KR20200121802A - 표적물질을 포함하는 액체를 처리하기 위한 장치 - Google Patents
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Abstract
표적물질, 바람직하게는 생체분자를 포함하는 액체를 처리하기 위한 장치가 제공된다. 상기 장치는 단위 조작을 수행하기 위한 제 1 및 제 2 수단을 하나 이상 포함하고, 단위 조작을 수행하는 각각의 수단은
가변적 유체 주입구 밸브 및 배출구를 포함하는 유량 제어기의 주입구와 유체 연결된 액체용 공급배관으로서, 단위 조작을 수행하기 위한 하나 이상의 수단이 둘 이상 액체의 공급배관을 포함하고, 상기 공급배관은 상기 둘 이상 액체를 투여하기 위한 둘 이상의 가변적 유체 주입구 밸브를 포함하는 다중 주입 유량 제어기의 주입구와 유체 연결되어 있고, 상기 유량 제어기도 배출구를 포함하는 것인 액체용 공급배관;
표적 물질을 포함하는 액체 공급원료용 공급배관으로서, 유량 제어기로부터의 배출구와 유체 연결됨으로써 상기 표적 물질 포함 액체의 공급을 혼합 생처리 액체와 조합하여 장치 공급배관을 생산하도록 하는 것인 액체 공급원료용 공급배관;
장치 주입구 및 장치 배출구를 포함하는 처리 조작 수행용 장치로서, 상기 장치 주입구는 장치 공급배관과 유체 연결되어 있는 것인 처리 조작 수행용 장치; 및
유량 제어기를 통하여 및 액체 공급원료용 공급배관으로부터 장치 주입구를 경유하여 처리 장치를 통하여 유체를 전달하는 수단;을 포함하고,
여기서 단위 조작을 수행하기 위한 제 2 수단을 위해 표적 물질을 포함하는 액체 공급원료용 공급배관은 단위 조작을 수행하기 위한 제 1 수단으로부터 배출구를 포함하는 것을 포함한다.
가변적 유체 주입구 밸브 및 배출구를 포함하는 유량 제어기의 주입구와 유체 연결된 액체용 공급배관으로서, 단위 조작을 수행하기 위한 하나 이상의 수단이 둘 이상 액체의 공급배관을 포함하고, 상기 공급배관은 상기 둘 이상 액체를 투여하기 위한 둘 이상의 가변적 유체 주입구 밸브를 포함하는 다중 주입 유량 제어기의 주입구와 유체 연결되어 있고, 상기 유량 제어기도 배출구를 포함하는 것인 액체용 공급배관;
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유량 제어기를 통하여 및 액체 공급원료용 공급배관으로부터 장치 주입구를 경유하여 처리 장치를 통하여 유체를 전달하는 수단;을 포함하고,
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Description
본 발명은 표적 물질을 포함하는 액체, 구체적으로 생체분자(biomolecule), 그리고 특히 재조합 폴리펩티드를 포함하는 액체를 처리하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
많은 생체분자, 특히 재조합 폴리펩티드 및 핵산, 예컨대 플라스미드 (pDNA)는 특히 치료적 적용에 많은 관심을 끌어 왔다. 이러한 생체분자는 원하는 생체분자를 발현하도록 조작된 재조합 숙주 세포를 배양함으로써 통상적으로 생산된다. 생체분자는 그 후 전형적으로 다수의 단위 조작을 포함하는 방법에 의해 배양 배지로부터 회수된다. 이들 단위 조작은 통상적으로 하나 이상의 크로마토그래피 정제, 바이러스 불활성화, 여과 (바이러스, 심층 및 절대 여과 포함), 리폴딩 및 한외여과/투석여과를 포함한다.
표적 물질을 포함하는 용액을 처리하기 위한 장치는 관련업계에 공지되어 있다. 그러나, 이러한 화합물을 상업적 제조에 사용하기 위한 장치는 지극히 부피가 크며, 넓은 바닥 공간 및 인프라(infrastructure)가 필요하다. 부가적으로, 장치의 일부 공통성은 몇몇 단위 조작에 대해 수행할 수 있지만, 바이러스 불활성화 및/또는 한외 여과와 같은 특정 단위 조작을 위한 장치의 설계는 예를 들어 크로마토그래피 정제의 경우와 상당히 다르다. 이는 장치를 둘 이상의 세트로 수용하기 위해 더 많은 공간이 필요하거나, 단계들(stages)에 대한 장치의 상호운용성 및 제어가 지나치게 복잡하다는 것을 의미한다. 또한, 조작자는 사용되는 상이한 유형의 장치 각각에 대한 교육을 필요로 한다. 따라서, 단순화되고 광범위하게 적용 가능한 장치가 바람직할 것이다. 공통 유로(flow path)를 사용하여 다중 처리 단계가 수행될 수 있는 장치를 규명하는 것이 또한 바람직할 것이다.
본 발명의 제 1 양상에 따르면, 표적물질을 포함하는 액체를 처리하기 위한 장치로서, 상기 장치는 단위 조작을 수행하기 위한 제 1 및 제 2 수단을 적어도 포함하고, 단위 조작을 수행하기 위한 각각의 수단은 다음을 포함하는 장치를 제공한다:
(i) 가변적 유체 주입구 밸브 및 배출구를 포함하는 유량 제어기의 주입구와 유체 연결된 액체용 공급배관(feed)으로서, 단위 조작을 수행하기 위한 하나 이상의 수단이 둘 이상 액체의 공급배관을 포함하고, 상기 공급배관은 상기 둘 이상 액체를 투여하기 위한 둘 이상의 가변적 유체 주입구 밸브를 포함하는 다중 주입 유량 제어기의 주입구와 유체 연결되어 있고, 상기 유량 제어기도 배출구를 포함하는 액체용 공급배관;
(ii) 표적 물질을 포함하는 액체 공급원료(feedstock)용 공급배관으로서, 유량 제어기로부터의 배출구와 유체 연결됨으로써 상기 표적 물질 포함 액체의 공급을 혼합 생처리 액체와 조합하여 장치 공급배관(device feed)을 생산하도록 하는 것인 액체 공급원료용 공급배관;
(iii) 장치 주입구 및 장치 배출구를 포함하는 처리 조작 수행용 장치로서, 상기 장치 주입구는 장치 공급배관과 유체 연결되어 있는 것인 처리 조작 수행용 장치; 및
(iv) 유량 제어기를 통하여 및 액체 공급원료용 공급배관으로부터 장치 주입구를 경유하여 상기 처리 장치를 통하여 유체를 전달하기 위한 수단;
상기 단위 조작을 수행하기 위한 제 2 수단을 위해 표적 물질을 포함하는 액체 공급원료용 공급배관은 단위 조작을 수행하기 위한 제 1 수단으로부터의 배출구를 포함한다.
일부 구체예에서, 상기 장치는 단위 조작을 수행하기 위한 두개의 수단을 포함한다. 다른 구체예에서, 상기 장치는 단위 조작을 수행하기 위한 세개, 네개, 다섯개, 여섯개, 일곱개, 여덟개, 아홉개 또는 그 이상의 수단을 포함하며, 바람직하게는 각각이 상기 제 1 및 제 2 수단의 상기한 특징을 갖는다. 많은 바람직한 구체예에서 단위 조작을 수행하기 위한 수단은 단위 조작을 수행하기 위한 선행의 수단으로부터의 배출구를 포함하는 단위 조작을 수행하기 위한 후속 수단을 위해 표적 물질을 포함하는 액체 공급원료용 공급배관과 일련적으로(in series) 연결되어 있다. 많은 바람직한 구체예에서 각각의 단위 조작은 다른 단위 조작과 상이하다.
일부 구체예에서 단위 조작을 수행하기 위한 각각의 수단은 실질적으로 동일한 유로를 포함한다.
유체를 전달하기 위한 수단은 관련업계에 잘 알려져 있으며, 액체에 대해 기압, 특별하게는 질소 또는 헬륨과 같은 비활성 기체를 가하는 것을 포함한다. 바람직하게는 유체를 전달하는 수단은 하나 이상의 펌프를 포함한다. 사용가능한 펌프는 연동식, 다이어프램, 로브 및 원심 펌프를 포함한다. 일회용 및 재사용 가능한 펌프 디자인을 둘다 사용할 수 있다. 많은 바람직한 구체예에서, 단일 펌프는 공급원료 사이의 연결부와 유량 제어기로부터의 배출구 사이에서 유체 연결의 하류에 위치한 단위 조작을 수행하는 각각의 수단에 사용된다. 가장 바람직하게는 펌프는 생처리 장치의 상류에 위치된다. 선택된 펌프의 유형 및 크기는 통상적으로 장치의 규모 및 설계 파라미터에 적합한 유량 용량 및 압력 프로파일에 의존적이다. 매우 바람직한 특정 구체예에서, 펌프는 4 차 다이어프램 펌프이다.
유량 제어기는 가변적 흐름, 바람직하게는 간헐적 흐름, 유량 제어기를 통한 액체의 흐름을 조절하는 주입구 밸브를 포함한다. 다중 주입 유량 제어기는 적어도 2 개의 주입구 밸브를 포함하고, 많은 경우에 최대 8, 예컨대 3, 4, 5, 6 또는 7개, 주입구 밸브를 포함한다. 주입구 밸브는 각각 동일한 치수를 가질 수 있거나, 또는 하나 이상의 주입구 밸브가 상이한 치수를 가질 수 있다. 특정 바람직한 구체예에서, 각각의 주입구 밸브로부터 유량 제어기의 배출구까지 측정된 부피는 각각의 주입구에 대해 동일하고, 각각의 주입구 밸브로부터 유량 제어기의 배출구까지 측정된 부피 및 경로 길이 둘다가 각각의 주입구에 대해 동일한 것이 매우 바람직하다. 많은 구체예에서, 단위 조작을 수행하기 위한 각각의 수단은 바람직하게는 다중 주입 유량 제어기를 포함한다.
본 발명에서 사용하는 유량 제어기는 또한 하나 이상의 배출구를 포함하는데 두개 이상의 배출구가 존재할 수 있지만 단일 배출구를 사용하는 것이 바람직하다.
가변적 유체 밸브는 액체가 유동을 유지할 수 있는 제 1의 비교적 낮은 유속과 적어도 제 2의 높은 유속 사이의 유량을 조절할 수 있다. 바람직한 구체예에서, 가변적 유체 밸브는 간헐적인 유량 밸브이며, 이는 제 1 위치에서의 유동을 방지하지만 적어도 제 2 위치에서의 유동을 허용한다. 가장 바람직하게는, 모든 밸브는 간헐적인 유체 밸브이다. 밸브는 공압식 또는 바람직하게는 솔레노이드 액추에이터와 같은 관련 업계에 알려진 액추에이터를 포함할 수 있다.
바람직하게는 가변적 유체 밸브는 다중 주입 유량 제어기를 통해 흐르는 주입 액체의 필요한 상대량을 달성하기 위해 밸브의 개방 및 폐쇄를 조절하도록 제어되는데, 가장 바람직하게는 프로그램가능한 제어 유닛에 의해 제어된다. 이는 바람직하게는 미리 정해진 기간 또는 순환 속도로 유량 제어기의 주입구 밸브를 통한 순환화(cycling)를 통해, 및 원하는 조성물을 생성하기 위해 필요한 비율의 순환 시간에 따라 밸브의 개방 또는 폐쇄를 조절함으로써 달성된다. 순환 속도는 일정하거나 가변적일 수 있다. 가장 바람직하게는, 간헐적 유량 주입구 밸브가 사용되며, 조작 중에는 주어진 시간에 단 하나의 밸브만 개방되도록 제어된다. 많은 구체예에서, 다중 주입 유량 제어기의 순환 속도는 일정하게 유지되고, 원하는 상대적인 양의 주입 액체는 일정하게 유지된다.
많은 구체예에서, 다중 순환이 사용된다. 사용되는 순환의 수는 처리 지속시간, 처리되는 액체의 부피, 유속 및 장치의 최대 조작 압력과 같은 수많은 요인에 의존적이다. 특정 구체예에서, 적어도 50, 100, 500, 750, 1000, 1500, 2000, 3000, 5000, 7500, 10000 이상의 사이클과 같이 적어도 10 사이클이 사용될 수 있다.
일 범위의 순환 빈도(frequency)가 이용될 수 있다는 것이 인식될 것이다. 많은 경우에 빈도는 100Hz 미만, 전형적으로 50Hz 미만, 일반적으로 10Hz 미만, 바람직하게는 5Hz 미만이다. 바람직한 특정 구체예에서, 빈도는 2Hz 이하, 가장 바람직하게는 1Hz 이하, 예컨대 0.05 내지 0.5Hz이다.
선택적으로 펌프의 작용과 조합하여, 표적 공급배관 및 유량 제어기 배출구의 흐름을 단순히 조합함으로써 혼합이 달성될 수 있지만, 많은 바람직한 구체예에서, 장치는 인라인 믹서, 바람직하게는 혼합 챔버를 더 포함하며, 바람직하게는 정적 믹서, 가장 바람직하게는 지연식, 분류 정적 믹서(split flow static mixer)를 포함한다. 많은 구체예에서, 인라인 믹서는 펌프의 하류 및 생처리 조작을 달성하기 위한 장치의 상류에 위치된다. 일부 바람직한 구체예에서, 인라인 믹서는 또한 기포 포획기를 포함한다.
처리 조작을 달성하기 위한 장치에 의해 수행될 수 있는 단위 조작은 가장 바람직하게는 생처리(bioprocessing) 조작이다. 생처리 조작에는 크로마토그래피, 바이러스 불활성화, 여과, 리폴딩, 한외여과, 투석여과, 정밀여과, 인라인 조건화(in-line conditioning) 및 리폴딩이 포함된다.
본 발명의 장치를 사용하여 수행될 수 있는 크로마토그래피 조작에는 친화성 크로마토그래피, 이온 교환 (음이온 및/또는 양이온 교환) 크로마토그래피, 소수성 상호작용 크로마토그래피 (HIC), 역상 크로마토그래피, 팽창 층(expanded bed) 크로마토그래피, 혼합형 크로마토그래피, 막 크로마토그래피 및 크기 배제 크로마토그래피 (SEC)를 포함한다. 많은 구체예에서, 단백질 A 친화성 크로마토그래피는 단위 조작 중 적어도 하나를 포함한다. 크로마토그래피 조작을 수행하기 위한 장치는 막, 섬유 단일체(fiber monolith) 또는 컬럼과 같은 적절한 크로마토그래피 장치를 포함한다. 크로마토그래피 단위 조작의 수 및 순서는 표적 생체분자의 성질에 따라 선택될 것이다.
본 발명의 장치를 사용하여 수행될 수 있는 바이러스 불활성화 단위 조작은 일반적으로 표적 생체분자를 포함하는 액체가 바이러스를 불활성화시키기에 충분한 체류 시간 동안의 조건하에 저장될 수 있는 저장 용기를 포함한다. 특정 구체예에서, 장치의 배출구 및 주입구는 재순환 루프를 생성하기 위해 유체 연결될 수 있다. 하나의 그러한 구체예에서, 장치는 "장치" 주입구와 "장치" 배출구 사이에 유체 연결된 용기 또는 백으로 세팅되고 장치 배출구 중 하나는 다중 주입구 유량 제어기의 주입구 중 하나에 유체 연결된다. 액체 공급원료 주입구에 유체 연결되는 장치 "주입구"와 "배출구"사이의 용기 또는 백은 유체를 전달하는 수단, 전형적으로 펌프에 의해 채워지거나, 다른 다중 주입 유량 제어기 주입구 중 적어도 하나를 통하여 적어도 하나의 다른 액체로 조건화된다. 특정 구체예에서 상기 용기 또는 백은 혼합 용기 또는 백이다. 표적 물질을 포함하는 용액이 다중 주입 유량 제어기상에서 적어도 하나의 다른 주입구와 유동적으로 연결된 하나 이상의 추가적인 액체로 조건화함에 따라 처리 액체는 다중 주유 유량 제어기의 주입구를 통해 용기 또는 백으로 재순환되고 다중 주입 유량 제어기의 주입구로 되돌려진다.
수행할 수 있는 여과 단위 조작에는 바이러스, 심층 및 절대 여과, 한외여과, 투석여과 및 정밀여과가 포함된다. 많은 구체예에서, 여과 단위 조작은 장치 주입구와 장치 배출구 사이에 필터 모듈을 포함한다. 필터 모듈은 다중 주입 유동 제어기의 주입구에 부착된 2 개 이상의 액체 공급배관을 사용하여 플러시 및 추적되며, 표적 분자를 포함하는 용액이 공급원료 주입구에 유체 연결된다. 필터를 통한 액체의 처리는 다중 주입 유량 제어기 배출구 및 공급원료 주입구의 하류, 및 필터 모듈의 상류에 유체적으로 연결되고 위치된 유체를 전달하는 수단을 통해 달성된다. 상기 필터 모듈은 생처리 기술에서 잘 알려진 구성을 통상적으로 사용한다.
바이러스 여과, 심층 여과 및 절대 여과는 관련업계에 잘 알려진 단위 조작이며, 생처리 기술에서 잘 알려진 필터 장치를 통상적으로 사용하는 본 발명의 장치를 사용하여 수행될 수 있다. 많은 구체예들에서 상기 필터 장치 또는 장치들은 특정 단위 조작을 실행하기 위해 장치 주입구와 배출구 사이에 위치된다. 다른 구체예에서, 필터 장치는 장치 배출구의 하류에 위치하는데, 이는 특정 구체예에서는 장치가 크로마토그래피, 바이러스 불활성화, 접선 유동 여과, 바이러스 여과 또는 심층 여과와 같은 주 단위 조작을 수행 한 후 2 차 여과 조작을 수행할 수 있도록 해준다.
본 발명의 장치를 사용하여 수행될 수 있는 접선 유동 여과(Tangential flow filtration, "TFF") 단위 조작은 종래의 재순환 TFF 및 단일 패스 TFF를 포함한다. 특정 구체예에서 장치의 배출구 및 주입구는 유체 순환적으로 연결되어 재순환 루프를 생성할 수 있는데, 예를 들어 재순환 접선 유동 여과이다. 하나의 구체예에서, 관련 업계에 알려진 바와 같이, 장치는 장치 주입구와 장치 배출구 사이에 평평한 시트, 중공 사 또는 나선형 권취 막 중 어느 것을 포함하는 TFF 모듈로 설정되며, TFF 모듈로부터의 잔류물은 장치 배출구 중 하나로부터 적어도 하나의 주입구 및 하나의 배출구를 포함하는 용기 또는 백 상에 유체 연결된 주입구로 유도된다. 용기 또는 백의 배출구는 액체 공급원료 주입구에 유체 연결된다. 용기 또는 백은 용기 또는 백의 제 2 주입구에 유체 연결되어 공급원료(feedstock) 또는 액체를 용기 또는 백에 공급하기 위한 보조 수단을 사용하여 일정한 수준으로 유지된다. 또다른 구체예에서, 장치는 장치 주입구와 장치 배출구 사이에 평평한 시트, 중공 사 또는 나선형 권취 막 중 어느 것을 포함하는 TFF 모듈로 설정되며, TFF 모듈로부터의 잔류물은 장치 배출구 중 하나로부터 다중 주입 유량 제어기 밸브의 주입구 중 하나에 유체 연결된다. 특정 구체예에서, 장치 배출구로부터 그 주입구로의 재순환 루프는 브레이크 용기 또는 백을 포함한다. 표적 물질 또는 액체를 포함하는 용액은 유체를 전달하기 위한 수단, 전형적으로는 펌프에 의해 액체 공급원료 주입구를 통해 재순환 루프로 이끌어진다. 잔류물은 TFF 모듈, 바람직하게는 다중 주입구 유량 제어기 주입구 중 하나를 통해 재순환된다. 다중 주입구 유량 제어기는 잔류물을 하나 이상의 다른 액체와 혼합하기 위해 사용될 수 있다. 재순환 TFF의 조작은 관련 업계에 널리 공지되어 있으며, 교차 흐름 속도 및 막 횡단 압력을 설정함으로써 제어된다.
특정 구체예에서, 단일 패스 TFF는 예를 들어 WO2017/118835에 기재된 단일 패스 TFF의 경우에서와 같이 장치 주입구와 장치 배출구 사이에 평평한 시트, 중공 사 또는 나선형 권취 막 중 어느 것을 포함하는 TFF 모듈로 구성될 수 있다.
어떤 구체예에서는 단일 패스 및 재순환 TFF의 하이브리드가 사용될 수 있고, 여기서 TFF 모듈의 하류에 가변적 유체 밸브를 사용하여 생성된 잔류물이 공급 용기로 복귀된다.
본 발명에 따른 장치는 통상적으로 하나 이상의 기포 포획기, 압력 센서, 온도 센서, pH 센서, 유속(flow rate) 센서, 전도도 센서, 공기 센서 및 uv 센서, 예컨대 uv/가시광 다파장 센서를 추가로 포함한다. 상기한 것 각각의 하나 이상이 존재할 수 있다.
본 발명 중 하나의 특정 구체예에서, 표적 물질을 포함하는 액체를 처리하기 위한 장치를 제공하며, 상기 장치는 다음을 포함한다:
(i) 둘 이상의 액체에 대한 공급배관;
(ii) 둘 이상의 액체를 혼합하기 위한 둘 이상의 가변적 유체 주입구 밸브를 포함하는 다중 주입구 유량 제어기로서 상기 유량 제어기도 또한 단일 배출구를 포함하는 것인 다중 주입구 유량 제어기;
(iii) 유량 제어기로부터의 배출구와 유체 연결되어 있는, 표적 물질을 포함하는 액체 공급원료용 공급배관;
(iv) 상기 유량 제어기를 통하여 및 액체 공급원료용 공급배관으로부터 공급배관 주입구를 경유하여 처리 장치를 통하여 전형적으로 펌프를 이용하여 유체를 전달하는 수단;
(v) 둘 이상의 액체를 혼합하기 위한 장치;
(vi) 처리 액체로부터 기포를 포획하기 위한 장치;
(vii) 장치 주입구 및 장치 배출구를 포함하는 처리 조작을 수행하기 위한 공통의 유로로서 장치 주입구는 공급배관 주입구와 유체 연결되어 있는 것인 공통의 유로;
(viii) 크로마토그래피, 여과(바이러스 여과 포함), 접선 유동 여과, 단일 패스 접선 유동 여과, 리폴드 및 바이러스 불활성화용 모듈과 유체 연결되어 있는 장치 주입구 및 배출구;
(ix) 상기 장치 주입구 및 배출구를 우회시키는 수단;
(x) 압력을 조절하기 위한 장치 배출구의 하류 수단;
(xi) 장치 주입구 및 장치 배출구의 상류 및 하류에서 처리 조작을 모니터링하기에 적합한 다수의 센서; 및
(xii) 공급배관 주입구와 유체 연결된 하나 이상의 배출구.
본 발명에 따른 장치는 바람직하게는 장치의 하류에 위치한 처리 장치의 추가적인 가압을 위한 수단을 포함한다. 압력을 가하는 수단은 관련 업계에 공지되어 있으며 핀치 밸브, 다이어프램 밸브, 특히 가변적 위치 다이어프램 밸브를 포함한다.
많은 구체예에서, 액체 혼합 장치 및 기포 포획 장치는 단일 장치를 포함한다.
특정 구체예에서, 상기 장치는 교체가 필요하기 전에 상당한 횟수의 재사용을 허용하는 스테인레스 강과 같은 재료로 구성된 다용도 유로를 포함한다.
특정 구체예에서, 상기 장치는 제한된 수명으로 설계되고 일회용 소모품으로서 이용되는 플라스틱과 같은 재료로 구성된 일회용 유로를 포함한다.
많은 구체예들에서, 각각의 단위 조작은 프로그램 가능한 제어 유닛, 바람직하게는 컴퓨터의 제어하에 조작된다. 어떤 구체예에서, 단일 제어 유닛은 둘 이상의 단위 조작을 제어한다. 다른 구체예들에서, 각각의 단위 조작은 개별 제어 단위의 제어하에 있다. 이들 다른 구체예에서, 바람직하게는 각각의 제어 유닛은 공통적인 프로그래밍 언어를 사용하는데 이는 제어 유닛 사이의 단순화된 소통을 가능하게 한다.
본 발명의 제 2 양상에 따르면 액체 혼합물을 제조하기 위한 장치가 제공되는데, 상기 장치는 다음을 포함한다:
(i) 둘 이상의 액체에 대한 공급배관;
(ii) 둘 이상의 액체를 투여하기 위한 둘 이상의 가변적 유체 주입구 밸브를 포함하는 다중 주입구 유량 제어기로서 상기 유량 제어기도 또한 배출구를 포함하는 것인 다중 주입구 유량 제어기;
(iii) 상기 유량 제어기를 통하여, 및 액체 공급원료용 공급배관으로부터 공급 주입구를 경유하여 생처리 장치를 통하여 유체를 전달하기 위한 펌프;
(iv) 둘 이상의 액체의 인-라인 혼합을 위한 정적 믹서; 및
(v) 액체 혼합물용 배출구;
여기서 상기 펌프는 인-라인 혼합용 장치의 상류에 존재하며, 상기 펌프와 상기 장치는 둘다 다중 주입구 유체의 하류에 위치한다.
제 2 양상에서 이용될 수 있는 액체에 대한 공급배관, 다중 주입구 유량 제어기, 펌프 및 정적 혼합기는 본 발명의 제 1 양상과 관련하여 전술한 바와 같다.
본 발명의 제 2 양상의 장치는 액체 혼합물, 바람직하게는 처리 조작, 특히 생처리 조작에 통상적으로 사용하기 위해 산 및/또는 염 용액을 혼합하는 것과 같이 완충액과 같은 용액의 제조에 사용될 수 있다. 상기 용액은 사용 전에, 예를 들어 처리 조작, 특히 생처리 조작 전에 저장될 수 있거나, 또는 예를 들어 혼합물을 사용하여 액체 혼합물을 위한 배출구를 장치에 유체 연결함으로써 직접 사용될 수 있다.
본 발명의 제 2 측면의 장치는 본 발명의 제 1 측면에 대해 전술한 바와 같은 추가 요소, 특히 기포 포획기, 압력 센서, 온도 센서, pH 센서, 유속 센서, 전도도 센서, 공기 센서, 및 uv/가시광 다파장 센서와 같은 uv 센서 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기한 것들 중 각각은 하나 이상이 존재할 수 있다.
본 발명의 제 2 측면의 장치는 바람직하게는 단일 펌프를 포함한다. 매우 바람직한 특정 구체예에서 펌프는 4 차 다이어프램 펌프이다.
본 발명의 제 2 측면의 장치에 사용되는 정적 믹서는 바람직하게는 지연식 분류 정적 믹서이다.
많은 구체예에서, 본 발명의 제 2 측면의 장치는 프로그램 가능한 제어 유닛, 바람직하게는 컴퓨터의 제어하에 조작된다.
본 발명의 제 2 측면의 장치는 생산되는 액체의 조성을 조절하기 위해 복잡한 피드백 메커니즘을 포함할 필요없이 유리하게 조작될 수 있다.
본 발명의 장치와 함께 사용될 수 있는 액체는 적절한 처리 단위 조작을 수행하기 위해 관련 업계에 알려진 것들을 포함한다. 예로는 산성, 중성 및 염기성 용액, 예를 들어 2.5 내지 14 범위의 pH를 갖는 용액, 예를 들어 수산화 나트륨 칼륨 또는 암모늄 용액, 인산, 황산, 염산 또는 아세트산 용액; 나트륨, 칼슘, 칼륨 및 암모늄 염을 포함하여 약 3M 이하의 염 농도를 갖는 용액과 같은 염 용액, 예를 들어 포스페이트, 클로라이드, 아세테이트, 시트레이트 및 설페이트 염; 그 예가 관련 업계에 잘 알려진 완충액; 환원제 (예: DTT 및 TCEP); 아미노산 (예: 히스티딘, 아르기닌, 글리신); 세제 (예: 트윈 20, 트리톤 -X100) 및 폴리올과 같은 수혼화성 용매, 예를 들어 글리세롤 및 PEG; 및 상기 중 하나 이상의 혼합물을 포함한다.
본 발명을 사용하여 처리될 수 있는 생체분자는 예를 들어 pDNA; 세포 요법, 백신, 예컨대 바이러스 백신, 유전자 요법 산물, 당, 봉입체(inclusion body), 특히 폴리펩티드를 포함하는 봉입체; 및 특히 재조합 폴리펩티드를 포함한다.
pDNA는 수퍼코일, 선형 및 개방된 원형 (즉, 닉화된(nicked) 또는 이완된) 이소폼과 같은 하나 이상의 다중 형태일 수 있다. 수퍼코일된 pDNA 이소폼은 공유 적으로 폐쇄된 원형 형태를 가지며, pDNA는 숙주 효소 시스템의 작용에 의해 숙주 세포에서 음으로 수퍼코일된다. 개방 원형 이소폼에서는 pDNA 이중체의 하나의 가닥이 하나 이상의 위치에서 깨져 있다.
pDNA의 생산 방법은 관련 업계에 잘 알려져 있다. pDNA는 천연 또는 인공, 예를 들어 외래 DNA 삽입물을 보유하는 클로닝 벡터일 수 있다. 많은 구체예에서 pDNA는 1 킬로베이스 내지 50 킬로베이스의 크기 범위에 있다. 예를 들어, 발현된 간섭 RNA를 인코딩하는 pDNA는 전형적으로 3 킬로베이스 내지 4 킬로베이스의 크기 범위에 있다.
폴리펩티드, 특히 재조합 폴리펩티드는 사이토카인, 성장 인자, 항체, 항체 단편, 이뮤노글로불린 유사 폴리펩티드, 효소, 백신, 펩티드 호르몬, 케모카인, 수용체, 수용체 단편, 키나제, 포스파타제, 이소머라제, 가수 분해 효소, 전사 인자 및 융합 폴리펩티드를 포함하는 치료용 단백질 및 펩티드를 포함한다. .
항체는 모노클로날 항체, 폴리클로날 항체 및 상기 중 임의의 것의 다가 및/또는 다중-특이적 형태를 포함하는 생물학적 활성을 갖는 항체 단편을 포함한다.
자연 발생 항체는 이황화 결합에 의해 상호 연결된 4 개의 폴리펩티드 사슬, 2 개의 동일한 중쇄 (H) 및 2 개의 동일한 경쇄 (L)를 전형적으로 포함한다. 각각의 중쇄는 가변 영역 (VH) 및 불변 영역 (CH)을 포함하는데, CH 영역은 고유 형태로 3 개의 도메인 CH1, CH2 및 CH3을 포함한다. 각각의 경쇄는 가변 영역 (VL) 및 하나의 도메인 CL을 포함하는 불변 영역을 포함한다.
VH 및 VL 영역은 상보성 결정 영역 (CDR)으로 지칭되는 초가변 영역과 그 사이에 배치된 프레임워크 영역 (FR)으로 지칭되는 보다 보존된 영역으로 더욱 세분될 수 있다. 각각의 VH 및 VL은 3 개의 CDR 및 4 개의 FR로 구성되며, 다음의 순서로 아미노-말단에서 카르복시-말단으로 배열된다: FR1, CDR1, FR2, CDR2, FR3, CDR3, FR4.
발현될 수 있는 항체 단편은 온전한 항체의 일부를 포함하며, 상기 부분은 원하는 생물학적 활성을 갖는다. 항체 단편은 일반적으로 하나 이상의 항원 결합 부위를 포함한다. 항체 단편의 예는 (i) VL, CL, VH 및 CH1 도메인을 갖는 Fab 단편; (ii) CH1 도메인의 C-말단에 하나 이상의 시스테인 잔기를 갖는 Fab' 단편과 같은 Fab 유도체로서, 2 개의 Fab 유도체 사이에 이황화 가교에 의해 2가 단편을 형성 할 수 있는 것; (iii) VH 및 CH1 도메인을 갖는 Fd 단편; (iv) Fd 유도체, 예컨대 CH1 도메인의 C-말단에 하나 이상의 시스테인 잔기를 갖는 것; (v) 항체의 단일 팔의 VL 및 VH 도메인을 갖는 Fv 단편; (vi) VL 및 VH 도메인이 공유적으로 결합된 단일 사슬 Fv (scFv) 항체와 같은 단일 사슬 항체 분자; (vii) 불변 영역 도메인이 있거나 없는 또다른 가변 도메인 (VH 또는 VL 도메인 폴리펩티드)에 연결된 불변 영역 도메인이 없는 VH 또는 VL 도메인 폴리펩티드 (예 : VH-VH, VH-VL 또는 VL-VL) (viii) 도메인 항체 단편, 예컨대 VH 도메인 또는 VL 도메인으로 구성된 단편 및 VH 아니면 VL 도메인의 항원-결합 단편, 예컨대 단리된 CDR 영역; (ix) 동일한 폴리펩티드 쇄에서 2 개의 항원 결합 부위, 예를 들어 경쇄 가변 도메인 (VL)에 연결된 중쇄 가변 도메인 (VH)을 포함하는 소위 "디아바디(diabodies)"; 및 (x) 상보적 경쇄 폴리펩티드와 함께 한 쌍의 항원 결합 영역을 형성하는 한 쌍의 탠덤 Fd 세그먼트를 포함하는 소위 선형 항체를 포함한다.
봉입체는 대장균(E.coli)과 같은 박테리아 세포의 세포질에 형성된 불용성 응집체를 포함하는 것으로서 가장 통상적으로 폴리펩티드 및 특히 재조합 폴리펩티드를 포함한다.
재조합 폴리펩티드와 같은 생체분자를 처리하고, 가장 특별하게는 재조합 폴리펩티드를 정제 또는 단리하는 방법은 본 발명의 추가적 측면을 형성한다.
본 발명에 따른 장치의 일 구체예를 도 1을 참조하여 설명한다. 생처리 조작을 수행하기 위한 제 1 장치는 표적 생체분자(1)를 포함하는 액체에 대한 공급배관, 및 6 개의 상이한 완충액(2a 내지 2f)에 대한 공급배관을 포함하며, 이에 더하여 주사용수(2g)가 제공된다. 각 공급배관에는 직통식 다이어프램 밸브(3) 및 (3a 내지 3g)와 같은 밸브가 장착되어 있어 흐름에 대해 스위치를 켜거나 끌 수 있다. 도시된 구체예에서 완충액 공급배관(2a 및 2b, 2c 및 2b 및 2d 및 2e)는 밸브(3a 내지 3f)의 하류에 각각 결합되어, 주사용수 공급배관(2g)과 함께 다중 주입구 유량 제어기(4)의 상이한 주입구로 유체 연결된 3 개의 완충 공급 라인을 형성하는데 이는 빠른 작동 솔레노이드 액추에이터를 갖는 단일 배출구를 갖는 4 개의 밸브 매니폴드를 포함하는 것이다. 이러한 구성에 의해, 그리고 밸브 (3a 및 3b, 3c 및 3d, 및 3e 및 3f)의 적절한 개방 및 폐쇄에 의해, 완충액 (2a 및 2b, 2c 및 2d 또는 2e 및 2f) 사이의 선택이 가능하여 장치의 조작 유연성을 증가시킨다. 다중 주입구 유량 제어기(4)로부터의 배출구는 펌프(6)의 상류(5)에서 표적 생체분자(1)를 포함하는 액체를 위한 공급배관과 유체 연결되어 있는데, 이는 기포 포획기(8)를 갖춘 정적 믹서를 통해 조합된 공급물의 흐름을 제 1 크로마토그래피 컬럼(12)의 주입구로 부여한다. 펌프(6)로부터 크로마토그래피 컬럼(12)으로의 출력을 공급하는 라인에는 압력 센서(7), 에어 센서(9), 유량계(10), 예컨대 초음파 유량계 및 조합형 온도 및 전도도 센서(11)가 갖추어져 있다.
일부 구체예에서, 펌프(6)는 유량계(10)으로부터의 피드백 신호(29)에 응답하여 프로그램 가능한 제어 유닛을 통해 제어된다. 일부 구체예에서는 선택적으로 다중 주입구 유량 제어기(4)가 전도도 및 온도 센서(11)로부터의 피드백 신호(28)에 응답하여 프로그램 가능한 제어 유닛을 통해 제어된다. 크로마토그래피 컬럼(12)로부터의 배출 라인은 압력 센서(13), 조합된 온도 및 전도도 센서(14), uv/가시광 다파장 검출기와 같은 uv 검출기(15), pH 측정계(16) 및 가변 위치 밸브(30)가 제공되어 있는데, 이는 원하는 경우 압력 조절을 위해서 또한 역압을 부과하기 위해서 사용될 수 있다. 바람직하게는, 펌프(6) 및 가변 위치 밸브(30)의 조작 및 그에 따른 장치에서의 압력 조절은 압력 센서(7 및 13)로부터의 피드백 신호 (26 및 27)에 응답하여 프로그램 가능한 제어 유닛을 통해 제어된다. 배출구 라인은 일련의 밸브 (17, 19 및 20)를 통과하는데 이는 출구 공급배관(18), 폐기물로의 공급배관(21), 또는 배출구 공급배관(22) 사이에서 흐름이 제어될 수 있게 하며, 예를 들어 수집 또는 샘플링을 가능하게 하는 것이다. 이 장치에는 밸브(23a 및 23b)가 추가로 장착되는데, 이는 조작 중에 필요한 경우 흐름이 칼럼(12)을 우회하도록 전환될 수 있게 하고, 추가로 밸브(24 및 25)를 구비하는데 이는 칼럼을 통한 흐름이 정지될 수 있게 하는 것이다. 이어서, 출구 공급배관(18)은 도 1에 도시된 바와 같이 구성된 생처리 조작을 수행하기 위한 제 2 장치에서 표적 생체분자를 포함하는 공급 라인으로서 사용될 수 있지만, 바람직하게는 크로마토그래피 컬럼(12)은 단위 조작을 수행하기 위한 다른 수단, 예컨대 상이한 유형의 크로마토그래피, 또는 비크로마토그래피 단위 조작으로 대체되며, 단위 조작을 수행하기 위한 제 2 장치에서 공급배관(1)은 단위 조작을 수행하기 위한 제 1 수단으로부터의 출구 공급배관(18)을 포함한다.
하나의 조작 방법에서 밸브(3)는 밸브(3a) 내지 밸브(3g)가 닫히는 동안 개방되어 생체분자를 포함하는 액체가 펌프(6)에 의해 컬럼(12)으로 공급되어 생체분자를 컬럼에 로딩하는데, 예를 들어 생체분자는 모노클로날 항체이며, 모노클로날 항체가 단백질 A 수지에 선택적으로 결합하도록 단백질 A 친화성 수지를 포함하는 칼럼이다. 원하는 로딩이 완료되면, 밸브(3)는 닫히고 하나 이상의 밸브(3a 내지 3g)는 개방되어 하나 이상의 생처리 액체(2a 내지 2g)가 컬럼 (12)을 통해 펌핑 될 수 있게 한다. 어떤 구체예에서는 초기에 밸브(3a)만이 개방되고, 다중 주입구 밸브(4)는 세척 완충액일 수 있는 완충액(2a)이 공급되는 주입구 밸브를 개방하도록 작동되어, 로딩된 컬럼이 완충액(2a)으로 세척되도록 한다. 원하는 세척 단계가 완료되면 하나 이상의 밸브 (3b 내지 3g)가 개방될 수 있으며, 밸브(3a)는 개방 상태로 유지되거나 아니면 폐쇄된다. 다중 주입구 밸브(4)의 주입구 밸브(4)는 생처리 액체(2b 내지 2g) 또는 이들의 혼합물이 컬럼(12)을 통해 펌핑되도록 하기 위해 개방된다. 다중 주입구 밸브(4) 상의 밸브 및/또는 밸브(3a 내지 3g)의 개방 및 폐쇄를 제어함으로써 컬럼에 공급된 생처리 액체의 조성은 원하는대로 변경 및 제어될 수 있다. 예를 들어, 밸브(3b, 3c 및 3e)가 개방된 경우, 다중 주입 유량 제어기(4)에서 개방된 주입구 밸브를 변경하고 나머지를 폐쇄함으로써 공급되는 액체의 조성이 단계적으로 변화될 수 있게 한다.
다른 예에서, 다중 주입구 유량 제어기(4)의 2 개 이상의 주입구 밸브는 주어진 빈도로, 그리고 선택된 시간 동안 생처리 액체의 주어진 혼합물이 컬럼(12)에 공급될 수 있도록 개폐될 수있다. 다중 주입구 밸브(4)상의 주입구 밸브가 열리거나 닫히는 시간 및/또는 빈도의 조정은 칼럼으로 공급되는 액체의 조성이 변경될 수 있게 한다. 시간 및/또는 빈도가 단계적으로 변경되는 경우, 조성물도 또한 단계적 방식으로 변경된다. 시간 및/또는 빈도가 일정 기간에 걸쳐 점진적으로 변경되는 경우, 조성물도 또한 점진적으로 변화하여 컬럼(12)에 구배를 적용할 수 있다. 원하는 방법이 무엇이든 그것에 의해 컬럼에 공급된 액체 조성물은 생체분자가 컬럼으로부터 용출되도록 하는 조성물로 변한다. 용출 전에 컬럼(12)으로부터 배출되는 액체는 배출구(22)를 통해 수집되거나 폐기물(21)로 보내지고, 밸브(17, 19 및 20)가 그에 따라 설정된다. 생체분자의 용출을 위해 밸브(19 및 20)는 닫히고, 밸브(17)가 열려서 생체분자가 제 2 단위 조작(18)으로 넘어갈 수 있게 한다.
단위 조작을 수행하기 위한 제 2 수단의 조작은 제 1 단위 조작과 관련하여 전술한 바와 실질적으로 같을 수 있다. 단위 조작을 수행하기 위한 제 1 수단(18)의 출구 라인과 동등한 출구 라인을 통해 단위 조작을 수행하기 위한 제 2 수단을 나가는 생체분자는 그대로 회수되어 사용될 수 있거나, 또는 하나 이상의 추가적인 단위 조작에 회부될 수 있다. 이러한 추가의 단위 조작은 종래의 장치, 또는 도 1에 도시된 구성에 따른, 또는 본 발명에 따른 추가적인 장치를 이용할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 장치의 하나의 구체예를 설명한다.
도 2는 컬럼이 우회하여 위치될 때 주요 완충액(buffer prime) 블록을 포함하여 전체 주행에 대한 전도도, pH 및 A280 흡광도에 관한 센서 판독값을 보여준다.
도 3은 컬럼 상으로 펌핑된 완충액의 전도도를 보여주는데 이는 인라인 완충액 조건화가 성공적으로 작동함을 나타내는 것이다.
도 4는 전도도, pH 및 A280 흡광도 포스트 컬럼을 보여준다.
도 2는 컬럼이 우회하여 위치될 때 주요 완충액(buffer prime) 블록을 포함하여 전체 주행에 대한 전도도, pH 및 A280 흡광도에 관한 센서 판독값을 보여준다.
도 3은 컬럼 상으로 펌핑된 완충액의 전도도를 보여주는데 이는 인라인 완충액 조건화가 성공적으로 작동함을 나타내는 것이다.
도 4는 전도도, pH 및 A280 흡광도 포스트 컬럼을 보여준다.
본 출원은 하기 실시예에 의해 제한없이 예시된다.
크로마토그래피 처리 조작에서 단백질을 크로마토그래피 수지에 결합시키고, 상이한 염 농도의 완충액으로 세척한 후 고염 농도 완충액을 사용하여 제거(용출)시킨다. 예로서 재조합 락토페린을 0 내지 1 M의 염화나트륨 농도를 갖는 pH 7.5 인산나트륨 완충액을 사용하여 2.3L POROS-XS 양이온 교환 수지 컬럼에 결합시키고 이로부터 용출시켰다. 밸브(23b)가 간단한 유체 연결로 교체된 것을 제외하고는 도 1에 기술된 특징부를 포함하는 완전 일회용 유로를 갖춘 단일 독립형 유닛(single stand-alone unit)상에서 수행되었다. 저장 용액(stock solution)을 다음 순서로 주입구에 부착시켰다: 2M 염화나트륨을 주입구(2a)에 부착하고; 0.1M 제2인산나트륨(dibasic sodium phosphate)을 주입구(2c)에 부착하고; 0.01M 제1인산나트륨(monobasic sodium phosphate)을 주입구(2e)에 부착하고; 물을 주입구(2g)에 부착하고; 단백질 공급물(feed)을 샘플 주입구(1)에 부착하였다. 다중 주입구 유량 제어기(4), 및 다운 스트림 펌프(6), 및 정적 믹서(8)의 작용을 통해 원하는 완충액 조성물을 생성하기 위하여 각 저장 용액을 비례적으로 선택하는 것을 통하여 완충액을 생성하였다.
정확한 완충액 조성물의 확립 동안, 컬럼(12)은 밸브(23a)를 통해 우회되고, 밸브(24 및 25)는 폐쇄되고, 불필요한 완충액은 폐기물(21)로 향하게 된다. 상류 전도도 센서(11)로부터 꾸준한 판독에 의해 지시된 바와 같이 일단 완충액이 균질하였다면 그 완충액은 밸브(24 및 25)를 열고 밸브(23a)에서 우회 라인을 폐쇄하여 크로마토그래피 칼럼(12)에 공급되었다. 처리 조건은 칼럼(12) 하류의 전도도, UV 및 pH 센서(14, 15 및 16)을 사용하여 모니터링하였다. 칼럼에 단백질의 결합 및 사용 후 수세에 앞서 칼럼을 조건화하는 동안 상기 액체는 폐기물(21)로 유도되었다. 일단 조건화되면 크로마토그래피 수지는 펌프(6)의 작용에 의해 샘플 주입구(1)를 통해 주입된 단백질을 로딩하고, 정적 믹서(8)를 통해 컬럼(12) 상으로 밀어졌다. 칼럼으로부터의 흐름은 출구 공급배관(18)을 통해 수집된 반면, 제 1 저염 완충액 세척액은 배출구 공급배관(22)을 통해 수집되고, 제 2 중간 염 완충액 세척액은 출구 공급배관(18)을 통해 수집되었다. 마침내 단백질은 고염 용출 완충액을 사용하여 칼럼으로부터 회수하고 배출구 공급배관(22)를 통해 수집하였다.
시스템에 부착된 4 개의 저장 용액으로부터 3 개의 처리 완충액이 생성되었다: 표 1에 목록화된 바와 같이 특정 비율의 염, 산, 염기 및 물을 사용하여 25 mM 인산나트륨 pH 7.5 ± 0.1 (저염); 25mM 인산나트륨, 0.5M 염화나트륨 pH 7.5 ± 0.1 (중염) 및 25mM 인산나트륨, 1.0M 염화나트륨 pH 7.5 ± 0.1 (고염). 4 개의 저장 농축물을 사용하여 크로마토그래피 칼럼을 충전(고염), 평형화(저염), 세척(저염 및 중염) 및 31L/h에서 용출(고염)하였다. 25mM 인산나트륨 pH 7.5 내의 3L 0.8 g/L 락토페린을 컬럼 상에 로딩하고 15L/h에서 2L의 미리 만들어 놓은 25mM 인산나트륨으로 추적하였다. 주행 결과는 도 2 내지 4에 도시되어 있다.
도 2는 컬럼이 우회하여 위치될 때 주요 완충액(buffer prime) 블록을 포함하여 전체 주행에 대한 전도도, pH 및 A280 흡광도에 관한 센서 판독값을 보여준다. 도 3은 컬럼 상으로 펌핑된 완충액의 전도도를 보여주는데 이는 인라인 완충액 조건화가 성공적으로 작동함을 나타내는 것이다. 도 4는 전도도, pH 및 A280 흡광도 포스트 컬럼을 보여준다.
도 4는 우회로로부터 센서로 완충액의 예상된 잔류 플러시 아웃과 새로운 완충액이 컬럼을 통과하기 전에 지연이 발생한다는 것을 급격한 전도도 상승과 계단화된 하강으로 보여준다. 중요한 단계는 컬럼이 세척에서 고염으로 전환되고, 결합된 단백질을 성공적으로 제거하는 용출 단계이다. 이것은 시스템의 장점을 보여주는 것으로서, 단위 조작으로 공급하기 위해 저장 용액으로부터 실시간 인라인 조건화를 사용하여 정확한 완충액을 생성할 수 있다. 이 예에서 시스템은 모든 상이한 처리 완충액을 사전에 제조할 필요없이 저장 용액으로 단백질을 정제하는데 사용하기 위한 전형적인 결합-용출 크로마토그래피 주행을 성공적으로 수행하였다.
인-라인 조건화 완충액을 위한 전도도 및 pH 값
| 완충액 | 2M 염화나트륨 (%) |
0.1M 제2인산나트륨 (%) |
0.01M 제1인산나트륨 (%) |
물 (%) |
전도도 (mS/cm) |
pH | |
| 25mM 인산나트륨 pH7.5 | 0 | 20 | 53 | 27 | 2.5 | 7.55 | |
| 25mM 인산나트륨, 0.5M 염화나트륨 pH7.5 | 25 | 23 | 22 | 30 | 37.2 | 7.48 | |
| 25mM 인산나트륨, 1.0M 염화나트륨 pH7.5 | 50 | 24 | 14 | 12 | 62.3 | 7.42 | |
Claims (14)
- 표적물질을 포함하는 액체를 처리하기 위한 장치로서, 상기 장치는 단위 조작을 수행하기 위한 제 1 및 제 2 수단을 하나 이상 포함하고, 단위 조작을 수행하는 각각의 수단은 다음을 포함하는, 표적물질을 포함하는 액체를 처리하기 위한 장치:
(i) 가변적 유체 주입구 밸브 및 배출구를 포함하는 유량 제어기의 주입구와 유체 연결된 액체용 공급배관으로서, 단위 조작을 수행하기 위한 하나 이상의 수단이 둘 이상 액체의 공급배관을 포함하고, 상기 공급배관은 상기 둘 이상 액체를 투여하기 위한 둘 이상의 가변적 유체 주입구 밸브를 포함하는 다중 주입구 유량 제어기의 주입구와 유체 연결되어 있고, 상기 유량 제어기도 배출구를 포함하는 액체용 공급배관;
(ii) 표적 물질을 포함하는 액체 공급원료용 공급배관으로서, 유량 제어기로부터의 배출구와 유체 연결됨으로써 상기 표적 물질 포함 액체의 공급을 혼합 생처리 액체와 조합하여 장치 공급배관을 생산하도록 하는 것인 액체 공급원료용 공급배관;
(iii) 장치 주입구 및 장치 배출구를 포함하는 처리 조작 수행용 장치로서, 상기 장치 주입구는 장치 공급배관과 유체 연결되어 있는 것인 처리 조작 수행용 장치; 및
(iv) 유량 제어기를 통하여 및 액체 공급원료용 공급배관으로부터 장치 주입구를 경유하여 상기 처리 장치를 통하여 유체를 전달하기 위한 수단;
상기 단위 조작을 수행하기 위한 제 2 수단을 위해 표적 물질을 포함하는 액체 공급원료용 공급배관은 단위 조작을 수행하기 위한 제 1 수단으로부터의 배출구를 포함한다. - 청구항 1에 있어서, 상기 단위 조작은 크로마토그래피, 바이러스 불활성화, 여과, 한외여과, 투석여과, 정밀여과, 인-라인 조건화 및 리폴딩으로부터 선택되고, 각각의 경우에 표적 물질이 재조합 폴리펩티드를 포함하는 것인 장치.
- 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 유체를 전달하기 위한 수단은 공급원료와 유량 제어기로부터의 배출구 사이의 연결부 사이에서 유체 연결부의 하류에 위치한 단일 펌프를 포함하는 것인 장치.
- 청구항 3에 있어서, 상기 펌프는 생처리 조작을 수행하기 위한 장치의 상류에 위치한 것인 장치.
- 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 단위 조작을 수행하기 위한 수단은 단위 조작을 수행하기 위한 선행의 수단으로부터의 배출구를 포함하는 단위 조작을 수행하기 위한 후속 수단을 위해 표적 물질을 포함하는 액체 공급원료에 대한 공급배관과 일련적으로 연결되어 있는 것인 장치.
- 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 단위 조작은 다른 단위 조작과 상이한 것인 장치.
- 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서, 단위 조작을 수행하기 위한 각각의 수단은 실질적으로 동일한 유로를 갖는 것인 장치.
- 청구항 1에 있어서, 다음을 포함하는 장치:
(i) 둘 이상의 액체에 대한 공급배관;
(ii) 둘 이상의 액체를 혼합하기 위한 둘 이상의 가변적 유체 주입구 밸브를 포함하는 다중 주입구 유량 제어기로서, 상기 유량 제어기도 단일 배출구를 포함하는 것인 다중 주입구 유량 제어기;
(iii) 유량 제어기로부터의 배출구와 액체 연결되어 있는, 표적 물질을 포함하는 액체 공급원료용 공급배관;
(iv) 상기 유량 제어기를 통하여, 및 액체 공급원료용 공급배관으로부터 공급 주입구를 경유하여 생처리 장치를 통하여 전형적으로는 펌프를 이용하여 유체를 전달하는 수단;
(v) 둘 이상의 액체의 균질한 혼합을 보장하기 위한 장치;
(vi) 처리 액체로부터 기포를 포획하기 위한 장치;
(vii) 장치 주입구 및 장치 배출구를 포함하는 생처리 조작을 수행하기 위한 공통의 유로로서, 장치 주입구는 공급배관 주입구와 유체 연결되어 있는 것인 공통의 유로;
(viii) 크로마토그래피, 여과(바이러스 여과 포함), 접선 유동 여과(tangential flow filtration), 단일 패스 접선 유동 여과, 리폴드 및 바이러스 불활성화를 위해 사용되는 모듈과 유체 연결되어 있는 장치 주입구 및 배출구;
(ix) 상기 장치 주입구 및 배출구를 우회하는 수단;
(x) 압력을 조절하기 위한 장치 배출구의 하류의 수단;
(xi) 장치 주입구 및 장치 배출구의 상류 및 하류에서 생처리 조작을 모니터링하기에 적합한 다수의 센서; 및
(xii) 공급 주입구와 유체 연결된 하나 이상의 배출구. - 다음을 포함하는 액체 혼합물의 제조 장치:
(i) 둘 이상의 액체에 대한 공급배관;
(ii) 둘 이상의 액체를 투여하기 위한 둘 이상의 가변적 유체 주입구 밸브를 포함하는 다중 주입구 유량 제어기로서, 상기 유량 제어기도 또한 배출구를 포함하는 것인 다중 주입구 유량 제어기;
(iii) 상기 유량 제어기를 통하여, 및 액체 공급원료용 공급배관으로부터 공급배관 주입구를 경유하여 생처리 장치를 통하여 유체를 전달하기 위한 펌프;
(iv) 둘 이상의 액체의 인-라인 혼합을 위한 정적 믹서; 및
(v) 액체 혼합물용 배출구;
여기서 상기 펌프는 인-라인 혼합용 장치의 상류에 존재하며, 상기 펌프와 상기 장치는 둘다 다중 주입구 유체의 하류에 위치한다. - 청구항 9에 있어서, 단일 펌프를 포함하는 것인 장치.
- 청구항 9 또는 청구항 10에 있어서, 상기 정적 믹서는 지연식, 분류 정적 믹서인 것인 장치.
- 완충액을 제조하는 방법으로서, 액체, 바람직하게는 산 및/또는 염 용액을 청구항 9 내지 11 중 어느 한 항의 장치를 이용하여 혼합하는 단계를 포함하는 방법.
- 생체분자를 제조하는 방법으로서, 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항의 장치를 이용하여 생체분자를 처리하는 단계를 포함하는 방법.
- 청구항 13에 있어서, 상기 생체분자는 재조합 폴리펩티드인 것인 방법.
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