나선형 크로마토그래피 모듈(400)은 유입 용액(101)을 수용하기 위한 제1 입력 포트(102), 유입 용액(101)을 제2 입력 포트(104)로부터의 재순환 용액(103)과 혼합하여 제1 혼합 유출물(106)을 생성시키기 위한 제1 믹서(105), 제1 혼합 유출물(106)을 농축시켜 스테이지 I 고체 분획(111)을 생성시키기 위한 스테이지 I 분리기(107)(여기서 스테이지 I 액체 분획(109)은 제1 출력 포트(110)를 통해서 스테이지 I 분리기(107)를 빠져나감), 스테이지 I 분리기(107)로부터의 스테이지 I 고체 분획(111)과 제3 입력 포트(114)로부터의 선택적 완충 용액(113)을 혼합하여 제2 혼합 유출물(115)을 생성시키기 위한 제2 믹서(112), 제2 혼합 유출물(115)을 농축시켜, 스테이지 II 분리기(116)로부터 제2 출력 포트(118)를 통해서 모듈을 빠져나가는 스테이지 II 고체 분획(117)을 생성시키는 스테이지 II 분리기(116)(여기서 스테이지 II 액체 분획(119)이 스테이지 II 분리기(116)로부터 제3 출력 포트(120)를 통해서 연속 항류 나선형 크로마토그래피 모듈(400)을 빠져나감), 및 적어도 하나의 펌프(122)를 포함한다. 제3 출력 포트(120)로부터의 재순환 용액(103)은 제2 입력 포트(104) 내로 유입 용액(101)과 항류로 흐른다. 스테이지 I 분리기(107)와 스테이지 II 분리기(116) 중 적어도 하나는 나선형 분리기(300)이다. 스테이지 I 액체 분획(109)은 폐기물, 즉, 폐수(waste)일 수 있거나 또는 생성물일 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 스테이지 I 분리기(107)와 스테이지 II 분리기(116)는 둘 다 나선형 분리기(300)이다. 다른 실시형태(도시 생략)에 있어서, 스테이지 I 분리기(107)와 스테이지 II 분리기(116) 중 하나는 나선형 분리기(300)이고, 다른 하나는 접선 유동 필터(108)이다. 연속 항류 나선형 크로마토그래피 모듈(400)이 스테이지 III 분리기(202)를 포함하는 또 다른 실시형태(도시 생략)에 있어서, 스테이지 I 분리기(107), 스테이지 II 분리기(116) 및 스테이지 III 분리기(202) 중 하나는 나선형 분리기(300)이고, 이들 중 두 개는 접선 유동 필터(108)이며, 스테이지 I 분리기(107), 스테이지 II 분리기(116) 및 스테이지 III 분리기(202) 중 두 개는 나선형 분리기(300)이고, 하나는 접선 유동 필터(108)이거나, 또는 스테이지 I 분리기(107), 스테이지 II 분리기(116) 및 스테이지 III 분리기(202)의 각각은 나선형 분리기(300)이다.
일 실시형태에 있어서, 유입 용액(101)은 수지 및 미정제 생성물 용액을 포함한다. 미정제 생성물 용액은, 범용 화학제품(commodity chemical), 당류, 아미노산, 나노입자, 의약품, 항생제, 스타틴, 단백질, 단클론성 항체, 융합 단백질, 항체 약물 접합체, 효소, 바이러스-유사 입자, 백신, DNA, RNA, 또는 이들의 조합물을 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아닌 임의의 적합한 생성물을 포함할 수 있다.
제1 믹서(105)는 정적 믹서 또는 비-정적 믹서일 수 있다. 제2 믹서(112)는 정적 믹서 또는 비-정적 믹서일 수 있다. 연속 항류 나선형 크로마토그래피 모듈(400)이 제3 믹서(201)를 포함하는 일 실시형태(도시 생략)에 있어서, 제3 믹서(201)는 정적 믹서 또는 비-정적 믹서일 수 있다. 연속 항류 나선형 크로마토그래피 모듈(400)은 정적 믹서와 비-정적 믹서의 임의의 적합한 조합을 포함할 수 있다. 제2 믹서(112)는 깨끗한 완충 용액을 수용할 수 있거나 또는 깨끗한 완충 용액을 수용하지 않을 수도 있다.
일 실시형태에 있어서, 연속 항류 나선형 크로마토그래피 모듈(400)은 제1 입력 포트(102)로부터의 유입 용액(101)이 일회 통과로 스테이지 I 분리기(107) 및 스테이지 II 분리기(116)를 통해 흐르는 일회 통과 모듈이다.
일 실시형태에 있어서, 연속 항류 나선형 크로마토그래피 모듈(400)은 비교 연속 항류 접선 크로마토그래피 모듈(100)보다 더 높은 수지 대 완충액 유량으로 동작 가능하고, 비교 연속 항류 접선 크로마토그래피 모듈(100)보다 더 적은 완충액 용적을 사용한다. 연속 항류 나선형 크로마토그래피 모듈(400)은 연속 항류 접선 크로마토그래피 모듈(100)보다 더 높은 생성물 농도로 동작 가능하다.
일 실시형태에 있어서, 연속 항류 나선형 크로마토그래피 모듈(400)은 적어도 약 10 중량%, 대안적으로 적어도 약 12 중량%, 대안적으로 적어도 약 14 중량%, 대안적으로 적어도 약 16 중량%, 대안적으로 적어도 약 18 중량%, 대안적으로 적어도 약 20 중량%, 대안적으로 적어도 약 22 중량%, 대안적으로 적어도 약 24 중량%, 대안적으로 적어도 약 26 중량%, 대안적으로 적어도 약 28 중량%, 대안적으로 적어도 약 30 중량%의 고체 입자 장입 분리 용량을 포함한다.
도 5를 참조하면, 일 실시형태에 있어서 연속 항류 나선형 크로마토그래피 모듈(400)은 제1 출력 포트(110)를 빠져나가는 스테이지 I 액체 분획(109)으로부터 잔류 고체 물질을 제거하여, 제4 출력 포트(502)로부터 연속 항류 나선형 크로마토그래피 모듈(400)을 빠져나가는 분리된 스테이지 I 액체 분획(501)과, 재순환 스테이지 I 고체 분획(503)을 생성시키기 위한 재포획 분리기(500)를 더 포함하되, 상기 고체 분획은 제5 출력 포트(504)를 통해 재포획 분리기(500)를 빠져나가서 제4 입력 포트(505)를 통해서 제1 믹서(105)에 공급되어 유입 용액(101) 및 재순환 용액(103)과 함께 제1 혼합 유출물(106)에 혼합되게 된다. 재포획 분리기(500)는 나선형 분리기(300)(도시됨) 또는 접선 유동 필터(108)(도시 생략)일 수 있다. 고체 물질은 수지를 포함할 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 고체 물질은 스테이지 I 분리기(107)에 의해 스테이지 I 고체 분획(111)으로 분리되지 않는 수지를 포함한다.
도 6 내지 도 9를 참조하면, 일 실시형태에 있어서, 도 2의 연속 항류 접선 크로마토그래피 시스템(200) 내 적어도 하나의 접선 유동 필터(108)는 나선형 분리기(300)에 의해 교체되어, 연속 항류 나선형 크로마토그래피 시스템(600)을 형성한다. 연속 항류 나선형 크로마토그래피 시스템(600)은 복수의 모듈을 구비하고, 미정제 생성물 용액으로부터의 생성물을 수지 슬러리와 결합하기 위한 결합 단계 모듈(210), 수지 슬러리로부터 불순물을 세척하는 세척 단계 모듈(220) 및 수지 슬러리를 재생하기 위한 재생 단계 모듈(240)을 포함한다. 복수의 모듈 중 적어도 하나의 모듈은 복수의 모듈 중 적어도 하나의 모듈 내에서 수지 슬러리 흐름에 대해서 항류로 지향된 고체 분획 흐름을 가진 복수의 스테이지를 포함하고, 복수의 모듈 중 적어도 하나의 모듈은 나선형 분리기(300)를 포함한다. 복수의 모듈은 복수의 모듈의 각각에 대해서 연속 항류 접선 크로마토그래피 모듈(100)과 연속 항류 나선형 크로마토그래피 모듈(400)의 임의의 적합한 조합을 포함할 수 있다. 복수의 모듈은 세척 단계 모듈(220)의 출력을 정제된 생성물 용액으로서 용리시키기 위한 용리 단계 모듈(230), 적절한 완충액을 이용하는 연속 항류 나선형 크로마토그래피 시스템(600)을 평형화하기 위한 평형 단계 모듈(250), 또는 둘 다를 더 포함할 수 있다. 적절한 완충액은 중성 완충액을 포함할 수 있지만, 이것으로 제한되는 것은 아니다.
일 실시형태에 있어서, 연속 항류 나선형 크로마토그래피 시스템(600)은 적어도 약 10 중량%, 대안적으로 적어도 약 12 중량%, 대안적으로 적어도 약 14 중량%, 대안적으로 적어도 약 16 중량%, 대안적으로 적어도 약 18 중량%, 대안적으로 적어도 약 20 중량%, 대안적으로 적어도 약 22 중량%, 대안적으로 적어도 약 24 중량%, 대안적으로 적어도 약 26 중량%, 대안적으로 적어도 약 28 중량%, 대안적으로 적어도 약 30 중량%의 고체 입자 장입 분리 용량을 포함한다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 일 실시형태에 있어서, 연속 항류 나선형 크로마토그래피 시스템(600)은 결합 단계 모듈(210), 세척 단계 모듈(220), 용리 단계 모듈(230), 재생 단계 모듈(240) 및 평형 단계 모듈(250)을 포함하고, 결합-용리 모드에서 동작한다. 도 8 및 도 9를 참조하면, 다른 실시형태에 있어서, 연속 항류 나선형 크로마토그래피 시스템(600)은 결합 단계 모듈(210), 세척 단계 모듈(220), 재생 단계 모듈(240) 및 평형 단계 모듈(250)을 포함하지만, 용리 단계 모듈(230)을 포함하지 않고, 관통-흐름 모드에서 동작한다.
도 6 및 도 8을 참조하면, 일 실시형태에 있어서, 연속 항류 나선형 크로마토그래피 시스템(600)은 재포획 분리기(500)를 구비한 연속 항류 나선형 크로마토그래피 모듈(400)을 포함하지 않는다. 도 7 및 도 9를 참조하면, 다른 실시형태에 있어서, 연속 항류 나선형 크로마토그래피 시스템(600)은 재포획 분리기(500)를 구비한 적어도 하나의 연속 항류 나선형 크로마토그래피 모듈(400)을 포함한다. 연속 항류 나선형 크로마토그래피 시스템(600)은 연속 항류 나선형 크로마토그래피 모듈(400)이 없는 것에서부터 단일 연속 항류 나선형 크로마토그래피 모듈(400)까지, 매 연속 항류 나선형 크로마토그래피 모듈(400)까지, 그리고 이들 간의 연속 항류 나선형 크로마토그래피 모듈(400)의 임의의 조합에 이르기까지 재포획 분리기(500)를 구비하는 모듈의 임의의 적합한 수를 포함할 수 있다. 연속 항류 나선형 크로마토그래피 시스템(600)에서의 적어도 하나의 재포획 분리기(500)의 내포는 연속 항류 나선형 크로마토그래피 시스템(600)의 동작 동안 생성된 액체 분획으로부터 잔류 수지를 제거하여, 재포획 분리기(500)가 없는 비교 시스템과 비교해서 동작 동안 수지 손실을 저감시킬 수 있다.
도 6 내지 도 9를 재차 참조하면, 일 실시형태에 있어서, 연속 항류 나선형 크로마토그래피 시스템(600)은 약 30 psi 미만, 대안적으로 약 20 psi 미만, 대안적으로 약 18 psi 미만, 대안적으로 약 15 psi 미만, 대안적으로 약 1 psi 내지 약 20 psi, 대안적으로 약 2 psi 내지 약 18 psi의 동작 압력을 포함한다.
도 10을 참조하면, 연속 항류 나선형 크로마토그래피 시스템(600)의 결합 단계 모듈(210)의 압력 프로파일이 연속 항류 접선 크로마토그래피 시스템(200)의 결합 단계 모듈(210)에서의 압력 프로파일과 비교해서 도시되어 있으며, 이는 압력 프로파일이 연속 항류 나선형 크로마토그래피 시스템(600)에서의 상당한 오염이 없이 연속 항류 나선형 크로마토그래피 시스템(600)에서 안정적이었던 한편, 항류 접선 크로마토그래피 시스템(200)은 동일 조건 하에서 막 오염을 겪었음을 입증한다.
도 11을 참조하면, 연속 항류 나선형 크로마토그래피 시스템(600)의 4개의 용리 단계 모듈(230)을 갖는 용리 단계의 압력 프로파일이 도시되어 있으며, 이는 연속 항류 나선형 크로마토그래피 시스템(600)의 용리 부분에서의 압력 프로파일이 상당한 오염이 없는 동작 조건하에서 안정적임을 입증한다.
도 12를 참조하면, 용리 단계 모듈(230)로부터의 생성물로서 얻어진 단백질 샘플의 UV A280 프로파일은 용리 단계 모듈(230)의 안정적인 동작을 입증한다.
일 실시형태에 있어서, 복수의 모듈을 이용해서 연속 항류 나선형 크로마토그래피에 의해 미정제 용액을 정제시키기 위한 방법은 미정제 용액을 수용하는 단계, 수지 슬러리를 함유하는 수지 슬러리 탱크(203)로부터 수지 슬러리를 수용하는 단계(수지 슬러리 탱크(203)는 수지 슬러리 탱크(203)로부터 수지 슬러리의 배출 후에 분리됨), 수지 슬러리 탱크(203)로부터의 수지 슬러리에 미정제 생성물 용액 중의 생성물 또는 불순물 중 어느 한쪽을 결합시키는 결합 단계, 수지 슬러리로부터 불순물을 세척하거나 수지 슬러리로부터 미결합 생성물을 회수하는 세척 단계, 선택적으로, 세척 단계 후에 수지 슬러리로부터 생성물을 용리시키는 용리 단계, 정제된 생성물 용액을 포획하는 단계, 수지 슬러리를 세정하는 재생 단계, 및 상기 단계들을 위한 완충 용액들을 제공하는 단계를 포함한다.
미정제 용액을 정제하는 것은 임의의 적합한 조성물을 정제시키는 것, 염수(salt water)를 탈염시키는 것, 임의의 적합한 크로마토그래피 공정을 수행하는 것 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 적합한 조성물은 범용 화학제품, 당류, 아미노산, 나노입자, 의약품, 항생제, 스타틴, 단백질, 단클론성 항체, 이중-특이적 항체, 융합 단백질, 항체 약물 접합체, 효소, 바이러스-유사 입자, 백신, 유전자 요법제, 또는 이들의 조합물을 포함하지만 이들로 제한되는 것은 아니다. 적합한 크로마토그래피 공정은, 크로마토그래피 포획, 크로마토그래피 관통-흐름, 단백질 A 수지에 의한 크로마토그래피 항체 포획, 크로마토그래피 이온교환, 크로마토그래피 소수성 상호작용, 크로마토그래피 금속 친화도, 크로마토그래피 혼합 모드, 크로마토그래피 수산화인회석, 크로마토그래피 친화성 리간드, 크로마토그래피 압타머-기반, 크로마토그래피 역상 분리, 또는 이들의 조합을 포함하지만 이들로 제한되는 것은 아니다.
따라서, 본 명세서에서 개시된 방법은 특정 순서로 수행되는 특정 동작들을 참조하여 기술되고 도시되었지만, 이들 동작은 본 발명의 교시로부터 벗어나는 일 없이, 조합될 수 있거나, 더욱 분할될 수 있거나 또는 재정렬되어 등가의 방법을 형성할 수 있음이 이해될 것이다. 따라서, 본 명세서에서 구체적으로 나타내지 않는 한, 동작들의 순서 및 그룹화는 본 발명의 제한이 아니다.
마지막으로, 본 발명은 특정 실시형태를 참조하여 특별히 도시되고 기술되었지만, 당업자라면, 첨부된 청구범위에서 정의된 바와 같이, 본 발명의 정신과 범위로부터 벗어나는 일 없이 형태 및 상세의 각종 다른 변화가 이루어질 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (20)

  1. 연속 항류 나선형 크로마토그래피 모듈(continuous countercurrent spiral chromatography module)로서,
    유입 용액을 수용하기 위한 제1 입력 포트;
    상기 유입 용액을 제2 입력 포트로부터의 재순환 용액과 혼합하여 제1 혼합 유출물을 생성시키기 위한 제1 믹서;
    상기 제1 혼합 유출물을 농축시켜 스테이지 I 고체 분획을 생성시키기 위한 스테이지 I 분리기로서, 스테이지 I 액체 분획이 제1 출력 포트를 통해서 상기 스테이지 I 분리기를 빠져나가는, 상기 스테이지 I 분리기;
    상기 스테이지 I 분리기로부터의 상기 스테이지 I 고체 분획과 제3 입력 포트로부터의 선택적 완충 용액을 혼합하여 제2 혼합 유출물을 생성시키기 위한 제2 믹서;
    상기 제2 혼합 유출물을 농축시켜 스테이지 II 고체 분획을 생성시키기 위한 스테이지 II 분리기로서, 상기 스테이지 II 고체 분획은 상기 스테이지 II 분리기로부터 제2 출력 포트를 통해서 상기 모듈을 빠져나가고, 스테이지 II 액체 분획은 상기 스테이지 II 분리기로부터 제3 출력 포트를 통해서 상기 모듈을 빠져나가는, 상기 스테이지 II 분리기; 및
    적어도 하나의 펌프를 포함하되,
    상기 제3 출력 포트로부터의 상기 재순환 용액은 상기 유입 용액에 대한 항류를 상기 제2 입력 포트에 흐르게 하고, 그리고
    상기 스테이지 I 분리기와 상기 스테이지 II 분리기 중 적어도 하나는 나선형 분리기이며, 상기 나선형 분리기는,
    적어도 하나의 유입구;
    적어도 하나의 딘 와류(Dean vortex)를 생성시키도록 배열되고 배치된 곡선 채널;
    적어도 하나의 액체 분획 유출구; 및
    적어도 하나의 고체 분획 유출구를 포함하는, 연속 항류 나선형 크로마토그래피 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스테이지 I 분리기와 상기 스테이지 II 분리기는 둘 다 나선형 분리기인, 연속 항류 나선형 크로마토그래피 모듈.
  3. 제1항에 있어서, 상기 스테이지 I 분리기와 상기 스테이지 II 분리기 중 적어도 하나는 접선 유동 필터(tangential flow filter)인, 연속 항류 나선형 크로마토그래피 모듈.
  4. 제1항에 있어서, 상기 유입 용액은 수지 및 미정제 생성물 용액을 포함하는, 연속 항류 나선형 크로마토그래피 모듈.
  5. 제1항에 있어서, 상기 스테이지 I 액체 분획은 폐수(waste)인, 연속 항류 나선형 크로마토그래피 모듈.
  6. 제1항에 있어서, 상기 스테이지 I 액체 분획은 생성물인, 연속 항류 나선형 크로마토그래피 모듈.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제2 믹서는 깨끗한 완충 용액을 수용하는, 연속 항류 나선형 크로마토그래피 모듈.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제2 믹서는 깨끗한 완충 용액을 수용하지 않는, 연속 항류 나선형 크로마토그래피 모듈.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1 믹서 및 상기 제2 믹서는 정적 믹서인, 연속 항류 나선형 크로마토그래피 모듈.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제1 입력 포트로부터의 상기 유입 용액은 일회 통과로 상기 스테이지 I 분리기와 상기 스테이지 II 분리기를 통해 유동하는, 연속 항류 나선형 크로마토그래피 모듈.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제1 출력 포트를 빠져나가는 상기 스테이지 I 액체 분획으로부터 고체 물질을 제거하여, 제4 출력 포트로부터 상기 모듈을 빠져나가는 분리된 스테이지 I 액체 분획과, 재순환 스테이지 I 고체 분획을 생성시키기 위한 재포획 분리기를 더 포함하되, 상기 재순환 스테이지 I 고체 분획은 제5 출력 포트를 통해서 상기 재포획 분리기를 빠져나가고 제4 입력 포트를 통해서 상기 제1 믹서에 공급되어 상기 유입 용액 및 상기 재순환 용액과 함께 상기 제1 혼합 유출물에 혼합되게 되는, 연속 항류 나선형 크로마토그래피 모듈.
  12. 제11항에 있어서, 상기 재포획 분리기는 나선형 분리기인, 연속 항류 나선형 크로마토그래피 모듈.
  13. 제11항에 있어서, 상기 재포획 분리기는 접선 유동 필터인, 연속 항류 나선형 크로마토그래피 모듈.
  14. 제11항에 있어서, 상기 고체 물질은 수지를 포함하는, 연속 항류 나선형 크로마토그래피 모듈.
  15. 제11항에 있어서, 적어도 약 10 중량%의 고체 입자 장입 분리 용량(solid particle load separation capacity)을 더 포함하는, 연속 항류 나선형 크로마토그래피 모듈.
  16. 복수의 모듈을 구비하는 연속 항류 나선형 크로마토그래피 시스템으로서,
    상기 복수의 모듈은,
    미정제 생성물 용액으로부터의 생성물을 수지 슬러리와 결합시키는 결합 단계 모듈;
    상기 수지 슬러리로부터 불순물을 세척하는 세척 단계 모듈; 및
    상기 수지 슬러리를 재생하기 위한 재생 단계 모듈을 포함하되,
    상기 복수의 모듈 중 적어도 하나의 모듈은, 상기 복수의 모듈 중 상기 적어도 하나의 모듈 내에서 수지 슬러리 흐름에 대해서 항류로 지향된 고체 분획 흐름을 이용하는 복수의 스테이지를 포함하고, 그리고
    상기 복수의 모듈 중 적어도 하나의 모듈은 나선형 분리기를 포함하며, 상기 나선형 분리기는,
    적어도 하나의 유입구;
    적어도 하나의 딘 와류를 생성시키도록 배열되고 배치된 곡선 채널;
    적어도 하나의 액체 분획 유출구; 및
    적어도 하나의 고체 분획 유출구를 포함하는, 연속 항류 나선형 크로마토그래피 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 상기 세척 단계 모듈의 출력을 정제된 생성물 용액으로서 용리시키기 위한 용리 단계 모듈과, 적절한 완충액을 이용해서 상기 시스템을 평형화시키기 위한 평형 단계 모듈 중 적어도 하나를 더 포함하는, 연속 항류 나선형 크로마토그래피 시스템.
  18. 제16항에 있어서, 상기 복수의 모듈 중 적어도 하나의 모듈은 상기 시스템의 동작 동안 생성된 액체 분획으로부터 잔류 수지를 제거하기 위한 재포획 분리기를 포함하고, 그리고 상기 시스템은 상기 재포획 분리기가 없는 비교 시스템에 비해서 동작 동안 수지 손실을 저감시키는, 연속 항류 나선형 크로마토그래피 시스템.
  19. 복수의 모듈을 구비한 연속 항류 나선형 크로마토그래피에 의해 미정제 용액을 정제시키는 방법으로서,
    상기 미정제 용액을 수용하는 단계;
    수지 슬러리를 함유하는 수지 슬러리 탱크로부터 상기 수지 슬러리를 수용하는 단계로서, 상기 수지 슬러리 탱크는 상기 수지 슬러리 탱크로부터 상기 수지 슬러리의 배출 후에 분리되는, 상기 수지 슬러리를 수용하는 단계;
    상기 수지 슬러리 탱크로부터의 상기 수지 슬러리에 미정제 생성물 용액 중의 생성물을 결합시키는 결합 단계;
    상기 수지 슬러리로부터 불순물을 세척하는 세척 단계;
    선택적으로, 상기 세척 단계 후에 상기 수지 슬러리로부터 생성물을 용리시키는 용리 단계;
    정제된 생성물 용액을 포획하는 단계;
    상기 수지 슬러리를 세정하는 재생 단계; 및
    상기 결합 단계, 상기 세척 단계, 상기 용리 단계 및 상기 재생 단계를 위한 완충 용액들을 제공하는 단계를 포함하되,
    상기 복수의 모듈 중 적어도 하나의 모듈은 상기 복수의 모듈 중 상기 적어도 하나의 모듈 내에서 수지 슬러리 흐름에 대해서 항류로 지향된 고체 분획 흐름을 이용하는 복수의 스테이지를 포함하고, 그리고
    상기 복수의 모듈 중 적어도 하나의 모듈은 나선형 분리기를 포함하며, 상기 나선형 분리기는,
    적어도 하나의 유입구;
    적어도 하나의 딘 와류를 생성시키도록 배열되고 배치된 곡선 채널;
    적어도 하나의 액체 분획 유출구; 및
    적어도 하나의 고체 분획 유출구를 포함하는, 연속 항류 나선형 크로마토그래피에 의해 미정제 용액을 정제시키는 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 미정제 용액을 정제시키는 것은,
    범용 화학제품, 당류, 아미노산, 나노입자, 의약품, 항생제, 스타틴, 단백질, 단클론성 항체, 이중-특이적 항체, 융합 단백질, 항체 약물 접합체, 효소, 바이러스-유사 입자, 백신, 유전자 요법제, 또는 이들의 조합물을 정제시키는 것;
    염수(salt water)를 탈염시키는 것;
    크로마토그래피: 포획, 관통-흐름, 단백질 A 수지에 의한 항체 포획, 이온교환, 소수성 상호작용, 금속 친화도, 혼합 모드, 수산화인회석, 친화성 리간드, 압타머-기반, 역상 분리, 또는 이들의 조합을 수행하는 것; 또는
    이들의 조합을 포함하는, 연속 항류 나선형 크로마토그래피에 의해 미정제 용액을 정제시키는 방법.
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