KR20200088825A - 사이클릭 크로마토그래피 정제 프로세스의 모니터링, 평가 및 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
적어도 2 개의 흡착기를 포함하는 사이클릭 크로마토그래피 정제 프로세스의 모니터링, 평가 및 제어 방법이 제안되며, 이 방법은 적어도:
a. 상기 액체 중에서 적어도 하나의 현재의 농도 비례 신호의 측정을 포함하는 크로마토그램의 모니터링 단계;
b. 단계 a에서 측정된 상기 현재의 농도 비례 신호 중 적어도 하나와 그 임계값의 비교를 포함하는 상기 크로마토그램의 평가 단계;
c. 단계 b의 비교의 함수로서 현재 실행 중인 양상의 종료를 조정하는 것에 의한 상기 크로마토그래피 정제 프로세스의 제어 단계 및 다음 양상을 시작하는 단계를 포함하고,
상기 시퀀스 a 내지 c는 주어진 순서로 적어도 2 회 실시된다.
a. 상기 액체 중에서 적어도 하나의 현재의 농도 비례 신호의 측정을 포함하는 크로마토그램의 모니터링 단계;
b. 단계 a에서 측정된 상기 현재의 농도 비례 신호 중 적어도 하나와 그 임계값의 비교를 포함하는 상기 크로마토그램의 평가 단계;
c. 단계 b의 비교의 함수로서 현재 실행 중인 양상의 종료를 조정하는 것에 의한 상기 크로마토그래피 정제 프로세스의 제어 단계 및 다음 양상을 시작하는 단계를 포함하고,
상기 시퀀스 a 내지 c는 주어진 순서로 적어도 2 회 실시된다.
Description
본 발명은 사이클릭 크로마토그래피 정제 프로세스의 모니터링, 평가 및 제어 방법에 관한 것이다.
크로마토그래피 프로세스는 복잡한 혼합물로부터의 생성물의 정제에 사용된다.
"어려운" 크로마토그래피 분리의 경우, 목적의 생성물은 매우 유사한 흡착 거동을 갖는 부화합물(불순물)을 동반한다. 이로 인해 전통적인 단일 흡착기 크로마토그래피의 크로마토그램에서는 생성물 피크의 전방부와 후방부에서 생성물과 상이한 부화합물의 중첩 부분이 초래되어 센터컷 정제(center-cut purification)가 필요해진다. 이 정제는 크로마토그램에서 분리될 화합물이 조기 용출(약한 흡착) 불순물/부화합물, 중간 용출 "생성물", 및 후기 용출(강한 흡착) 불순물/부화합물의 3 개의 클래스로 그룹화될 수 있으므로 3 원 분리 챌린지(ternary separation challenge)로도 불린다. 생성물 피크의 전방과 후방의 중첩 획분에는 각각 목적의 생성물과 불순물/부화합물의 둘 모두가 포함되어 있고, 그 순도가 설정된 사양을 충족하지 않으므로 통상적으로 폐기되어야 한다. 이는 이러한 3 원 분리 챌린지에서 고순도 생성물 획분은 수율의 희생 하에서만 얻어질 수 있음을 의미한다. 이 부획분을 포함하면 추가의 생성물 화합물을 포함함으로써 수율이 향상될 수 있으나 부화합물/불순물의 포함으로 인해 순도가 저하된다. 이러한 상황은 수율-순도 트레이드 오프로도 알려져 있다.
수율-순도 트레이드 오프를 완화시키는 것을 목적으로 불순한 부획분 내에 함유된 생성물을 회수하기 위해 리사이클링 기술을 사용하는 다양한 크로마토그래피 프로세스가 제안되었다. 재처리가 규제 가이드라인에 부합되는 경우, 단일 흡착기를 사용하고, 후의 시점에서 정제를 위한 별도의 용기에서 불순한 부획분을 수집하는 프로세스가 제안되었다.
일부의 프로세서에서, 불순한 부획분은 중간 저장 없이 동일한 흡착기 상으로 직접 리사이클링된다.
2 개 이상의 크로마토그래피 흡착기를 사용하는 크로마토그래피 프로세스에서는 불순한 부획분의 내부 리사이클링의 사용 및 향류 원리, 즉 고정상(흡착기 물질)과 이동상(유체)의 상대적 반대 운동의 사용의 조합을 가능하게 한다. 불순한 부획분의 내부 리사이클링에 의해, 이들 획분에 함유된 생성물 화합물은 먼저 외부 저장소에 저장되지 않고 하나의 흡착기로부터 다른 흡착기로 직접 이송될 수 있고, 다음에 향류 원리에 의해 분리되어 회수될 수 있다.
내부 리사이클링과 향류 원리의 강력한 조합에 의해 다중 흡착기 프로세스에서 고수율 및 고순도로 생성물 화합물을 제조할 수 있다. 이들 프로세스는 SMB(simulated moving bed) 프로세스로도 알려져 있다. 초기의 SMB 프로세스의 사용은 2 원 분리, 즉 2 개의 생성물 화합물의 분리 또는 하나의 생성물 화합물과 하나의 그룹의 조기 또는 후기 용출 불순물/부화합물의 분리에 한정되었다. 생성물 피크의 전방 및 후방에서의 부화합물과 중첩된 생성물의 3 원 분리는 2 개의 SMB 프로세스를 결합함으로써만 달성될 수 있고, 2 개의 SMB 셋업 사이에서 농축 단계가 필요할 수 있다. 이들 셋업의 복잡성은 실용적 적용을 방해하였으며, 향류 원리를 사용하는 3 원 분리를 위한 대안적 프로세스의 개발을 유도하였다. 더욱이 SMB 프로세스는 유사한 흡착 특성을 갖는 화합물의 분리에 중요한 선형 용매 구배를 사용할 수 없다.
이와 관련하여, 선형 용매 구배 능력을 갖는 3 원 분리를 위한 매우 효율적인 프로세스는 "MCSGP(Multicolumn countercurrent solvent gradient purification)" 프로세스로 알려져 있고, 산업계에서 잘 확립되어 있다(EP-A-1 877 769를 참조할 것). 이 프로세스는 2-8 흡착기에 대해 설명되어있다.
"GSSR(gradient with steady state recycle)" 프로세스와 같은 다수의 흡착기 및 내부 리사이클링을 사용하는 다른 크로마토그래피 다중 흡착기 기술이 제안되어 있다. 과거 수년간, 다중 흡착기 향류 크로마토그래피 프로세스의 대부분의 용도는 2 개의 흡착기 MCSGP 프로세스에 대해 설명되었으며, 이는 설비의 복잡성이 낮고, 유량, 전환 시간(switch time), 및 선형 용매 구배 모드에서의 작동의 사용에 관한 작동의 유연성이 높다는 이점이 있다.
US-A-2017241992는 크로마토그래피 프로세스의 제어 및/또는 모니터링 및/또는 최적화를 위한 방법을 제안하며, 이 방법은 교대로 작동되는 적어도 2 개의 컬럼을 포함하고, 이 작동은 적어도 2 개의 컬럼이 상호접속된 상태 및 단절된 상태로 작동되도록 실시될 수 있고, 컬럼은 상호접속된 상태 및 단절된 상태와 같은 시퀀스 후에 위치를 전환하고, 각 컬럼의 하류 또는 각 컬럼의 적어도 하나의 하류에는 검출기를 통과할 때 원하는 생성물 및/또는 불순물을 검출할 수 있는 검출기가 배치되어 있다.
WO-A-2014166799는 2 개의 크로마토그래피 컬럼(흡착기)을 사용하여 혼합물로부터 원하는 생성물 획분을 단리하기 위한 크로마토그래피 정제 방법에 관한 것이며, 이러한 프로세스를 구성하는 방법에 관한 것이며, 또한 이와 관련하여 프로세스의 제어 및/또는 모니터링 및/또는 최적화에 관한 것이다. 이 방법은, 적어도 한 번 실시되는 하나의 사이클 내에서, 다음의 단계를 포함한다: 제 1 뱃치 단계(B1), 여기서 뱃치 기간 중에 상기 흡착기는 단절되고, 제 1 흡착기는 제 1 유량을 사용하여 그 입구를 개재하여 공급물로 로딩되고, 그 출구는 폐기물로 안내되고, 제 2 흡착기로부터 원하는 생성물이 그 출구를 개재하여 회수되고, 이어서 제 2 흡착기가 재생된다; 제 1 상호접속된 단계(IC1), 여기서 상호접속된 기간 동안에 제 1 흡착기의 출구는 제 2 흡착기의 입구에 접속되고, 제 1 흡착기는 제 1 유량 이상인 제 2 유량을 사용하여 그 입구를 개재하여 동적 돌파 능력을 초과하여 공급물로 로딩되고, 제 2 흡착기의 출구는 폐기물로 안내된다; 제 1 뱃치 단계(B1)와 유사하지만 흡착기가 교환된 제 2 뱃치 단계(B2); 제 1 상호접속된 단계(IC1)와 유사하지만 흡착기가 교환된 제 2 상호접속된 단계(IC2).
본 발명의 하나의 목적은 사이클릭 크로마토그래피 정제 프로세스의 모니터링, 평가 및 제어를 위한 개선된 방법을 제안하는 것이다.
제안된 방법은 크로마토그래피 프로세스의 용출, 즉 농도 비례 신호를 모니터링하고, 용출이 진행되는 동안 동작을 취하므로 즉각적인 효과가 있다. 또한, 이 방법은 분리를 기술하는 크로마토그래피 모델이나, 실제값과 설정점 사이의 유한 오차에 기초한 동작을 취하는 에어 알고리즘을 요구하지 않는다. 대조적으로, 이 방법은 임계값을 사용하고, 임계값에 도달한 것 또는 이를 초과한 것에 기초하여 제어 동작을 시작한다. 설정점을 결정하기 위해, 이 방법은 설계 구배 크로마토그램을 평가함으로써 취득될 수 있는 크로마토그래피 분리에 대한 약간의 지식을 필요로 한다. 일부의 경우에, 설정점은, 예를 들면, 피크 최대값에 대해 자동적으로 결정될 수 있다. 따라서, 용출 시간/체적에 대한 크로마토그램의 위치(x 축)는 크로마토그램의 크기(y 축)에만 기초하는 설정점을 결정하는 것과 관련이 없다.
제안된 프로세스 제어 방법은 환경 및 작동 파라미터 변동과 향류 프로세스의 최적이 아닌 프로세스 성능을 초래할 수 있는 흡착기 성능의 차이의 문제에 대처한다. 제안된 방법에서 프로세스는 설정점에서 강력하게 작동한다.
제안된 방법은 a) 본질적으로 연속적으로 모니터링하고, b) 바람직하게는 용출 작업을 수행하고 있는 흡착기의 출구에서 크로마토그램의 평가하고, 그리고 c) 평가된 정보에 기초하여 제어 동작을 트리거하는 요소를 포함한다.
더 구체적으로는, 본 발명은 원하는 생성물 성분(또는 화합물)(P) 및 불순물(W, S)을 포함하는 공급물 혼합물(공급물)을 함유한 액체가 통과하는 적어도 2 개의 흡착기(바람직하게는 2 개 이하의 흡착기, 3 개 이하의 흡착기 또는 4 개 이하의 흡착기)를 포함하는 사이클릭 크로마토그래피 정제 프로세스를 모니터링, 평가, 및 제어하는 방법에 관한 것이다.
전형적으로 흡착기는 적어도 2 개의 흡착기가 상호접속된 양상(phase) 및 단절된 양상의 시퀀스로 작동되고, 이러한 상호접속된 양상 및 단절된 양상의 시퀀스 후에 흡착기가 위치를 전환하는 점에서 교대로 작동된다. 2 개의 흡착기, 예를 들면, 2 개의 컬럼이 있는 경우 그 시퀀스가 완전히 정해진다. 이러한 문맥에서, 이들 2 개의 흡착기의 각각의 하나는 직렬로 상호접속된, 그리고 프로세스 중에 어떤 단절도 없이 그 상호접속된 시퀀스에 유지되는 2 개, 3 개 또는 4 개 또는 그 이상의 흡착기(컬럼)의 그룹에 의해 주어질 수 있다는 것에 주목해야 한다.
3 개 이상의 흡착기가 있는 상황에서, 상호접속된 양상과 단절된 양상의 시퀀스는 2 개의 흡착기(또는 흡착기의 그룹)(I1)를 연결하는 상호접속된 양상의 후에 항상 동일한 2 개의 흡착기가 작동되는 뱃치 양상(B1)이 이어진다는 점에서 유지되고, 생성물(P)은 이전의 상류 흡착기(또는 흡착기의 그룹)로부터 용출된다. 따라서, 도 3 내지 도 8에 개설되고 아래에서 더 설명하는 바와 같은 제어가 이러한 의미에서 상호접속된 양상 및 뱃치 양상의 존재만을 필요로 하므로 3 개 이상의 컬럼을 사용하는 프로세스에서도 가능하고, 아래에서 설명된 농도 비례 신호는 바람직하게는 이들 동일한 흡착기 중 적어도 하나의 출구, 바람직하게는 상류 흡착기의 출구, 또는 2 개의 흡착기의 출구, 또는 모든 흡착기의 출구에서 측정된다. 더 바람직하게는 농도 비례 신호는 다음의 위치들 중 적어도 하나에서 측정될 수 있다: 원하는 생성물의 뱃치 용출 양상(B1)에 있는 흡착기의 출구, 상호접속된 양상(I1, I2)에 있는 상류 흡착기의 출구, 및 바람직하게는 단지 이들 위치. 2 개의 흡착기 또는 흡착기의 그룹을 포함하는 각각의 이러한 시퀀스(I1, B1)와 병행하여, 추가의 흡착기 또는 흡착기의 그룹이 세정, 평형화 또는 반응 단계와 같은 다른 작업을 독립적으로 수행할 수 있다.
각각의 양상 I1 및 B1과 병행하지만 또한 2 개의 추가의 흡착기 또는 흡착기의 그룹을 포함하는 양상 I2 및 B2와 병행하여, 추가의 흡착기 또는 흡착기의 그룹은, 예를 들면, 세정, 평형화 또는 반응 단계와 같은 다른 작업을 독립적으로 수행할 수 있다. 3 개의 흡착기에 대한 이러한 프로세스의 일 실시례는 도 10a에 제공되어 있다. 따라서, 3 개의 흡착기 또는 흡착기의 그룹을 사용하는 프로세스에서, 흡착기 위치는 프로세스에서 양상 B2 후에만 변경된다. 유사한 방식으로, 4 개의 흡착기 또는 흡착기의 그룹을 갖는 프로세스는 도 10b에 예시된 바와 같이 작동될 수 있다.
또한 EP 1 877 769 B1에 규정된 바와 같은 프로세스는 완전히 호환적이며, 상호접속된 양상 후에 뱃치 양상이 이어지는 요건을 갖는 본 개념을 사용하여 작동될 수 있으므로 본 발명은 여기서도 적용가능하다(예를 들면, EP 1 877 769 B1의 도 20, 도 22 또는 도 23에 따른 프로세스의 경우). EP 1 877 769 B1에서, "I1" 및 "I2"에 대응하는 상호접속된 양상은 "CCL"로 명명되고, 뱃치 양상 "B1" 및 "B2"는 "BL"로 명명된다. 불순물(W, S)에 관련하여, 단 하나의 불순물(W 또는 S)만이, 따라서 생성물보다 약한 흡착성 불순물(W)만의 2 원 분포만이 존재한다. 또는 생성물보다 강한 흡착성 불순물(S)만이 존재할 수 있다. 생성물보다 약한 흡착성 불순물(W) 뿐만 아니라 생성물보다 강한 흡착성 불순물(S)이 존재하는 상황도 가능하다.
이 정제 프로세스는 적어도 2 개의 상이한 양상(I, B)을 포함한다:
상류 흡착기의 출구가 하류 흡착기의 입구에 유체적으로 접속되는 점에서 상호접속되는 적어도 하나의 상호접속된 양상(I), 및
적어도 하나의 흡착기가 다른 흡착기에 유체적으로 접속되지 않고, 원하는 생성물 성분(P)이 정제된 형태로, 바람직하게는 단절된 흡착기로부터의 형태로 회수되는 적어도 하나의 뱃치 양상(B).
본 발명에 따르면, 이 방법은 적어도:
a. 상기 액체 중에서 적어도 하나의 현재의 농도 비례 신호의 측정을 포함하는 크로마토그램의 모니터링 단계;
b. 단계 a에서 측정된 상기 현재의 농도 비례 신호 중 적어도 하나와 그 임계값의 비교를 포함하는 상기 크로마토그램의 평가 단계;
c. 단계 b의 비교의 함수로서 현재 실행 중인 양상의 종료를 조정하는 것에 의한 상기 크로마토그래피 정제 프로세스의 제어 단계 및 다음 양상을 시작하는 단계를 포함하고, 시퀀스 a 내지 c는 하나의 분리 프로세스에서 연속하여 주어진 순서로 적어도 2 회 실시된다.
따라서, 프로세스는 요구되거나 필요한 빈도로 시퀀스 a 내지 c를 반복함으로써 실시된다.
전형적으로 프로세스는 특정 시간 동안, 예를 들면, 10 분 내지 200 시간, 또는 많은 경우에 12 내지 52 시간 또는 24 내지 48 시간 동안 시퀀스 a 내지 c를 반복함으로써 사이클링된다. 대안적으로, 프로세스는 공급물 체적에 따라 시퀀스 a 내지 c를 반복함으로써 주기적으로 실시된다. 즉, 시퀀스 a 내지 c는 공급물 체적이 처리될 때까지 반복된다.
예를 들면, 연속 발효 기반의 프로세스의 경우, 시퀀스 a 내지 c는 최대 몇 주 또는 몇 개월, 예를 들면, 1 내지 20 주 또는 4 내지 8 주일 수 있는 발효 프로세스가 종료될 때까지 사이클링될 수 있다. 또는 프로세스는 연속적으로 실행된다. 즉, 시퀀스 a 내지 c는 흡착기를 교체 또는 세정해야 할 때까지 반복된다.
바람직한 제 1 실시형태에 따르면, 농도 비례 신호는 이것의 절대값, 이것의 적분, 이것의 기울기 및 이것의 기울기 부호 중 적어도 하나에 관하여 고려되고, 바람직하게는 이들의 조합, 가장 바람직하게는 절대값 및 이것의 기울기 부호의 조합이 고려된다.
단계 a에서 측정된 농도 비례 신호는 적어도 하나의 흡착기의 출구, 바람직하게는 2 개의 흡착기의 출구, 또는 모든 흡착기의 출구에서 측정될 수 있는 것이 바람직하다. 더 바람직하게는 농도 비례 신호는 다음의 위치들 중 적어도 하나 또는 이들 위치들 중 단 하나에서 측정될 수 있다: 원하는 생성물의 뱃치 용출 양상(B1)에 있는 흡착기의 출구, 상호접속된 양상(I1, I2)에 있는 상류 흡착기의 출구. 따라서, 바람직하게는, 생성물을 용출시키는 것의 뱃치 양상에서 2 개의 활성 흡착기 중 상류 흡착기의 출구에서 농도 비례 신호만이 측정된다.
바람직한 실시형태에 따르면, 이 정제 프로세스는 적어도 4 개의 상이한 양상(I1, B1, I2, B2)을 소정의 순서로 포함한다.
적어도 하나의 제 1 상호접속된 양상(I1) - 여기서 상류 흡착기의 출구가 하류 흡착기의 입구에 유체적으로 접속되는 점에서 2 개의 흡착기가 상호접속되고, 용매가 상기 입구를 통해 상기 상류 흡착기 내로 들어가고, 원하는 생성물 성분(P) 및 약한 흡착성 불순물(W)이 바람직하게는 본질적으로 원하는 생성물 성분(P)만이 상기 상류 흡착기의 출구로부터 배출될 때까지 상기 상류 흡착기로부터 상기 하류 흡착기로 이송되고, 바람직하게는 인라인으로 상기 상류 흡착기와 상기 하류 흡착기 사이에서 희석이 실시됨 -;
적어도 하나의 제 1 뱃치 양상(B1) - 여기서 흡착기들은 유체적으로 접속되지 않고, 용매가 제 1 상호접속된 양상(I1)에서 상기 입구를 통해 상기 상류 흡착기 내로 들어가고, 생성물 용출 흡착기의 출구를 개재하여 상기 원하는 생성물 성분(P)이 수집되고, 공급물 혼합물(공급물)을 함유하는 액체가 제 1 상호접속된 양상(I1)에서 상기 입구를 통해 상기 하류 흡착기 내로 들어가고, 이 흡착기의 출구를 개재하여 약한 흡착성 불순물이 통상적으로 수집됨 -;
적어도 하나의 제 2 상호접속된 양상(I2) - 여기서 제 1 상호접속된 양상(I1)에서 상기 상류 흡착기의 출구가 상기 제 1 상호접속된 양상(I1)의 하류 흡착기의 입구에 접속되는 점에서 2 개의 흡착기가 상호접속되고, 용매가 상기 입구를 통해 상기 상류 흡착기 내로 들어가고, 원하는 생성물 화합물(P) 및 강한 흡착성 불순물(S)이, 바람직하게는 본질적으로 원하는 생성물 화합물(P)이 상기 상류 흡착기의 출구로부터 더 이상 배출되지 않을 때까지, 상기 상류 흡착기로부터 상기 하류 흡착기로 이송되고, 더 바람직하게는 인라인으로 상기 상류 흡착기와 상기 하류 흡착기 사이에서 희석이 실시됨 -; 및
적어도 하나의 제 2 뱃치 양상(B2) - 여기서 흡착기들은 유체적으로 접속되지 않고, 용매가 제 2 상호접속된 양상(I2)에서 상기 입구를 통해 상기 상류 흡착기 내로 들어가고, 이 전자의 상류 흡착기의 출구를 개재하여 강한 흡착성 불순물(S)이 수집되고, 용매가 상기 제 2 상호접속된 양상(I2)에서 상기 입구를 통해 하류 흡착기 내로 들어가고, 이 전자의 하류 흡착기의 출구를 개재하여 약한 흡착성 불순물이 수집됨 -;
상기 양상(I1, B1, I2, B2)의 기능은 동기적으로 또는 바람직하게는 순차적으로 수행되고, 주기적으로 적어도 2 회 실시되고, 전환 시간 후에 또는 전환 시간 내에 사이클링할 때, 상기 제 2 뱃치 양상(B2)에서 전자의 상류 흡착기는 이동하여 후속의 제 1 상호접속된 양상(I1)의 하류 흡착기로 되고, 제 2 뱃치 양상의 전자의 하류 흡착기는 이동하여 후속의 제 1 상호접속된 양상(I1)의 상류 흡착기가 된다. 이 프로세스는 본질적으로 아래에서 상세히 설명되는 도 1에 예시된 프로세스이다.
이러한 정제 방법과 관련하여, 단계 a는 제 1 상호접속된 양상(I1)에서 상기 상류 흡착기의 출구에서 액체 중에서 적어도 하나의 현재의 농도 비례 신호의 측정을 바람직하게 포함하고, 바람직하게는 절대값 및 이것의 기울기 부호 중 적어도 하나, 바람직하게는 이들 2 개의 조합이 측정된다.
절대값 및 바람직하게는 또한 이것의 기울기 부호가 측정될 수 있고, 절대값 임계값을 초과하면, 고정된 지속시간의 제 1 뱃치 양상으로서 또는 추가의 모니터링, 평가 및 제어에 따라 조정된 길이를 갖는 제 1 뱃치 양상으로서 후속의 제 1 뱃치 양상(B1)이 시작될 수 있다.
절대값 임계값을 초과하면, 고정된 지속시간의 제 1 뱃치 양상으로서 또는 추가의 모니터링, 평가 및 제어에 따라 조정된 길이를 갖는 제 1 뱃치 양상으로서 후속의 제 1 뱃치 양상(B1)이 시작될 때까지 고정된 지연이 대기될 수 있다.
제 1 절대값 임계값을 초과하면, 최소 고정된 지연이 대기될 수 있고, 그 후 제 2 절대값 임계값을 초과하면, 바람직하게는 이것의 기울기가 양이라는 추가의 조건의 확인 하에, 고정된 지속시간의 제 1 뱃치 양상으로서 또는 추가의 모니터링, 평가 및 제어에 따라 조정된 길이를 갖는 제 1 뱃치 양상으로서 후속의 제 1 뱃치 양상(B1)이 시작된다.
추가의 모니터링, 평가 및 제어에 기초하여 조정된 길이를 갖는 제 1 뱃치 양상(B1)을 언급할 때, 예를 들면, 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 생성물 용출 단계의 길이의 제어를 지칭하는 것이다.
생성물 용출 단계가 시작되어야 하는 시점을 결정하기 위한 이들 상이한 방법들도 또한 조합될 수 있다.
단계 a는 상기 제 1 뱃치 양상(B1)에서 상기 생성물 용출 흡착기의 출구에서 상기 액체 중에서 적어도 하나의 현재의 농도 비례 신호의 측정을 포함할 수 있고, 바람직하게는 상기 절대값 및 이것의 기울기 부호 중 적어도 하나, 바람직하게는 이들 2 개의 조합이 측정된다. 이러한 측정에 관련하여, 절대값 임계값 미만으로 떨어지면, 바람직하게는 이것의 기울기가 음이라는 추가의 조건의 (연속적인) 확인 하에, 고정된 지속시간의 제 2 상호접속된 양상으로서 또는 추가의 모니터링, 평가 및 제어에 따라 조정된 길이를 갖는 제 2 상호접속된 양상으로서 후속의 제 2 상호접속된 양상(I2)이 시작될 수 있다.
단계 a는 상기 제 2 상호접속된 양상(I2)에서 상기 상류 흡착기의 출구에서 상기 액체 중에서 적어도 하나의 현재의 농도 비례 신호의 측정을 포함할 수 있고, 바람직하게는 상기 절대값 및 이것의 기울기 부호 중 적어도 하나, 바람직하게는 이들 2 개의 조합이 측정되고, 바람직하게는 이것의 기울기가 음이라는 추가의 조건의 확인 하에, 절대값 임계값 미만으로 떨어지면, 고정된 지속시간의 제 2 뱃치 양상으로서 또는 추가의 모니터링, 평가 및 제어에 따라 조정된 길이를 갖는 제 2 뱃치 양상으로서 후속의 제 2 뱃치 양상(B2)이 시작된다.
사이클릭 크로마토그래피 프로세스는 적어도 2 개의 흡착기를 사용할 수 있고, 각각의 사이클은 상이한 부분적으로 순수한 부획분(W/P, P/S)의 내부 리사이클링을 위해 2 개의 흡착기가 유체적으로 접속된 적어도 2 개의 상호접속된 양상을 포함할 수 있다. 바람직하게는 단계 a에서 절대 신호 및 이것의 기울기 중 적어도 하나가 각각의 상류 흡착기의 출구에서 측정된다.
또한 기울기 부호의 변화가 제어 동작을 위한 기준으로서 사용될 수 있다.
프로세스의 용출 구배는 두 상호접속된 양상(I1, I2) 및 제 1 뱃치 양상(B1)에 걸쳐 상기 프로세스에서 사용되는 액체 이동상의 체적에 대해 일정한 기울기를 가지거나, 또는 아이소크래틱 모드(isocratic mode)(0의 기울기)로 실행될 수 있다.
상기 프로세스의 양상을 정지시키고 상기 프로세스의 새로운 양상을 시작하기 위한 임계값은 바람직하게는 상기 크로마토그래피 프로세스의 동일 사이클 또는 이전 사이클 동안에 기록된 상기 농도 비례 신호와 관련하여 정해질 수 있다.
또한, 제어 동작이 소정의 용출 체적 또는 시간 또는 구배 농도 내에서 정해진 임계값에 도달하지 못한 것에 기초하여 트리거될 수 있다.
상기 농도 비례 신호는 전형적으로 가시광, UV, 적외선, 형광, 라만(Raman), 이온 강도, 전도율 또는 굴절율 측정에 일반적으로 기초한다.
크로마토그램을 모니터링하는 바람직한 방법 중 하나는 적어도 하나의 흡착기의 출구에서, 바람직하게는 2 개의 흡착기의 경우에 두 출구에서, 그리고 바람직하게는 3 개 이상의 흡착기를 사용하는 경우에는 각각의 흡착기의 출구에서 농도 비례 신호를 모니터링하는 것을 포함한다.
농도 비례 신호의 모니터링은 UV 신호를 수집함으로써 실시될 수 있고, UV 신호는 이것의 절대 신호, 이것의 적분, 이것의 기울기 또는 이것의 기울기 부호로 표시될 수 있다.
크로마토그램을 평가하는 바람직한 방법은 전술한 파라미터 중 적어도 하나의 현재의 값을 설정점 값과 비교하고, 이 비교에 기초하여 제어 동작을 인출하는 것이다.
바람직한 제어 동작은, 예를 들면, 내부 생성물의 리사이크링을 위한 현재 실행 중인 양상(IC1)을 정지하고, 예를 들면, 생성물의 수집을 위한 다음 양상(B1)을 시작하는 것이다.
이 제어 방법은 이동상의 조성 및 온도, 흡착기의 온도, 컬럼 형식의 흡착기의 경우에 충전층 높이 차이, 컬럼 형식의 흡착기의 경우에 충전 압축, 파울링(fouling), 및 크로마토그램의 이동을 초래하는 능력 감소와 같은 프로세스 파라미터의 변화를 보상할 수 있다는 것이 밝혀졌다.
이 방법의 모니터링 부분은 양상 I1, B1, 및 I2 중에 그리고 양상 B2에서 구역 4에서 화합물 "W"의 용출 중에 상류 흡착기의 출구에서 농도 비례 신호의 값 및 이 신호의 기울기를 기록하는 것을 포함할 수 있다.
농도 비례 신호의 기울기를 모니터링함으로써, 이 방법은 피크 프론트(peak front; 농도 비례 신호의 기울기 > 0) 또는 피크 테일(peak tail; 농도 비례 신호의 기울기 < 0)에서 제어 동작을 트리거하기 위해 적용될 수 있다. 이 방법의 평가 부분은 농도 비례 신호가 정해진 임계값에 도달했는지의 여부를 연속적으로 확인하고, 임계값에 도달한 경우에는 제어 동작을 트리거한다.
임계값은 (예들 설계 크로마토그램의 지식에 기초하여) 사전설정될 수 있고, 또는 하나 이상의 이전 사이클로부터의 정보에 기초하여 제어 방법에 의해 자동으로 결정될 수 있다. 예를 들면, 임계값은 주 화합물 또는 이전의 용출된 "W" 화합물의 피크 높이의 백분율로 표현될 수 있다.
추가의 바람직한 실시형태에서, 다중 흡착기의 향류 용매 구배 정제 프로세스를 모니터링, 평가 및 제어하는 방법은 다음의 요소를 포함한다:
a. 절대 신호, 적분, 기울기 또는 기울기 부호 또는 이들의 조합으로 농도 비례 신호를 모니터링하는 것;
b. 전술한 파라미터 중 적어도 하나의 현재의 값을 설정점 값과 연속적으로 비교하는 것을 포함하는 크로마토그램의 평가;
c. 이 다중 흡착기 향류 용매를 제어하는 것은 현재의 값과 설정점 값의 매칭에 기초하여 다중 흡착기의 향류 용매 구배 정제 프로세스의 형재 실행 중인 양상의 종료 및 새로운 양상의 시작을 포함한다.
여기서, a 내지 c는 정제 프로세스의 작동 동안에 적어도 1 회 실시된다.
본 발명의 의미에서 농도 비례 신호라는 표현은 크로마토그래피 실행에서 생성물 또는 불순물의 농도에 대한 신호의 비례를 지칭할 수 있으나, 대안적으로 염 농도 또는 유기 개질제의 농도 중 적어도 하나를 포함하는, 그러나 이것에 한정되지 않는, 개질제의 농도에 대한 비례를 지칭할 수 있다.
바람직한 실시형태에서, 다중 흡착기의 향류 용매 구배 정제 프로세스는 2 개의 흡착기를 사용할 수 있다. 그러나, 또한 3 개 이상의 흡착기, 예를 들면, 3, 4, 5, 또는 심지어 6 개의 흡착기를 사용하는 것도 가능하다.
바람직한 실시형태에서, 이 방법은 내부 리사이클링 및 생성물 용출 양상 동안에 크로마토그램을 모니터링하고, 임계값에 기초하여 제어 동작을 트리거한다.
바람직하게는 정확하게 2 개의 흡착기가 이 프로세스에서 사용된다.
바람직한 실시형태에서, 이 방법은 다음을 포함한다:
(a) 약한 흡착성 불순물의 내부 리사이클링 동안에 상류 흡착기의 출구에서 농도 비례 신호의 기울기 및/또는 농도 비례 신호의 값을 모니터링하고(양상 I1);
(b) 농도 비례 신호의 기울기가 양이고, 임계값에 도달한 것에 기초하여 농도 비례 신호의 값을 정해진 임계값과 연속적으로 비교하고;
(c) 양상(I1)의 실행을 정지하고, 다른 임계값에 의존하는 고정된 지속시간 또는 가변 지속시간을 갖는 양상(B1)으로 양상(B1)을 시작한다.
다른 바람직한 실시형태에서, 이 방법은 다음을 포함한다:
(a) 약한 흡착성 불순물의 내부 리사이클링 동안에 상류 흡착기의 출구에서 농도 비례 신호의 기울기 및/또는 농도 비례 신호의 값을 모니터링하고(양상 I1);
(b) 농도 비례 신호의 기울기가 양이고, 임계값에 도달한 것에 기초하여 농도 비례 신호의 값을 정해진 임계값과 연속적으로 비교하고;
(c) 양상(I1)의 실행을 정지하기 전에 일정 시간(지연) 동안 양상(I1)을 지속하고, 지속시간을 갖는 양상(B1)으로 그리고 다른 임계값에 의존하는 사전설정된 지속시간 또는 가변 지속시간을 갖는 지연으로 양상(B1)을 시작한다.
또 다른 바람직한 실시형태에서, 이전 방법은 양상(I1)에서의 지연 기간을 트리거하는데 사용되는 임계값과 동일하거나 상이할 수 있는 임계값에 기초하여 양상(B1)이 시작되도록 수정되고, 지연 기간은 최소값과 관련된다. 최소 지속시간을 지연에 할당하는 이유는 불순물 용출이 주 생성물 전에 제 2 임계값에 도달하는 것에 기인되는 양상(B1)의 조기 시작을 회피하기 위한 것이다. 지연 기간은 시간 또는 체적의 관점에서 공식화될 수 있다.
추가의 바람직한 실시형태에서, 이 방법은 또한 다음을 포함한다:
(a) 생성물 용출 흡착기의 출구에서 농도 비례 신호의 기울기 및/또는 농도 비례 신호의 값을 모니터링하고(양상(B1));
(b) 농도 비례 신호의 기울기가 음이고, 임계값에 도달한 것에 기초하여 농도 비례 신호의 값을 정해진 임계값과 연속적으로 비교하고;
(c) 양상 B1의 실행을 정지하고, 양상 I2를 시작하고, 여기서 샘플 로딩(sample loading)은, 임계값에 도달할 때까지 다른 흡착기의 용출이 실행되고 있는 동안에 그리고 다른 임계값에 의존하는 사전설정된 지속시간 또는 가변 지속시간을 갖는 I2로, 양상 B1의 시작 시에 실시되고, 짧은 시간 후에 정지되도록 조절된다.
다른 바람직한 실시형태에서, I2의 종점은 임계값에 의해 결정되고, 여기서 이 임계값에 도달하면 (c) 양상 I2의 실행이 정지되고, 양상 B2가 시작된다.
다른 바람직한 실시형태에서, 양상 B1의 시작과 관련된 상기 임의의 방법은 양상 B1의 종료와 관련된 방법과 조합된다.
따라서, 또한 이들 방법은 제 1 임계값에 기초하여 I1 내에서 지연 기간의 시작과, 그리고 UV 신호의 기울기가 양이고, 제 3 임계값에 기초하여 양상 B1의 종료(양상 I2의 시작) 중에 제 2 임계값에 기초하여 생성물 수집 양상 B1의 시작과 조합할 수 있다.
상기 임의의 방법의 다른 바람직한 실시형태는 크로마토그램의 기울기의 추가의 정보를 사용하여 제어 동작을 트리거한다. 바람직한 방법의 실시형태에서, 고정된 지속시간을 갖는 지연 체적을 사용하는 상기 방법은 대신에 지연을 정지하고 제 2 임계값에 도달하기 위한 신호의 평가를 계속하기 위한 기준으로서 기울기 부호의 변화를 사용할 수 있다.
모든 방법은 양상 I1, B1, I2를 통해, 바람직하게는, 이 프로세스에서 사용되는 이동상의 체적에 관한 기울기에 관하여, 성분 "W"의 용출 동안에 사용되는 구배 기울기(2 개의 흡착기를 갖는 셋업에서 양상 4)에서 용출 구배의 실행을 지속하고 연장하는 것을 포함할 수 있다. 이는 다중 흡착기 프로세스의 용출 구배가 양상 I1, B1, I2에 걸쳐 이 프로세스에서 사용되는 이동상의 체적에 관하여 일정한 기울기를 갖는다는 것을 의미한다.
기술된 방법에서, 임계값은 또한 동일한 실행 또는 사이클 동안에 얻어지는 정보에 기초하여 정해질 수 있으므로 실행 또는 사이클이 시작될 때는 알려지지 않을 수 있다. 이 경우, 제 1 사이클은 이 방법이 사이클의 나머지 동안(이 사이클이 평가 시간에 부분적으로 완료된 경우)에 또는 크로마토그래피 프로세스의 실행의 나머지 동안에 유효한 기록된 신호의 평가에 기초하여 임계값을 결정하기 전에 부분적으로 또는 완전히 실행될 수 있다. 따라서, 프로세스의 양상을 정지시키고 프로세스의 새로운 양상을 시작하기 위한 임계값은 크로마토그래피 프로세스의 동일한 실행 또는 이전 실행 동안에 기록된 농도 비례 신호와 관련하여 정해진다.
제안된 방법은 또한 특정 용출 체적 내에서 정해진 임계값에 도달하지 못한 것에 기초하여 제어 동작을 트리거하는 것을 포함한다. 이는, 예를 들면, 크로마토그래피 프로세스에서 사용되는 펌프들 중 하나가 적절히 작동하지 않아서 크로마토그램이 용출되지 않는 경우에 발생할 수 있다. 바람직한 조치는 이동상의 전달에 사용되는 펌프를 정지시키는 것이다. 기준값이 설계 크로마토그램으로부터 얻어질 수 있다.
바람직한 실시형태에서 농도 비례 신호는 가시광, UV, 적외선, 형광, 라만(Raman), 이온 강도, 전도율 또는 굴절율 측정에 기초한다.
위의 방법 설명에서, 지속시간은 시간 또는 체적의 관점에서 이루어진다. 시간(t) 및 체적(V)은 V = Q*t를 사용하여 대응하는 양상에서 사용되는 체적 유량(Q)를 사용하여 상호 변환될 수 있다. 또한 농도 비례 신호의 기울기는 체적 또는 시간에 대하여 정해질 수 있다.
본 발명의 추가의 실시형태는 종속 청구항에 규정되어 있다. 본 발명에서 "용매"라는 용어는 또한 완충액 및 다른 유형의 이동상을 포함한다. 본 발명에서 "흡착기"라는 용어는 막, 섬유 기반의 흡착제 및 모놀리식 흡착제를 포함하는 크로마토그래피 고정상을 함유하는 충전층 크로마토그래피 컬럼 또는 기타 장치를 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시형태를 도면을 참조하여 설명하며, 본 도면은 본 발명의 바람직한 실시형태를 예시하기 위한 목적을 가지며 본 발명을 제한하기 위한 목적을 가지지 않는다.
도 1은 MCSGP 프로세스의 개략도, 구체적으로는 트윈(twin) 흡착기 향류 용매 구배 정제(MCSGP) 프로세스의 제 1 하프 사이클("전환")의 예시도이며, 수직의 점선은 도면의 하부에 도시된 개략적인 뱃치 크로마토그램의 구역에 대응하는 다양한 MCSGP 프로세스 작업을 분리하고; 양상 I1, B1, I2, B2는 순차적으로 실시되고;
도 2는 a)에서 구역 6이 적절히 배치된 크로마토그램을 도시하고; b)에서 구역 6이 유해하게 시프트되어 강한 흡착성 불순물을 포함하는 크로마토그램을 도시하고; 구체적으로는 MCSGP 실행으로부터 단일 생성물 용출의 개략적인 크로마토그램이 제어 방법 없이 고정된 생성물 용출 윈도우 위치로 제공되고; a)는 생성물 피크가 수집되고 대부분의 불순물이 생성물 풀(product pool)로부터 배제된 최적의 작동 조건 하에서의 실행을 도시하고; b)는 크로마토그램이 보다 이른 용출 시간으로 시프트되어 보다 낮은 농도 및 순도의 생성물을 얻게 되는 실행을 도시하고;
도 3은 2 개의 흡착기 중 하나와 양상 I1, B1, I2 및 B2로부터의 단일 생성물 용출을 보여주는 MCGSP 크로마토그램에 기초한 제어 방법(A)의 개략도를 도시하고;
도 4는 2 개의 흡착기 중 하나와 양상 I1, B1, I2 및 B2로부터의 단일 생성물 용출을 보여주는 MCGSP 크로마토그램에 기초한 제어 방법(B)의 개략도를 도시하고;
도 5는 2 개의 흡착기 중 하나와 양상 I1, B1, I2 및 B2로부터의 단일 생성물 용출을 보여주는 MCGSP 크로마토그램에 기초한 제어 방법(C)의 개략도를 도시하고;
도 6은 2 개의 흡착기 중 하나와 양상 I1, B1, I2 및 B2로부터의 단일 생성물 용출을 보여주는 MCGSP 크로마토그램에 기초한 제어 방법(D)의 개략도를 도시하고;
도 7은 2 개의 흡착기 중 하나와 양상 I1, B1, I2 및 B2로부터의 단일 생성물 용출을 보여주는 MCGSP 크로마토그램에 기초한 제어 방법(E)의 개략도를 도시하고;
도 8은 2 개의 흡착기 중 하나와 양상 I1, B1, I2 및 B2로부터의 단일 생성물 용출을 보여주는 MCGSP 크로마토그램에 기초한 제어 방법(F)의 개략도를 도시하고;
도 9는 a)에서 2 개의 상이한 흡착기로 작동되는 MCSGP 실행의 10 사이클의 크로마토그램을 도시하고; b)에서 전술한 10 사이클의 중첩된 크로마토그램이 100 mAU의 임계값을 나타내고, 양상 I1, B1, I2 및 B2를 보여주고;
도 10은 3 개의 흡착기를 포함하는 프로세스(a) 및 4 개의 흡착기를 포함하는 프로세스(b)의 개략도이다. 이 제어 방법에 동반되는 흡착기는 회색으로 강조되어 있고, 반면에 세정, 평형화 또는 반응 단계와 같은 기타 작업을 수행하는 흡착기는 강조되어 있지 않다.
도 2는 a)에서 구역 6이 적절히 배치된 크로마토그램을 도시하고; b)에서 구역 6이 유해하게 시프트되어 강한 흡착성 불순물을 포함하는 크로마토그램을 도시하고; 구체적으로는 MCSGP 실행으로부터 단일 생성물 용출의 개략적인 크로마토그램이 제어 방법 없이 고정된 생성물 용출 윈도우 위치로 제공되고; a)는 생성물 피크가 수집되고 대부분의 불순물이 생성물 풀(product pool)로부터 배제된 최적의 작동 조건 하에서의 실행을 도시하고; b)는 크로마토그램이 보다 이른 용출 시간으로 시프트되어 보다 낮은 농도 및 순도의 생성물을 얻게 되는 실행을 도시하고;
도 3은 2 개의 흡착기 중 하나와 양상 I1, B1, I2 및 B2로부터의 단일 생성물 용출을 보여주는 MCGSP 크로마토그램에 기초한 제어 방법(A)의 개략도를 도시하고;
도 4는 2 개의 흡착기 중 하나와 양상 I1, B1, I2 및 B2로부터의 단일 생성물 용출을 보여주는 MCGSP 크로마토그램에 기초한 제어 방법(B)의 개략도를 도시하고;
도 5는 2 개의 흡착기 중 하나와 양상 I1, B1, I2 및 B2로부터의 단일 생성물 용출을 보여주는 MCGSP 크로마토그램에 기초한 제어 방법(C)의 개략도를 도시하고;
도 6은 2 개의 흡착기 중 하나와 양상 I1, B1, I2 및 B2로부터의 단일 생성물 용출을 보여주는 MCGSP 크로마토그램에 기초한 제어 방법(D)의 개략도를 도시하고;
도 7은 2 개의 흡착기 중 하나와 양상 I1, B1, I2 및 B2로부터의 단일 생성물 용출을 보여주는 MCGSP 크로마토그램에 기초한 제어 방법(E)의 개략도를 도시하고;
도 8은 2 개의 흡착기 중 하나와 양상 I1, B1, I2 및 B2로부터의 단일 생성물 용출을 보여주는 MCGSP 크로마토그램에 기초한 제어 방법(F)의 개략도를 도시하고;
도 9는 a)에서 2 개의 상이한 흡착기로 작동되는 MCSGP 실행의 10 사이클의 크로마토그램을 도시하고; b)에서 전술한 10 사이클의 중첩된 크로마토그램이 100 mAU의 임계값을 나타내고, 양상 I1, B1, I2 및 B2를 보여주고;
도 10은 3 개의 흡착기를 포함하는 프로세스(a) 및 4 개의 흡착기를 포함하는 프로세스(b)의 개략도이다. 이 제어 방법에 동반되는 흡착기는 회색으로 강조되어 있고, 반면에 세정, 평형화 또는 반응 단계와 같은 기타 작업을 수행하는 흡착기는 강조되어 있지 않다.
2 개의 흡착기(예를 들면, 2 개의 크로마토그래피 컬럼 또는 막 흡착기를 가짐) MCSGP의 프로세스 원리는 도 1에 도시되어 있다. 도 1의 하부에 있는 개략적인 크로마토그램은 뱃치 크로마토그래피 실행(구역 1에서의 평형화, 구역 2에서의 공급, 구역 3에서의 세척, 구역 4-7에서의 용출, 구역 8에서의 세정 및 재평형화)에서 실시되는 작업에 따라 상이한 섹션(수직 점선)으로 분할된 뱃치 크로마토그램을 나타낸다. 용출 양상은 크로마토그램에서 약한 흡착성 불순물(W), 생성물(P) 및 강한 흡착성 불순물(S)의 용출 순서(구역 4에서 W의 용출, 구역 5에서 중첩 부분(W/P)의 용출, 구역 6에서 순수한 P의 용출, 구역 7에서 P/S의 중첩 부분의 용출)에 따라 추가의 구역으로 세분할된다. 2 개의 흡착기 MCSGP 프로세스에서, 구역 4-7의 이들 개별 작업은 뱃치 크로마토그램에서와 같이 실시되며, 결정적인 차이는 W/P 및 P/S 용출액이 P의 회수를 위해 제 2 흡착기로 이동하는 것이다(구역 5 및 7). 따라서, the 프로세스 작업 of the 단일 흡착기 뱃치 프로세스와 MCSGP 프로세스의 프로세스 작업은 유사하며, 크로마토그램으로부터 MCSGP를 위한 작동 파라미터를 유도할 수 있다.
2 개의 흡착기 MCSGP 프로세스의 완전한 사이클은 도 1에 도시된 바와 같이 4 쌍의 작업(I1, B1, I2, B2)을 갖는 2 개의 "전환"을 포함한다. 각각의 전환의 양상은 동일하고, 차이는 단지 흡착기의 위치에 있다: 제 1 전환에서, 흡착기 1은 흡착기 2의 하류에 있고, 한편으로 제 2 전환(도 1에 도시되지 않음)에서 흡착기 2는 흡착기 1의 하류에 있다. 4 개의 양상은 다음의 작업을 포함한다:
양상 I1: 제 1 상호접속된 양상. 중첩 부분(W/P)은 상류 흡착기(도 1의 구역 5)로부터 용출되고, 상호 접속된 모드에서 하류의 흡착기(구역 1)로 내부적으로 리사이클링된다. 흡착기들 사이에서, 흐름은 통상적으로 완충액/용매로 인라인으로 희석되어 하류의 흡착기에서 P(및 중첩하는 W)를 재흡착한다. 양상 I1의 말미에, 순수한 생성물이 상류 흡착기의 출구에서 용출되기 위해 준비된다(구역 5).
EP-A-1 877 769의 도 28에서, 이 양상은 단계 "1"로 지칭된다.
양상(B1): 제 1 뱃치 양상. 순수한 P가 구역 5(도 1의 흡착기 2)로부터 용출 및 수집되고, 흡착기 내에 중첩 부분 P/S 및 S를 유지한다. 동시에, 신선한 공급물이 구역 2에서 흡착기 내로 주입된다.
EP-A-1 877 769의 도 28에서, 이 양상은 단계 "2"로 지칭된다.
양상 I2: 제 2 상호접속된 양상. 중첩 부분 P/S가 상류 흡수기로부터 용출되고(구역 7), 하류의 흡착기 내로 내부적으로 리사이클링된다(구역 3). 흡착기들 사이에서, 흐름은 통상적으로 완충액/용매로 인라인으로 희석되어 하류의 흡착기에서 P를 재흡착한다 이 단계의 말미에, 모든 잔류하는 P는 상류 흡착기로부터 용출되고, S만 상류 흡착기에 남는다.
EP-A-1 877 769의 도 28에서, 이 양상은 단계 "3"로 지칭된다.
양상 B2: 제 2 뱃치 양상. 구역 8에서 흡착기(도 1에서 흡착기 1)는 세정되어 S를 제거하고, 재평형화된다. 동시에, W가 구역 4 내에서 다른 흡착기로부터 용출된다.
EP-A-1 877 769의 도 28에서, 이 양상은 단계 "4"로 지칭된다.
이들 작업을 완료한 후, 흡착기는 위치를 전환하고, 다음의 양상 I1(도 1에 도시되지 않음)에서, 흡착기 2는 하류의 위치(구역 1)에 있고, 흡착기 1은 상류의 위치(구역 5)에 있다. 이 I1 양상의 시작 시에, 흡착기 2는 세정 및 재평형화되고, 흡착기 1로부터 W/P 획분을 포집하기 위해 준비된다. 두 번째 B1, I2, 및 B2가 완료된 후, 흡착기는 그 원위치로 복귀되고, 1 사이클이 완료된다. 흡착기 1은 이제 세정되어 있고, 다음 양상 I1(도 1 참조)에서 흡착기 2로부터 W/P를 포집하기 위해 준비된다.
다른 향류 크로마토그래피 프로세스에서와 같이, 실제로 MCSGP에서 흡착기 운동은 흡착기의 물리적 운동에 의해서가 아니고 밸브 전환을 통해 흡착기의 입구 및 출구를 접속 및 단절시킴으로써 시뮬레이션된다.
이러한 다중 흡착기 향류 프로세스의 프로세스 설계는 생성물 및 불순물 화합물의 용출을 보여주는 도 1에 예시된 것과 같은 "설계 크로마토그램"을 다수의 상이한 구역으로 분할하는 것에 의존한다. 프로세스 설계에서 중요한 것은 약한 흡착성 불순물만이 존재하는 제 1 구역(도 1의 구역 4), 약한 흡착성 불순물(W)이 생성물 화합물(P)과 중첩되는 제 2 구역(도 1의 구역 5), 순수한 생성물(P)이 존재하는 제 3 구역(도 1의 구역 6), 생성물(P)과 강한 흡착성 불순물(S)이 중첩되는 제 4 구역(도 1의 구역 7) 및 강한 흡착성 불순물(S)만이 존재하는 제 5 구역(도 1의 구역 8)이다.
프로세스 설계의 일부로서, 상이한 구역들 사이의 경계는 단일 흡착기 뱃치 크로마토그램으로부터 프로세스 작동 파라미터(구배 농도, 펌프 유량)의 결정하도록 배치되어야 한다. 이 경계의 위치는 시간에 연결되어 있는 그리고 체적 유량을 개재하여 시간으로 변환될 수 있는 용출 체적에 기초하여 이루어진다. 경계의 위치는 프로세스 성능, 즉 생성물 순도 및 생산성에 중요하다. 예를 들면, 생성물 용출 구역(도 1의 구역 6)의 경계를 잘못 배치하면 생성물 풀 내에 약한 흡착성 불순물이 포함되어 순도 사양을 충족하지 못할 수 있다.
그러나, 초기에 적절히 설계되어 있는 경우에도, 이후의 단계에서 설명된 다중 흡착기 향류 프로세스의 생성물 순도 및 프로세스 성능에 악영향을 미칠 수 있다. 새로이 제조된 이동상은 조성이 약간 상이할 수 있고; 환경 온도는 변화되어 크로마토그래피 흡착 프로세스에 영향을 줄 수 있다. 고정상 능력은 시간에 따라 변화될 수 있다.
대부분의 경우, 이들 요인에 의해 크로마토그래피 프로파일의 시프트가 유발되고, 생성물과 불순물의 분리능은 유사하게 유지된다. 그러나, 시프트된 크로마토그램은 다중 흡착기 향류 프로세스를 설계하는데 사용된 원래의 설계 크로마토그램과 비교하여 상이한 피크 위치를 가질 수 있다.
이는 원래의 설계 크로마토그램에 의존하는 상이한 구역들 사이의 경계의 위치설정이 더 이상 정확하지 않으며, 생성물 순도는 시프트된 피크의 결과로서 저하될 수 있음을 의미한다.
일 실시례는 도 2에 도시되어 있다: 생성물 수집 윈도우는 최적으로 배치되어 있으나(도 2a), 크로마토그램의 약 1 분 정도의 조기 용출의 경우에 구역 6(원래의 위치에 고정되어 있음)의 생성물 용출 간격은 생성물 피크 최대값이 빗나가고, 강한 흡착성 불순물의 주요 부분을 포함한다(도 2b). 그 결과, 수집된 획분에서의 생성물 농도, 및 더 중요하게는 순도가 저하되어 생성물은 더 이상 순도 사양을 충족시킬 없게 된다. 몇 ℃의 온도 변화에 의해 1 분의 시프트가 발생할 수 있다.
통상적으로, 예를 들면, 누적 UV 신호(굵은 흑색선, UV)과 같은 누적 농도 비례 신호만이 검출기에 기록될 수 있다. 생성물 풀 내에 불순물이 포함되어 있는 것을 시각화하기 위해, 누적 농도 비례 신호를 수치적으로 디콘볼루션하여 생성물 및 불순물 피크를 나타내었다.
환경 조건의 변화를 설명하기 위해, 극단의 실험적 노력에 의해서만 완료할 수 있고, 실제로는 의미가 없는 각각의 새로운 조건마다 새로운 설계 크로마토그램이 기록되어야 한다.
프로세스 설계에 안전성을 추가하는 하나의 방법은 생성물의 획분(구역 6)을 좁혀서 내부 리사이클링을 위한 구역(구역 5 및 구역 7)의 폭을 증가시키는 것이지만, 이는 프로세스의 생산성에 부정적인 영향을 주고, 크로마토그램의 시프트가 용출 윈도우의 폭보다 상당히 작은 경우에만 이루어질 수 있다. 작동 파라미터의 변동을 제거하는 더 바람직한 방법은 온라인 제어를 사용하는 것이다.
하나의 가능성은 피크의 최대 위치 또는 피크의 제 1 모멘트의 평가를 사용하여 다음 생성물 용출 또는 다음 사이클을 위한 제어 동작을 도출하는 것이다.
다른 가능성은 앳라인(at-line) HPLC에 의해 생성물 용출액의 평가를 사용하여 수율 및 순도를 결정하는 것이다.
MCSGP를 위한 이들 제어 방법은 사이클 별로 프로세스를 제어할 수 있고 최적화할 수 있는 복잡한 제어 알고리즘을 사용한다. 이 제어 방법의 이점은 프로세스 제어 및 프로세스 최적화를 동시에 수행할 수 있다는 것이다. 이들의 결점은 제어 동작을 도출할 수 있기 전에 완전한 생성물 용출 양상에 대한 정보를 필요로 하므로 후속의 생성물 용출에 대하여 가장 조기에 유효해지는 제어 동작의 지견 효과에 있다. 다른 결점은 오프라인 분석의 필요와 제어 알고리즘의 복잡성이다. 일반적으로, 제어 알고리즘은 생성물 용출을 평가하여 프로세스 성능 및/또는 생성물 순도에 관련된 실제값을 결정하고, 실제값과 설정점 값 사이의 차이에 기초하여 오차를 계산한다. 그러면 오차의 크기에 기초하여 제어 동작이 도출된다.
다른 방법은 크로마토그래피 모델을 사용하여 MCSGP 프로세스를 기술하는 것을 목적으로 하고, 이 모델을 사용하여 프로세스 성능을 예측하고, 최적화(모델 기반의 예측 제어)를 수행한다. 이들 방법은 강력하지만, 결정하기가 어렵고, 결정하는데 시간이 걸리고, 상당한 모델링 노하우를 필요로 하는, 분리되는 화합물과 사용되는 크로마토그래피의 고정상 및 이동상에 관련된 다수의 파라미터에 기초하여 프로세스 및 크로마토그래피 분리의 정확한 설명을 필요로 하므로 실제로 적용하기가 어렵다.
도 3은 다음을 포함하는 방법을 사용하는 크로마토그램을 도시한다;
(a) 약한 흡착성 불순물의 내부 리사이클링 동안에 상류 흡착기의 출구에서 농도 비례 신호의 기울기 및/또는 농도 비례 신호의 값을 모니터링하고(양상 I1);
(b) 농도 비례 신호의 기울기가 양이고, 임계값에 도달한 것에 기초하여 농도 비례 신호의 값을 정해진 임계값과 연속적으로 비교하고;
(c) 양상(I1)의 실행을 정지하고, 다른 임계값에 의존하는 고정된 지속시간 또는 가변 지속시간을 갖는 양상(B1)으로 양상(B1)을 시작한다.
이 경우에 농도 비례 신호는 UV 신호이고, UV 임계값은 0.6 AU이고, B1의 고정된 지속시간은 1.5 mL이다.
도 4는 다음을 포함하는 방법을 사용하는 크로마토그램을 도시한다;
(a) 약한 흡착성 불순물의 내부 리사이클링 동안에 상류 흡착기의 출구에서 농도 비례 신호의 기울기 및/또는 농도 비례 신호의 값을 모니터링하고(양상 I1);
(b) 농도 비례 신호의 기울기가 양이고, 임계값에 도달한 것에 기초하여 농도 비례 신호의 값을 정해진 임계값과 연속적으로 비교하고;
(c) 양상(I1)의 실행을 정지하기 전에 일정 시간 또는 용출 체적(지연) 동안 양상(I1)을 지속하고, 지속시간을 갖는 양상(B1)으로 그리고 다른 임계값에 의존하는 사전설정된 지속시간 또는 가변 지속시간을 갖는 지연으로 양상(B1)을 시작한다.
이 실시례에서, 다음의 사항이 해당된다: 농도 비례 신호는 UV 신호이고, 임계값은 0.5 AU이고, 지연 체적은 1.1 mL이고, B1 생성물 수집(고정)은 1.5 mL이다.
도 5는 양상 I1에서 지연 기간을 트리거하는데 사용된 임계값과 동일하거나 상이할 수 있는 임계값에 기초하여 양상(B1)이 시작되도록 이전 방법을 수정한 방법을 사용하는 크로마토그램을 도시하며, 지연 기간은 최소값과 관련된다. 최소 지속시간을 지연에 할당하는 이유는 불순물 용출이 주 생성물 전에 제 2 임계값에 도달하는 것에 기인되는 양상(B1)의 조기 시작을 회피하기 위한 것이다. 지연 기간은 시간 또는 체적의 관점에서 공식화될 수 있다. 이 실시례에서, 다음의 사항이 해당된다: 농도 비례 신호는 UV 신호이고, 임계값 1은 0.5 AU이고, 최소 지연 기간은 1.0 mL이고, 임계값 2는 0.6 AU이고, 생성물 수집(고정)은 1.5 mL이다.
도 6은 다음을 포함하는 방법을 사용하는 크로마토그램을 도시한다;
(a) 생성물 용출 흡착기의 출구에서 농도 비례 신호의 기울기 및/또는 농도 비례 신호의 값을 모니터링하고(양상(B1));
(b) 농도 비례 신호의 기울기가 음이고, 임계값에 도달한 것에 기초하여 농도 비례 신호의 값을 정해진 임계값과 연속적으로 비교하고;
(c) 양상 B1의 실행을 정지하고, 양상 I2를 시작하고, 여기서 샘플 로딩은, 임계값에 도달할 때까지 다른 흡착기의 용출이 실행되고 있는 동안에 그리고 다른 임계값에 의존하는 사전설정된 지속시간 또는 가변 지속시간을 갖는 I2로, 양상 B1의 시작 시에 실시되고, 짧은 시간 후에 정지되도록 조절된다.
여기서, 농도 비례 신호는 UV 신호이고, 임계값은 0.2 AU이고, 고정된 공급 간격 지속시간은 0.5 mL이고, I2 양상의 고정된 지속시간은 1.2 mL이다.
도 7은 I2의 종점이 임계값에 의해 결정되는 방법을 사용하는 크로마토그램을 도시하며, 이 임계값에 도달하면, (c) 양상 I2의 실행이 정지되고, 양상 B2가 시작된다. 여기서, 농도 비례 신호는 UV 신호이고, I2의 시작을 위한 임계값 1은 0.2 AU이고, 고정된 공급 간격 지속시간은 0.5 mL이고, I2의 종료를 위한 임계값 2는 0.1 AU이다.
양상 B1의 시작에 관련된 위의 방법 중 임의의 것은 양상 B1의 종료에 관련된 방법과 조합될 수 있다.
도 8은 도 5 및 도 6을 참조하는 방법을 제 1 임계값에 기초하여 I1 내에서 지연 기간의 시작, UV 신호의 기울기가 양인 동안에 제 2 임계값에 기초하여 생성물 수집 양상 B1의 시작, 및 제 3 임계값에 기초하여 양상 B1의 종료(및 양상 I2의 시작)와 조합하는 것을 도시한다.
상기 임의의 방법의 다른 바람직한 실시형태는 크로마토그램의 기울기의 추가의 정보를 사용하여 제어 동작을 트리거한다. 바람직한 방법의 실시형태에서, 고정된 지속시간을 갖는 지연 체적을 사용하는 상기 방법은 대신에 지연을 정지하고 제 2 임계값에 도달하기 위한 신호의 평가를 계속하기 위한 기준으로서 기울기 부호의 변화를 사용할 수 있다.
모든 방법은 양상 I1, B1, I2를 통해, 바람직하게는 이 프로세스에서 사용되는 이동상의 체적에 관한 기울기에 관하여 화합물 "W"의 용출 동안에 양상 4에서 사용되는 구배 기울기에서 용출 구배의 실행을 계속하여 연장하는 것을 포함한다. 이는, 도 3 내지 도 8에 예시된 바와 같이, 다중 흡착기 프로세스의 용출 구배가 양상 I1, B1, I2에 걸쳐 이 프로세스에서 사용되는 이동상의 체적에 관하여 일정한 기울기를 갖는다는 것을 의미한다.
기술된 방법에서, 임계값은 또한 동일한 실행 또는 사이클 동안에 얻어지는 정보에 기초하여 정해질 수 있으므로 실행 또는 사이클이 시작될 때는 알려지지 않을 수 있다. 이 경우, 제 1 사이클은 이 방법이 사이클의 나머지 동안(이 사이클이 평가 시간에 부분적으로 완료된 경우)에 또는 크로마토그래피 프로세스의 실행의 나머지 동안에 유효한 기록된 신호의 평가에 기초하여 임계값을 결정하기 전에 부분적으로 또는 완전히 실행될 수 있다. 따라서, 프로세스의 양상을 정지시키고 프로세스의 새로운 양상을 시작하기 위한 임계값은 크로마토그래피 프로세스의 동일한 실행 또는 이전 실행 동안에 기록된 농도 비례 신호와 관련하여 정해진다. 예를 들면, 이 방법은 MCSGP 크로마토그래피 실행 작동 동안에 UV 신호를 모니터링한다. 이 방법은 양상 B1 동안에 얻어지는 UV 최대값이 25%에 도달하자마자 양상 B1을 정지하고 양상 I2를 시작하도록 구성되었다. 양상 B1 동안에 최대 피크 값이 0.80 AU인 피크가 용출된다(도 6 참조). 이 방법이 0.20 AU에 해당하는 최대 피크 값의 25%에 도달하자마자, 양상 B1이 정지되고, 프로세스는 양상 I2로 계속된다. 후속 사이클에서, 양상 B1 동안에, 최대 피크 값이 단지 0.72 AU에 도달할 수 있다(예를 들면, 흡착기 품질의 변동에 의함). 양상 B1 동안 도달된 피크 최대값의 25%에 도달했을 때 동작하도록 구성된 방법에서, 프로세스는 양상 B1이 정지되고, 양상 I2가 시작되는 0.18 AU의 임계값에 도달할 때까지 계속된다. 실행 중에 이전에 획득된 농도 비례 값에 임계값을 관련시키는 이러한 유형의 방법 구성에 의해 흡착기 품질 또는 검출기 품질 또는 검출기 교정의 변동을 균형 잡을 수 있다. 이 방법은 또한 크로마토그램에서 계수된 피크의 수를 사용하여 제어 동작을 트리거하는 것을 포함한다.
실시례 1 [도 9]:
제어 방법(A)을 사용하여 Contichrom 시스템(ChromaCon AG)을 작동시켰다. 상이한 양이온 교환 고정상(Fractoprep SO3(M) and Gigacap SO3)을 충전한 2 개의 컬럼을 0.5 cm의 내경 및 10 cm의 층 높이의 컬럼에 충전하였다. 2 개의 상이한 수지를 사용하여 상이한 컬럼 충전 품질의 컬럼을 시뮬레이션하였다. 이 시스템의 운영 소프트웨어는 두 컬럼 출구에서 A280 UV 신호를 연속적으로 모니터링하도록 프로그램되었고, 생성물 수집 양상을 시작하기 위한 UV 임계값은 설계 크로마토그램의 지식에 기초하여 0.1 AU(= 100 mAU)로 설정되었다. 생성물 용출 양상의 지속시간은 5.5 분으로 고정되었다.
로딩 물질은 리소짐 용액(Lysozyme solution)이었고, 사용된 완충액으로서 완충액 A는 25 mM의 인산염, pH 6.0이고; 완충액 B는 25 mM의 인산염, pH 6.0, 1M의 NaCl이고; 세정액은 1M의 NaOH였다. 도 9의 a)는 10 사이클에 걸친 MCSGP 프로세스의 사이클릭 작동의 크로마토그램을 도시하며, 각각의 컬럼으로부터 생성물 용출 피크가 반복된다. 생성물 피크는 용출되는 컬럼에 따라 너비와 높이가 매우 상이함을 알 수 있다(Fractoprep 넓은 피크, Gigacap 좁은 피크). 도 9의 b)는 10 사이클의 크로마토그램의 오버레이를 도시하고, 각각의 컬럼으로부터의 생성물 용출이 동일한 컬럼으로부터의 생성물 용출 중에서 비교될 때 재현성이 매우 높다는 것을 확인한다. 또한, 이 도는 프로세스 양상을 표시하는 이용된 출구 밸브 위치(V1b, V2b)를 보여준다. 밸브 위치 4는 양상 I1에 대응하고, 위치 3은 양상 B1에 대응하고, 위치 4는 양상 I2에 대응하고, 위치 1 및 5는 양상 B2에 대응한다.
이 크로마토그램은 매우 상이한 피크 형상에도 불구하고 생성물 수집이 0.1 AU의 설정된 임계값에서 시작된다는 것과 생성물 수집이 고정된 지속시간으로 동작하고, 최고의 생성물 농도 및 순도에 대응하는 두 경우에서 최대 피크를 수집한다는 것을 보여준다.
도 10은 도 1에 예시된 것과 유사한 프로세스의 개략도를 도시하며, a)에서 3 개의 흡착기를 포함하는 셋업이 도시되고, b)에서 4 개의 흡착기를 포함하는 셋업이 도시된다.
3 개의 흡착기를 갖는 a)에서 상부의 4 개의 선(I1 내지 B2)은 흡착기 1 및 2의 작업이 관여하는 한 도 1에 예시된 프로세스에 대응한다. 흡착기 3은 성분 W(약한 흡착 획분), P(생성물 획분) 및 S(강한 흡착 획분)를 포함하는 실제 분리 프로세스가 관여하는 한 수동적이다. 컬럼 3은 제 1 블록에서 세정, 평형화 또는 반응 단계를 거칠 수 있다.
제 2 블록 I1-B2으로의 전이 시(좌측으로부터 상방 화살표로 표시된 전이) 시에 제 1 블록의 흡착기 1는 제 1 블록의 흡착기 2의 기능을 대신하고, 제 1 블록의 흡착기 2는 제 1 블록의 흡착기 3의 기능(수동적 기능)을 대신하고, 제 1 블록의 흡착기 3은 제 1 블록의 흡착기 1의 기능을 대신한다.
제 3 블록 I1-B2으로의 전이 시(좌측으로부터 하방 화살표로 표시된 전이) 시에 흡착기 1은 제 1 블록의 흡착기 3의 기능(수동적 기능)을 대신하고, 흡착기 2는 제 1 블록의 흡착기 1의 기능을 대신하고, 흡착기 3은 제 1 블록의 흡착기 2의 기능을 대신한다.
농도 비례 신호는 도 10의 a)의 3 개의 흡착기 프로세스에서 활성 컬럼의 출구에서, 따라서 제 1 블록에서 컬럼 1 및 2의 출구에서 상부로부터, 제 2 블록에서 컬럼 1 및 3에서 유사하게 상부로부터, 그리고 컬럼 2 및 3의 출구에서 유사하게 하부 블록에서 측정될 수 있다. 바람직하게는, 상호접속된 모드(I1, I2)의 2 개의 활성 흡착기 중 상류 흡착기의 출구에서, 생성물의 하나의 용출의 뱃치 양상(B1)에서, 따라서, 예를 들면, 단계 1 내지 4(제 1 블록)에서 흡착기 2의 출구에서, 단계 5 내지 8(제 2 블록)의 흡착기 1의 출구에서, 그리고 단계 9 내지 12(블로 3)에서 흡착기 3의 출구에서 농도 비례 신호만이 측정된다.
4 개의 흡착기를 갖는 도 10의 b)에서 상부의 4 개의 선(I1 내지 B2)은 흡착기 1 및 2의 작업이 관여하는 한 도 1에 예시된 프로세스에 대응한다. 흡착기 3 및 4는 성분 W(약한 흡착 획분), P(생성물 획분) 및 S(강한 흡착 획분)를 포함하는 실제 분리 프로세스가 관여하는 한 수동적이다. 흡착기 3 및 4는 제 1 블록에서 세정, 평형화 또는 반응 단계를 거칠 수 있다.
제 2 블록 I1-B2으로의 전이(좌측에서 상방 화살표로 표시된 전이) 시에 제 1 블록의 흡착기 1은 제 1 블록의 흡착기 2의 기능을 대신하고, 제 1 블록의 흡착기 2는 제 1 블록의 흡착기 3의 기능(수동적 기능)을 대신하고, 제 1 블록의 흡착기 3은 제 1 블록의 흡착기 4의 기능(수동적 기능)을 대신하고, 제 1 블록의 흡착기 4는 제 1 블록의 흡착기 1의 기능을 대신하다.
제 3 블록 I1-B2으로의 전이(좌측으로부터 중간 화살표로 표시된 전이) 시에 흡착기 1은 제 1 블록의 흡착기 3의 기능(수동적 기능)을 대신하고, 흡착기 2는 제 1 블록의 흡착기 4의 기능(수동적 기능)을 대신하고, 흡착기 3은 제 1 블록의 흡착기 1의 기능을 대신하고, 흡착기 4는 제 1 블록의 흡착기 2의 기능을 대신한다.
제 4 블록 I1-B2으로의 전이(좌측으로부터 하방 화살표로 표시된 전이) 시에 흡착기 1은 제 1 블록의 흡착기 4의 기능을 대신하고, 흡착기 2는 제 1 블록의 흡착기 1의 기능을 대신하고, 흡착기 3은 제 1 블록의 흡착기 2의 기능을 대신하고, 흡착기 4는 제 1 블록의 흡착기 3의 기능을 대신한다.
농도 비례 신호는 역시 도 10b의 4 개의 흡착기 프로세스에서 활성 흡착기의 출구에서, 따라서 제 1 블록에서 흡착기 1 및 2(도 1의 설명에 상세히 설명되어 있음)의 출구에서 상부로부터, 제 2 블록에서 흡착기 1 및 4의 출구에서 유사하게 상부로부터, 제 3 블록에서 흡착기 3 및 4의 출구에서, 그리고 하부의 블록에서 흡착기 2 및 3의 출구에서 유사하게 측정될 수 있다. 역시 바람직하게는, 2 개의 활성 흡착기 중 상류 흡착기의 출구에서, 생성물의 하나의 용출의 뱃치 양상(B1)에서, 따라서, 들면, 단계 1 내지 4(제 1 블록)에서 흡착기 2의 출구에서, 단계 5 내지 8(제 2 블록)의 흡착기 1의 출구에서, 그리고 단계 9 내지 12(블로 3)에서 흡착기 3의 출구에서, 그리고 단계 13 내지 16(블록 4)에서 흡착기 3의 출구에서 농도 비례 신호만이 측정된다.
1
평형화 구역
2 공급 구역
3 세척 구역
4 W의 용출 구역
5 중첩 구역의 리사이클링, 중첩 부분(W/P)의 용출
6 순수한 생성물(P) 용출 구역
7 중첩 구역의 리사이클링, 중첩 부분(P/S)의 용출
8 세정 및 재평형화 구역
I 상호접속된 양상
B 뱃치 양상
B1 제 1 뱃치 양상
I1 제 1 상호접속된 양상
B2 제 2 뱃치 양상
I2 제 2 상호접속된 양상
W 약한 흡착성 불순물 획분
P 원하는 생성물 획분/화합물
S 강한 흡착성 불순물 획분
UV UV 신호
V 체적
t 시간
Q 체적 유량
2 공급 구역
3 세척 구역
4 W의 용출 구역
5 중첩 구역의 리사이클링, 중첩 부분(W/P)의 용출
6 순수한 생성물(P) 용출 구역
7 중첩 구역의 리사이클링, 중첩 부분(P/S)의 용출
8 세정 및 재평형화 구역
I 상호접속된 양상
B 뱃치 양상
B1 제 1 뱃치 양상
I1 제 1 상호접속된 양상
B2 제 2 뱃치 양상
I2 제 2 상호접속된 양상
W 약한 흡착성 불순물 획분
P 원하는 생성물 획분/화합물
S 강한 흡착성 불순물 획분
UV UV 신호
V 체적
t 시간
Q 체적 유량
Claims (15)
- 원하는 생성물 성분(P) 및 불순물(W, S)을 포함하는 공급물 혼합물(공급물)을 함유한 액체가 통과하는 적어도 2 개의 흡착기를 포함하는 사이클릭 크로마토그래피 정제 프로세스를 모니터링, 평가 및 제어하는 방법으로서,
정제 프로세스는 상류 흡착기의 출구가 하류 흡착기의 입구에 유체적으로 접속되는 점에서 2 개의 흡착기가 상호접속되는 적어도 하나의 상호접속된 양상(I), 및 적어도 하나의 흡착기가 다른 흡착기에 유체적으로 접속되지 않고, 원하는 생성물 성분(P)이 단절된 흡착기로부터 정제된 형태로 회수되는 적어도 하나의 뱃치 양상(B)의 적어도 2 개의 상이한 양상(I, B)을 포함하고,
상기 방법은 적어도,
a. 상기 액체 중에서 적어도 하나의 현재의 농도 비례 신호의 측정을 포함하는 크로마토그램의 모니터링 단계;
b. 단계 a에서 측정된 상기 현재의 농도 비례 신호 중 적어도 하나와 그 임계값의 비교를 포함하는 상기 크로마토그램의 평가 단계;
c. 단계 b의 비교의 함수로서 현재 실행 중인 양상의 종료를 조정하는 것에 의한 상기 크로마토그래피 정제 프로세스의 제어 단계 및 다음 양상을 시작하는 단계를 포함하고,
상기 시퀀스 a 내지 c는 주어진 순서로 적어도 2 회 실시되는, 사이클릭 크로마토그래피 정제 프로세스를 모니터링, 평가 및 제어하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 농도 비례 신호는 이것의 절대값, 이것의 적분, 이것의 기울기 및 이것의 기울기 부호 중 적어도 하나에 관하여 고려되고, 바람직하게는 이들의 조합, 가장 바람직하게는 상기 절대값 및 이것의 기울기 부호의 조합이 고려되는, 사이클릭 크로마토그래피 정제 프로세스를 모니터링, 평가 및 제어하는 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 단계 a에서 측정된 농도 비례 신호는 적어도 하나의 흡착기의 출구에서, 바람직하게는 2 개의 흡착기의 출구에서, 또는 모든 흡착기의 출구에서 측정되며, 더 바람직하게는 상기 농도 비례 신호는 상기 흡착기의 출구가 원하는 생성물의 뱃치 용출 양상(B1)에 있는 위치 및 상기 상류 흡착기의 출구가 상호접속된 양상(I1, I2)에 있는 위치 중 적어도 하나에서 측정되는, 사이클릭 크로마토그래피 정제 프로세스를 모니터링, 평가 및 제어하는 방법. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 정제 프로세스는 주어진 순서로 적어도,
적어도 하나의 제 1 상호접속된 양상(I1) - 여기서 상류 흡착기의 출구가 하류 흡착기의 입구에 유체적으로 접속되는 점에서 2 개의 흡착기가 상호접속되고, 용매가 상기 입구를 통해 상기 상류 흡착기 내로 들어가고, 원하는 생성물 성분(P) 및 약한 흡착성 불순물(W)이 바람직하게는 본질적으로 원하는 생성물 성분(P)만이 상기 상류 흡착기의 출구로부터 배출될 때까지 상기 상류 흡착기로부터 상기 하류 흡착기로 이송되고, 바람직하게는 인라인으로 상기 상류 흡착기와 상기 하류 흡착기 사이에서 희석이 실시됨 -;
적어도 하나의 제 1 뱃치 양상(B1) - 여기서 흡착기들은 유체적으로 접속되지 않고, 용매가 제 1 상호접속된 양상(I1)에서 상기 입구를 통해 상기 상류 흡착기 내로 들어가고, 생성물 용출 흡착기의 출구를 개재하여 상기 원하는 생성물 성분(P)이 수집되고, 공급물 혼합물(공급물)을 함유하는 액체가 제 1 상호접속된 양상(I1)에서 상기 입구를 통해 상기 하류 흡착기 내로 들어가고, 이 흡착기의 출구를 개재하여 바람직하게는 약한 흡착성 불순물이 수집됨 -;
적어도 하나의 제 2 상호접속된 양상(I2) - 여기서 제 1 상호접속된 양상(I1)에서 상기 상류 흡착기의 출구가 상기 제 1 상호접속된 양상(I1)의 하류 흡착기의 입구에 접속되는 점에서 2 개의 흡착기가 상호접속되고, 용매가 상기 입구를 통해 상기 상류 흡착기 내로 들어가고, 원하는 생성물 성분(P) 및 강한 흡착성 불순물(S)이, 바람직하게는 본질적으로 원하는 생성물 성분(P)이 상기 상류 흡착기의 출구로부터 더 이상 배출되지 않을 때까지, 상기 상류 흡착기로부터 상기 하류 흡착기로 이송되고, 더 바람직하게는 인라인으로 상기 상류 흡착기와 상기 하류 흡착기 사이에서 희석이 실시됨 -; 및
적어도 하나의 제 2 뱃치 양상(B2) - 여기서 흡착기들은 유체적으로 접속되지 않고, 용매가 제 2 상호접속된 양상(I2)에서 상기 입구를 통해 상기 상류 흡착기 내로 들어가고, 이 전자의 상류 흡착기의 출구를 개재하여 강한 흡착성 불순물(S)이 수집되고, 용매가 상기 제 2 상호접속된 양상(I2)에서 상기 입구를 통해 하류 흡착기 내로 들어가고, 이 전자의 하류 흡착기의 출구를 개재하여 약한 흡착성 불순물이 수집됨-;
의 4 개의 상이한 양상(I1, B1, I2, B2)을 포함하고,
상기 양상(I1, B1, I2, B2)의 기능은 동기적으로 또는 바람직하게는 순차적으로 수행되고, 주기적으로 적어도 2 회 실시되고, 전환 시간 후에 또는 전환 시간 내에 사이클링할 때, 상기 제 2 뱃치 양상(B2)에서 전자의 상류 흡착기는 이동하여 후속의 제 1 상호접속된 양상(I1)의 하류 흡착기로 되고, 제 2 뱃치 양상의 전자의 하류 흡착기는 이동하여 후속의 제 1 상호접속된 양상(I1)의 상류 흡착기가 되는, 사이클릭 크로마토그래피 정제 프로세스를 모니터링, 평가 및 제어하는 방법. - 제 4 항에 있어서,
단계 a는 제 1 상호접속된 양상(I1)에서 상기 상류 흡착기의 출구에서 액체 중에서 적어도 하나의 현재의 농도 비례 신호의 측정을 포함하고, 바람직하게는 절대값 및 이것의 기울기 부호 중 적어도 하나, 바람직하게는 이들 2 개의 조합이 측정되는, 사이클릭 크로마토그래피 정제 프로세스를 모니터링, 평가 및 제어하는 방법. - 제 4 항에 있어서,
상기 절대값 및 바람직하게는 또한 이것의 기울기 부호가 측정되고,
절대값 임계값을 초과하면, 고정된 지속시간의 제 1 뱃치 양상으로서 또는 추가의 모니터링, 평가 및 제어에 따라 조정된 길이를 갖는 제 1 뱃치 양상으로서 후속의 제 1 뱃치 양상(B1)이 시작되고,
또는 절대값 임계값을 초과하면, 고정된 지속시간의 제 1 뱃치 양상으로서 또는 추가의 모니터링, 평가 및 제어에 따라 조정된 길이를 갖는 제 1 뱃치 양상으로서 후속의 제 1 뱃치 양상(B1)이 시작될 때까지 고정된 지연이 대기되고,
또는 제 1 절대값 임계값을 초과하면, 최소 고정된 지연이 대기되고, 그 후 제 2 절대값 임계값을 초과하면, 바람직하게는 이것의 기울기가 양이라는 추가의 조건의 확인 하에, 고정된 지속시간의 제 1 뱃치 양상으로서 또는 추가의 모니터링, 평가 및 제어에 따라 조정된 길이를 갖는 제 1 뱃치 양상으로서 후속의 제 1 뱃치 양상(B1)이 시작되는, 사이클릭 크로마토그래피 정제 프로세스를 모니터링, 평가 및 제어하는 방법. - 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
단계 a는 상기 제 1 뱃치 양상(B1)에서 상기 생성물 용출 흡착기의 출구에서 상기 액체 중에서 적어도 하나의 현재의 농도 비례 신호의 측정을 포함하고, 바람직하게는 상기 절대값 및 이것의 기울기 부호 중 적어도 하나, 바람직하게는 이들 2 개의 조합이 측정되는, 사이클릭 크로마토그래피 정제 프로세스를 모니터링, 평가 및 제어하는 방법. - 제 7 항에 있어서,
절대값 임계값 미만으로 떨어지면, 바람직하게는 이것의 기울기가 음이라는 추가의 조건의 확인 하에, 고정된 지속시간의 제 2 상호접속된 양상으로서 또는 추가의 모니터링, 평가 및 제어에 따라 조정된 길이를 갖는 제 2 상호접속된 양상으로서 후속의 제 2 상호접속된 양상(I2)이 시작되고,
바람직하게는 상기 제 1 뱃치 양상(B1)에서 비생성물 용출 흡착기의 공급이 상기 제 1 뱃치 양상(B1)의 시작 시에 시작되고, 바람직하게는 통상적으로 고정된 공급 시간 후에 후속의 상호접속된 양상(I2)으로의 전환이 시작되기 전에 정지하는, 사이클릭 크로마토그래피 정제 프로세스를 모니터링, 평가 및 제어하는 방법. - 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
단계 a는 상기 제 2 상호접속된 양상(I2)에서 상기 상류 흡착기의 출구에서 상기 액체 중에서 적어도 하나의 현재의 농도 비례 신호의 측정을 포함하고, 바람직하게는 상기 절대값 및 이것의 기울기 부호 중 적어도 하나, 바람직하게는 이들 2 개의 조합이 측정되고, 바람직하게는 이것의 기울기가 음이라는 추가의 조건의 확인 하에, 절대값 임계값 미만으로 떨어지면, 고정된 지속시간의 제 2 뱃치 양상으로서 또는 추가의 모니터링, 평가 및 제어에 따라 조정된 길이를 갖는 제 2 뱃치 양상으로서 후속의 제 2 뱃치 양상(B2)이 시작되는, 사이클릭 크로마토그래피 정제 프로세스를 모니터링, 평가 및 제어하는 방법. - 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 사이클릭 크로마토그래피 프로세스는 적어도 2 개의 흡착기를 사용하고, 각각의 사이클은 2 개의 흡착기가 상이한 부분적으로 순수한 부획분(W/P, P/S)의 내부 리사이클링을 위해 유체적으로 접속된 적어도 2 개의 상호접속된 양상(I1, I2)을 포함하고, 바람직하게는 단계 a에서 절대 신호 및 이것의 기울기 중 적어도 하나가 각각의 상류 흡착기의 출구에서 측정되는, 사이클릭 크로마토그래피 정제 프로세스를 모니터링, 평가 및 제어하는 방법. - 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기울기 부호의 변화가 제어 동작을 위한 기준으로서 사용되는, 사이클릭 크로마토그래피 정제 프로세스를 모니터링, 평가 및 제어하는 방법. - 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로세스의 용출 구배는 두 상호접속된 양상(I1, I2) 및 상기 제 1 뱃치 양상(B1)에 걸쳐 상기 프로세스에서 사용되는 액체 이동상의 체적에 대해 일정한 기울기 또는 0의 기울기를 갖는, 사이클릭 크로마토그래피 정제 프로세스를 모니터링, 평가 및 제어하는 방법. - 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로세스의 양상을 정지시키고 상기 프로세스의 새로운 양상을 시작하기 위한 임계값은 상기 크로마토그래피 프로세스의 동일 사이클 또는 이전 사이클 동안에 기록된 상기 농도 비례 신호와 관련하여 정해지는, 사이클릭 크로마토그래피 정제 프로세스를 모니터링, 평가 및 제어하는 방법. - 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
제어 동작이 소정의 용출 체적 또는 시간 또는 구배 농도 내에서 정해진 임계값에 도달하지 못한 것에 기초하여 트리거되는, 사이클릭 크로마토그래피 정제 프로세스를 모니터링, 평가 및 제어하는 방법. - 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 농도 비례 신호는 가시광, UV, 적외선, 형광, 라만(Raman), 이온 강도, 전도율 또는 굴절율 측정에 기초하는, 사이클릭 크로마토그래피 정제 프로세스를 모니터링, 평가 및 제어하는 방법.
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