KR20230023785A - 플러그 유동 반응기 내에서 균일한 공급 스트림을 제공하는 방법 - Google Patents

Abstract

본원에는 불균일 공급 스트림을 인-라인 균질화하기 위한 장치 및 방법이 설명되며, 여기에는 플러그 유동 반응기(PFR), 바이패스 라인, 및 상기 불균일 공급 스트림의 신속한 균질화를 허용하는 폐쇄-회로 유동 경로의 펌프가 포함된다.

Description

플러그 유동 반응기 내에서 균일한 공급 스트림을 제공하는 방법

본 발명은 일반적으로 생명공학적 생산 분야, 보다 구용적으로는 연속 바이오프로세싱(bioprocessing) 및 플러그 유동 반응기(PFR) 내에서 공급 스트림의 인-라인 균질화(in-line homogenization)를 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

연속 바이오프로세싱에 있어서, 제조 캐스케이드 내에서 작동하는 적어도 하나의 유닛은 중단 없이 관심 재료의 연속 입력을 수용한다. 연속 바이오프로세싱에 대한 필수 요소는, 단백질 A(ProA) 크로마토그래피와 같은 결합 및 용출 컬럼 크로마토그래피(bind-and-elute column chromatography)를 포함할 수 있는 적절한 크로마토그래피 정제 단계 후에 필요한 단계인, 동시 또는 연속 바이러스 불활성화(CVI)이다. 예를 들어, 가변 농도의 관심 생성물 또는 물질은 상기 특정 결합 및 용출 컬럼의 고유한 특성들을 기반으로 비대칭 가우시안 곡선(Gaussian curve)으로 표시되는 방식으로 ProA 컬럼으로부터 용출될 수 있다(도 1). 결합 및 용출 컬럼 크로마토그래피 후 상기 바이오프로세스의 다음 단계에 있어서, 추가 분석 전에 생성물 공급 스트림을 균질화하려는 시도는 탱크 또는 백; 직접 이송 튜브; 또는 공급 스트림을 재활용하는 것과 같은 대체 수단과 같은 서지 용기를 사용한다. 다음의 선행 기술 간행물들은 내재된 결함과 결점을 포함하는 최신 기술의 예이다.

WO 2014/004103은 산 또는 세제와 같은 바이러스 불활성화 시약을 생물학적 제제를 포함하는 조성물에 연속적으로 인-라인 첨가하기 위한 시스템 설계 및 방법을 교시한다. 이와 같은 시스템 설계 및 방법은 혼합 요소를 갖는 하나 이상의 인-라인 정적 믹서를 사용하여, 제1 유닛 작업으로부터 제2 유닛 작업으로 흐르는 동안 생물학적 생성물을 바이러스 불활성화 시약과 결합시킨다.

WO 2015/158776은 서지 용기를 사용하여 산 또는 세제와 같은 바이러스 불활성화 시약을 생물학적 제제를 포함하는 조성물에 연속적으로 결합하여, 그 조성물에 존재할 수 있는 바이러스를 불활성화시키는 시스템 설계 및 방법을 교시한다. 특히, 다중 컬럼 용출 사이클을 혼합하는 경우, 그 사이클들 중 하나에서 정상 작동과 다른 일탈이 발생하면 혼합 공정이 일탈 생성물의 위치를 모호하게 하기 때문에 문제 해결이 어렵게 된다. 또한, 서지 용기들 또는 개방 회로 균질화 루프들은 시스템 내 생성물 보유 문제를 쉽게 해결할 수 없기 때문에 시스템 위생 처리를 어렵게 만든다.

US 2018/0117495 A1은, 이전에 용출된 피크(peak)들이 현재 용출되는 피크들과 역방향으로 혼합되는 개방 회로 유동 경로 내에서 ProA 용출 피크들을 인-라인 혼합하는 방법에 의해, 바이러스가 연속 정제 시스템 내에서 인-라인으로 비활성화되는 표적 생물학적 분자의 연속 정제 공정을 교시한다. 이와 같은 기술은 개방 회로 균질화 루프를 사용하여 혼합 중에 입구와 출구를 통해 생성물 흐름을 유도한다. 이와 같은 방법론은 시스템을 통해 이동할 때 ProA 피크들을 최소한으로 약화시키고, pH를 더욱 균등하게 낮추기 위해 사용되는 산을 재분배하는 것을 목표로 한다. 이와 같은 시스템 설계 및 방법에 사용되는 상대 유량은 프로세스 확장에 이상적이지 않다; 재분배 또는 재활용 단계 동안의 유량은 배양 단계보다 90배 빠르다.

서지 용기를 회피하기 위한 추가 시도는, (관심 단백질 또는 생성물을 갖는) 불균일 공급 스트림이 유체 함유 비-생성물로 대체되는 유닛에 상기 프로세스의 다음 단계로 상기 불균일 공급 스트림을 후속 전송하기 위한 하나의 용출 주기를 캡쳐하는, 탱크 없는 보유를 구현하며, 따라서 다음 주기를 캡처하기 전에 요구되는 세척/살균 공정을 준비하기 위해 상기 생성물을 비워준다. 그러나 이와 같은 전략은 일반적으로 순환이 반복된 후에 공급 스트림이 균일하지 않은 상태로 남아 있기 때문에 균질화를 생성할 수 없다(도 11). 불균일 공급물 스트림 조성물은 가변 점도 및 가변 단백질 농도를 초래하고, 이들은 둘 다 하류 CVI 단계에 부정적인 영향을 미친다는 사실은 당업계에 잘 알려져 있다. 따라서, 이와 같은 복잡성을 감소시키거나 제거하기 위한 장치 또는 방법이 요구된다.

본 발명은 기존의 기술보다 (예를 들어, ProA 칼럼으로부터의) 불균일 공급 스트림의 더욱 신속하고 더욱 양호한 균질화를 유발시키는, 본원에 개시된 방법 및 장치로 상기 문제점들을 해결한다.

하나 이상의 양태, 실시예에 있어서, 본 발명은 불균일 공급 스트림의 인-라인 균질화를 위한 장치를 지향한다. 본 시스템에 있어서, 적어도 관심 생성물을 함유하는 공급 스트림으로 한정되는 용출된 생성물은 먼저, 상기 스트림의 농도가 최대 및 최소 농도를 갖는다는 점에서 가변적인, 불균일한 공급 스트림으로서 플러그 유동 반응기(PFR) 내에 저장된다. 다음에, 상기 함유된 불균일 공급 스트림은, 상기 최대 농도가 충분히 감소하거나 또는 상기 최소 농도가 충분히 증가하여, 상기 최대 농도와 최소 농도 사이의 차이가 충분한 범위로 감소될 때까지 순환된다.

일 실시예에 있어서, 불균일 공급 스트림의 인-라인 균질화를 위한 장치는: (a) 플러그 유동 반응기(PFR); (b) 상기 불균일 공급 스트림의 백분율을 상기 PFR 내부의 제1 위치로부터 유동 경로 내의 제2 위치로 우회시키기 위한 바이패스 라인; (c) 상기 불균일 공급 스트림을 상기 유동 경로를 통해 순환시키기 위한 펌프를 포함한다. 바람직한 실시예에 있어서, 상기 불균일 공급 스트림은 관심 단백질 또는 생성물을 포함한다.

다른 실시예에 있어서, 상기 장치는 제1 공정 단계와 제2 공정 단계 사이에 위치하는 인-라이다. 일 양태에 있어서, 상기 제1 공정은 결합 및 용출 컬럼 (단백질 A) 크로마토그래피이다. 일 양태에 있어서, 상기 제2 공정 단계는 바이러스 불활성화 단계이다. 상기 장치의 다른 양태에 있어서, 상기 유동 경로는 폐쇄-회로 유동 경로이다. 또 다른 양태에 있어서, 상기 장치는 탱크가 없다.

일 실시예에 있어서, 상기 PFR은 적어도 하나의 챔버에 패킹된 튜빙 조립체를 포함한다. 상기 장치는 또한 상기 유동 경로 내의 위치들에 유동적으로 연결되는 상기 유동 경로의 연장부로서 바이패스 라인을 포함할 수 있다. 일 양태에 있어서, 상기 제2 위치는 상기 제1 위치로부터 하류에 위치한다. 다른 양태에 있어서, 상기 제2 위치는 상기 제1 위치로부터 상류에 위치한다. 대안적으로, 상기 제2 위치는 상기 제1 위치로부터 하류 또는 상류의 상기 PFR 내부에 위치한다. 상기 장치의 일 양태에 있어서, 상기 펌프는 원심 펌프 및/또는 양변위 펌프(positive displacement pump)로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 상기 장치는 상기 유동 경로에 제2 펌프를 추가로 포함할 수 있으며, 여기서 상기 제2 펌프는 상기 바이패스 라인에서 상기 불균일 공급 스트림 흐름을 조절한다. 다른 양태에 있어서, 상기 제2 펌프는 원심 펌프 및/또는 양변위 펌프로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 펌프이다. 일 양태에 있어서, 상기 바이패스 라인의 불균일 공급 스트림 흐름은 상기 유동 경로의 불균일 공급 스트림 흐름에 대해 병류 또는 역류이다.

다른 실시예에 있어서, 불균일 공급 스트림을 인-라인 균질화하기 위한 방법이 제공되며, 상기 방법은: (a) 불균일 공급 스트림을 제공하는 단계; (b) PFR, 바이패스 라인 및 펌프를 포함하는 유동 경로를 통해 상기 불균일 공급 스트림을 흐르게 하는 단계; (c) 상기 불균일 공급 스트림의 백분율을 상기 PFR 내부의 제1 위치로부터 상기 유동 경로 내의 제2 위치로 우회시키는 단계; (d) 상기 불균일 공급 스트림을 상기 유동 경로를 통해 순환시키는 단계; 및 (e) 상기 불균일 공급 스트림을 균질화시키는 단계를 포함한다. 바람직한 실시예에 있어서, 이와 같은 방법은 관심 단백질 또는 생성물을 포함한다. 상기 방법의 일 양태에 있어서, 상기 유동 경로는 제1 공정 단계와 제2 공정 단계 사이의 인-라인이다. 대안적인 양태에 있어서, 상기 제1 공정 단계는 단백질 A(ProA) 컬럼 크로마토그래피이다. 상기 방법의 제2 공정 단계는 바이러스 불활성화 단계일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 방법은 바이러스 불활성화를 지향한다.

일 실시예에 있어서, 상기 유동 경로는 폐쇄-회로 유동 경로이며, 여기서 상기 PFR은 적어도 하나의 챔버에 패킹된 튜빙 조립체를 포함한다. 다른 양태에 있어서, 상기 바이패스 라인은 상기 유동 경로 내의 상기 제1 및 제2 위치들에 유동적으로 연결되는 유동 경로의 연장부이다. 상기 방법의 제2 위치는 상기 제1 위치로부터 하류에 위치될 수 있거나, 또는 상기 제2 위치는 상기 제1 위치로부터 상류에 위치될 수 있거나, 또는 상기 제2 위치는 상기 제1 위치로부터 하류 또는 상류의 상기 PFR 내부에 위치될 수 있다.

상기 방법의 다른 실시예에 있어서, 상기 펌프는 원심 펌프 및/또는 양변위 펌프로 이루어진 그룹로부터 선택된다. 일 양태에 있어서, 상기 방법은 상기 유동 경로에 제2 펌프를 추가로 포함하며, 여기서 상기 제2 펌프는 상기 바이패스 라인에서 상기 불균일 공급 스트림 흐름을 조절한다. 대안적으로, 상기 방법은 원심 펌프 및/또는 양변위 펌프로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 제2 펌프를 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 바이패스 라인 내의 불균일 공급 스트림 흐름은 상기 유동 경로의 불균일 공급 스트림 흐름에 대해 병류 또는 역류이다. 일 양태에 있어서, 상기 바이패스 라인은 상기 불균일 공급 스트림을 상기 유동 경로의 가장 빠른 유량의 약 1% 내지 99%의 유량으로 우회시킨다.

하나 이상의 실시예에 있어서, 본 발명은 상술된 장치에 의해 관심 생성물을 제조하는 방법을 지향한다. 본 발명은 상술된 장치에 의해 단백질을 제조하는 방법을 지향한다. 바람직한 모드에 있어서, 상기 단백질은 치료용 단백질이다.

하나 이상의 실시예에 있어서, 본 발명은 상술된 불균일 공급 스트림을 인-라인 균질화함으로써 관심 생성물을 제조하는 방법을 지향한다. 본 발명은 또한 상술된 불균일 공급 스트림에 의한 단백질을 제조 방법을 지향한다. 바람직한 모드에 있어서, 상기 단백질은 치료용 단백질이다.

다양한 실시예들, 양태들의 추가적인 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명에서 기술되고, 그와 같은 설명으로부터 명백해지거나 또는 다양한 양태의 실시예들의 실행에 의해 학습될 수 있다. 이와 같은 다양한 실시예들의 목적 및 기타 장점들은 특히 본원의 상세한 설명에서 지시된 구성 요소들 및 조합을 사용하여 실현 및 성취될 것이다.

본 개시 내용, 그의 여러 양태들 및 실시예들은 상세한 설명, 청구범위 및 첨부 도면들로부터 더욱 완전하게 이해될 수 있다.
도 1은 결합 및 용출 공과정의 고유 특성에 기초한 비대칭 가우시안 곡선으로 나타낸 바와 같은 단백질 A 컬럼 크로마토그래피로부터 유발된 단백질 용출물의 상대 농도를 예시하는 그래프이다. X-은 용출 스트림의 컬럼 용적을 나타내고, Y-축은 상기 용출물의 상대 농도(%)를 나타낸다.
도 2는 플러그 유동 반응기의 예를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일례에 따른, 도 2에 도시된 각각의 플러그 유동 반응기에서의 흐름 패턴을 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단백질 A 크로마토그래피 컬럼들과 유동 순환 장치 사이의 관계를 도시한다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일례에 따른, 불균일한 농축 공급 스트림 조성물을 균질화하기 위한 2개의 플러그 유동 반응기들을 갖는 병류 흐름 순환 장치의 예를 도시한다.
도 6은 본 발명의 일례에 따른, 불균일한 농축 공급 스트림 조성물을 균질화하기 위한 6개의 플러그 유동 반응기들을 갖는 대안적인 병류 흐름 순환 장치를 도시한다.
도 7은 본 발명의 일례에 따른, 불균일한 농축 공급 스트림 조성물을 균질화하기 위한 6개의 플러그 유동 반응기를 갖는 역류 흐름 순환 장치를 도시한다.
도 8은 조성물을 균질화하기 위한 단순 비-PFR 튜빙 길이부 주위로의 물질 순환 실험 결과를 도시한다.
도 9는 도 8에 도시된 결과에 대한, 단순 비-PFR 튜빙 길이부의 세척 용적을 도시한다.
도 10은 종래의 인-라인 순환에 대한 실험 설정을 도시한다.
도 11은 도 10의 실험 설정 결과를 도시한다.
도 12는 본 발명의 일례에 따른, 도 6의 실험 설정 결과를 도시한다.
도 13은 본 발명의 일례에 따른, 도 5a 및 도 5b에 도시된 실험 설정과 관련된 용적당 pH와 전도도 및 UV를 도시한다.
도 14는 본 발명의 일례에 따른, 도 5a 및 도 5b에 도시된 실험 설정을 사용하여 30분 순환 후의 단백질 농도를 도시한다.
도 15는 본 발명의 일례에 따른, 도 5a 및 도 5b에 도시된 실험 설정을 사용하여 단백질을 세척하기 위해 요구되는 세척량을 도시한다.

다음의 설명은 본 발명의 다양한 실시예들을 설명하기 위해 예시되었으며 비제한적인 것으로 의도된다.

본 발명은 전체 혼합물, 즉 하나 이상의 크로마토그래피 정제 단계 후에 생명공학적 생성물을 포함하는 용액의 균질화를 제공하기 위한 장치 및 공정에 관한 것이다.

본 발명을 보다 용이하게 이해할 수 있도록, 다음의 용어들이 아래와 같이 정의된다. 상세한 설명 전반에 걸쳐 추가적인 정의가 또한 제시된다.

정의

본원에 사용된, 용어 "플러그 유동 반응기(PFR)"는 "박스 안의 지그(JIB)" 또는 "순환 루프"라고도 언급되며, 3D 공간 또는 챔버에서 압축되는 (유동 경로를 형성하는) 튜빙 시스템 또는 조립체를 나타낸다. PFR의 실시예는 용출 스트림 챔버(ESC) 또는 탱크가 없는 홀드로서 작용할 수 있으며, 이는 생성물이 정제 공정에서 상기 PFR을 통해 흐르는 공정으로부터의 다음 공정 단계로 흐르는 공정 단계들 사이에 사용된다. PFR의 실시예는 도 2에 도시된 바와 같이 2개 이상의 챔버들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상이한 용적의 용출 스트림이 적어도 하나의 결합 및 용출(단백질 A(ProA)) 컬럼으로부터 흐르는, 생물 약제학적 공정에 있어서, PFR은 공급 스트림의 일부 또는 전체 용적의 유동 경로를 확장하기 위해 유용적으로 연결되는 하나 이상의 챔버를 가질 수 있다. PFR은 2개의 공정 단계들 사이, 예를 들어 결합 및 용출 또는 ProA 단계와 바이러스 불활성화 단계 사이에 유지되는 것으로서 사용될 수 있다. PFR은 또한 상기 바이러스 불활성화 단계를 위한 체류 시간을 제공하기 위해 사용되는 용기일 수 있다. PFR은 또한 바이패스 라인을 포함한다. 본 발명의 PFR도 또한 바이패스 라인을 갖는다.

"펌프"는 유체를 기계적 작용에 의해 한 위치, 즉 다른 위치로의 유동 경로를 따르는 제1 위치로부터 상기 제1 위치와 위치적으로 상이한 유동 경로를 따르는 제2 위치로 이동시키는 장치이다.

본원에 사용된, 용어 "챔버" 또는 "PFR 챔버"는 PFR의 튜빙 조립체의 섹션을 나타낸다. PFR 챔버는 연속 유동 경로, 라인, 도관 또는 미리 결정된 특정 길이 및 용적의 튜브에 배열된 하나 또는 여러 루프 또는 열의 튜빙을 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 PFR은 일 공정 단계로부터 전체 용적의 생성물을 보유하거나 수집하고, 하나의 공정 단계로부터 다음 공정 단계(예를 들어, 결합 및 용출 또는 ProA 단계 및 바이러스 불활성화 단계)로 생성물의 연속적인 흐름을 가능하게 한다. 다른 실시예에 있어서, 상기 PFR의 용적은 이전 공정 단계로부터의 생성물의 용적을 포함하는 전체 생성물의 약 6배(6x, 6배, 또는 600%)이다. 다른 실시예에 있어서, 상기 PFR의 용적은 이전 공정 단계로부터의 생성물의 용적을 포함하는 전체 생성물의 약 500%, 약 400%, 약 300%, 약 200%, 약 150%, 약 130%, 약 120%, 또는 약 110%이다. 대안적 실시예들에 있어서, 상기 PFR의 용적은 이전 공정 단계로부터의 생성물의 용적을 포함하는 전체 생성물의 약 100%이다. 다른 실시예에 있어서, 상기 PFR의 용적은 이전 공정 단계로부터의 생성물의 용적을 포함하는 전체 생성물의 약 95%, 85%, 75%, 65%, 55%, 50%(절반), 45%, 35%, 25%, 15%, 10% 또는 5% 이하이다.

본원에 사용된, 상기 PFR 문맥과 관련된 용어 "바이패스 라인"은 본 발명의 균질화 장치에서 가장 빠른 유량의 약 1% 내지 약 99%를 제1 위치로부터 제2 위치로 우회시킬 수 있는 튜브 또는 도관을 지칭한다. 예를 들어, 도 5a 및 도 5b의 라인(152)을 참조한다. 상기 제1 위치 및 상기 제2 위치는 상기 PFR의 내부 또는 외부에 위치될 수 있으며, 상기 위치들 중 하나는 상기 PFR 내부에 위치된다. 예를 들어, 상기 바이패스 라인은 상기 PFR 내부의 제1 위치로부터 상기 PFR을 통해 공급 스트림을 순환시키는 유동 경로 또는 튜빙 시스템 내의 상기 PFR 외부의 제2 위치로 상기 유량의 25%를 우회시킬 수 있다. 대안적으로, 상기 바이패스 라인은 제1 위치로부터 제2 위치로 상기 PFR의 유량의 약 1% 내지 약 99%, 또는 약 10% 내지 약 90%, 또는 약 20% 내지 80%, 또는 약 25% 내지 75%를 우회시킬 수 있다. 일 예에서, 상기 바이패스 라인은 상기 유동 경로 내의 2개의 위치들을 유체적으로 연결함으로써 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 사이의 경로를 단락시키는 PFR 유동 경로의 연장부이다. 일 실시예에 있어서, 상기 바이패스 라인의 불균일 공급 스트림 흐름은 상기 유동 경로의 불균일 공급 스트림 흐름에 대해 병류 또는 역류 방향으로 작동한다. 다른 실시예에 있어서, 상기 바이패스 라인은 상기 유동 경로 또는 PFR에서 상기 불균일 공급 스트림 흐름에 대한 병류 또는 역류 방향으로 상기 바이패스 라인 내로 유입되거나 그를 통과하는 상기 불균일한 공급 스트림 흐름을 조절하는 펌프를 포함한다.

본원에 사용된, 용어 "실질적으로 균질화된"은 농도 프로파일이 종-형상의 곡선(예를 들면, 도 1)으로부터 거의 직선으로 변경된 공급 스트림(예를 들면, 결합 및 용출 또는 ProA 용출액 스트림)을 지칭한다. 예를 들어, 실질적으로 균질화된 공급 스트림은 상기 PFR 내에 함유된 최대 농도와 최소 농도 사이의 공급 스트림 농도 차이가 충분한 범위로 감소된 공급 스트림일 수 있다. 다른 예에 있어서, 실질적으로 균질화된 공급물 스트림은 피크 최대 농도(예를 들어, 비균일 ProA 용출)가 약 50% 내지 약 99%만큼 감쇠된 공급물 스트림일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 실질적으로 균질화된 공급물 스트림은 균질화 전 동일한 공급 스트림의 최대 농도 피크에 비해 약 50%, 60%, 70%, 또는 약 80%, 또는 약 90%, 또는 약 95%, 또는 약 99%만큼 감쇠된 최대 농도 피크를 갖는다.

용어 "인-라인" 또는 "인-라인 작동"은 액체 샘플을 용기, 탱크 또는 백에 저장하지 않고 튜브 또는 기타 도관을 통해 이동시키는 공정을 지칭한다. 따라서, 일부 실시예들에 있어서, 본 발명에 따르면, PFR은 표적 단백질을 함유하는 액체 샘플을 한 공정 단계에서 다른 공정 단계로 이동시키는 "인-라인 작동"에 사용된다.

용어 "바이러스 불활성화" 또는 "VI"는 하나 이상의 바이러스가 더 이상 복제할 수 없거나 불활성화되는 방식으로 하나 이상의 바이러스를 잠재적으로 포함하는 샘플의 처리를 지칭한다. 바이러스 불활성화는 물리적 수단(예를 들면, 열, 자외선, 초음파 진동) 또는 화학적 수단(예를 들면, pH 변화 또는 화학적 바이러스 불활성화 시약의 첨가)을 사용하여 성취될 수 있으며, 대부분의 단백질 정제 공정 중에, 특히 치료용 단백질 정제의 경우에 사용되는 일반적인 공정 단계이다. 본원에 설명된 방법에 있어서, VI는 하나 이상의 인-라인 PFR을 사용하여 수행된다.

용어 "바이러스 불활성 작용제" 또는 "바이러스 불활성화제"는 하나 이상의 바이러스를 불활성화시키거나 복제할 수 없게 할 수 있는 임의의 물리적 또는 화학적 수단을 지칭한다. 본원에 기술된 방법에 의해 사용되는 바이러스 불활성화제는 용액 상태 변화(예를 들어, pH, 전도도, 온도 등)나, 또는 용매/세제, 염, 중합체, 소분자, 약물 분자 또는 예를 들어, 샘플 또는 물리적 수단(예를 들어, UV 광선, 진동 등에 대한 노출)에서 하나 이상의 바이러스와 상호 작용하는 임의의 다른 적합한 개체의 첨가를 포함할 수 있으며, 따라서 바이러스 불활성화제에 노출되면 하나 이상의 바이러스가 불활성 또는 복제 불가능하게 된다. 특정 실시예에 있어서, 바이러스 불활성화제는 pH 변화이며, 여기서 상기 바이러스 불활성화제는 PFR을 사용하여 표적 분자를 함유하는 샘플(예를 들어, 단백질 A 결합 및 용출 크로마토그래피 단계로부터의 용출액)과 혼합된다.

상기 공급 스트림이 (생성물 고유의 버퍼링 용량이 주어진 경우) ProA 컬럼으로부터 용출될 때 원하는 생성물 스트림 pH 목표에 도달하기 위해, 두 가지 접근 방식이 구현될 수 있다: (1) 산 첨가의 양이 단백질 농도의 함수로서 변경되어야 하거나, 또는 (2) 산의 고정 용적 첨가가 충분한 강도를 가져서, 최악의 조건(즉, 단백질 농도가 가장 높은 피크 최대값)이 pH 설정점에 도달하도록 해야 한다.

대안적으로 또는 추가적으로, 가변 점도 및 산 첨가(즉, 단백질 농도의 함수로서 pH 설정점을 달성하기 위해 필요한 산의 가변량 또는 최악의 경우 단백질 농도의 함수로서 고정 부피 첨가)와 같은, 생성물 용출 피크와 관련된 복잡성을 회피하기 위해, 상기 피크 농도는 전체 공급 스트림이 유사한 농도 및/또는 조성이 되도록 혼합될 수 있다. 또한, 상기 공급 스트림은 탱크나 백과 같은 용기들에서 혼합되어서는 안되는데, 그 이유는 그와 같은 용기들이 용이하게 위생 처리될 수 없고, 주기마다 단백질 용출을 완전히 비울 수 없으며, 또한 균열, 과압으로 인한 파열 또는 잠재적으로 공급 스트림을 환경에 노출시키는 임의의 방식을 통해 공급 스트림이 누출될 가능성이 있기 때문이다. 탱크와 백들은 또한 공기-액체 인터페이스를 포함하는 복잡성을 가지고 있다.

따라서, 본원에 설명된 장치 및 방법은 상술된 복잡성을 회피하고, 종래 시스템들보다 훨씬 신속하고 더욱 효율적으로 공급 스트림을 균질화한다: 그것은 용이하게 위생 처리될 수 있고, 공기-액체 인터페이스가 없으며, 견고한 구조와 디자인으로 인해 누출 가능성이 적다. 임의의 특정 이론에 구애됨이 없이, 본 발명은, 부분적으로, 불균일한 ProA 용출 공급 스트림(도 1에 도시됨)은 하나 이상의 PFR을 통해 이동함에 따라 상기 공급 스트림에 병류 및/또는 역류 흐름을 적용함으로써 연속적이고 탱크가 없는 시스템에서 효과적으로 인-라인 균질화된다는, 예상치 못한 발견에 기초한다.

일 예에 있어서, 플러그 유동 반응기(PFR)(100)가 도 2에 도시되어 있다. 상기 도면에 도시된 예시적 PFR(100)은 6개의 챔버들(100a-100f)을 포함한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 PFR(100) 또는 그의 챔버는 회전부 또는 곡선부(110)를 포함하는 관형 유동 경로(112)를 포함한다. 유사한 PFR의 세부 사항이 PCT 출원 제PCT/US2019/054959호에 상세히 설명되어 있으며, 그의 전체 내용은 본원에 참조로 포함된다. 앞서 언급한 바와 같이, 비록 상기 유동 경로는 한 회전부로부터 다음 회전부로의 곡률 방향이 방사상 혼합을 강화하고 축방향 분산을 감소시키기 위해 변경 및/또는 이동하도록 설계되었지만, 상기 공급 스트림이 상기 PFR을 통해 17회 이상 순환한 후에조차도 완전한 혼합이 이루어지지 않는다. 도 11을 참조.

도 4를 참조하면, 일 예에 있어서, 상기 불균일 공급물 스트림 조성물은 ProA 크로마토그래피 컬럼(들)(130)으로부터의 ProA 용출 스트림이다. 일반적으로, 상기 PFR(100)의 총 용적은, 유체 라인들(151, 152, 155 및 156)과 같은 스트림 라인들 내부의 용적을 제외한, 상기 ProA 크로마토그래피 컬럼(들)(130)의 용적의 약 1 내지 약 6배일 수 있다(또한 도 5에 도시됨). 상기 PFR(100)에 대한 유체 라인들(151, 152, 155 및 156) 내부의 용출 용적은 약 10% 내지 0.5%, 또는 약 7% 내지 3%, 또는 약 20%, 약 15%, 약 10%, 약 7%, 약 5%, 약 3%, 약 1% 및 약 0.5%로 구성된 그룹으로부터 선택된 용적일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 유체 라인들(151, 152, 155 및 156)의 용적은 상기 유체 라인들의 길이에 따라 상기 PFR(100)의 전체 용적의 약 3%, 또는 약 2.2%, 또는 약 1.6%이다.

도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 일 예에 있어서, 상기 장치는 또한 적어도 제1 펌프(134), (바이패스 라인(152)에서 불균일 공급 스트림 흐름을 조절하는) 선택적인 제2 펌프(136), 복수의 선택적 밸브들(141-148), 및 연속적으로 번호가 매겨진 복수의 유체 라인들(151-157)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 밸브들(141, 144, 145, 146 및/또는 147)은 선택적일 수 있다. 일 예에 있어서, 각각의 밸브 쌍들(141 및 142, 143 및 144 또는 147 및 148)은 3-방향 값으로 결합 및 대체될 수 있다. 당업자라면 상기 값 또는 펌프의 위치, 또는 그들의 수 또는 유형이 도시된 바와 같이 제한되지 않고 본 발명의 유사한 결과를 달성하기 위해 상이하게 배열될 수 있음을 인식할 수 있을 것이다. 처음에, 예를 들어, PFR(100)에 컬럼 크로마토그래피(130)로부터의 불균일 공급 스트림, 예를 들어 ProA 용출 스트림을 적재하기 위해, 상기 제1 세트의 밸브들(142 및 143)이 개방 위치로 전환되고 상기 제2 세트의 밸브들(141, 144, 145, 146, 147 및 148)이 폐쇄 위치로 전환된다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 다음에 상기 ProA 용출 스트림은 공급 스트림 라인(154) 및 유체 라인(155)을 통해 상기 PFR(100) 내로 이동할 수 있고 또한 내부에 보유된 유체를 유체 라인들(156 및 157) 밖으로 변위시킬 수 있다.

도 5b를 참조하면, 일단 상기 컬럼 크로마토그래피(130)로부터의 ProA 용출 스트림이 상기 PFR(100) 내에 포함되면, 상기 제1 세트의 밸브들(142 및 143)은 폐쇄 위치로 전환되고 상기 제2 세트의 밸브들(141, 144, 145, 146, 147 및 148)은 개방 위치로 전환되어, 상기 유동 경로에 유입구 및 유출구가 존재하지 않도록 폐쇄-회로 루프 또는 유동 경로를 생성한다. 그런 다음, 상기 제1 및 제2 펌프들(134 및 136) 각각은, 상기 ProA 용출 스트림이 스트림 라인(151 및 152)의 조합에서 혼합함으로써 균질화(즉, 균일한 농축 공급 스트림 조성물을 형성)되도록, 유체 라인들(151, 152, 155 및 156)을 통해 상기 ProA 용출 스트림을 여러 번 순환시킬 수 있다.

일 예에 있어서, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 장치는 병류 순환에 의해 상기 불균일 공급 스트림(예를 들어, ProA 용출 스트림)을 균질화한다. 병류 순환은, 상기 스트림 라인의 일부에서 유량이 감소되도록, 상기 순환 공급 스트림의 미리 결정된 백분율(퍼센트 공급 속도로 정의됨)을 상기 유동 경로의 제1 위치로부터 상기 폐쇄-회로 유동 경로 내의 상기 제1 위치 하류에 위치하는 제2 위치로 우회시키는 바이패스 라인(즉, 스트림 라인(152))에 의해 달성된다.

도 5b를 참조하면, 일 예에 있어서, 상기 PFR(100)은 서로 유체 연통하는 2개의 챔버들을 포함한다. 앞서 논의한 바와 같이, 상기 PFR의 크기는 단백질 A 용출 스트림의 용적에 따라 달라진다. 본 예에 있어서, 일단 상기 제1 세트의 밸브들(142 및 143)이 폐쇄되고 상기 제2 세트의 밸브들(141, 144, 145, 146, 147 및 148)이 개방되면, 상기 제1 펌프(134)는 상기 ProA 용출 스트림을 상기 라인(155)을 통해 상기 PFR(100)의 챔버(2)를 향해 밀어낸다. 바이패스 라인(152)은 약 30% 내지 약 90%, 약 50% 내지 약 80%, 예를 들면, 약 75%의 상기 ProA 용출 스트림을 상기 PFR(100)의 제1 위치로부터 상기 PFR 및 라인들(151, 155 및 156)을 포함하는 폐쇄-회로 유동 경로 내의 제2 위치로 우회시킨다. 나머지 ProA 용출 스트림은 PFR(100)의 챔버(1) 내로 계속 흘러서, 상기 제1 펌프(134)를 향해 스트림 라인들(156 및 151)을 통해 상기 PFR(100)을 빠져나갈 수 있다. 상기 제1 펌프(134)에 도달하기 전에, 상기 바이패스 라인(151)은 상기 스트림 라인(152)과 합쳐지고, 상기 2개의 스트림 라인들(151 및 152) 각각에서 ProA 용출이 혼합된다. 이어서, 상기 제1 펌프(134)는 다시 또 다른 순환 경로(circulation round)를 위해 조합된 ProA 용출 스트림을 라인(155)을 통해 상기 PFR(100)로 안내한다.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 펌프(134) 및 제2 펌프(136)는 상이한 유량을 갖는다. 예를 들어, 상기 제2 펌프(136)의 유량은 상기 제1 펌프(134)의 유량보다 작다. 다른 실시예에 있어서, 상기 제1 펌프(134)의 유량보다 작은 유량으로 작동하는 펌프로 한정되는 상기 제2 펌프(136)의 유량은 상기 반응기 내의 총 유량(즉, 본 특정 예에 있어서, 상기 제1 펌프(134)를 통과하는 총 유량)의 약 1% 내지 약 99%, 예를 들면 상기 반응기 내의 총 유량의 약 10% 내지 약 90%, 또는 상기 반응기 내의 총 유량의 약 50% 내지 약 80%, 예를 들면 약 75%의 유량으로 우회할 수 있다.

일 실시예에 있어서, PFR(100)은 도 1에 도시된 것과 같은 불균일한 농축 공급 스트림이 상기 PFR(100) 내로 유입되어 유체 라인들(155, 156, 151, 152) 및 펌프(134)로 표시되는 폐쇄-회로 유로에서 미리 결정된 횟수로 순환할 때 상기 불균일한 농축 공급 스트림이 실질적으로 균질화되도록 배열될 수 있다. 도 12를 참조한다. 일 실시예에 있어서, 상기 불균일한 농축 공급 스트림은 본 발명의 PFR을 통해 공급되며, 적어도 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% 또는 100%만큼 균질화된다.

일 예에 있어서, 도 6에는 불균일 공급 스트림(예를 들어, ProA 용출 공급 스트림)을 균질화하기 위한 병류 순환 시스템이 도시되어 있다. 병류 순환 방법 또는 장치는 바이패스 라인(152)이 유체 흐름의 백분율을 상기 PFR의 제1 위치로부터 상기 제1 위치 하류의 제2 위치로 우회시킨 결과 상기 스트림 라인의 일부에서 감소된 유량이 초래된다는 PFR을 특징으로 할 수 있다. 도시된 바와 같이, 상기 제1 펌프(134)는 상기 공급 스트림을 라인(151)을 통해 상기 PFR(100) 내로 구동시킨다. 제2 펌프(136)의 도움으로, 상기 바이패스 라인(152)은 상기 유량의 약 50%를 제1 위치(예를 들어, 제1 챔버)로부터 상기 PFR(100)의 제1 위치 하류의 제2 위치(예를 들어, 제5 챔버)로 우회시킨다. 상기 공급 스트림의 50%가 상기 PFR(100)의 제1 챔버로부터 우회되었다고 가정하면, 상기 제2, 제3, 및 제4 챔버는 "1x"로 표시되는 유량의 50%만을 함유한다. 상기 우회된 공급 스트림과 우회되지 않은 공급 스트림은 PFR(100)의 제5 챔버에서 합쳐진다. 그런 다음, 상기 결합된 공급 스트림은 제6 챔버로 흐르고, 여기에서 상기 바이패스 라인(52)은 상기 결합된 공급 스트림을 다시 챔버(1)로부터 챔버(5)로 우회시키고, 따라서 다시 한 번 상술된 흐름 패턴을 반복한다. 본 예에 있어서, 상기 제1 펌프(134)의 유량은 상기 제2 펌프(136)의 유량의 대략 2배이다.

상기 병류 순환 공정은 불균일 ProA 용출의 최대 피크 농도가 약 70%로부터 약 90%로 약화되도록 충분한 횟수 동안 반복될 수 있다. 예를 들어, 상기 순환 공정은 약 3회 내지 약 20회, 예를 들면 약 5회 내지 약 10회, 예를 들어 6회 반복될 수 있다. 대안적으로, 상기 순환 공정은 약 10분 내지 약 3시간, 예를 들어 약 30분의 미리 결정된 시간 동안 반복될 수 있다.

다른 예에 있어서, 도시된 바와 같이, 도 7에는 불균일 공급 스트림(예를 들어, ProA 용출 공급 스트림)을 균질화하기 위한 역류 순환 시스템이 도시되어 있다. 역류 순환 방법 또는 장치는 바이패스 라인이 유체 유동의 백분율을 상기 PFR의 제1 위치로부터 상기 제1 위치 상류의 제2 위치로 우회시킨 결과 상기 스트림 라인들의 일부에서 증가된 유량이 초래된다는 PFR을 특징으로 할 수 있다. 도시된 바와 같이, 역류 예에 있어서, 상기 제2 펌프(136)의 유량은 상기 제1 펌프(134)의 유량보다 작거나 같은 유량으로 작동하는 펌프에 의해 한정된다. 펌프(136)의 도움으로, 상기 바이패스 라인(152)은 총 유량의 약 1% 내지 약 100%를 상기 PFR(100)의 제1 위치(예를 들어, 제4 챔버)로부터 제2 위치(예를 들어, 제1 챔버)로 우회시킨다. 일 실시예에 있어서, 상기 바이패스 라인은 총 유량의 약 10% 내지 약 90%, 또는 약 50% 내지 약 80%, 또는 상기 유량의 약 40%, 또는 약 50%, 또는 약 60%, 또는 약 75%를 상기 PFR의 제1 위치로부터 상기 제1 위치 상류의 제2 위치로 우회시킨다. 이어서, 결합된 공급 스트림은 제2 챔버 내지 제4 챔버에서 상기 PFR을 통해 흐르고, 여기서, 상기 바이패스 라인(152)은 상기 결합된 공급 스트림을 제4 챔버로부터 다시 우회시켜 상술된 흐름 패턴을 다시 한 번 반복한다.

상기 역류 순환 공정은 상기 불균일한 ProA 용출의 최대 피크 농도가 약 70% 내지 약 90%만큼 감쇠되도록 충분한 횟수 동안 반복될 수 있다. 예를 들어, 상기 순환 공정은 약 3회 내지 약 20회, 예를 들어 약 5회 내지 약 10회, 예를 들어 6회 반복될 수 있다. 대안적으로, 상기 순환 공정은 약 10분 내지 약 3시간, 예를 들어 약 30분과 같은 미리 결정된 시간 동안 반복될 수 있다.

대안적으로 또는 추가로, 도 7은 컬럼 크로마토그래피를 빠져나가는 ProA 용출 스트림을 균질화하기 위한 역류 순환 장치를 예시한다. 본 예에 있어서, 상기 PFR(100)은 6개의 챔버들을 갖는다. 상기 제1 펌프(134)는 상기 ProA 용출 스트림을 스트림 라인(151)을 통해 제1 챔버의 PFR(100) 내로 구동시킨다. 이어서, 상기 ProA 용출 스트림은 제1 챔버로부터 제4 챔버로 이동하며, 여기서 상기 바이패스 라인(152)은 (상기 제2 펌프(136)의 도움으로) 상기 ProA 용출 스트림의 최대 유량의 1/3(또는 1X)을 거기로부터 상기 제2 챔버로 우회시켜, 혼합된(또는 3X) ProA 용출 스트림을 생성한다. 이어서, 상기 혼합된 (3X) ProA 용출 스트림은 상기 PFR(100)의 제2, 제3, 및 제4 챔버 내로 흐른다. 상기 PFR(100)의 제4 챔버 말미에서, 상기 바이패스 라인(152)은 상기 용출 스트림(1X)을 제2 챔버로 다시 우회시키고, 동일한 흐름 패턴 자체를 반복한다. 이와 같은 공정은 상기 불균일한 ProA 용출의 최대 피크 농도가 약 70%로부터 약 90%까지 약화되도록 충분한 횟수 동안 반복된다. 예를 들어, 상기 순환 공정은 약 3회 내지 약 20회, 예를 들어 약 5회 내지 약 10회, 예를 들어 6회 반복될 수 있다. 대안적으로, 상기 순환 공정은 약 10분 내지 약 3시간, 예를 들어 약 30분의 미리 결정된 시간 동안 반복될 수 있다. 본 예에 있어서, 상기 제1 펌프(134)의 유량은 상기 제2 펌프(136)의 유량의 대략 2배이다.

각각의 상기 병류 및 역류 순환 장치들에 있어서, 양쪽 펌프는 둘 다 양변위 펌프이거나, 둘 다 원심 펌프이거나, 또는 하나는 원심 펌프이고 하나는 양변위 펌프이도록 양변위 펌프와 원심 펌프의 임의의 조합일 수 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 제1 펌프(134)(즉, 보다 빠르게 작동하는 펌프)는 원심 펌프일 수 있고 상기 제2 펌프(136)(즉, 보다 느리게 작동하는 펌프)는 양변위 펌프일 수 있다. 이와 같은 펌프들은 설계의 유체 역학을 통제한다(예를 들어, 압력 및 펌프 데드헤딩(deadheading) 문제 방지). 또한, 각각의 병류 및 역류 순환 장치는 적어도 200 mL/min의 적재 유량 및 약 43 mL/min 이상의 배양 챔버(incubation chamber)로의 생성물 유량을 포함할 수 있다. 또한, 각각의 병류 및 역류 순환 장치는 상기 크로마토그래피 컬럼 용적의 적어도 3배의 루프 용적을 포함할 수 있고, 또한 상기 용출 흐름의 약 3.5배 이상의 최대 유량(예를 들어, 약 700 mL/min 이상의 유량) 또는 루프 체이스(loop chase)에 대한 유량의 16.3배를 포함할 수 있다.

예들

예 1

튜빙 시스템을 사용하는 불균일 공급 스트림의 균질화

불균일 공급 스트림을 균질화하기 위한 하나의 해법은 조성물을 균질화하기 위해 튜빙 길이부 주위로 물질을 순환시키는 것이다. 기계학적으로, 이는 튜브에서 흐르는 액체에 의해 경험되는 축 방향 분산으로 인해 발생한다. 도 8은 단백질이 튜빙 길이부 내로 용출되어 순환되는 실험을 나타낸다. 일단, 상기 단백질이 약 6회 순환되면, 단백질 농도로 변환되는 UV A280 흔적이 상대적으로 평평해진다. 이와 같은 변화는 완전 혼합을 나타낸다.

일단, 혼합이 완료되면, 상기 혼합된 단백질은 튜빙 밖으로 밀리고, 내용물의 상당한 분산 없이 다음 유닛으로 인-라인 작업을 수행해야 한다. 상기 혼합을 발생시키는 동일한 메커니즘(즉, 축 방향 분산)으로 인해, 상당한 생성물 테일링(tailing)이 발생했으며, 이는 궁극적으로 시간과 생성물의 손실로 이어졌다. 도 9는 혼합 루프의 세척을 보여주며, 여기서, CV는 용출 단백질 A(ProA) 컬럼에 대한 컬럼 용적이다. 또한, 상기 테일링은 필요한 양이 7.5 CV를 초과하기 때문에 상기 장치를 소독하고 세척하기 위한 복잡성을 추가하여 - 상기 단계에 필요한 시간과 양을 더욱 증가시킨다.

예 2

PCT/US2019/054959에 설명된 바와 같이

PFR 시스템을 사용하는 불균일 공급 스트림의 균질화

재료: 상기 PFR은 반복되는 구불구불한 유동 경로를 특징으로 한다. 상기 PFR은 3D 시스템(Rock Hill, SC)에서 스테레오리소그래피(SLA) 기술(stereolithography technology)을 사용하여 3D 인쇄되었다. 이동 위상 및 펄스 추적기를 생성하는 데 사용되는 리보플라빈(riboflavin)은 Thermo Fisher Scientific(Suwanee, GA)을 통해 구입했다.

불균일 공급 스트림을 균질화하기 위한 다른 해법으로는 도 10에 표시된 것과 같은 PFR 시스템을 사용할 수 있다. 상기 PFR은 딘 와류(Dean vortices)를 통해 방사형 혼합을 생성함으로써 축 방향 분산을 방해하도록 설계되었다. 이와 같은 방사형 혼합은 시간과 용적 요구 사항을 최소화하기 위해 용기를 충전하고 세척할 수 있도록 하는 데는 완벽하지만 순환을 위한 최적과는 거리가 멀다. 간단한 해법은 효과가 없다는 사실을 확인하기 위해, 1L의 리보플라빈을 3L의 PFR 내에 삽입하고 순환시키는 실험을 수행하였다. 도 10은 실험적 설정을 보여준다.

도 11에서 볼 수 있듯이, 약 17회 통과 후, 최대 피크는 약 10%만큼만 감소하였다.

예 3

본 발명의 PFR 시스템을 사용하는 불균일 공급 스트림의 균질화

상기 PFR을 비우는 능력을 유지하면서 상기 PFR의 피크를 혼합하는 보다 효과적인 수단을 발명하기 위한 시도에 있어서, 도 6 및 도 7에 도시된 2개의 설계가 생성되었다.

병류 설계(도 6)는 순환 액체의 일부를 하류로 더 멀리 이동시키기 위한 바이패스 라인을 생성함으로써, 스트림 라인의 일부에서 유량이 감소되는 결과를 초래하는 것을 특징으로 한다. 역류 설계(도 7)는 순환 액체의 일부를 상류로 더 멀리 이동시키기 위한 리턴 라인을 생성함으로써, 스트림 라인의 일부에서 유량이 증가되는 결과를 초래하는 것을 특징으로 한다. 도 12는 병류 밥식을 사용하여 수행된 실험 결과를 설명한다. 이와 같은 설계에서 테스트된 변수들로는: 바이패스/리턴 라인의 폐쇄-루프 내 위치, 실험 중 병류 방식과 역류 방식 간의 변경/교체, 및 펌프의 유량 비율이 포함된다.

한편, 상기 병류 설계는 압력을 덜 발생시켰다. 상기 바이패스 라인의 간격에 관한 한, 도 5a 및 도 5b에서 볼 수 있는 바와 같이, 2개의 동일한 PFR들이 필요하기 때문에 상기 바이패스 라인의 동일한 용적 거리가 선택되었다. 보다 빠르게 작동하는 펌프는 원심 펌프였으며 일차 순환 펌프(PCP)라고 칭한다. 보다 느리게 작동하는 펌프는 이차 혼합 펌프(SMP)라고 칭하는 양변위 펌프였다. 이와 같은 펌프들의 선택 및 배치는 설계의 유체 역학에 매우 중요한다(예를 들어, 압력 및 펌프 데드헤딩 문제 방지).

단백질을 갖는 도 5a와 도 5b에 도시된 디자인의 실험으로부터, 도 13, 도 14 및 도 15는 각각 ProA 컬럼으로부터 유래한 용출 피크, 반응기 내 혼합 및 후속 세척의 흔적을 보여준다. 도 14에 표시된 ProA 용출 곡선은 1L의 ProA 컬럼으로부터 유래된다. 상기 용출 피크의 피크 최대값은 크로마토그래피 스키드의 UV 검출기가 포화될 정도로 단백질 농도가 충분히 높았고, A280 곡선은 ~4000 mAu에서 최대로 평평하게 나타난다. 그러나, 도 14에 도시된 작업의 혼합 부분 동안에는 가변 경로 길이 UV 검출기(FlowVPE)가 사용되었으며, 따라서 포화에 민감하지 않았기 때문에, 혼합 전 최대 60 g/L의 피크 최대값을 캡처할 수 있었다.

이와 같은 일련의 실험 데이터로부터 얻을 수 있는 핵심 포인트는 ~60 g/L의 단백질 피크 최대값이 8-14 g/L로 약화되었고, 후속 단백질 세척에는 3.8 CV가 소요되었다는 점에 있다.

상술된 설명으로부터, 당업자는 본 교시가 다양한 형태들로 구현될 수 있음을 인식할 수 있다. 따라서, 이들 교시들이 특정 실시예들 및 그의 예들과 관련하여 설명되었지만, 본 교시들의 진정한 범위는 그와 같이 제한되어서는 안 된다. 본원의 교시 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변경 및 수정이 이루어질 수 있다.

본 발명의 범위는 광범위하게 구성되어야 한다. 본 발명은 본원에 개시된 장치, 활동 및 기계적 동작을 달성하기 위한 등가물, 수단, 장치 및 방법을 개시하는 것으로 의도된다. 개시된 각각의 장치, 물품, 방법, 수단, 기계적 요소 또는 메커니즘에 대해, 본 발명은 또한 그의 개시 내용을 포함하고, 본원에 개시된 많은 양태, 메커니즘 및 장치들을 실시하기 위한 등가물, 수단, 장치 및 방법을 교시하는 것으로 의도된다. 추가로, 본 발명은 코팅 및 그의 많은 양태, 특징 및 요소들에 관한 것이다. 그와 같은 장치는 그의 사용 및 작동에 있어서 동적일 수 있으므로, 본 발명은 장치 및/또는 제조 물품의 등가물, 수단, 장치 및 사용 방법과, 본원에 개시된 동작 및 기능의 설명 및 사상과 일치하는 많은 양태들을 포함하도록 의도된다. 본 출원의 청구범위도 마찬가지로 광범위하게 구성되어야 한다.

본원의 많은 실시예들에 있어서 본 발명의 설명은 단지 예시적인 것이며, 따라서, 본 발명의 요지로부터 벗어나지 않는 변형은 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 의도된다. 그와 같은 변형들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나는 것으로 간주되어서는 안된다.

Claims (43)

1. 불균일 공급 스트림의 인-라인(in-line) 균질화를 위한 장치로서,
   상기 장치는 유동 경로를 포함하고, 상기 유동 경로는:
   (a) 플러그 유동 반응기(PFR);
   (b) 상기 불균일 공급 스트림의 백분율을 상기 PFR 내부의 제1 위치로부터 상기 유동 경로 내의 제2 위치로 우회시키기 위한 바이패스 라인;
   (c) 상기 불균일 공급 스트림을 상기 유동 경로를 통해 순환시키기 위한 펌프를 포함하는, 장치.
2. 제1 항에 있어서, 상기 불균일 공급 스트림은 관심 단백질 또는 생성물을 포함하는, 장치.
3. 제1 항에 있어서, 상기 장치는 제1 공정 단계와 제2 공정 단계 사이의 인-라인인, 장치.
4. 제3 항에 있어서, 상기 제1 공정은 결합 및 용출 크로마토그래피 및 단백질 A 크로마토그래피로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 장치.
5. 제3 항에 있어서, 상기 제2 공정 단계는 바이러스 불활성화 단계인, 장치.
6. 제1 항에 있어서, 상기 장치는 바이러스 불활성화용인, 장치.
7. 제1 항에 있어서, 상기 유동 경로는 폐쇄-회로 유동 경로인, 장치.
8. 제1 항에 있어서, 상기 장치는 탱크가 없는, 장치.
9. 제1 항에 있어서, 상기 PFR은 적어도 하나의 챔버에 패킹된 튜빙 조립체를 포함하는, 장치.
10. 제1 항에 있어서, 상기 바이패스 라인은 상기 유동 경로 내의 위치들에 유동적으로 연결되는 상기 유동 경로의 연장부인, 장치.
11. 제1 항에 있어서, 상기 제2 위치는 상기 제1 위치로부터 하류에 위치하는, 장치.
12. 제1 항에 있어서, 상기 제2 위치는 상기 제1 위치로부터 상류에 위치하는, 장치.
13. 제1 항에 있어서, 상기 제2 위치는 상기 제1 위치로부터 하류 또는 상류의 상기 PFR 내부에 위치하는, 장치.
14. 제1 항에 있어서, 상기 펌프는 원심 펌프 및 양변위 펌프(positive displacement pump)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 펌프인, 장치.
15. 제1 항에 있어서, 상기 장치는 상기 유동 경로에 제2 펌프를 추가로 포함하는, 장치.
16. 제15 항에 있어서, 상기 제2 펌프는 상기 바이패스 라인에서 상기 불균일 공급 스트림 흐름을 조절하는, 장치.
17. 제15 항에 있어서, 상기 제2 펌프는 원심 펌프 및 양변위 펌프로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 펌프인, 장치.
18. 제1 항에 있어서, 상기 바이패스 라인의 불균일 공급 스트림 흐름은 상기 유동 경로의 불균일 공급 스트림 흐름에 대해 병류 또는 역류인, 장치.
19. 제15 항에 있어서, 상기 바이패스 라인의 불균일 공급 스트림 흐름은 상기 유동 경로의 불균일 공급 스트림 흐름에 대해 병류 또는 역류인, 장치.
20. 불균일 공급 스트림을 인-라인 균질화하기 위한 방법으로서,
    (a) 불균일 공급 스트림을 제공하는 단계;
    (b) PFR, 바이패스 라인 및 펌프를 포함하는 유동 경로를 통해 상기 불균일 공급 스트림을 흐르게 하는 단계;
    (c) 상기 불균일 공급 스트림의 백분율을 상기 PFR 내부의 제1 위치로부터 상기 유동 경로 내의 제2 위치로 우회시키는 단계;
    (d) 상기 불균일 공급 스트림을 상기 유동 경로를 통해 순환시키는 단계; 및
    (e) 상기 불균일 공급 스트림을 균질화시키는 단계를 포함하는, 방법.
21. 제20 항에 있어서, 상기 불균일 공급물 스트림은 관심 단백질 또는 생성물을 포함하는, 방법.
22. 제20 항에 있어서, 상기 유동 경로는 제1 공정 단계와 제2 공정 단계 사이의 인-라인인, 방법.
23. 제22 항에 있어서, 상기 제1 공정 단계는 단백질 A(ProA) 컬럼 크로마토그래피인, 방법.
24. 제22 항에 있어서, 상기 제2 공정 단계는 바이러스 불활성화 단계인, 방법.
25. 제20 항에 있어서, 상기 방법은 바이러스 불활성화용인, 방법.
26. 제20 항에 있어서, 상기 유동 경로는 폐쇄-회로 유동 경로인, 방법.
27. 제20 항에 있어서, 상기 PFR(100)은 적어도 하나의 챔버에 패킹된 튜빙 조립체를 포함하는, 방법.
28. 제20 항에 있어서, 상기 바이패스 라인(152)은 상기 유동 경로 내의 상기 제1 및 제2 위치들에 유동적으로 연결되는 유동 경로의 연장부인, 방법.
29. 제20 항에 있어서, 상기 제2 위치는 상기 제1 위치로부터 하류에 위치하는, 방법.
30. 제20 항에 있어서, 상기 제2 위치는 상기 제1 위치로부터 상류에 위치하는, 방법.
31. 제20 항에 있어서, 상기 제2 위치는 상기 제1 위치로부터 하류 또는 상류의 상기 PFR 내부에 위치하는, 방법.
32. 제20 항에 있어서, 상기 펌프는 원심 펌프 및 양변위 펌프로 이루어진 그룹로부터 선택되는 펌프인, 방법.
33. 제20 항에 있어서, 상기 방법은 상기 유동 경로에 제2 펌프를 추가로 포함하는, 방법.
34. 제33 항에 있어서, 상기 제2 펌프는 상기 바이패스 라인에서 상기 불균일 공급 스트림 흐름을 조절하는, 방법.
35. 제33 항에 있어서, 상기 제2 펌프는 원심 펌프 및 양변위 펌프로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 펌프인, 방법.
36. 제20 항에 있어서, 상기 바이패스 라인의 불균일 공급 스트림 흐름은 상기 유동 경로의 불균일 공급 스트림 흐름에 대해 병류 또는 역류인, 방법.
37. 제36 항에 있어서, 상기 바이패스 라인은 상기 불균일 공급 스트림을 유동 경로의 유량의 약 1% 내지 99%인 유량으로 우회시키는, 방법.
38. 제1 항에 따른 장치에 의해 관심 생성물을 제조하는 방법.
39. 제1 항에 따른 장치에 의해 단백질을 제조하는 방법.
40. 제39 항에 있어서, 상기 단백질은 치료용 단백질인, 방법.
41. 제20 항에 따른 불균일 공급 스트림을 인-라인 균질화함으로써 관심 생성물을 제조하는 방법.
42. 제20 항에 따른 불균일 공급 스트림을 인-라인 균질화함으로써 단백질을 제조하는 방법.
43. 제42 항에 있어서, 상기 단백질은 치료용 단백질인, 방법.

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