KR20230066599A

KR20230066599A - 피브릴화 폴리머 막을 포함하는 친화성 크로마토그래피 장치 및 이를 포함하는 매니폴드

Info

Publication number: KR20230066599A
Application number: KR1020237012248A
Authority: KR
Inventors: 재러드 엠 클링어; 의준 김; 케빈 제이 메이브; 마이클 씨 맥매너웨이; 부르허스 에릭 반
Original assignee: 더블유.엘. 고어 앤드 어소시에이트스, 인코포레이티드
Priority date: 2020-09-11
Filing date: 2021-09-10
Publication date: 2023-05-16
Also published as: CN116018193A; JP2023541169A; EP4210853A1; US20230356109A1; WO2022056331A1; CA3189627A1; AU2021342272A1

Abstract

본 개시 내용은 구형 형상 및 D90/D10이 3 이하인 입자 크기 분포를 갖는 무기 입자를 포함하는 피브릴화 폴리머 막을 포함하는 친화성 크로마토그래피 장치에 관한 것이다. 구형 무기 입자의 블렌드 또는 조합이 활용될 수 있다. 구형 무기 입자의 공칭 입자 크기는 약 5 미크론 내지 약 20 미크론이다. 친화성 리간드는 구형 무기 입자 및/또는 피브릴화 폴리머 막에 결합될 수 있다. 또한, 친화성 크로마토 그래피 장치는 약 100(×10^-12㎠) 내지 약 500(×10^-12㎠)의 투수율을 가진다. 또한, 친화성 크로마토그래피 장치는 0.3 ㎫의 작동 압력을 초과하지 않고 최소 100 사이클의 사이클링 내구성을 가진다. 병렬 구성의 다중 친화성 크로마토 그래피 장치를 포함하는 매니폴드 및 병렬 구성의 다중 매니폴드도 개시된다.

Description

피브릴화 폴리머 막을 포함하는 친화성 크로마토그래피 장치 및 이를 포함하는 매니폴드

본 개시 내용은 개괄적으로 친화성 크로마토그래피에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 3 이하의 D90/D10을 갖는 입자 크기 분포를 가지는 구형 입자들의 혼합물을 포함하고 수성 혼합물로부터 표적 분자를 분리할 수 있는 피브릴화 폴리머 막을 포함하는 친화성 크로마토그래피 장치에 관한 것이다. 다수의 친화성 크로마토그래피 장치를 포함하는 매니폴드 및 병렬 구성의 매니폴드도 개시된다.

크로마토그래피 방법은 일반적으로 혼합물로부터 단백질, 핵산 및 다당류와 같은 관심 분자를 분리 및/또는 정제하는 데 사용된다. 친화성 크로마토그래피는 특히 결합된 관심 분자에 특이적인 리간드(즉, 특정 결합 파트너)를 갖는 매트릭스 위로 혼합물을 통과시키는 것을 포함한다. 리간드와 접촉하면, 관심 분자는 매트릭스에 결합되어 혼합물에서 분리된다. 친화성 크로마토그래피는 다른 유형의 크로마토그래피에 비해 특정 장점을 제공한다. 예를 들어, 친화성 크로마토그래피는 표적 단백질과 다른 생체 분자의 혼합물로부터 표적 단백질을 단일 단계로 높은 수율로 분리할 수 있는 정제 방법을 제공한다.

현재의 친화성 크로마토그래피 장치의 장점에도 불구하고, 종래의 장치보다 더 짧은 체류 시간으로 사용할 수 있으면서, 현재의 제품과 동일한 결합 용량 또는 더 양호한 결합 용량을 제공하고 재사용이 가능한 크로마토그래피 장치에 대한 당업계의 요구가 존재한다.

일 양태("양태 1")에서, 친화성 크로마토그래피 장치는 유체 유입구, 상기 유체 유입구에 유체 연통되게 연결된 유체 유출구, 상기 유체 유입구와 상기 유체 유출구 사이에 위치되며, 구형 형상 및 약 5 미크론 내지 약 20 미크론의 공칭 입자 크기를 갖는 무기 입자를 내부에 포함하는 피브릴화 폴리머 막, 및 상기 유체 유입구, 상기 유체 유출구 및 상기 피브릴화 폴리머 막을 둘러싸는 하우징을 포함하며, 입자 크기 분포는 3 이하의 D90/D10을 가지며, 상기 피브릴화 폴리머 막 및 상기 무기 입자 중 적어도 하나는 표적 분자에 가역적으로 결합하는 친화성 리간드를 공유 결합시킨 것이다.

양태 1에 부가로 다른 양태("양태 2")에 따르면, 상기 표적 분자는 단백질, 항체, 바이럴 벡터 및 이들의 조합이다.

양태 1 또는 2에 부가로 다른 양태("양태 3")에 따르면, 약 100(×10^-12㎠) 내지 약 500(×10^-12㎠)의 투수율을 가진다.

양태 1 내지 3 중 어느 한 양태에 부가로 다른 양태("양태 4")에 따르면, 구형 형상을 갖는 상기 무기 입자는 실리카, 제올라이트, 하이드록시아파타이트, 금속 산화물 및 이들의 조합으로부터 선택된다.

양태 1 내지 4 중 어느 한 양태에 부가로 다른 양태("양태 5")에 따르면, 상기 피브릴화 폴리머 막은 발포 폴리테트라플루오로에틸렌 막, 발포 변형 폴리테트라플루오로에틸렌 막, 발포 테트라플루오로에틸렌 코폴리머 막 또는 발포 폴리에틸렌 막을 포함한다.

양태 1 내지 5 중 어느 한 양태에 부가로 다른 양태("양태 6")에 따르면, 상기 피브릴화 폴리머 막은 발포 폴리테트라플루오로에틸렌 막이다.

양태 1 내지 6 중 어느 한 양태에 부가로 다른 양태("양태 7")에 따르면, 상기 친화성 리간드는 단백질 A, 단백질 G, 단백질 L, 인간 Fc 수용체 단백질, 항체, 다당류 및 이들의 조합으로부터 선택된다.

양태 1 내지 7 중 어느 한 양태에 부가로 다른 양태("양태 8")에 따르면, 상기 무기 입자는, 적어도, 구형 형상 및 제1 공칭 입자 크기를 갖는 제1 무기 입자와, 구형 형상 및 제2 공칭 입자 크기를 갖는 제2 무기 입자를 포함하고, 상기 제1 및 제2 공칭 입자 크기는 서로 다르다.

양태 1 내지 8 중 어느 한 양태에 부가로 다른 양태("양태 9")에 따르면, 상기 공칭 입자 크기는 약 5 미크론, 약 10 미크론, 약 15 미크론, 약 20 미크론 및 이들의 조합으로부터 선택된다.

양태 1 내지 9 중 어느 한 양태에 부가로 다른 양태("양태 10")에 따르면, 구형 형상을 갖는 상기 무기 입자는 10 미크론 구형 입자와 20 미크론 구형 입자의 블렌드를 포함하고, 상기 블렌드는 10:90 내지 90:10이다.

양태 1 내지 9 중 어느 한 양태에 부가로 다른 양태("양태 11")에 따르면, 구형 형상을 갖는 상기 무기 입자는 5 미크론 구형 입자와 10 미크론 구형 입자의 블렌드를 포함하고, 상기 블렌드는 10:90 내지 90:10이다.

양태 1 내지 9 중 어느 한 양태에 부가로 다른 양태("양태 12")에 따르면, 구형 형상을 갖는 상기 무기 입자는 5 미크론 구형 입자와 20 미크론 구형 입자의 블렌드를 포함하고, 상기 블렌드는 10:90 내지 90:10이다.

양태 1 내지 12 중 어느 한 양태에 부가로 다른 양태("양태 13")에 따르면, 20초의 체류 시간에서 적어도 35 mg/ml의 동적 결합 용량(DBC)을 가진다.

양태 1 내지 13 중 어느 한 양태에 부가로 다른 양태("양태 14")에 따르면, 0.3 ㎫ 미만의 작동 압력에서 적어도 100 사이클의 사이클 내구성을 가진다.

양태 1 내지 14 중 어느 한 양태에 부가로 다른 양태("양태 15")에 따르면, 상기 피브릴화 폴리머 막은 권취 구성을 가진다.

양태 1 내지 15 중 어느 한 양태에 부가로 다른 양태("양태 16")에 따르면, 상기 피브릴화 폴리머 막은 적층 구성을 가진다.

양태 1 내지 16 중 어느 한 양태에 부가로 다른 양태("양태 17")에 따르면, 상기 피브릴화 폴리머 막은 권취 구성, 적층 구성 및 이들의 조합을 가진다.

양태 1 내지 17 중 어느 한 양태에 부가로 다른 양태("양태 18")에 따르면, 내부 중간 재료가 코어의 외부 표면 상에 둘레 방향으로 위치되고, 상기 피브릴화 폴리머 막이 상기 내부 중간 재료 상에 둘레 방향으로 위치된다.

양태 18에 부가로 다른 양태("양태 19")에 따르면, 피브릴화 폴리머 막 상에 둘레 방향으로 위치된 외부 중간 재료를 포함한다.

양태 18 또는 19에 부가로 다른 양태("양태 20")에 따르면, 상기 내부 중간 재료 및 상기 외부 중간 재료는 다공성 플루오로폴리머 필름, 다공성 비플루오로폴리머 필름, 다공성 부직물 및 다공성 직물로부터 선택된다.

양태 18 내지 20 중 어느 한 양태에 부가로 다른 양태("양태 21")에 따르면, 상기 내부 중간 재료 및 상기 외부 중간 재료 중 적어도 하나는 폴리프로필렌 부직물이다.

다른 양태("양태 22")에 따르면, 양태 18 내지 21 중 어느 하나의 물품은 유체 스트림으로부터 표적 분자를 분리하는 데 사용된다.

일 양태("양태 23")에서, 매니폴드는 병렬 구성으로 배열된 양태 1 내지 21 중 어느 한 양태의 친화성 크로마토그래피 장치를 적어도 2개 포함한다.

양태 23에 부가로 다른 양태("양태 24")에 따르면, 상기 매니폴드는 하우징 내에 내장된다.

일 양태("양태 25")에서, 물품은 병렬 구성의 제1 매니폴드 및 제2 매니폴드를 포함하고, 상기 제1 매니폴드 및 상기 제2 매니폴드 각각은 양태 1 내지 21 중 어느 한 양태의 복수의 친화성 크로마토그래피 장치를 포함한다.

양태 25에 부가로 다른 양태("양태 26")에 따르면, 상기 제1 매니폴드 및 상기 제2 매니폴드는 하우징 내에 내장된다.

일 양태("양태 27")에서, 물품은 중심 배치된 코어, 상기 코어 주위로 권취되고 구형 형상 및 약 5 미크론 내지 약 20 미크론의 공칭 입자 크기를 갖는 구형 무기 입자를 내부에 포함하는 피브릴화 폴리머 막, 상기 코어 및 상기 피브릴화 폴리머 막 모두를 둘러싸는 하우징 부재, 상기 하우징 부재의 제1 단부에 위치된 제1 단부 캡, 및 상기 하우징 부재의 제2 단부에 위치된 제2 단부 캡을 포함하고, 입자 크기 분포는 3 미만의 D90/D10을 가지며, 상기 피브릴화 폴리머 막 및 상기 구형 무기 입자 중 적어도 하나는 표적 분자에 가역적으로 결합하는 친화성 리간드를 공유 결합시킨 것이다.

양태 27에 부가로 다른 양태("양태 28")에 따르면, 상기 표적 분자는 단백질, 항체, 바이러스 벡터 및 이들의 조합이다.

양태 27 또는 28에 부가로 다른 양태("양태 29")에 따르면, 약 100(×10^-12cm²) 내지 약 500(×10^-12cm²)의 투수율을 가진다.

양태 27 내지 29 중 어느 한 양태에 부가로 다른 양태("양태 30")에 따르면, 구형 형상을 갖는 상기 무기 입자는 실리카, 제올라이트, 하이드록시아파타이트, 금속 산화물 및 이들의 조합으로부터 선택된다.

양태 27 내지 30 중 어느 한 양태에 부가로 다른 양태("양태 31")에 따르면, 상기 피브릴화 폴리머 막은 발포 폴리테트라플루오로에틸렌 막, 발포 변형 폴리테트라플루오로에틸렌 막, 발포 테트라플루오로에틸렌 코폴리머 막 또는 발포 폴리에틸렌 막을 포함한다.

양태 27 내지 31 중 어느 한 양태에 부가로 다른 양태("양태 32")에 따르면, 상기 피브릴화 폴리머 막은 발포 폴리테트라플루오로에틸렌 막이다.

양태 27 내지 32 중 어느 한 양태에 부가로 다른 양태("양태 33")에 따르면, 상기 친화성 리간드는 단백질 A, 단백질 G, 단백질 L, 인간 Fc 수용체 단백질, 항체, 다당류 및 이들의 조합으로부터 선택된다.

양태 27 내지 33 중 어느 한 양태에 부가로 다른 양태("양태 34")에 따르면, 상기 무기 입자는, 적어도, 구형 형상 및 제1 공칭 입자 크기를 갖는 제1 무기 입자와, 구형 형상 및 제2 공칭 입자 크기를 갖는 제2 무기 입자를 포함하고, 상기 제1 및 제2 공칭 입자 크기는 서로 다르다.

양태 27 내지 34 중 어느 한 양태에 부가로 다른 양태("양태 35")에 따르면, 상기 공칭 입자 크기는 약 5 미크론, 약 10 미크론, 약 15 미크론, 약 20 미크론 및 이들의 조합으로부터 선택된다.

양태 27 내지 34 중 어느 한 양태에 부가로 다른 양태("양태 36")에 따르면, 구형 형상을 갖는 상기 무기 입자는 10 미크론 구형 입자와 20 미크론 구형 입자의 블렌드를 포함하고, 상기 블렌드는 10:90 내지 90:10 이다.

양태 27 내지 34 중 어느 한 양태에 부가로 다른 양태("양태 37")에 따르면, 구형 형상을 갖는 상기 무기 입자는 5 미크론 구형 입자와 10 미크론 구형 입자의 블렌드를 포함하고, 상기 블렌드는 10:90 내지 90:10이다.

양태 27 내지 34 중 어느 한 양태에 부가로 다른 양태("양태 38")에 따르면, 구형 형상을 갖는 상기 무기 입자는 5 미크론 구형 입자와 20 미크론 구형 입자의 블렌드를 포함하고, 상기 블렌드는 10:90 내지 90:10이다.

양태 27 내지 38 중 어느 한 양태에 부가로 다른 양태("양태 39")에 따르면, 20초의 체류 시간에서 적어도 35 mg/ml의 동적 결합 용량(DBC)을 가진다.

양태 27 내지 39 중 어느 한 양태에 부가로 다른 양태("양태 40")에 따르면, 0.3 ㎫ 미만의 작동 압력에서 적어도 100 사이클의 사이클 내구성을 가진다.

양태 27 내지 40 중 어느 한 양태에 부가로 다른 양태("양태 41")에 따르면, 내부 중간 재료가 코어의 외부 표면 상에 둘레 방향으로 위치되고, 상기 피브릴화 폴리머 막이 상기 내부 중간 재료 상에 둘레 방향으로 위치된다.

양태 27 내지 41 중 어느 한 양태에 부가로 다른 양태("양태 42")에 따르면, 상기 피브릴화 폴리머 막 상에 둘레 방향으로 위치되는 외부 중간 재료를 포함한다.

양태 42에 부가로 다른 양태("양태 43")에 따르면, 상기 내부 중간 재료 및 상기 외부 중간 재료는 다공성 플루오로폴리머 필름, 다공성 비플루오로폴리머 필름, 다공성 부직물 및 다공성 직물로부터 선택된다.

양태 44에 부가로 다른 양태("양태 44")에 따르면, 상기 내부 중간 재료 및 상기 외부 중간 재료 중 적어도 하나는 폴리프로필렌 부직물이다.

일 양태("양태 45")에 따르면, 매니폴드는 병렬 구성으로 배열된 양태 27 내지 44 중 어느 한 양태의 친화성 크로마토그래피 장치를 적어도 2개 포함한다.

다른 양태("양태 46")에 따르면, 상기 매니폴드는 하우징 내에 내장된다.

일 양태("양태 47")에 따르면, 장치는 병렬 구성의 제1 매니폴드 및 제2 매니폴드를 포함하고, 상기 제1 매니폴드 및 상기 제2 매니폴드 각각은 양태 27 내지 44 중 어느 한 항의 친화성 크로마토그래피 장치를 적어도 2개 포함한다.

양태 47에 부가로 다른 양태("양태 48")에 따르면, 상기 제1 매니폴드 및 상기 제2 매니폴드는 하우징 내에 내장된다.

일 양태("양태 49")에서, 친화성 크로마토그래피 장치는 하우징, 상기 하우징과 상기 하우징의 양단부에 위치된 제1 및 제2 유동 분배기 내로 유체 흐름을 허용하는 유입구, 상기 하우징 외부로 유체 흐름을 허용하는 유출구, 및 상기 하우징 내에서 상기 유체 유입구와 상기 유체 유출구 사이에 배치된 적층형 막 어셈블리를 포함하고, 상기 적층형 막 어셈블리는 적층 구성의 2개 이상의 피브릴화 폴리머 막 - 상기 피브릴화 폴리머 막은 구형 형상 및 약 5 미크론 내지 약 20 미크론의 공칭 입자 크기의 무기 입자의 블렌드를 내부에 포함함 - 을 포함하고, 입자 크기 분포는 3 미만의 D90/D10을 가지며, 상기 피브릴화 폴리머 막 및 상기 구형 무기 입자 중 적어도 하나는 표적 분자에 가역적으로 결합하는 친화성 리간드를 공유 결합시킨 것이다.

양태 49에 부가로 다른 양태("양태 50")에 따르면, 상기 하우징 부재의 양단부에 위치된 제1 및 제2 유동 분배기를 포함한다.

양태 49 또는 50에 부가로 다른 양태("양태 51")에 따르면, 상기 표적 분자는 단백질, 항체, 바이럴 벡터 및 이들의 조합이다.

양태 49 내지 51 중 어느 한 양태에 부가로 다른 양태("양태 52")에 따르면, 약 100(×10^-12㎠) 내지 약 500(×10^-12㎠)의 투수율을 가진다.

양태 49 내지 52 중 어느 한 양태에 부가로 다른 양태("양태 53")에 따르면, 구형 형상을 갖는 상기 무기 입자는 실리카, 제올라이트, 하이드록시아파타이트, 금속 산화물 및 이들의 조합으로부터 선택된다.

양태 49 내지 53 중 어느 한 양태에 부가로 다른 양태("양태 54")에 따르면, 상기 피브릴화 폴리머 막은 발포 폴리테트라플루오로에틸렌 막, 발포 변형 폴리테트라플루오로에틸렌 막, 발포 테트라플루오로에틸렌 코폴리머 막 또는 발포 폴리에틸렌 막을 포함한다.

양태 49 내지 54 중 어느 한 양태에 부가로 다른 양태("양태 55")에 따르면, 상기 피브릴화 폴리머 막은 발포 폴리테트라플루오로에틸렌 막이다.

양태 49 내지 55 중 어느 한 양태에 부가로 다른 양태("양태 56")에 따르면, 상기 친화성 리간드는 단백질 A, 단백질 G, 단백질 L, 인간 Fc 수용체 단백질, 항체, 다당류 및 이들의 조합으로부터 선택된다.

양태 49 내지 56 중 어느 한 양태에 부가로 다른 양태("양태 57")에 따르면, 상기 무기 입자는, 적어도, 구형 형상 및 제1 공칭 입자 크기를 갖는 제1 무기 입자와, 구형 형상 및 제2 공칭 입자 크기를 갖는 제2 무기 입자를 포함하고, 상기 제1 및 제2 공칭 입자 크기는 서로 다르다.

양태 49 내지 57 중 어느 한 양태에 부가로 다른 양태("양태 58")에 따르면, 상기 공칭 입자 크기는 약 5 미크론, 약 10 미크론, 약 15 미크론, 약 20 미크론 및 이들의 조합으로부터 선택된다.

양태 49 내지 58 중 어느 한 양태에 부가로 다른 양태("양태 59")에 따르면, 구형 형상을 갖는 상기 무기 입자는 10 미크론 구형 입자와 20 미크론 구형 입자의 블렌드를 포함하고, 상기 블렌드는 90:10 내지 10:90이다.

양태 49 내지 58 중 어느 한 양태에 부가로 다른 양태("양태 60")에 따르면, 구형 형상을 갖는 상기 무기 입자는 5 미크론 구형 입자와 10 미크론 구형 입자의 블렌드를 포함하고, 상기 블렌드는 10:90 내지 90:10이다.

양태 49 내지 58 중 어느 한 양태에 부가로 다른 양태("양태 61")에 따르면, 구형 형상을 갖는 상기 무기 입자는 5 미크론 구형 입자와 20 미크론 구형 입자의 블렌드를 포함하고, 상기 블렌드는 10:90 내지 90:10이다.

양태 49 내지 61 중 어느 한 양태에 부가로 다른 양태("양태 62")에 따르면, 20초의 체류 시간에서 적어도 35 mg/ml의 동적 결합 용량(DBC)을 가진다.

양태 49 내지 62 중 어느 한 양태에 부가로 다른 양태("양태 63")에 따르면, 0.3 ㎫ 미만의 작동 압력에서 적어도 100 사이클의 사이클 내구성을 가진다.

양태 49 내지 63 중 어느 한 양태에 부가로 다른 양태("양태 64")에 따르면, 적어도 하나의 제1 중간 재료가 상기 적층형 막 어셈블리의 제1 면에 위치되고, 제2 중간 재료가 상기 적층형 막 어셈블리의 제2 면 - 상기 제1 면의 반대편 - 에 위치된다.

양태 64에 부가로 다른 양태("양태 65")에 따르면, 상기 제1 중간 재료 및 상기 제2 중간 재료는 다공성 플루오로폴리머 필름, 다공성 비플루오로폴리머 필름, 다공성 부직물 및 다공성 직물로부터 선택된다.

양태 65에 부가로 다른 양태("양태 66")에 따르면, 상기 제1 중간 재료 및 상기 제2 중간 재료 중 적어도 하나는 폴리프로필렌 부직물이다.

일 양태("양태 67")에서, 매니폴드는 병렬 구성으로 배열된 양태 49 내지 66 중 어느 한 양태의 친화성 크로마토그래피 장치를 적어도 2개 포함한다.

양태 67에 부가로 다른 양태("양태 68")에 따르면, 상기 매니폴드는 하우징 내에 내장된다.

일 양태("양태 69")에서, 장치는 병렬 구성의 제1 매니폴드 및 제2 매니폴드를 포함하고, 상기 제1 매니폴드 및 상기 제2 매니폴드 각각은 양태 49 내지 66 중 어느 한 양태의 친화성 크로마토그래피 장치를 적어도 2개 포함한다.

양태 69에 부가로 다른 양태("양태 70")에 따르면, 상기 제1 매니폴드 및 상기 제2 매니폴드는 하우징 내에 내장된다.

다른 양태("양태 71")에서, 진단 물품은 구형 형상 및 약 5 미크론 내지 약 20 미크론의 공칭 입자 크기를 갖는 무기 입자를 내부에 포함하는 피브릴화 폴리머 막을 포함하고, 입자 크기 분포는 3 이하의 D90/D10을 가지고, 상기 피브릴화 폴리머 막 및 상기 무기 입자 중 적어도 하나는 생물학적 유체에서 표적 물질에 가역적으로 결합하는 리간드를 공유 결합시킨다.

양태 71에 부가로 다른 양태("양태 72")에 따르면, 유체 유입구 및 해당 유체 유입구에 유체 연통되게 연결된 유체 유출구를 포함한다.

양태 71 또는 72에 부가로 다른 양태("양태 73")에 따르면, 상기 유체 유입구, 상기 유체 유출구, 및 상기 피브릴화 폴리머 막을 둘러싸는 하우징 부재를 포함한다.

첨부된 도면들은 본 개시 내용의 상세한 이해를 제공하기 위해 포함되며, 본 명세서에 통합되어 본 명세서의 일부를 구성하고, 실시예를 예시하며, 설명과 함께 본 개시 내용의 원리를 설명하는 역할을 한다.
도 1은 적어도 하나의 실시예에 따른 구형 무기 폴리머 입자를 포함하는 피브릴화 폴리머 막을 포함하는 권취 막 어셈블리를 포함하는 크로마토그래피 장치의 분해도이고;
도 2는 적어도 일 실시예에 따른 외부 유동 채널 및 내부 유동 채널을 나타내는 크로마토그래피 장치의 단면도이고;
도 3은 적어도 일 실시예에 따른 다른 나선형의 권취된 정상 유동 크로마토그래피 장치의 개략적인 단면도이고;
도 4는 적어도 일 실시예에 따른 구형 무기 입자를 포함하는 피브릴화 폴리머 막을 포함하는 적층 막 어셈블리를 포함하는 크로마토그래피 장치의 분해도이고;
도 5는 예 1 및 2에 설명된 친화성 크로마토그래피 장치로부터의 동적 결합력(DBC)과 액체 투과성 사이의 관계를 묘사하는 그래픽 도면이고;
도 6은 적어도 하나의 실시예에 따라 나선형 권취 막이 있는 장치(S 및 T)와 막이 적층된 친화성 크로마토그래피 장치(C 내지 R)의 관계를 묘사하는 그래픽 도면이고;
도 7은 병렬 구성으로 배열된 2개의 크로마토그래피 장치를 포함하는 매니폴드의 개략적인 정면도이고;
도 8은 도 7의 매니폴드의 개략적인 평면도이고;
도 9는 병렬 구성으로 배열된 4개의 크로마토그래피 장치를 포함하는 매니폴드의 개략적인 사시도이고;
도 10은 도 9의 매니폴드의 개략적인 평면도이고;
도 11은 병렬 구성의 2개의 매니폴드의 개략적인 정면도이고;
도 12는 도 11의 매니폴드 구성의 개략적인 평면도이고;
도 13은 예 3에 설명된 이중 매니폴드(V 및 W)에 대한 대표적인 정화 사이클의 그래픽 도면이고;
도 14는 예 3에 설명된 이중 매니폴드(X)에 대한 대표적인 정화 사이클의 그래픽 도면이고;
도 15는 예 4에 설명된 4중 매니폴드에 대한 대표적인 정화 사이클의 그래픽 도면이다.

당업자는 본 개시 내용의 다양한 양태들이 의도된 기능을 수행하도록 구성된 임의의 수의 방법 및 장치에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 인식할 것이다. 또한, 본 명세서에 언급된 첨부된 도면들은 반드시 비율대로 작성된 것은 아니며, 본 개시 내용의 다양한 양태를 설명하기 위해 과장될 수 있고, 이러한 점에서 도면들이 제한적인 것으로 해석되어서는 안된다는 점에 유의해야 한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "상에"라는 용어는 폴리머 막과 같은 요소가 다른 요소 바로 위에 존재하거나 또는 중간 요소가 존재할 수도 있음을 나타내는 것을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.

"구형 입자", "구형 무기 입자" 및 "구형 형상을 갖는 무기 입자"라는 표현은 본 명세서에서 호환적으로 사용될 수 있다는 것을 인식해야 한다. 또한, "나선형 권취 막 어셈블리"라는 용어는 피브릴화 폴리머 막 단독 및 중간 부직물을 갖는 피브릴화 폴리머 막을 모두 포함하도록 의도된다. 또한, "적층 막 어셈블리"라는 용어는 피브릴화 폴리머 막 단독 및 일종 이상의 중간 재료(들)를 갖는 피브릴화 폴리머 막을 모두 포함하도록 의도된다. 또한, "친화성 크로마토그래피 장치" 및 "크로마토그래피 장치"라는 용어는 본 명세서에서 호환적으로 사용될 수 있다.

본 개시 내용은 표적 분자를 포함하는 수성 혼합물로부터 표적 분자를 분리하는 친화성 크로마토그래피 장치에 관한 것이다. 표적 분자는 단백질, 항체, 바이럴 벡터 및 이들의 조합을 포함하지만, 이에 국한되지 않는다. 일부 실시예에서, 본 개시 내용은 생물학적 샘플로부터 표적 질병을 분리하는 진단 장치에 관한 것이다. 크로마토그래피 장치 및 진단 장치는 구형 형상 및 3 이하의 D90/D10을 갖는 입자 크기 분포를 갖는 무기 입자의 혼합물을 포함하는 피브릴화 폴리머 막을 포함한다. 일부 실시예에서, 다양한 크기의 구형 무기 입자의 혼합물 또는 조합이 활용된다. 구형 무기 입자의 공칭 입자 크기는 약 5 미크론 내지 약 20 미크론이다. 친화성 리간드가 구형 무기 입자 및/또는 피브릴화 폴리머 막에 결합될 수 있다. 또한, 크로마토그래피 장치는 20초의 체류 시간에서 10% 돌파(breakthrough)시 40 mg/ml 초과의 동적 결합 용량(DBC)을 갖는다. 또한, 친화성 크로마토 그래피 장치는 0.3 ㎫의 작동 압력을 초과하지 않고 최소 100 사이클의 사이클링 내구성을 가진다. 본 명세서에서 사용된 "약"이라는 용어는 지정된 측정 단위의 +/- 10%를 의미한다는 점을 이해해야 한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 권취 크로마토그래피 장치(100)가 도시되어 있다. 크로마토그래피 장치(100)를 형성할 때, 구형 무기 입자를 포함하는 적어도 하나의 피브릴화 폴리머 막이 원통형 코어(150)를 감싼다. 본 명세서에서 사용되는 피브릴화란, 예를 들어, 노드와 피브릴(fibrils) 사이의 공간에 공극이 형성되도록 피브릴로 상호 연결된 노드를 특징으로 하는 미세 구조를 갖는 막과 같은 폴리머 막에 피브릴을 포함하는 것을 지칭한다. 일부 실시예에서, 적어도 일종의 내부 중간 재료(200)가 코어(150)에 대해 원하는 폭 또는 미리 지정된 양으로 둘레 방향으로 배치될 수 있다(예컨대, 권취됨). 이어서, 구형 무기 입자를 포함하는 피브릴화 폴리머 막(210)이 코어(150) 주위에 원하는 폭 또는 미리 지정된 양으로 내부 중간 재료(200) 위로 권취되고, 적어도 일종의 외부 중간 재료(220)의 외층이 피브릴화 폴리머 막(210) 위에 원하는 폭 또는 미리 지정된 양으로 둘레 방향으로 배치(예컨대, 권취)될 수 있다. 여기서, 내부 중간 재료(200), 피브릴화 폴리머 막(210) 및 외부 중간 재료(220)의 조합을 "권취 막 어셈블리"로 지칭할 것이다. 일부 실시예에서, "권취 막 어셈블리"는 피브릴화 폴리머 막 및 내부 중간 재료(들), 피브릴화 폴리머 막 및 외부 중간 제료(들), 그리고, 폴리머들 및/또는 폴리머와 코어를 감싸는 중간 재료의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 원통형 코어(150)는 중공형 또는 중실형의 내부를 가질 수 있다. 어느 경우든, 코어(150)는 크로마토그래피 장치(100)를 통해 흐르는 수성 혼합물이 내부 중간 재료(들)로 형성된 내부 유동 채널 내에서 흐르도록 고체 외벽을 포함하며, 이는 아래에서 상세히 설명된다. 중공형 코어(150)의 사용은 코어(150)를 형성하는 데 사용되는 재료의 양을 감소시키고, 장치(100)의 중량을 감소시키며, 제조 비용을 감소시킨다.

막 어셈블리(110) 및 중앙 코어(150)는 하우징(50) 내에 위치될 수 있다. 일부 실시예에서, 하우징(50)은 원통형이다. 도 1 및 도 2에 도시된 실시예에서, 외부 중간 재료(들)(220)는 외부 유동 채널(130)을 형성하고, 내부 중간 재료(들)(200)는 내부 유동 채널(140)을 형성한다. 본원에 설명된 실시예들에서의 중간 재료(들)(200, 220)는 서로 같거나 다를 수 있다는 것을 인식해야 한다. 또한, 2종 이상의 중간 재료가 외부 유동 채널(130) 및 내부 유동 채널(140) 중 하나 또는 양자 모두를 형성하는 데 사용될 수 있다. 사용시, 수성 혼합물은 유입 캡(60) 내에 배치된 유입구(80)로 유입되고, 여기서 혼합물은 분배기 캡(65) 위로 흐르고 외부 중간 재료(들)(220)에 의해 형성된 외부 유동 채널(130)로 유도된다. 분배기 캡(65)은 수성 혼합물을 공급 방향으로부터 90도로 외부 유동 채널(130)(즉, 중간 재료(들)(220))로 유도한다. 이러한 방향 전환은 수성 혼합물이 외부 유동 채널(130)로 보다 균일하게 흐르도록 조장한다. 외부 유동 채널(130)을 형성하는 외부 중간층(220)은 하우징(50)과 권취 폴리머 막(210) 사이에 위치된다. 분배기 캡(65)은 폴리올레핀이거나 폴리올레핀으로 코팅될 수 있다. 수성 혼합물은 외부 채널 갭(165)을 따라 흐르고 내부 유동 채널(130)과 연결됨을 알아야 한다.

수성 혼합물은 외부 유동 채널(130)(즉, 외부 중간 재료(들)(220))을 통해 정상 방향(예컨대, 정상 흐름)으로 권취 폴리머 막(210)을 가로질러 흐른다. 수성 혼합물이 외부 유동 채널(130)(즉, 외부 중간 재료(들)(220))로부터 정상 흐름으로 권취 폴리머 막(210)을 통과함에 따라, 친화성 리간드는 표적 단백질에 가역적으로 결합하여 이를 수성 혼합물로부터 효과적으로 제거한다. 그런 다음 수성 혼합물은 중앙 코어(150)의 고체 외벽과 권취 폴리머 막(210) 사이에 위치된 내부 유동 채널(140)(즉, 내부 중간 재료(들)(200))로 진입한다.

그런 다음, 수성 혼합물은 유출 캡(75)에 의해 내부 유동 채널(140)의 바닥에서 방향 전환된다. 그런 다음, 수성 혼합물은 유출 캡(75) 내에 위치된 유출구(85)를 통해 크로마토그래피 장치(100)로부터 유출된다. 중앙 코어(150)의 직경 및/또는 높이(및/또는 피브릴화 폴리머 막 및/또는 중간 재료의 폭 및/또는 높이)는 장치의 성능에 부정적인 영향을 미치지 않으면서 더 큰 부피를 달성하도록 조정될 수 있다는 것을 알아야 한다. 또한, 표적 단백질은 예를 들어, 당업자에게 알려진 바와 같이, 크로마토그래피 장치를 통해 더 낮은 pH를 갖는 유체를 통과시킴으로써 친화성 리간드로부터 제거될 수 있다.

중간 재료(들)(200, 220 및 40)는 수성 혼합물이 통과될 수 있는 한 특별히 제한하지 않는다. 적절한 중간 재료의 일부 비제한적인 예로는, 다공성 플루오로폴리머 필름 또는 다공성 비플루오로폴리머 필름(예컨대, 다공성 폴리프로필렌 또는 다른 다공성 폴리올레핀 필름), 다공성 부직물 또는 다공성 직조물을 포함하지만 이에 국한되지 않는다. 일부 실시예에서, 권취 막 어셈블리는 코어(150)의 일단부에 일체화된 유입구 단부 캡(60)과 코어(150)의 반대쪽 단부에 일체화된 유출구 단부 캡(75)을 포함하여, 일체화된 재사용 가능한 크로마토그래피 장치를 형성한다.

권취 막 어셈블리 내에 존재하는 피브릴화 폴리머 막 층의 총 개수는 특별히 제한되지 않고, 원하는 최종 용도 및/또는 막 어셈블리 내의 원하는 질량 통과 흐름에 따라 달라진다. 권취 막 어셈블리는 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 또는 20개(또는 그 이상)의 총 폴리머 막 층을 포함할 수 있다. 적층 막 어셈블리에는 수백 또는 수천 개의 폴리머 막 층이 존재할 수 있음을 알아야 한다. 또한, 권취 막 어셈블리에 존재하는 피브릴화 폴리머 막은 약 1 미크론 내지 약 10,000 미크론, 약 100 미크론 내지 약 5,000 미크론, 약 500 미크론 내지 약 3,000 미크론, 또는 약 650 미크론 내지 약 1,000 미크론의 단일 층 두께를 가질 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "두께"라는 용어는 피브릴화 폴리머 막의 길이 영역에 수직인 피브릴화 폴리머 막의 방향을 의미한다.

도 3에 도시된 크로마토그래피 장치(300)의 기능은 도 2에 도시된 크로마토그래피 장치(100)와 실질적으로 유사하다. 예를 들어, 수성 혼합물은 화살표(62) 방향으로 유입 캡(60) 내에 배치된 유입구(80)를 통해 크로마토그래피 장치(300)로 도입된다. 수성 혼합물은 분배기 캡(65)에 의해 공급 방향으로부터 유도된다. 설명의 편의를 위해, 수성 혼합물은 화살표(55)로 표시된 방향으로 외부 유동 채널(130)(외부 중간 재료(들)로 형성될 수 있음)을 향해 흐를 수 있다. 수성 혼합물은 외부 채널 갭(165)을 따라 흐르고 내부 유동 채널(140)과 연결되어 화살표(30)의 방향으로 흐른다. 수성 혼합물은 내부 유동 채널(130)로부터 내부 유동 채널(140)로 화살표(70)로 표시된 바와 같이 정상 방향(예를 들어, 정상 흐름)으로 권취 폴리머 막(210)을 가로질러 흐른다. 수성 혼합물이 권취 폴리머 막(210)을 통과함에 따라, 친화성 리간드는 표적 분자에 가역적으로 결합한다. 내부 유동 채널(140)은 내부 중간 재료(들)(200)로 형성될 수 있다는 것을 알아야 한다.

표적 분자가 없는 수성 혼합물은 화살표(40)로 표시된 방향으로 내부 유동 채널(140)을 따라 흐른다. 수성 혼합물은 내부 유동 채널(140)의 바닥에서 화살표(52)로 표시된 바와 같이 크로마토그래피 장치(300)의 중앙 부분을 향하여 방향 전환된다. 표적 분자가 없는 수성 혼합물은 화살표(45) 방향으로 유출구 단부 캡(75) 내에 위치된 유출구(85)를 통해 크로마토그래피 장치(300)로부터 유출된다.

도 4에 전반적으로 도시된 바와 같은 다른 실시예들에서, 크로마토그래피 장치(200)는 적층 막 어셈블리(220)를 형성하기 위해 서로 적층된 개별 디스크(240)로 구성된 피브릴화 폴리머 막을 포함한다. 피브릴화 폴리머 막(240)은 단순히 피브릴화 폴리머 막 디스크(240)를 서로 겹치는 것에 의해 적층 구성으로 배치될 수 있다. 대안적으로, 피브릴화 폴리머 막 디스크(240)는 적층된 후 열 및/또는 압력 또는 다른 통상적인 방법을 사용하여 함께 적층될 수 있다. 본 명세서에 설명된 적층 막 어셈블리(240)는 설명의 편의를 위해 피브릴화 폴리머 막 디스크에 관한 것임을 이해해야 한다. 기하학적 형상(들) 및/또는 비기하학적 형상(들)으로 형성된 피브릴화 폴리머 막은 본 개시 내용의 범위 내에 있는 것으로 간주된다.

크로마토그래피 장치(200)는 적층 막 어셈블리의 상부에 위치되는 적어도 하나의 상부 중간 재료(260) 및 적층 막 어셈블리(220)의 하부에 위치되는 적어도 하나의 하부 중간 재료(280)를 포함한다. 상부 및 하부 중간 재료(들)(260, 280)는 각각 동일하거나 상이할 수 있다. 전술한 권취 막 어셈블리와 유사하게, 적층 막 어셈블리(220)를 형성하는 데 사용되는 중간 재료(들)(260, 280)는 수성 혼합물이 통과될 수 있는 한, 특별히 제한되지 않는다. 적절한 중간 재료의 비제한적인 예로는 다공성 플루오로폴리머 필름 또는 다공성 비플루오로폴리머 필름(예를 들어, 다공성 폴리프로필렌 또는 다른 다공성 폴리올레핀 필름), 다공성 부직물 또는 다공성 직물을 포함하지만 이에 한정되지 않는다.

적층 막 어셈블리(220)는 하우징(250) 내에 배치될 수 있고, 유입 캡(265) 및 유출 단부 캡(275)이 하우징(250)의 양단부에 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 하우징(250)은 원통형이지만, 적층 막 어셈블리를 수용하고 원하는 동적 결합 용량을 달성할 수 있는 임의의 형상이 본 개시 내용의 범위 내에 있는 것으로 간주된다. 일부 실시예에서, 중간 재료(들)(260, 280), 하우징(250), 유입 캡(265) 및 유출 캡(275)은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 또는 다른 폴리올레핀과 같은 열가소성 폴리머로 형성될 수 있다. 대안적으로, 다공성 중간 재료(260, 280)가 크로마토그래피 장치의 작동을 방해하지 않는 한, 중간 재료(260, 280) 중 하나 또는 양자 모두는 무기 재료 또는 금속 재료로 형성될 수 있다.

적층 막 어셈블리(220) 내의 피브릴화 폴리머 막(240)은 피브릴화 폴리머 막(240)의 주변과 하우징(250) 사이의 흐름을 방지하는 임의의 통상적인 공정(예를 들어, 용융 밀봉 또는 밀봉재의 사용)을 통해 하우징(250)의 내벽에서 하우징(250)에 부착될 수 있다. 유입 캡(265) 및 유출 캡(275)은 유사하거나 동일한 공정에 의해 하우징(250)에 밀봉될 수 있다. 유입 캡 및 유출 캡(265, 275)은 각각 유입구(280) 및 유출구(285)를 포함하며, 이는 친화성 크로마토그래피 장치(200)를 통해 수성 혼합물의 흐름을 허용하기 위한 것이다. 구체적으로, 유입 캡(265)은 수성 혼합물의 하우징(250) 내로의 유체 흐름을 허용하고, 유출 캡(285)은 수성 혼합물의 하우징(250) 외부로의 유체 흐름을 허용한다. 사용시, 수성 혼합물은 중간 재료(260), 적층 막 어셈블리(220)를 형성하는 피브릴화 폴리머 막(240) 및 중간 재료(들)(280)를 통해 순차적으로 흐른다. 수성 혼합물이 크로마토그래피 장치(200)를 통과할 때, 친화성 리간드는 표적 분자에 가역적으로 결합하여 이를 수성 혼합물로부터 효과적으로 제거한다. 표적 분자는 예를 들어, 당업자에게 알려진 바와 같이, 더 낮은 pH를 갖는 유체를 장치를 통과시킴으로써 친화성 리간드로부터 제거될 수 있다.

적층 막 어셈블리 내에 존재하는 피브릴화 폴리머 막의 총 개수는 특별히 제한되지 않고, 원하는 최종 용도 및/또는 막 어셈블리 내의 원하는 질량 통과 흐름에 따라 달라진다. 적층 막 어셈블리는 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 또는 20개(또는 그 이상)의 총 폴리머 막을 포함할 수 있다. 수백 또는 수천 개의 폴리머 막이 적층 막 어셈블리에 존재할 수 있다는 것을 인식해야 한다. 또한, 적층 막 어셈블리에 존재하는 피브릴화 폴리머 막은 약 1 미크론 내지 약 10,000 미크론, 약 100 미크론 내지 약 5,000 미크론, 약 500 미크론 내지 약 3,000 미크론, 또는 약 650 미크론 내지 약 1,000 미크론의 두께를 가질 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "두께"라는 용어는 피브릴화 폴리머 막의 길이 영역에 수직인 피브릴화 폴리머 막의 방향을 의미한다.

권취 막 어셈블리 및 적층 막 어셈블리 모두에서 피브릴화 폴리머 막은 구형 무기 입자, 또는 구형 구성을 갖는 입자를 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "구형"이라는 용어는 무기 입자가 임의의 지점에서 무기 입자의 중심으로부터 입자의 외부 가장자리까지의 거리가 동일하거나 거의 동일한 거리인 원형 또는 거의 원형에 가까운 형상을 갖는다는 것을 나타내는 것을 의미한다. 일부 실시예에서, 구형 무기 입자는 D90/D10이 3 이하, 2.5 이하, 2 이하, 1.5 이하, 또는 1 이하인 입자 크기 분포를 갖는다. 구형 무기 입자는 약 5 미크론, 약 10 미크론, 약 15 미크론, 약 20 미크론 및 이들의 조합 및 혼합물일 수 있는 공칭 입자 크기를 가진다. 일부 실시예에서, 구형 무기 입자는 다분산 입자(polydisperse)이다.

일부 실시예에서, 피브릴화 폴리머 막은 피브릴화 폴리머 막 내에 2개 이상의 공칭 입자 크기 및/또는 2개 이상의 유형의 구형 무기 입자를 포함한다. 피브릴화 폴리머 막은 약 10 질량% 피브릴화 폴리머 막 내지 약 90 질량% 구형 무기 입자, 약 15 질량% 피브릴화 폴리머 막 내지 약 85 질량% 구형 무기 입자, 약 20 질량 피브릴화 폴리머 막 내지 약 80 질량% 구형 무기 입자, 약 30 질량% 피브릴화 폴리머 막 내지 약 70 질량% 구형 무기 입자, 약 35 질량% 피브릴화 폴리머 막 내지 약 65 질량% 구형 무기 입자, 약 40 질량% 피브릴화 폴리머 막 내지 약 60 질량% 구형 무기 입자, 약 45 질량% 피브릴화 폴리머 막 내지 약 55 질량% 구형 무기 입자, 또는 약 50 질량% 피브릴화 폴리머 막 내지 약 50 질량% 구형 무기 입자를 포함할 수 있다. 적절한 무기 입자의 비제한적인 예로는 실리카, 제올라이트, 하이드록시아파타이트, 금속 산화물 및 이들의 조합을 포함한다. 또한, 무기 입자는 고체 또는 다공성일 수 있다. 또한, 본 명세서에 기술된 친화성 크로마토그래피 장치는 약 100(×10^-12㎠) 내지 약 500(×10^-12㎠), 약 150(×10^-12㎠) 내지 약 500(×10^-12㎠), 약 200(×10^-12㎠) 내지 약 500(×10^-12㎠), 약 250(×10^-12㎠) 내지 약 500(×10^-12㎠), 약 200(×10^-12㎠) 내지 약 450(×10^-12㎠), 약 200(×10^-12㎠) 내지 약 400(×10^-12㎠), 약 250(×10^-12㎠) 내지 약 400(×10^-12㎠), 또는 약 300(×10^-12㎠) 내지 약 400(×10^-12㎠)의 투수율(hydraulic permeability)을 가진다.

적어도 하나의 실시예에서, 피브릴화 폴리머 막은 상이한 공칭 입자 크기를 갖는 구형 무기 입자의 블렌드를 포함한다. 예를 들어, 피브릴화 폴리머 막은 동일하거나 다른 구형 무기 입자의 제1 공칭 입자 크기(예를 들어, 5 미크론)와 제2 공칭 입자 크기(예를 들어, 20 미크론)의 90:10의 블렌드를 포함할 수 있다. 피브릴화 폴리머 막 내의 구형 무기 입자의 블렌드는 예를 들어, 10:90 내지 90:10의 블렌드, 30:70 내지 70:30의 블렌드, 60:40 내지 40:60의 블렌드, 25:75 내지 75:25의 블렌드, 20:80 내지 80:20의 블렌드 또는 50:50의 블렌드와 같은 임의의 블렌드를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 구형 형상을 갖는 무기 입자는 10 미크론 구형 입자 및 20 미크론 구형 입자를 10:90 내지 90:10의 블렌드로 포함한다. 다른 실시예에서, 구형 형상을 갖는 무기 입자는 5 미크론 구형 입자와 10 미크론 구형 입자를 10:90 내지 90:10의 블렌드로 포함한다. 또 다른 실시예에서, 구형 형상을 갖는 무기 입자는 5 미크론 구형 입자와 20 미크론 구형 입자를 10:90 내지 90:10의 블렌드로 포함한다.

일부 실시예에서, 친화성 리간드는 구형 무기 입자에 공유 결합된다. 다른 실시예에서, 친화성 리간드는 피브릴화 폴리머 막에 공유 결합된다. 다른 실시예에서, 친화성 리간드는 폴리머 막 및 구형 무기 입자(들) 모두에 결합될 수 있다. 친화성 리간드는 표적 분자에 가역적으로 결합하는 단백질, 항체 또는 다당류일 수 있다. 일 실시예에서, 친화성 리간드는 예를 들어, 항체의 Fc 영역, 항체 부분, Fc 융합 단백질, 또는 항체/약물 접합체에 가역적으로 결합하는 단백질이다. 다른 실시예에서, 친화성 리간드는 항체, 단백질 L, 또는 특이성을 갖는 단백질 또는 단백질 부분에 가역적으로 결합하는 다당류이다. 친화성 크로마토그래피 장치에 사용되는 예시적인 친화성 리간드는 단백질 A, 단백질 G, 단백질 L, 인간 Fc 수용체 단백질, 다른 단백질에 특이적으로 결합하는 항체 및 헤파린을 포함하지만, 이에 국한되지 않는다. 친화성 리간드는 천연물, 재조합물 또는 합성물일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 친화성 리간드는 히스-태그(His-Tagged) 단백질에 가역적으로 결합하는 금속 친화성 리간드이다. 또 다른 실시예에서, 친화성 리간드는 특이성을 갖는 바이럴 벡터에 가역적으로 결합하는 항체 또는 다당류일 수 있다.

적어도 하나의 실시예에서, 플루오로폴리머 막은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 막 또는 발포 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE) 막이다. 미국 특허 제7,306,729호(Bacino 등), 미국 특허 제3,953,566호(Gore), 미국 특허 제5,476,589호(Bacino) 또는 미국 특허 제5,183,545호(Branca 등)에 기재된 방법에 따라 제조된 발포 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE) 막이 본 발명에 사용될 수 있다. 또한, 플루오로폴리머 막은 예를 들어, 제한되는 것은 아니지만, Okita 등에 허여된 미국 특허 제4,113,912호에 개시된 방법과 같은 당업계에 공지된 방법을 사용하여 친수성(예를 들어, 물-습윤성(water-wettable))이 될 수 있다. Drumheller에 허여된 미국 특허 제5,897,955호, Drumheller에 허여된 미국 특허 제5,914,182호 또는 Drumheller에 허여된 미국 특허 제8,591,932호에 설명된 것과 같은 리간드에 효과적으로 결합하는 코팅이 폴리머 막에 도포될 수 있다.

플루오로폴리머 막은 또한 기능성 테트라플루오로에틸렌(TFE) 코폴리머 막을 포함하는 폴리머 물질을 포함할 수 있는데, 여기서 기능성 TFE 코폴리머 물질은 TFE와 PSVE(퍼플루오로술포닐 비닐 에테르)의 기능성 코폴리머 또는 한정되는 것은 아니지만, 비닐리덴 플루오라이드(VDF), 비닐 아세테이트 또는 비닐 알코올과 같은 다른 적절한 기능성 모노머를 갖는 TFE를 포함한다.

본 출원 전반에 걸쳐, "PTFE"라는 용어는 편의상 본 출원에서 사용되며, 폴리테트라플루오로에틸렌뿐만 아니라, 미국 특허 제5,708,044호(Branca), 미국 특허 제6,541,589호(Baillie), 미국 특허 제7,531,611호(Sabol 등), 미국 특허 제8,637,144호(Ford), 및 미국 특허 제9,139,669호(Xu 등)에 기재된 바와 같은 발포 PTFE, 발포 변형 PTFE 및 PTFE의 발포 코폴리머를 포함하는 것을 의미하는 것으로 이해되어야 한다,

또한, 피브릴화 폴리머 막은 예를 들어, 피브릴화 폴리올레핀 막(예를 들어, 폴리에틸렌 막)일 수 있다.

중간 재료(들)는 플루오로폴리머 필름 또는 비플루오로폴리머 필름(예컨대, 폴리에틸렌, 발포 폴리에틸렌 또는 다른 폴리올레핀 필름)일 수 있다. 또한, 중간 필름은 다공성일 수 있다. 일부 실시예에서, 중간 필름은 열가소성 또는 열경화성 폴리머 필름이다.

유리하게, 크로마토그래피 장치는 여러 번 사용될 수 있다. 또한, 크로마토그래피 장치는 각 분리 공정 후 또는 다수의 분리 공정 후에 세정 용액(예를 들어, 수산화 나트륨, 인산, 구연산, 에탄올 등)으로 세정되어 재사용될 수 있다.

본 명세서에 기술된 친화성 크로마토그래피 장치는 20초의 체류 시간에서 35 mg/ml보다 큰 동적 결합 용량(DBC)을 갖는다. 또한, 친화성 크로마토그래피 장치는 0.3 ㎫의 작동 압력을 초과하지 않고 적어도 100 사이클의 사이클링 내구성을 갖는다. 또한, 크로마토그래피 장치는 상당한 동적 결합 용량을 잃지 않고 여러 번 사용될 수 있다. 특히, 크로마토그래피 장치는 각 분리 공정 후에 세정 용액(예를 들어, 수산화나트륨)으로 세정된 다음 재사용될 수 있다. 본 명세서에는 권취 막 어셈블리(110) 및 적층 막 어셈블리(220)의 실시예가 설명되어 있지만, 임의의 수의 피브릴화 폴리머 막뿐만 아니라 피브릴화 폴리머 막의 유형, 구형 무기 입자의 유형, 구형 무기 입자의 크기 및 막 어셈블리(110, 220) 내의 피브릴화 폴리머 막(들)의 배향의 임의의 및 모든 조합도 본 개시 내용의 범위 내에 있음을 이해해야 한다. 또한, 피브릴화 폴리머 막의 일부 또는 전부는 조성, 두께, 투과성 등이 서로 다를 수 있다.

본 명세서에 기술된 크로마토그래피 장치 및 그 구성요소들은 다양한 공정을 사용하여 제조될 수 있다. 일부 실시예에서, 본 명세서에 제공된 크로마토그래피 구성요소들을 제조하는 데 사출 성형을 사용될 수 있다. 다른 적절한 공정은 압출, 압축 성형, 용매 주조 및 이들의 조합을 포함할 수 있지만, 이에 국한되지 않는다. 복합 막 어셈블리를 생성하기 위해 공동 발포되는 2개의 피브릴화 폴리머 막을 사용하는 실시예도 본 개시 내용의 범위 내에 있는 것으로 간주된다. 이러한 복합 막 어셈블리는 공동 압출되거나 함께 통합될 수 있는 2개(또는 그 이상의) 층의 피브릴화 폴리머 막을 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 본 명세서에 기술된 친화성 크로마토그래피 장치들은 전반적으로 도 7에 도시된 바와 같이 병렬 구성으로 배열된 친화성 크로마토그래피 장치(700, 701)를 갖는 이중 매니폴드(750)에 활용된다. 도 7-도 12에 도시된 친화성 크로마토그래피 장치는 적층 막 어셈블리, 권취 막 어셈블리, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다는 것을 인식해야 한다. 도시된 바와 같이, 수성 혼합물은 분배 요소(740)로 흐른다. 분배 요소(740)가 수성 혼합물의 흐름을 적어도 2개의 유입 튜브(760, 761)로 분할하는 한, 분배 요소(740)는 특별히 제한되지 않는다. 유입 튜브(760, 761) 내의 분할된 수성 혼합물은 크로마토그래피 장치(700, 701)로 흐르고, 여기서 표적 분자가 포획된다. 수용액(즉, 친화성 리간드에 의해 포획된 표적 분자를 뺀 수성 혼합물)은 각각 유출 튜브(780, 781)를 통해 크로마토그래피 장치(700, 701)로부터 유출된다. 유출 튜브(780, 781)의 수용액은 분배 요소(790)에서 결합되어 단일 수용액으로 재구성된다. 2개의 병렬 친화성 크로마토그래피 장치(700, 701)를 포함하는 이중 매니폴드(750)의 평면도가 도 8에 도시되어 있다. 일부 실시예에서, 매니폴드(750)는 하우징(720) 내에 위치된다.

도 7 및 도 8에는 2개의 크로마토그래피 장치(700, 701)가 오직 예시의 목적으로 도시되어 있으며, 크로마토그래피 장치들 간에 유사한 흐름 및 투과성의 분포가 존재하는 한, 본 명세서에 기술된 복수의(즉, 3개 이상의) 크로마토그래피 장치가 병렬 구성의 매니폴드에 활용될 수 있음을 이해해야 한다. 친화성 크로마토그래피 장치에 걸친 이러한 유사성은 장치 부피 및 성능의 확장성을 허용한다. 매니폴드에 사용되는 친화성 크로마토그래피 장치(예를 들어, 이중, 4중 등)는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 또한, 친화성 크로마토그래피 장치들은 매니폴드(750)에 어떠한 변경 또는 추가 없이 병렬 구성 시스템에 병합될 수 있다.

본 명세서에 기술된 바와 같이 복수의 크로마토그래피 장치를 포함하는 매니폴드의 예는 도 9에 도시된 4중 매니폴드이다. 이 4중 매니폴드(950)의 평면도가 도 10에 도시되어 있다. 도 7 및 도 8에 도시된 이중 매니폴드와 유사하게, 수성 혼합물은 분배 요소(940)로 흐른다. 분배 요소(940)는 수성 혼합물의 흐름을 유입 튜브(960, 961, 962 및 963)로의 흐름으로 분할한다. 도 9에서 962 및 963은 각각 961 및 962 뒤에 숨겨져 있음에 유의해야 한다. 유입 튜브(960, 961, 962 및 963(962 및 963은 도시되지 않음)의 분할된 수성 혼합물은 각각 크로마토그래피 장치(900, 901, 902 및 903(902 및 903(도시되지 않음)로 흘러들어가 표적 분자가 포획된다. 수용액은 각각 유출 튜브(980, 981, 982 및 983)를 통해 크로마토그래피 장치(900, 901, 902 및 903(미도시)) 각각에서 유출된다(982 및 983은 980 및 981 뒤에 숨겨져 있음에 유의하라). 유출 튜브(980, 981, 982 및 983) 내의 수용액(982 및 983(미도시))은 분배 요소(990)에서 결합되어 단일 수용액으로 재구성된다. 일부 실시예에서, 4중 매니폴드(950)는 하우징(920) 내에 위치될 수 있다.

도 11은 병렬 구성으로 2개의 매니폴드(1150,1151)를 포함하는 장치(1000)를 도시한다. 장치(1000)의 평면도가 도 12에 도시되어 있다. 매니폴드(1150, 1151)는 각각 4개의 친화성 크로마토그래피 장치를 포함하며, 그 중 각 매니폴드(1150, 1151)의 2개의 친화성 크로마토그래피 장치(1100, 1101 및 1102, 1103)가 도 11에 도시되어 있다. 적어도 2개의 매니폴드를 병렬로 활용할 수 있는 능력은 본원에 설명된 크로마토그래피 장치를 활용하면서 부피 용량을 증가시킬 수 있는 장점이 있다. 즉, 장치(1000)는 부피가 더 큰 크로마토그래피 장치로 이동할 필요가 없다. 또한, 도 11에 도시된 바와 같이 매니폴드를 병렬로 배치하면, 장치(1000)에 과도한 압력이 가해질 우려가 감소된다.

사용시, 수성 혼합물은 분배 요소(1140)로 흐른다. 분배 요소(1140)는 수성 혼합물의 흐름을 2개의 분배 튜브(1141, 1142)로 분할한다. 분배 튜브(1141, 1142)에서 분할된 수성 혼합물은 분배 요소(1145, 1146)에 의해 유입 튜브로 추가로 분할된다. 도 11에 도시된 실시예에서, 매니폴드(1150)의 4개의 유입 튜브 중, 유입 튜브(1160, 1161)가 도시되어 있다. 유사하게, 매니폴드(1151)의 4개의 유입 튜브 중, 유입 튜브(1162, 1163)가 도시되어 있다. 나머지 유입 튜브(1164, 1165, 1166, 1167)는 도 11에서 유입 튜브(1160, 1161, 1162, 1163) 뒤에 숨겨져 있음을 알아야 한다. 제1 및 제2 매니폴드(1150, 1151)의 유입 튜브 내의 수성 혼합물은 친화성 크로마토그래피 장치로 흐른다. 매니폴드(1150)에는 친화성 크로마토그래피 장치(1100, 1101)가 도시되어 있고, 매니폴드(1151)에는 친화성 크로마토그래피 장치(1102, 1103)가 도시되어 있음을 알아야 한다. 나머지 크로마토그래피 장치(1104, 1105, 1106, 1107)는 도 11에서 친화성 크로마토그래피 장치(1100, 1101, 1102, 1103) 뒤에 숨겨져 있다. 표적 분자는 친화성 크로마토그래피 장치들에서 포획된다.

수용액은 유출 튜브를 통해 각 크로마토그래피 장치로부터 유출된다. 도 11에는 매니폴드(1150)의 유출 튜브(1180, 1181) 및 매니폴드(1151)의 유출 튜브(1182, 1183)가 도시되어 있다. 나머지 유출구 튜브들은 도 11에서 유출 튜브(1180, 1181, 1182, 1183) 뒤에 숨겨져 있음을 알아야 한다. 유출 튜브 내의 수용액은 분배 요소(1170) 및 분배 요소(1171)에서 결합된다. 그런 다음, 결합된 용액은 분배 요소(1170, 1170)로부터 수집 튜브(1110, 1111)로 흐른다. 수집 튜브(1110, 1111)의 수용액은 분배 요소(1190)에서 결합되어 단일 수용액으로 재구성된다. 제1 매니폴드(1150) 및 제2 매니폴드(1151)는 하우징(1120) 내에 내장될 수 있다.

일부 실시예에서, 매니폴드(들) 및/또는 매니폴드 자체(예를 들어, 이중 매니폴드(도 7), 4중 매니폴드(도 9)) 및/또는 병렬 구성의 매니폴드(도 11) 내의 친화성 크로마토그래피 장치들은 하우징 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 매니폴드에 크로마토그래피 장치를 둘러싸는 제1 하우징이 있을 수 있다. 따라서, 이중 매니폴드에서, 제1 하우징은 2개의 친화성 크로마토그래피 장치를 둘러싸고 있다. 이와 관련하여, 매니폴드를 둘러싸는 제2 하우징(및 크로마토그래피 장치를 둘러싸는 제1 하우징)이 있을 수 있다. 다른 실시예에서, 매니폴드 내의 크로마토그래피 장치만 하우징으로 둘러싸여 있다. 다른 실시예에서, 매니폴드(들) 및 친화성 크로마토그래피 장치는 단일 하우징에 수용될 수 있다(예를 들어, 매니폴드(들) 내에 포함된 크로마토그래피 장치는 하우징에 별도로 포함되지 않는다). 하우징을 형성하는 재료는 특별히 제한되지 않는다. 적절한 재료의 비제한적인 예로는 폴리우레탄, 스테인리스 강, 폴리프로필렌, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 고리형 올레핀 코폴리머(COC) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜(PETG)을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다. 또한, 하우징 유닛의 형상은 제한되지 않으며, 형상이 친화성 크로마토그래피 장치 및/또는 매니폴드(들)를 봉지하는 한, 임의의 형상을 취할 수 있다.

일부 실시예에서, 본 개시 내용은 생물학적 샘플로부터 표적 물질을 제거하는 진단 장치에 관한 것이다. 이 장치는 구형 형상 및 약 5 미크론 내지 약 20 미크론의 공칭 입자 크기를 갖는 무기 입자를 포함하는 피브릴화 폴리머 막을 포함한다. 입자 크기 분포는 D90/D10이 3 이하이고, 피브릴화 폴리머 막과 무기 입자 중 적어도 하나가 생물학적 샘플 내의 표적 물질에 가역적으로 결합하는 리간드를 공유 결합시킨다. 장치는 유체 유입구와 해당 유체 유입구에 유체 연통되게 연결된 유체 유출구를 더 포함할 수 있다. 또한, 장치는 유체 유입구, 유체 유출구 및 피브릴화 폴리머 막을 둘러싸는 하우징 부재를 포함할 수 있다.

당업자는 본 개시 내용의 다양한 양태들이 의도된 기능을 수행하도록 구성된 임의의 수의 방법 및 장치에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 인식할 것이다. 또한, 본 명세서에 언급된 첨부된 도면들은 반드시 비율에 맞게 작성된 것은 아니며, 본 개시 내용의 다양한 양태를 설명하기 위해 과장될 수 있으며, 이와 관련하여, 도면들이 제한적인 것으로 해석되어서는 안된다는 점에 유의해야 한다.

시험 방법

아래에 특정 방법 및 장비가 설명되어 있지만, 당업자에 의해 적절하다고 판단되는 다른 방법 또는 장비가 대안적으로 활용될 수 있음을 이해해야 한다.

10% 돌파시 동적 결합 용량을 결정하는 방법

크로마토그래피 장치는 AKTA™ 퓨어(Cytiva, 매사추세츠주 말보로 소재) 액체 크로마토그래피 시스템의 유동 경로에 삽입되었고, 다음 프로토콜로 구성된 단일 사이클이 수행되었다. 표 A는 사용된 용액을 설명하고, 표 B는 10% 돌파시 동적 결합 용량을 결정하기 위한 프로토콜 단계를 설명한다.

표 A

표 B

액체 투과성 측정 방법

크로마토그래피 장치의 액체 투과성은 다르시 법칙(Darcy's law)을 사용하여 결정되었다. 개별 장치는 충진 단면적(bed cross sectional area) 및 충진 길이(bed length)에 대해 특성화되었다. 용액 A를 액체로 사용하고 점도를 특성화했다. 액체 플럭스의 함수로서 컬럼을 가로지르는 압력 강하를 AKTA™ Pure 액체 크로마토그래피 시스템에서 측정했다.

입자 크기 및 입자 크기 분포를 결정하는 방법

입자 크기 및 입자 크기 분포 데이터는 제조업체에서 제공하였으며, 쿨터 카운터 기법(Coulter Counter technique)을 사용하여 측정하였다.

CHO 세포 배양물의 정제 방법

크로마토그래피 장치는 AKTA™ Pure(Cytiva, 매사추세츠주 말보로 소재) 액체 크로마토그래피 시스템의 유동 경로에 삽입되었다. 표 C는 CHO 세포 배양물 정제를 수행하기 위해 활용된 용액을 설명한다.

표 C

단백질 정제 수율 결정 방법

정제 수율은 먼저 히타치 U-2900 분광 광도계를 사용하여 280 nm 파장에서 단백질 용출 풀(pool)의 흡광도를 측정하여 결정했다. 그런 다음 이 흡광도 값을 활용하여 아래에 설명된 비어의 법칙(Beer's law)을 사용하여 단백질 용출 풀의 단백질 농도를 계산했다. 수율은 용출 풀의 총 표적 단백질 질량(c)을 표 L, M 또는 P에 기반한 로딩 부피를 사용하여 표 C의 베양물 1 또는 배양물 2의 역가(titer)를 참조하여 로드된 표적 단백질 질량(Co)으로 나누어 각 용출 풀에 대해 계산했다.

A=εLc

여기서:

A = 흡광도

ε = 소멸 계수

L = 샘플 경로 길이

c = 용출시 총 표적 단백질 질량

c₀ = 로드된 표적 단백질 질량

%수율 = (c/c₀)×100.

크로마토그래피 장치를 병렬로 연결하는 방법

표 K 및 O(후술됨)에 설명된 모든 친화성 크로마토그래피 장치는 2, Y 피팅과 1/16" PEEK 튜빙(표 K의 장치 V, W 및 X)을 포함하는 이중 매니폴드 구성 또는 표 D에 설명된 6, Y 피팅과 1/16" Peek 튜빙(장치 Y) 또는 6, Y 피팅과 1/8" FEP 튜빙(장치 Z)을 포함하는 4중 매니폴드 구성으로 부착했다.

표 D

예시

예 1: 적층 막 기준 입자

공칭 입자 크기가 10 미크론인 15 질량% ePTFE 및 85 질량% 다공성 실리카 입자를 갖는 다공성 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE) 막을 획득하였다. 또한, 공칭 입자 크기가 20 미크론인 15 질량% PTFE 및 85 질량% 다공성 실리카 입자를 갖는 다공성 ePTFE 막을 획득하였다. 표 E에 나열된 ePTFE 막의 다공성 실리카 입자는 화학적 조성, 입자 형상, 공칭 입자 기공도, 공칭 입자 기공 치수 및 공칭 입자 표면적과 같은 다른 화학적 및 물리적 특성과 관련하여 실질적으로 동일하였다. 표 E에는 2개의 다공성 ePTFE 막의 물리적 특성 중 일부가 나열되어 있다.

표 E

친화성 크로마토그래피 장치를 제조하기 위해 다공성 ePTFE 막 A 및 B를 사용하였다. 폴리프로필렌 유량 분배기를 폴리프로필렌 실린더 하우징의 일단에 부착하였다. 다공성 폴리프로필렌 중간 재료를 하우징에 배치하였다. 하우징 내의 폴리프로필렌 중간 재료 위에 원하는 수의 ePTFE 막 층을 적층하였다(표 F 참조). 제2 다공성 폴리프로필렌 중간 재료를 ePTFE 막 스택 위에 배치하였다. 제2 폴리프로필렌 유량 분배기를 제1 폴리프로필렌 유량 분배기에 대향하는 원통형 하우징의 단부에 부착하였다. 크로마토그래피 장치는 가열 공정을 통해 밀봉되었다.

그런 다음, 중간 장치는 단백질 A를 적층된 ePTFE 막에 공유 결합시키는 방식으로 처리되었다. 이러한 방식은 당업자에게 전형적인 방식을 대표하며, 미국 특허 제10,525,376호(MacManaway 등) 및 미국 특허 제10,526,367호(MacManaway 등)에 상세히 설명되어 있다.

전술한 바와 같이 제조된 친화성 크로마토그래피 장치는 본원에 기재된 시험 방법에 기술된 프로토콜을 사용하여 액체 투과성 및 20초 체류 시간 동적 결합 용량을 평가하기 위해 시험되었다. 이러한 각 친화성 크로마토그래피 장치의 성능은 표 F에 제시된다.

표 F

예 2: 적층 막-구형, 제어된 크기 분포 입자

표 G에 기재된 크기 및 크기 분포의 구형 입자가 얻어졌다. 표 G에 기재된 다공성 실리카 입자는 화학적 조성, 입자 형상, 공칭 입자 기공도, 공칭 입자 기공 치수 및 공칭 입자 표면적과 같은 화학적 및 물리적 특성과 관련하여 실질적으로 동일하였다.

표 G

표 G의 항목으로부터 15 질량%의 PTFE 및 85 질량%의 구형 다공성 실리카 입자를 갖는 다공성 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE) 막을 획득하였다. 이러한 ePTFE 막은 공칭 입자 크기의 다양한 질량 혼합물을 가졌다. 표 H에는 각 입자 크기 혼합 비율과 ePTFE 막의 물리적 특성이 나열되어 있다.

표 H

다공성 막(ePTFE) E 내지 K를 사용하여 예 1과 동일한 방식으로 친화성 크로마토그래피 장치를 제조하였다. 그런 다음, 크로마토그래피 장치는 예 1과 동일한 방식으로 단백질 A를 막에 공유 결합하도록 처리되었다. 친화성 크로마토그래피 장치는 액체 투과성 및 20초 체류 시간 동적 결합 능력을 평가하기 위해 시험되었다. 이러한 각 친화성 크로마토그래피 장치의 성능은 표 I에 제시된다.

표 I

예 1 및 예 2에 기술된 장치로부터의 동적 결합 용량과 액체 투과성 사이의 관계는 비교를 위해 도 5에 제시된다.

예 3: 나선형 권취 막

표 H에 기술된 다공성 ePTFE 막 F 및 H는 나선형 권취 친화성 크로마토그래피 장치를 구성하는 데 사용되었다. 양단부에 다공성 폴리프로필렌 중간 재료가 있는 각 PTFE 막의 길이를 중공 폴리프로필렌 코어에 감았다. ePTFE 막의 길이는 원하는 감김 횟수를 달성하기에 충분했다. ePTFE 막 가장자리는 일단부에서 폴리프로필렌 분배 캡과 타단부에서 유출 캡에 통합 및 밀봉되었다. 유입 캡과 외부 하우징은 유사하게 어셈블리 위에 밀봉되어, 축 방향으로 배향된 채널이 외부 반경에서 내부 반경으로, 그리고 유출 캡을 통해 배출되도록 ePTFE 막 층을 통한 반경방향 흐름을 가능하게 했다.

그런 다음, 각 장치는 예 1과 동일한 방식으로 단백질 A를 막에 공유 결합하도록 처리되었다. 각 친화성 크로마토그래피 장치는 액체 투과성 및 20초 체류 시간 동적 결합 용량을 평가하기 위해 시험되었다. 친화성 크로마토그래피 장치의 성능은 표 J에 제시된다. 도 6은 나선형 권취 막이 있는 장치(S 및 T)와 막이 적층된 장치(C-R)의 관계를 보여준다.

표 J

예 4: 크로마토그래피 장치 V, W 및 X - 이중 매니폴드 구성

크로마토그래피 장치(V, W 및 X)는 도 7에 도시된 바와 같이 이중 매니폴드 구성에서 표 D에 설명된 피팅 및 튜빙을 사용하여 구성되었다. 크로마토그래피 장치(V, W 및 X) 각각에 대해 표 C의 배양물 1을 사용한 5회의 순차 정제 사이클을 수행하였다. 크로마토그래피 장치(V 및 W)는 표 L에 요약된 정제 조건을 따랐고 크로마토그래피 장치(X)(Cytiva, 매사추세츠 말보로 - HiScreen MabSelect SuRe LX (PN:17547415))는 표 M에 요약된 정제 조건을 따랐다. 정제 사이클은 이중 매니폴드 구성에서 정제 능력 및 수율 성능을 평가하기 위해 수행되었다. 도 13은 크로마토그래피 장치(V 및 W)의 대표적인 정제 사이클을 보여준다. 도 14는 크로마토그래피 장치(X)의 대표적인 정제 사이클을 보여준다. 각 이중 매니폴드의 수율 성능은 표 N에 제시된다. 크로마토그래피 장치(V 및 W)는 정제되는 CHO 세포 배양물에 대한 일반적인 크로마토그램을 표시한 반면, 크로마토그래피 장치(X)는 도 14에서 도 13의 장치(V 및 W)에 비해 500-600 mAU 높은 흡광도에 의해 로딩 단계 전체에서 조기 돌파의 증거를 보여주었다. 크로마토그래피 장치(X)는 또한 도 14에서 관찰할 수 있는 이중 용출 피크의 증거를 보여주었다. 이 이중 용출 피크는 장치(V 및 W)에서는 관찰되지 않았다.

표 K

표 L

표 M

표 N

예 5: 크로마토그래피 장치 Y 및 Z - 적층형 대 나선형 권취 4중 매니폴드 구성

크로마토그래피 장치(Y 및 Z)는 도 9에서 확인된 바와 같이 4중 매니폴드 구성에서 표 D에 설명된 피팅 및 튜빙을 사용하여 구성되었다. 표 C의 배양물 2를 사용한 정제 사이클은 4중 매니폴드를 사용하여 수행되었다. 크로마토그래피 장치(Y 및 Z)는 표 P에 설명된 정제 조건을 따라 4중 매니폴드 구성에서 정제 능력 및 수율 성능을 평가하였다. 도 15는 크로마토그래피 장치(Y)와 크로마토그래피 장치(Z) 모두에 대한 대표적인 정제 사이클을 보여준다. 각 장치의 수율 성능은 표 Q에 제시된다.

표 O

표 P

표 Q

본 출원의 발명은 전술한 바와 같이 일반적으로 그리고 특정 실시예와 관련하여 설명되었다. 당업자에게는 본 개시 내용의 범위를 벗어나지 않고 실시예들에서 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있음이 분명할 것이다. 따라서, 실시예들은 첨부된 청구범위 및 그 균등물의 범위 내에 있는 경우 본 발명의 변형 및 변경을 포함하는 것으로 의도된다.

Claims

친화성 크로마토그래피 장치를 포함하는 물품으로서:
상기 친화성 크로마토그래피 장치는:
유체 유입구;
상기 유체 유입구에 유체 연통되게 연결된 유체 유출구;
상기 유체 유입구와 상기 유체 유출구 사이에 위치되며, 구형 형상 및 약 5 미크론 내지 약 20 미크론의 공칭 입자 크기를 갖는 무기 입자를 내부에 포함하는 피브릴화 폴리머 막; 및
상기 유체 유입구, 상기 유체 유출구 및 상기 피브릴화 폴리머 막을 둘러싸는 하우징 부재
를 포함하고,
입자 크기 분포는 3 이하의 D90/D10을 가지며,
표적 분자에 가역적으로 결합하는 친화성 리간드가 피브릴화 폴리머 막 및 무기 입자 중 적어도 하나에 공유 결합된 것인 물품.
제1항에 있어서, 상기 표적 분자는 단백질, 항체, 바이럴 벡터 및 이들의 조합인 것인 물품.
제1항 또는 제2항에 있어서, 약 100(×10^-12㎠) 내지 약 500(×10^-12㎠)의 투수율을 가지는 것인 물품.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 구형 형상을 갖는 상기 무기 입자는 실리카, 제올라이트, 하이드록시아파타이트, 금속 산화물 및 이들의 조합으로부터 선택되는 것인 물품.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피브릴화 폴리머 막은 발포 폴리테트라플루오로에틸렌 막, 발포 변형 폴리테트라플루오로에틸렌 막, 발포 테트라플루오로에틸렌 코폴리머 막 또는 발포 폴리에틸렌 막을 포함하는 것인 물품.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피브릴화 폴리머 막은 발포 폴리테트라플루오로에틸렌 막인 것인 물품.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 친화성 리간드는 단백질 A, 단백질 G, 단백질 L, 인간 Fc 수용체 단백질, 항체, 다당류 및 이들의 조합으로부터 선택되는 것인 물품.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무기 입자는, 적어도, 구형 형상 및 제1 공칭 입자 크기를 갖는 제1 무기 입자와, 구형 형상 및 제2 공칭 입자 크기를 갖는 제2 무기 입자를 포함하고, 상기 제1 및 제2 공칭 입자 크기는 서로 다른 것인 물품.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공칭 입자 크기는 약 5 미크론, 약 10 미크론, 약 15 미크론, 약 20 미크론 및 이들의 조합으로부터 선택되는 것인 물품.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 구형 형상을 갖는 상기 무기 입자는 10 미크론 구형 입자와 20 미크론 구형 입자의 블렌드를 포함하고, 상기 블렌드는 10:90 내지 90:10인 것인 물품.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 구형 형상을 갖는 상기 무기 입자는 5 미크론 구형 입자와 10 미크론 구형 입자의 블렌드를 포함하고, 상기 블렌드는 10:90 내지 90:10인 것인 물품.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 구형 형상을 갖는 상기 무기 입자는 5 미크론 구형 입자와 20 미크론 구형 입자의 블렌드를 포함하고, 상기 블렌드는 10:90 내지 90:10인 것인 물품.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 20초의 체류 시간에서 적어도 35 mg/ml의 동적 결합 용량(DBC)을 가지는 것인 물품.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 0.3 ㎫ 미만의 작동 압력에서 적어도 100 사이클의 사이클 내구성을 가지는 것인 물품.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피브릴화 폴리머 막은 권취 구성을 가지는 것인 물품.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피브릴화 폴리머 막은 적층 구성을 가지는 것인 물품.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피브릴화 폴리머 막은 권취 구성, 적층 구성 및 이들의 조합을 가지는 것인 물품.
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 내부 중간 재료가 코어의 외부 표면 상에 둘레 방향으로 위치되고, 상기 피브릴화 폴리머 막은 상기 내부 중간 재료 주위에 둘레 방향으로 위치되는 것인 물품.
제18항에 있어서, 외부 중간 재료가 상기 피브릴화 폴리머 막 상에 둘레 방향으로 위치되는 것인 물품.
제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 내부 중간 재료 및 상기 외부 중간 재료는 다공성 플루오로폴리머 필름, 다공성 비(非)플루오로폴리머 필름, 다공성 부직물 및 다공성 직물로부터 선택되는 것인 물품.
제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내부 중간 재료 및 상기 외부 중간 재료 중 적어도 하나는 폴리프로필렌 부직물인 것인 물품.
유체 스트림으로부터 표적 분자를 분리하기 위한 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항의 물품의 용도.
병렬 구성으로 배열된 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항의 친화성 크로마토그래피 장치를 적어도 2개 포함하는 매니폴드
제23항에 있어서, 상기 매니폴드는 하우징 내에 내장된 것인 매니폴드.
병렬 구성의 제1 매니폴드 및 제2 매니폴드를 포함하는 장치로서, 상기 제1 매니폴드 및 상기 제2 매니폴드 각각은 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항의 친화성 크로마토그래피 장치를 적어도 2개 포함하는 것인 장치.
제25항에 있어서, 상기 제1 매니폴드 및 상기 제2 매니폴드는 하우징 내에 내장된 것인 장치.
친화성 크로마토그래피 장치를 포함하는 물품으로서:
상기 친화성 크로마토그래피 장치는:
중심 배치된 코어;
구형 형상 및 약 5 미크론 내지 약 20 미크론의 공칭 입자 크기를 갖는 구형 무기 입자를 내부에 포함하고 코어 주위에 권취된 피브릴화 폴리머 막;
코어와 피브릴화 폴리머 양자 모두를 둘러싸는 하우징 부재;
상기 하우징 부재의 제1 단부에 위치된 제1 단부 캡; 및
상기 하우징 부재의 제2 단부에 위치된 제2 단부 캡
을 포함하고,
입자 크기 분포는 3 미만의 D90/D10을 가지며,
표적 분자에 가역적으로 결합하는 친화성 리간드가 피브릴화 폴리머 막 및 구형 무기 입자 중 적어도 하나에 공유 결합된 것인 물품.
제27항에 있어서, 상기 표적 분자는 단백질, 항체, 바이럴 벡터 및 이들의 조합인 것인 물품.
제27항 또는 제28항에 있어서, 약 100(×10^-12㎠) 내지 약 500(×10^-12㎠)의 투수율을 가지는 것인 물품.
제27항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 구형 형상을 갖는 상기 무기 입자는 실리카, 제올라이트, 하이드록시아파타이트, 금속 산화물 및 이들의 조합으로부터 선택되는 것인 물품.
제27항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피브릴화 폴리머 막은 발포 폴리테트라플루오로에틸렌 막, 발포 변형 폴리테트라플루오로에틸렌 막, 발포 테트라플루오로에틸렌 코폴리머 막 또는 발포 폴리에틸렌 막을 포함하는 것인 물품.
제27항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피브릴화 폴리머 막은 발포 폴리테트라플루오로에틸렌 막인 것인 물품.
제27항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 친화성 리간드는 단백질 A, 단백질 G, 단백질 L, 인간 Fc 수용체 단백질, 항체, 다당류 및 이들의 조합으로부터 선택되는 것인 물품.
제27항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무기 입자는, 적어도, 구형 형상 및 제1 공칭 입자 크기를 갖는 제1 무기 입자와, 구형 형상 및 제2 공칭 입자 크기를 갖는 제2 무기 입자를 포함하고, 상기 제1 및 제2 공칭 입자 크기는 서로 다른 것인 물품.
제27항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공칭 입자 크기는 약 5 미크론, 약 10 미크론, 약 15 미크론, 약 20 미크론 및 이들의 조합으로부터 선택되는 것인 물품.
제27항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 구형 형상을 갖는 상기 무기 입자는 10 미크론 구형 입자와 20 미크론 구형 입자의 블렌드를 포함하고, 상기 블렌드는 10:90 내지 90:10인 것인 물품.
제27항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 구형 형상을 갖는 상기 무기 입자는 5 미크론 구형 입자와 10 미크론 구형 입자의 블렌드를 포함하고, 상기 블렌드는 10:90 내지 90:10인 것인 물품.
제27항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 구형 형상을 갖는 상기 무기 입자는 5 미크론 구형 입자와 20 미크론 구형 입자의 블렌드를 포함하고, 상기 블렌드는 10:90 내지 90:10인 것인 물품.
제27항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서, 20초의 체류 시간에서 적어도 35 mg/ml의 동적 결합 용량(DBC)을 가지는 것인 물품.
제27항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서, 0.3 ㎫ 미만의 작동 압력에서 적어도 100 사이클의 사이클 내구성을 가지는 것인 물품.
제27항 내지 제40항 중 어느 한 항에 있어서, 내부 중간 재료가 코어의 외부 표면 상에 둘레 방향으로 위치되고, 상기 피브릴화 폴리머 막은 상기 내부 중간 재료 상에 둘레 방향으로 위치되는 것인 물품.
제27항 내지 제41항에 있어서, 상기 피브릴화 폴리머 막 상에 둘레 방향으로 위치되는 외부 중간 재료를 포함하는 물품.
제42항에 있어서, 상기 내부 중간 재료 및 상기 외부 중간 재료는 다공성 플루오로폴리머 필름, 다공성 비플루오로폴리머 필름, 다공성 부직물 및 다공성 직물로부터 선택되는 것인 물품.
제43항에 있어서, 상기 내부 중간 재료 및 상기 외부 중간 재료 중 적어도 하나는 폴리프로필렌 부직물인 것인 물품.
병렬 구성으로 배열된 제27항 내지 제44항 중 어느 한 항의 친화성 크로마토그래피 장치를 적어도 2개 포함하는 매니폴드
제45항에 있어서, 상기 매니폴드는 하우징 내에 내장된 것인 매니폴드.
병렬 구성의 제1 매니폴드 및 제2 매니폴드를 포함하는 장치로서, 상기 제1 매니폴드 및 상기 제2 매니폴드 각각은 제27항 내지 제44항 중 어느 한 항의 친화성 크로마토그래피 장치를 적어도 2개 포함하는 것인 장치.
제47항에 있어서, 상기 제1 매니폴드 및 상기 제2 매니폴드는 하우징 내에 내장된 것인 장치.
친화성 크로마토그래피 장치를 포함하는 물품으로서:
상기 친화성 크로마토그래피 장치는:
하우징 부재;
상기 하우징 부재 내로 유체 흐름을 허용하는 유입구;
상기 하우징 부재 외부로 유체 흐름을 허용하는 유출구; 및
상기 하우징 부재 내에서 유체 유입구와 유체 유출구 사이에 배치된 적층형 막 어셈블리
를 포함하고, 상기 적층형 막 어셈블리는:
적층 구성의 2개 이상의 피브릴화 폴리머 막 - 각각의 피브릴화 폴리머 막은 구형 형상 및 약 5 미크론 내지 약 20 미크론의 공칭 입자 크기의 블렌드를 갖는 무기 입자를 내부에 포함함 -
을 포함하며,
입자 크기 분포는 3 미만의 D90/D10을 가지며,
표적 분자에 가역적으로 결합하는 친화성 리간드가 피브릴화 폴리머 막 및 구형 무기 입자 중 적어도 하나에 공유 결합된 것인 물품.
제49항에 있어서, 상기 하우징 부재의 양단부에 위치된 제1 및 제2 유동 분배기를 포함하는 물품.
제49항 또는 제50항에 있어서, 상기 표적 분자는 단백질, 항체, 바이럴 벡터 및 이들의 조합인 것인 물품.
제49항 내지 제51항 중 어느 한 항에 있어서, 약 100(×10^-12㎠) 내지 약 500(×10^-12㎠)의 투수율을 가지는 것인 물품.
제49항 내지 제52항 중 어느 한 항에 있어서, 구형 형상을 갖는 상기 무기 입자는 실리카, 제올라이트, 하이드록시아파타이트, 금속 산화물 및 이들의 조합으로부터 선택되는 것인 물품.
제49항 내지 제53항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피브릴화 폴리머 막은 발포 폴리테트라플루오로에틸렌 막, 발포 변형 폴리테트라플루오로에틸렌 막, 발포 테트라플루오로에틸렌 코폴리머 막 또는 발포 폴리에틸렌 막을 포함하는 것인 물품.
제49항 내지 제53항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피브릴화 폴리머 막은 발포 폴리테트라플루오로에틸렌 막인 것인 물품.
제49항 내지 제55항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 친화성 리간드는 단백질 A, 단백질 G, 단백질 L, 인간 Fc 수용체 단백질, 항체, 다당류 및 이들의 조합으로부터 선택되는 것인 물품.
제49항 내지 제56항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무기 입자는, 적어도, 구형 형상 및 제1 공칭 입자 크기를 갖는 제1 무기 입자와, 구형 형상 및 제2 공칭 입자 크기를 갖는 제2 무기 입자를 포함하고, 상기 제1 및 제2 공칭 입자 크기는 서로 다른 것인 물품.
제49항 내지 제57항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공칭 입자 크기는 약 5 미크론, 약 10 미크론, 약 15 미크론, 약 20 미크론 및 이들의 조합으로부터 선택되는 것인 물품.
제49항 내지 제58항 중 어느 한 항에 있어서, 구형 형상을 갖는 상기 무기 입자는 10 미크론 구형 입자와 20 미크론 구형 입자의 블렌드를 포함하고, 상기 블렌드는 90:10 내지 10:90인 것인 물품.
제49항 내지 제58항 중 어느 한 항에 있어서, 구형 형상을 갖는 상기 무기 입자는 5 미크론 구형 입자와 10 미크론 구형 입자의 블렌드를 포함하고, 상기 블렌드는 10:90 내지 90:10인 것인 물품.
제49항 내지 제58항 중 어느 한 항에 있어서, 구형 형상을 갖는 상기 무기 입자는 5 미크론 구형 입자와 20 미크론 구형 입자의 블렌드를 포함하고, 상기 블렌드는 10:90 내지 90:10인 것인 물품.
제49항 내지 제61항 중 어느 한 항에 있어서, 20초의 체류 시간에서 적어도 35 mg/ml의 동적 결합 용량(DBC)을 가지는 것인 물품.
제49항 내지 제62항 중 어느 한 항에 있어서, 0.3 ㎫ 미만의 작동 압력에서 적어도 100 사이클의 사이클 내구성을 가지는, 물품.
제49항 내지 제63항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 제1 중간 재료가 상기 적층형 막 어셈블리의 제1 면에 위치되고, 제2 중간 재료가 상기 적층형 막 어셈블리의 제2 면 - 상기 제1 면의 반대편 - 에 위치되는 것인 물품.
제64항에 있어서, 상기 제1 중간 재료 및 상기 제2 중간 재료는 다공성 플루오로폴리머 필름, 다공성 비플루오로폴리머 필름, 다공성 부직물 및 다공성 직물로부터 선택되는 것인 물품.
제65항에 있어서, 상기 제1 중간 재료 및 상기 제2 중간 재료 중 적어도 하나는 폴리프로필렌 부직물인 것인 물품.
병렬 구성으로 배열된 제49항 내지 제66항 중 어느 한 항의 친화성 크로마토그래피 장치를 적어도 2개 포함하는 매니폴드
제67항에 있어서, 상기 매니폴드는 하우징 내에 내장된 것인 매니폴드.
병렬 구성의 제1 매니폴드 및 제2 매니폴드를 포함하는 장치로서, 상기 제1 매니폴드 및 상기 제2 매니폴드 각각은 제49항 내지 제66항 중 어느 한 항의 친화성 크로마토그래피 장치를 적어도 2개 포함하는 것인 장치.
제69항에 있어서, 상기 제1 매니폴드 및 상기 제2 매니폴드는 하우징 내에 내장된 것인 장치.
진단 장치로서:
구형 형상 및 약 5 미크론 내지 약 20 미크론의 공칭 입자 크기를 갖는 무기 입자를 내부에 포함하는 피브릴화 폴리머 막
을 포함하며,
입자 크기 분포는 3 이하의 D90/D10을 갖고,
생물학적 유체에서 표적 물질에 가역적으로 결합하는 리간드가 피브릴화 폴리머 막 및 무기 입자 중 적어도 하나에 공유 결합된 것인 진단 장치.
제71항에 있어서, 유체 유입구 및 상기 유체 유입구에 유체 연통되게 연결된 유체 유출구를 포함하는 진단 장치.
제71항 또는 제72항에 있어서, 상기 유체 유입구, 상기 유체 유출구 및 상기 피브릴화 폴리머 막을 둘러싸는 하우징 부재를 포함하는 진단 장치.