KR20240047944A - Insert for Cross-Flow Membrane Emulsification Assembly - Google Patents
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Abstract
크로스-플로우 멤브레인 에멀젼화 어셈블리용 인서트
크로스-플로우 관형 멤브레인 에멀젼 어셈블리와 함께 사용하기 위한 인서트가 개시되며, 이는 원통형 섹션을 갖는 로드를 포함하며, 상기 로드는 테이퍼진 단부 섹션들을 구비하고, 상기 테이퍼진 단부 섹션들 각각은 모따기 영역들을 구비하고; 상기 인서트의 모따기 영역들은 각각 다수의 채널(또는 홈)을 구비하는 것을 특징으로 한다. Inserts for cross-flow membrane emulsification assemblies
An insert for use with a cross-flow tubular membrane emulsion assembly is disclosed, comprising a rod having a cylindrical section, the rod having tapered end sections, each of the tapered end sections having chamfer areas. do; The chamfered areas of the insert are each characterized by having a plurality of channels (or grooves).
Description
본 발명은 멤브레인 에멀젼화에 의한 액적, 나노입자 또는 미세입자 생산을 제어하기 위해 크로스-플로우 어셈블리와 함께 사용하기 위한 새로운 인서트에 관한 것이다. 의심의 여지를 피하기 위해, 본 명세서에서 사용된 "나노입자"라는 용어는 지질 나노입자(LNP)를 포함한다.The present invention relates to a new insert for use with cross-flow assemblies to control droplet, nanoparticle or microparticle production by membrane emulsification. For the avoidance of doubt, the term “nanoparticle” as used herein includes lipid nanoparticles (LNPs).
에멀젼을 생성하는 장치 및 방법은 크림, 로션, 의약품(예를 들어, 지연 방출 의약품용 마이크로캡슐), 살충제, 페인트, 바니시, 스프레드 및 기타 식품을 생산하는데 경제적으로 상당히 중요하다. Apparatus and methods for producing emulsions are of significant economic importance for the production of creams, lotions, pharmaceuticals (e.g. microcapsules for delayed release pharmaceuticals), pesticides, paints, varnishes, spreads and other food products.
많은 적용 내지 응용에 있어서, 합리적으로 일관된 액적 또는 분산, 크기를 사용하는 것이 바람직하다. For many applications, it is desirable to use reasonably consistent droplet or dispersion sizes.
종래의 에멀젼 제조 기술은 교반기와 균질기를 포함하는 시스템을 사용한다. 이러한 시스템에서는, 큰 액적이 포함된 2 상 분산액(phase dispersion)이 교반기 근처의 고 전단 영역을 통하거나, 밸브 및 노즐을 통해 강제로 난류를 유도하여, 액적을 더 작은 액적으로 부서지게 한다. 그러나, 달성된 액적 크기를 제어하는 것은 쉽지 않으며, 액적 직경의 크기 범위는 일반적으로 크다. Conventional emulsion preparation techniques use systems that include stirrers and homogenizers. In these systems, a two-phase dispersion containing large droplets is forced into turbulent flow through a high shear area near an agitator or through valves and nozzles, breaking the droplets into smaller droplets. However, controlling the achieved droplet size is not easy, and the size range of droplet diameters is generally large.
국제 특허 출원 제PCT/GB2018/053290호는 제1 단부에 제1 유입구가 제공되는 외부 관형 슬리브; 에멀젼 배출구; 및 제1 유입구로부터 멀리 떨어져 있고 이에 대해 경사진 제2 유입구; 복수의 기공을 구비하며 상기 관형 슬리브 내부에 위치하도록 구성된 관형 멤브레인; 및 관형 멤브레인 내부에 위치하는 인서트를 포함한다.International Patent Application No. PCT/GB2018/053290 discloses an outer tubular sleeve provided with a first inlet at a first end; Emulsion outlet; and a second inlet remote from and inclined relative to the first inlet; a tubular membrane having a plurality of pores and configured to be located within the tubular sleeve; and an insert located within the tubular membrane.
인서트의 사용은 특히, 액적, 나노입자 및 미세입자를 낮은 변동계수(CV)로 제조할 수 있다는 점에서 유리하다. 인서트는 모따기된(chamfered) 단부를 포함하며, 모따기된 영역에는 연속 상이 통과하는 오리피스가 구비된다.The use of inserts is particularly advantageous in that droplets, nanoparticles and microparticles can be produced with a low coefficient of variation (CV). The insert includes a chamfered end, the chamfered area being provided with an orifice through which the continuous phase passes.
본 발명의 목적은 크로스-플로우 관형 멤브레인 에멀젼 어셈블리와 함께 사용하기 위한 개선된 인서트를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an improved insert for use with cross-flow tubular membrane emulsion assemblies.
크로스-플로우 관형 멤브레인 에멀젼 어셈블리와 함께 사용하기 위한 개선된 인서트는 원통형 섹션을 갖는 로드를 포함하며, 상기 로드는 테이퍼진(tapered) 단부 섹션들을 구비하고, 상기 테이퍼진 단부 섹션들 각각은 모따기 영역들을 구비하고; An improved insert for use with a cross-flow tubular membrane emulsion assembly includes a rod having a cylindrical section, the rod having tapered end sections, each of the tapered end sections having chamfered regions. Equipped with;
상기 인서트의 모따기 영역들은 각각 다수의 채널(또는 홈)을 구비하는 것을 특징으로 한다. The chamfered areas of the insert are each characterized by having a plurality of channels (or grooves).
상기 채널(또는 홈)은 일반적으로 인서트의 축과 평행하며, 인서트의 모따기 영역을 대응하는 단부 섹션과 연결한다. 테이퍼진 단부 섹션을 사용하면, 인서트가 관형 멤브레인 내에서 중앙에 위치하게 할 수 있고, 인서트의 모따기된 영역들 내에 채널 또는 홈이 존재하면, 유체가 인서트의 원통형 섹션으로부터 또는 인서트의 원통형 섹션으로 통과할 수 있다.The channel (or groove) is generally parallel to the axis of the insert and connects the chamfered area of the insert with the corresponding end section. The use of tapered end sections allows the insert to be centered within the tubular membrane, and the presence of channels or grooves within the chamfered areas of the insert allows fluid to pass to and from the cylindrical section of the insert. can do.
인서트의 단부 표면에 구비되는 채널(또는 홈)의 개수는 사용 시, 원하는 주입 속도 등에 따라 달라질 수 있다. 일반적으로, 각 단부에서의 채널(또는 홈)의 개수는 2 내지 6개일 수 있다. 바람직하게는, 각 단부에서의 채널의 개수는 3개이다.The number of channels (or grooves) provided on the end surface of the insert may vary depending on the desired injection speed, etc. when used. Generally, the number of channels (or grooves) at each end may be 2 to 6. Preferably, the number of channels at each end is three.
인서트의 모따기 영역은 인서트가 관형 멤브레인 내부에서 제 위치에 배치될 때, 인서트가 중앙에 위치할 수 있게 한다는 점에서 유리하다. 이를 통해 인서트가 정확하게 중앙에 위치할 수 있으므로, 일관된 전단력으로 이어지는 일관된 고리(annulus)를 제공할 수 있다. 일반적으로, 모따기된 영역은 흐름 분포를 균일하게 한다는 점에서 유리한, 얕은(shallow) 모따기를 포함할 것이다.The chamfered area of the insert is advantageous in that it allows the insert to be centered when placed into position within the tubular membrane. This allows the insert to be precisely centered, providing a consistent annulus that leads to consistent shear forces. Typically, the chamfered area will comprise a shallow chamfer, which is advantageous in that it equalizes the flow distribution.
인서트가 관형 멤브레인 내 제자리에 있는 경우, 채널(또는 홈)의 시작과 관형 멤브레인의 기공 영역의 시작 사이의 거리로 인해 균일한 속도 분포가 달성될 수 있다. When the insert is in place within the tubular membrane, a uniform velocity distribution can be achieved due to the distance between the start of the channel (or groove) and the start of the pore region of the tubular membrane.
인서트의 반경 방향 치수는 선택한 흐름 속도에 대해 특정 전단력을 제공하기 위한 환형 깊이를 제공하도록 선택된다.The radial dimensions of the insert are selected to provide an annular depth to provide a specific shear force for the selected flow rate.
인서트의 축방향 치수는 일반적으로 환형 영역과 유입구/배출구 영역 모두보다 더 큰 결합된(combined) 채널 영역을 제공하도록 설계된다.The axial dimensions of the insert are generally designed to provide a combined channel area that is larger than both the annular area and the inlet/outlet area.
테이퍼형 인서트의 사용은 적합한 테이퍼(taper)가 특정 제형 및 흐름 조건 세트에 대해 전단력을 일정하게 유지할 수 있다는 점에서 유리할 수 있다. 테이퍼형 인서트는 일반적으로 각 단부에 테이퍼가 구비된 중앙 원통형 섹션을 포함한다. 따라서, 테이퍼형 인서트는 관형 멤브레인의 길이를 따라 그 경로를 통해 에멀젼 농도가 증가함에 따라, 점도와 같은 유체 특성의 변화로 야기되는 방울 크기의 변화를 제어하는 데 사용될 수 있다.The use of tapered inserts can be advantageous in that a suitable taper can keep the shear force constant for a particular formulation and set of flow conditions. Tapered inserts typically include a central cylindrical section with a taper at each end. Accordingly, a tapered insert can be used to control changes in droplet size caused by changes in fluid properties, such as viscosity, as the emulsion concentration increases through its path along the length of the tubular membrane.
인서트가 존재하고 관형 멤브레인이 외부 슬리브 내부에 위치하는 경우, 인서트와 관형 멤브레인 사이의 간격은 액적, 나노입자 및 미세입자 등의 원하는 크기에 따라 달라질 수 있다. 일반적으로, 인서트는 관형 멤브레인 내에 중앙에 위치하여, 인서트와 멤브레인 사이의 간격이 인서트 주위의 임의의 지점에서 동일하거나 실질적으로 동일한 치수의 고리를 포함하게 한다. 간격(인서트의 외벽과 멤브레인의 내벽 사이의 거리)은 특히, 제조되는 입자의 성질에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 예를 들어, LNP와 같은 나노입자의 경우, 0.05mm의 간격이 바람직할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 간격(인서트의 외벽과 멤브레인의 내벽 사이의 거리)은 약 0.05 내지 약 10mm, 약 0.1 내지 약 10mm, 약 0.25 내지 약 10mm, 0.5 내지 약 8mm, 또는 약 0.5 내지 약 6mm, 또는 약 0.5 내지 약 5mm, 또는 약 0.5 내지 약 4mm, 또는 약 0.5 내지 약 3mm, 또는 약 0.5 내지 약 2mm, 또는 약 0.5 내지 약 1mm일 수 있다. If an insert is present and the tubular membrane is located inside the outer sleeve, the gap between the insert and the tubular membrane can vary depending on the desired size of droplets, nanoparticles, microparticles, etc. Typically, the insert is centrally located within the tubular membrane such that the spacing between the insert and the membrane comprises rings of equal or substantially equal dimensions at any point around the insert. The spacing (distance between the outer wall of the insert and the inner wall of the membrane) can vary depending, inter alia, on the nature of the particles being produced. Therefore, for example, for nanoparticles such as LNPs, a spacing of 0.05 mm may be desirable. Thus, for example, the gap (distance between the outer wall of the insert and the inner wall of the membrane) is about 0.05 to about 10 mm, about 0.1 to about 10 mm, about 0.25 to about 10 mm, 0.5 to about 8 mm, or about 0.5 to about 6 mm, or about 0.5 to about 5 mm, or about 0.5 to about 4 mm, or about 0.5 to about 3 mm, or about 0.5 to about 2 mm, or about 0.5 to about 1 mm.
다른 측면에 따르면, 부품 키트가 제공되는데, 상기 부품 키트는: According to another aspect, a kit of parts is provided, the kit of parts comprising:
(i) 원통형 섹션을 갖는 로드를 포함하는 인서트로서, 상기 로드는 테이퍼진 단부 섹션들을 구비하고, 상기 테이퍼진 단부 섹션들 각각은 모따기 영역을 구비하고, 상기 인서트의 상기 단부 섹션들 각각은 복수의 채널 또는 홈을 구비하는, 상기 인서트; 및(i) an insert comprising a rod having a cylindrical section, the rod having tapered end sections, each of the tapered end sections having a chamfer area, each of the end sections of the insert having a plurality of the insert having a channel or groove; and
(ii) 에멀젼 또는 분산액을 생성하기 위한 크로스-플로우 장치로서, 상기 크로스-플로우 장치는:(ii) a cross-flow device for producing an emulsion or dispersion, said cross-flow device comprising:
제1 단부에 제1 유입구를 구비하는 외부 관형 슬리브; 에멀젼 배출구; 및 상기 제1 유입구로부터 멀리 떨어져 있고 이에 대해 경사진 제2 유입구; an outer tubular sleeve having a first inlet at a first end; Emulsion outlet; and a second inlet remote from and inclined relative to the first inlet.
복수의 기공을 구비하며 상기 관형 슬리브 내부에 위치되도록 구성된 관형 멤브레인을 포함하는, 상기 크로스-플로우 장치; the cross-flow device comprising a tubular membrane having a plurality of pores and configured to be positioned within the tubular sleeve;
를 포함하고, Including,
상기 인서트는 상기 관형 멤브레인 내부에 위치하도록 구성된다. The insert is configured to be positioned inside the tubular membrane.
본 발명의 추가 측면에 따르면, 본 명세서에 기재된 키트를 사용하여 에멀젼을 제조하는 방법이 제공된다.According to a further aspect of the invention, methods of making emulsions using the kits described herein are provided.
본 발명의 또 다른 추가 측면에 따르면, 본 명세서에 기재된 방법을 사용하여 제조된 에멀젼 또는 분산액이 제공된다. 본 발명의 특정 측면에서, 본 명세서에 기재된 방법을 사용하여 제조된 나노입자(예컨대, LNP)의 에멀젼 또는 분산액이 제공된다. According to yet a further aspect of the invention, there is provided an emulsion or dispersion prepared using the methods described herein. In certain aspects of the invention, emulsions or dispersions of nanoparticles (e.g., LNPs) prepared using the methods described herein are provided.
관형 멤브레인을 갖는 인서트의 사용은 특히, 액적이 약 5% 내지 약 50%, 또는 약 5% 내지 약 40%, 또는 약 5% 내지 약 30%, 또는 약 5% 내지 약 20%, 예를 들어 약 10% 내지 약 15%의 CV로 제조될 수 있게 한다는 점에서 유리하다. The use of inserts with tubular membranes can be particularly effective in reducing the droplet volume by about 5% to about 50%, or about 5% to about 40%, or about 5% to about 30%, or about 5% to about 20%, e.g. It is advantageous in that it allows it to be manufactured with a CV of about 10% to about 15%.
LNP와 같은 나노입자 및 미세입자의 경우, 입자 직경은 50 내지 220nm의 범위일 수 있다. 다양한 직경을 갖는 SUV(직경 20 내지 100nm의 소형 단층(unilamellar) 소포) 또는 LUV(직경 100 내지 250nm의 대형 단층 소포) 집단(population)을 포함하는 조성물의 경우: (i) 개수로 적어도 80%는 20 내지 220nm 범위의 직경을 가져야 하며; (ii) 집단의 평균 직경은 이상적으로 40 내지 200nm의 범위에 있고, 및/또는 (iii) 직경은 다분산도 지수(PDI)가 0.3 이하(PDI ≤0.3), 예를 들어 약 0.02 내지 약 0.3, 바람직하게는 0.02 내지 0.2를 가져야 한다. 지질 소포는 실질적으로 구형일 수 있다.For nanoparticles and microparticles such as LNPs, the particle diameter may range from 50 to 220 nm. For compositions comprising a population of SUVs (small unilamellar vesicles 20 to 100 nm in diameter) or LUVs (large unilamellar vesicles 100 to 250 nm in diameter) of varying diameters: (i) at least 80% by number; It should have a diameter ranging from 20 to 220 nm; (ii) the average diameter of the population is ideally in the range of 40 to 200 nm, and/or (iii) the diameter has a polydispersity index (PDI) of 0.3 or less (PDI ≤0.3), for example from about 0.02 to about 0.3. , preferably should be 0.02 to 0.2. Lipid vesicles may be substantially spherical.
게다가, 관형 멤브레인을 갖는 인서트를 사용하면, 특히 다음과 같은 이점이 있다.Furthermore, the use of inserts with a tubular membrane offers, in particular, the following advantages:
● 작업(run)이 끝날 때 장비 내에 남아 유지되는 귀중한 재료의 낭비를 최소화한다.● Minimize waste of valuable materials remaining in the equipment at the end of the run.
● 체류(residence) 시간 분포를 넓힐 수 있는 대용량 영역을 피하고, 작동 매개변수 변경 후 정상 상태에 도달하는 시간을 증가시킨다. 이는 다양한 작동 조건을 선별할 때, 샘플 간의 폐기물 양에 영향을 미친다.● Avoid high-capacity areas that may widen the residence time distribution and increase the time to reach steady state after changing operating parameters. This affects the amount of waste between samples when screening for different operating conditions.
이제, 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여, 단지 예로서 설명될 것이다:
도 1은 인서트의 개략적인 측면도이다.
도 2는 인서트의 개략적인 평면도이다.
도 3a는 인서트의 단면도이다.
도 3b는 인서트 상의 채널을 도시하는, 도 3의 영역 B의 확대도이다.
도 4는 인서트의 사시도이다.The present invention will now be explained by way of example only, with reference to the accompanying drawings:
1 is a schematic side view of the insert.
Figure 2 is a schematic plan view of the insert.
Figure 3a is a cross-sectional view of the insert.
Figure 3B is an enlarged view of area B of Figure 3, showing the channels on the insert.
Figure 4 is a perspective view of the insert.
도 1 및 2를 참조하면, 인서트(1)는 원통형 섹션(2a)을 갖는 종방향 로드(2), 및 제1 및 제2 모따기 단부(3, 4)를 포함한다. 각각의 모따기 단부(3, 4)는 모따기 표면(5, 6)을 포함하고, 각각의 모따기 표면은 3개의 채널(7a)(7b 및 7c는 도시되지 않음)을 구비한다.1 and 2, the insert 1 includes a longitudinal rod 2 having a cylindrical section 2a, and first and second chamfered ends 3, 4. Each chamfer end 3, 4 comprises a chamfer surface 5, 6, each chamfer surface having three channels 7a (7b and 7c not shown).
도 3(a) 및 3(b)를 참조하면, 인서트(1)의 제1 단부(8)는 채널(7a, 7b 및 7c)을 구비한다.3(a) and 3(b), the first end 8 of the insert 1 is provided with channels 7a, 7b and 7c.
도 4를 참조하면, 인서트(1)는 원통형 섹션(2a)을 갖는 종방향 로드(2), 및 제1 및 제2 모따기 단부(3, 4)를 포함한다. 각각의 모따기 단부(3, 4)는 모따기 표면(5, 6)을 포함하고, 각각의 모따기 표면은 3개의 채널 7a, 7b 및 7c(7c는 도시되지 않음)을 구비한다.Referring to Figure 4, the insert 1 includes a longitudinal rod 2 having a cylindrical section 2a, and first and second chamfered ends 3, 4. Each chamfer end 3, 4 comprises a chamfer surface 5, 6, each chamfer surface having three channels 7a, 7b and 7c (7c not shown).
Claims (15)
원통형 섹션을 갖는 로드를 포함하며, 상기 로드는 테이퍼진 단부 섹션들을 구비하고, 상기 테이퍼진 단부 섹션들 각각은 모따기 영역들을 구비하고;
상기 인서트의 모따기 영역들은 각각 다수의 채널(또는 홈)을 구비하는 것을 특징으로 하는 인서트.An insert for use with a cross-flow tubular membrane emulsion assembly, comprising:
comprising a rod having a cylindrical section, the rod having tapered end sections, each of the tapered end sections having chamfered regions;
The insert is characterized in that the chamfered areas of the insert each have a plurality of channels (or grooves).
(i) 원통형 섹션을 갖는 로드를 포함하는 인서트로서, 상기 로드는 테이퍼진 단부 섹션들을 구비하고, 상기 테이퍼진 단부 섹션들 각각은 모따기 영역을 구비하고, 상기 인서트의 단부 섹션들 각각은 복수의 채널 또는 홈을 구비하는, 상기 인서트; 및
(ii) 에멀젼 또는 분산액을 생성하기 위한 크로스-플로우 장치로서, 상기 크로스-플로우 장치는:
제1 단부에 제1 유입구를 구비하는 외부 관형 슬리브; 에멀젼 배출구; 및 상기 제1 유입구로부터 멀리 떨어져 있고 이에 대해 경사진 제2 유입구;
복수의 기공을 구비하며 상기 관형 슬리브 내부에 위치하도록 구성된 관형 멤브레인을 포함하는, 상기 크로스-플로우 장치;
를 포함하고,
상기 인서트는 상기 관형 멤브레인 내부에 위치하도록 구성되는 부품 키트. As a parts kit,
(i) an insert comprising a rod having a cylindrical section, the rod having tapered end sections, each of the tapered end sections having a chamfer area, each of the end sections of the insert having a plurality of channels or the insert having a groove; and
(ii) a cross-flow device for producing an emulsion or dispersion, said cross-flow device comprising:
an outer tubular sleeve having a first inlet at a first end; Emulsion outlet; and a second inlet remote from and inclined relative to the first inlet.
the cross-flow device comprising a tubular membrane having a plurality of pores and configured to be positioned within the tubular sleeve;
Including,
A kit of parts wherein the insert is configured to be located inside the tubular membrane.
Inserts, kits, methods, emulsions or dispersions described herein with reference to the accompanying description and drawings.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB2214651.8 | 2022-10-05 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20240047944A true KR20240047944A (en) | 2024-04-12 |
Family
ID=
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