WO2014065276A1

WO2014065276A1 - 液体クロマトグラフィーによる物質の精製方法及び装置

Info

Publication number: WO2014065276A1
Application number: PCT/JP2013/078573
Authority: WO
Inventors: 雅子後藤; 一郎小熊; 和雄奥山
Original assignee: 旭化成メディカル株式会社
Priority date: 2012-10-23
Filing date: 2013-10-22
Publication date: 2014-05-01

Abstract

　生理活性物質の精製工程に使用される液体クロマトグラフィーシステムであって、温度変化によって生理活性物質を吸着する性能が変化する温度応答性クロマトグラフィー担体を含有するカラムと、カラムに接続され、移動相が流されるプロセス配管と、プロセス配管に設けられ、移動相の温度を制御するプレート式熱交換器と、を備える、液体クロマトグラフィーシステム。

Description

液体クロマトグラフィーによる物質の精製方法及び装置

　本発明は、生理活性物質の精製工程において用いられる液体クロマトグラフィー装置、及び当該装置の運転方法に関する。

　液体クロマトグラフィーは分析技術や各種工業用分離精製技術として広く用いられる手法である。液体クロマトグラフィーを用いた工業用分離精製の一例として、生理活性物質の精製がある。

　生理活性物質の一例としては、免疫グロブリン（抗体）が挙げられる。抗体は、免疫反応を司る生理活性物質である。近年、医薬品、診断薬、及び対応する抗原タンパク質の分離精製材料等の用途において、抗体の利用価値が高まっている。抗体は、免疫した動物の血液、抗体産生能を保有する細胞の細胞培養液、及び動物の腹水培養液等から得られる。ただし、血液や培養液は、抗体以外のタンパク質、及び複雑な夾雑物等の不純物を含んでいる。したがって、不純物から抗体を分離し、抗体を精製するためには、通常、煩雑で長い時間を要する精製工程が必要とされている。

　抗体を精製するために用いられる液体クロマトグラフィーとしては、ゲルろ過クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、及び逆相クロマトグラフィー等がある。抗体を分離精製する際には、これらのクロマトグラフィーが組み合わされることもある。

　クロマトグラフィーにおいては、移動相の組成を変えることによって、分離対象物質と、担体表面と、の相互作用を変えることが可能である。そのため、移動相の組成を調整することにより、分離対象物質を担体表面に吸着させたり、分離対象物質を担体表面から解離させたりすることが可能である。ここで、分離対象物質を担体表面から解離させるための移動相としては、従来、酸性（低ｐＨ）溶液、高塩濃度の緩衝液、及び有機溶媒等が用いられている。しかし、酸性溶液等は、分離対象の生体物質の活性を損なったり、凝集体を生じさせたりする場合がある。そこで、分離対象の生体物質の活性を維持すること、及び凝集体の発生を抑制することを目的として、分離対象の生体物質と、担体表面と、の相互作用を、温度変化によって変化させることが可能な、温度応答性クロマトグラフィーが提案されている。

　例えば、特許文献１には、固定相表面の有効荷電密度を温度変化によって変化させることができる、荷電を有する共重合体を含む充填剤、当該充填剤の製造方法、及び当該充填剤を用いた温度応答性クロマトグラフィー法が開示されている。特許文献２には、０～８０℃の温度範囲内で水和力が変化するポリマーを、原子移動ラジカル重合法によって、基材表面に高密度に固定した温度応答性クロマトグラフィー担体が開示されている。特許文献３には、イソプロピルアルコールを溶媒として、原子移動ラジカル法により、荷電を有し、０～８０℃の温度範囲内で水和力が変化するポリマーを成長反応させることを含む、温度応答性クロマトグラフィー担体の製造方法が開示されている。

　特許文献４には、水系移動相を含む特定の条件下で、生物学、医学、及び薬学等の分野において有用な高分子量の生理活性物質を分離できる、０～８０℃の温度範囲内で水和力が変化する荷電ポリマーを固体表面に被覆した液体クロマトグラフィー担体の製造方法が開示されている。非特許文献１には、原子移動ラジカル重合法により調製された、カルボキシル基を有する温度応答性クロマトグラフィー担体及びその製造法が開示されている。また、非特許文献１には、原子移動ラジカル重合法に用いるモノマー組成に関して、リゾチームの分離に最適化されたモノマー組成が開示されている。

　特許文献５には、温度変化に伴う立体構造の変化等によって、抗体との親和性が変化する変異プロテインＡ（温度応答性プロテインＡ）を用いた、抗体の分離方法が開示されている。ここで、プロテインＡについて説明する。プロテインＡは、スタフィロコッカス属黄色ブドウ球菌（Staphylococcus aureus）に由来する。プロテインＡは、中性条件下で、抗体のＦｃ領域に対して特異的に高い親和性を有する。そのため、天然のプロテインＡを用いて抗体を精製する際には、まず、天然のプロテインＡをリガンドとして有する不溶性担体に抗体を含む溶液を中性条件下で接触させて、担体上の天然のプロテインＡに抗体を特異的に吸着させる。そして、中性の緩衝液で担体に吸着しなかった成分を洗浄し、除去した後、ｐＨ３．０付近の酸性の溶液を用いて、担体上の天然のプロテインＡから抗体を解離させる。これに対し、温度応答性プロテインＡをアフィニティークロマトグラフィーのリガンドとして用いる場合には、酸性の溶液を用いることなく、移動相の温度を変化させることによって、温度応答性プロテインＡから抗体を解離させることができる。

　特許文献６及び７には、移動相の温度変化を調節するための装置について記載されている。特許文献６には、液体クロマトグラフィーによる分析方法に用いる温度グラジエント溶出法が開示されており、移動相を２つの流路で互いに異なる一定の温度に調整し、任意の混合比で混合して断熱されたカラムに流入させることにより、カラムの温度を調節している。また、特許文献７には、大型カラムを備える液体クロマトグラフィー装置における温度コントロールの方法が記載されており、クロマトカラムの外周面をジャケットで囲んでジャケット内に流体を供給し、該流体とカラム内に通液される移動相溶媒との温度差を一定範囲内に保っている。何れの方法でも、カラムへ流入する前の工程でループ状の配管を備えており、これを恒温槽に浸すことにより移動相を一定温度に調節している。

国際公開第９９／０６１９０４号特開２００７－６９１９３号公報特開２００９－８５９３３号公報国際公開第０１／０７４４８２号国際公開第０８／１４３１９９号国際公開第２００７／０９１３２３号特開昭６３－３８１５８号公報

Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｐｒｅｐｒｉｎｔｓ，Ｊａｐａｎ　Ｖｏｌ．５８，Ｎｏ．２，３Ｔ１－１３（２００９）

　温度応答性クロマトグラフィー技術の発展と共に、温度応答性クロマトグラフィーの用途は、小スケールの分析技術から、大スケールの精製プロセス分野へ広がりを見せている。ここで、大スケールの精製プロセスへ温度応答性クロマトグラフィーを応用しようとした場合、均一で効率的な温度調整が課題となる。しかし、生理活性物質の精製工程に用いる液体クロマトグラフィーシステムにおいて、移動相に効率的に伝熱するための研究は、これまで進められてこなかった。

　これまで、大型の精製プロセスでの温度コントロールといえば、比熱の小さい溶媒を用いることによるものや、温度をある範囲内に入れるというような、厳密とは言い難い管理であった。しかし、温度応答性クロマトグラフィーは、温度により吸着能を変化させることから、より厳密な温度コントロールが必要となる。加えて、温度応答性クロマトグラフィーの精製対象は生理活性物質であるため、熱変性しやすい。

　したがって、活性を低下させる加温部と、生理活性物質と、の接触を極力短時間に抑えるとともに、加温部の設定温度と、生理活性物質の目的温度と、の差を小さくするため、熱エネルギーの移動効率を高くすることが求められる。そのため、温度応答性クロマトグラフィーを精製プロセスに用いるためには、加温部と、生理活性物質を含む溶液と、の間の温度差を均一にし、移動相等の温度を正確にコントロールすることが望まれる。また、製造スケールの大型カラム等を用いる場合、大容量の移動相の温度を、迅速かつ正確に制御することも望まれる。

　本発明は、生理活性物質の精製工程に用いる液体クロマトグラフィーシステムであって、製造スケールの大型カラムに流される大量の移動相でも、迅速かつ正確に温度制御できるシステムを提供するものであり、プレート式熱交換器を備える。

　すなわち、本発明の態様は、（ａ）生理活性物質の精製工程に使用される液体クロマトグラフィーシステムであって、（ｂ）温度変化によって生理活性物質を吸着する性能が変化する温度応答性クロマトグラフィー担体を含有するカラムと、（ｃ）カラムに接続され、移動相が流されるプロセス配管と、（ｄ）プロセス配管に設けられ、移動相の温度を制御するプレート式熱交換器と、を備える、液体クロマトグラフィーシステムを含む。

　本発明の態様に係る液体クロマトグラフィーシステムにおいて、プレート式熱交換器は、例えば、プロセス配管から着脱可能である。プレート式熱交換器は、例えば、カラム上流のプロセス配管に設けられている。プレート式熱交換器は、例えば、プロセス配管に２個以上設けられている。プレート式熱交換器は、例えば、プロセス配管に、２個以上、並列に設けられている。例えば、２個以上のプレート式熱交換器の少なくとも１つは移動相を加温する加温用プレート式熱交換器であり、２個以上のプレート式熱交換器の少なくともその他の１つは移動相を冷却する冷却用プレート式熱交換器である。

　本発明の態様に係る液体クロマトグラフィーシステムにおいて、担体の形状は、例えば、ビーズ、平膜、中空糸膜のいずれかである。カラムに充填される担体の体積は、例えば、１Ｌ以上である。精製される生理活性物質は、例えば、抗体である。担体は、例えば、温度応答性アフィニティークロマトグラフィー担体である。あるいは、担体は、例えば、温度応答性イオン交換クロマトグラフィー担体である。

　また、本発明の態様は、（ａ）温度変化によって生理活性物質を吸着する性能が変化する温度応答性クロマトグラフィー担体を含有するカラムと、（ｂ）カラムに接続され、移動相が流されるプロセス配管と、（ｃ）プロセス配管に設けられ、移動相の温度を制御するプレート式熱交換器と、を備える、液体クロマトグラフィーシステムを用いた生理活性物質の精製方法であって、（ｄ）プレート式熱交換器の伝面温度を、生理活性物質の変性する温度領域以外に設定することを含む、生理活性物質の精製方法を含む。

　本発明の態様に係る生理活性物質の精製方法において、プレート式熱交換器の熱媒又は冷媒として、例えば、水系溶媒が用いられる。カラム内を通過する移動相の線速度は、例えば、１００ｃｍ／ｈ以上３００ｃｍ／ｈ以下である。移動相の流速は、例えば、５０ｍＬ／ｍｉｎ以上１０Ｌ／ｍｉｎ以下である。プレート式熱交換器の媒体の流速は、例えば、１Ｌ／ｍｉｎ以上２００Ｌ／ｍｉｎ以下である。移動相の目的温度とプレート式熱交換器の媒体の温度の差は、例えば、５℃以内である。

　また、本発明の態様は、（ａ）温度変化によって生理活性物質を吸着する性能が変化する温度応答性クロマトグラフィー担体を含有するカラムと、（ｂ）カラムに接続され、移動相が流されるプロセス配管と、（ｃ）プロセス配管に設けられ、移動相の温度を制御するプレート式熱交換器と、を備える、液体クロマトグラフィーシステムであって、（ｄ）プロセス配管に、プレート式熱交換器が２個以上設けられており、（ｅ）２個以上のプレート式熱交換器の少なくとも１つが移動相を加温する加温用プレート式熱交換器であり、２個以上のプレート式熱交換器の少なくとも１つが移動相を冷却する冷却用プレート式熱交換器である、（ｆ）液体クロマトグラフィーシステムを使用する生理活性物質の精製方法であって、
　１）移動相を加温用プレート式熱交換器に通して、カラム内を目的温度に上げる工程と、
　２）目的温度で生理活性物質を含む溶液を流し、カラム内の担体に生理活性物質を吸着させる工程と、
　３）移動相の流路を冷却用プレート式熱交換器に切り替える工程と、
　４）冷却用プレート式熱交換器で冷却された移動相をカラムに流してカラムから生理活性物質を回収する工程と、
　を含む、方法を含む。

　また、本発明の態様は、（ａ）温度変化によって生理活性物質を吸着する性能が変化する温度応答性クロマトグラフィー担体を含有するカラムと、（ｂ）カラムに接続され、移動相が流されるプロセス配管と、（ｃ）プロセス配管に設けられ、移動相の温度を制御するプレート式熱交換器と、を備える、液体クロマトグラフィーシステムであって、（ｄ）プロセス配管に、プレート式熱交換器が２個以上設けられており、（ｅ）２個以上のプレート式熱交換器の少なくとも１つが移動相を加温する加温用プレート式熱交換器であり、２個以上のプレート式熱交換器の少なくとも１つが移動相を冷却する冷却用プレート式熱交換器である、（ｆ）液体クロマトグラフィーシステムを使用する生理活性物質の精製方法であって、
　１）移動相を冷却用プレート式熱交換器に通して、カラム内を目的温度に下げる工程と、
　２）目的温度で生理活性物質を含む溶液を流し、カラム内の担体に生理活性物質を吸着させる工程と、
　３）移動相の流路を加温用プレート式熱交換器に切り替える工程と、
　４）加温用プレート式熱交換器で加温された移動相をカラムに流してカラムから生理活性物質を回収する工程と、
　を含む、方法を含む。

　また、本発明の態様は、（ａ）生理活性物質の精製工程に使用される液体クロマトグラフィーシステムであって、（ｂ）温度変化によって生理活性物質を吸着する性能が変化する温度応答性クロマトグラフィー担体を含有するカラムと、（ｃ）カラムに接続され、移動相が流されるプロセス配管と、（ｄ）プロセス配管に設けられ、移動相の温度を制御するプレート式熱交換器と、を備える、液体クロマトグラフィーシステムを使用する生理活性物質の精製方法であって、
　１）プレート式熱交換器を一定の温度に設定する工程と、
　２）プレート式熱交換器で温度制御された移動相を流し、カラム内の温度を一定にする工程と、
　３）生理活性物質と不純物とを含む溶液をカラムに流し、担体に不純物を吸着させ、精製された生理活性物質を回収する工程と、
　を含む、方法を含む。

　本発明によれば、生理活性物質の精製工程で液体クロマトグラフィーシステムを用いる際に、移動相の温度を迅速かつ正確に調整でき、抗体等の生理活性物質を変性させずに精製することができる。

本実施の形態に係る液体クロマトグラフィーシステムの第１の模式図である。プレート式熱交換器の模式図である。プレート式熱交換器の伝熱プレートの移動相を面全体に流す面の模式図である。プレート式熱交換器の伝熱プレートの媒体を面全体に通す面の模式図である。多管式熱交換器の模式図である。本実施の形態に係る液体クロマトグラフィーシステムの第２の模式図である。比較例に係る液体クロマトグラフィーシステムの模式図である。

　以下、本発明の実施の形態（以下において、「本実施の形態」という。）について詳細に説明する。

　図１に示すように、本実施の形態に係る液体クロマトグラフィーシステムは、生理活性物質の精製工程に使用される液体クロマトグラフィーシステムであって、温度変化によって生理活性物質を吸着する性能が変化する温度応答性クロマトグラフィー担体を含有するカラムと、カラムに接続され、移動相が流されるプロセス配管と、プロセス配管に設けられ、移動相の温度を制御するプレート式熱交換器と、を備える。

　本実施の形態における生理活性物質とは、生体の特定の生理的調節機能に対して作用する化学物質をさす。例えば、ビタミンやミネラル、核酸、酵素、ホルモン、神経伝達物質等が挙げられる。生理活性物質の多くは、熱によりその活性を失う熱変性（熱失活）を起こす。例えば、本実施の形態に係る液体クロマトグラフィーシステムは、このような熱変性を起こす生理活性物質の精製に有用である。熱変性を起こす生理活性物質とは、例えばタンパク質で構成されている物質であり、具体的には抗体等が挙げられる。

　本実施の形態において、抗体とは、生化学における一般的な定義のとおり、生理活性物質の１種で、脊椎動物の感染防禦機構としてＢリンパ球が産生する糖タンパク質分子（ガンマグロブリン又は免疫グロブリンともいう）をさす。本実施の形態は、産業上有用な、ヒトに対して医薬品として使用できる抗体の精製にも用いることができる。

　生理活性物質が含まれる移動相は、プロセス配管を通ってカラムに送液される。なお、本実施の形態において、プロセス配管とは、移動相を送液する流路全般のことをさす。本実施の形態において、移動相とは、バッファーや精製目的の生理活性物質を含む溶液をさす。さらに、本実施の形態に係る液体クロマトグラフィーシステムは、移動相を送液するためのポンプを備えていてもよい。ポンプは、プロセス配管等に設けることができる。

　本実施の形態に係るプレート式熱交換器は、図２に示すように、密接された複数の伝熱プレートを備える。伝熱プレートには開口部として、移動相の流体を流入させるための移動相流入口、移動相の流体を流出させるための移動相流出口、媒体の流体を流入させるための媒体流入口、媒体の流体を流出させるための媒体流出口が設けられており、伝熱プレートの片面は移動相を面全体に流す面（図３）として、伝熱プレートの他方の面は媒体を面全体に流す面（図４）として機能する。なお、本実施の形態において、媒体とは伝熱プレートを加熱あるいは冷却するために用いる流体をさす。

　図３の面には、移動相流入口及び移動相流出口を取り囲むガスケットと、媒体流入口のみを取り囲むガスケットと、媒体流出口のみを取り囲むガスケットと、が設けられている。図３の面においては、移動相流入口から流入された移動相が、移動相流入口及び移動相流出口を取り囲むガスケットの範囲内で面全体に広がり、移動相流出口から出ていく。

　図４の面には、媒体流入口及び媒体流出口を取り囲むガスケットと、移動相流入口のみを取り囲むガスケットと、移動相流出口のみを取り囲むガスケットと、が設けられている。図４の面においては、媒体流入口から流入された媒体が、媒体流入口及び媒体流出口を取り囲むガスケットの範囲内で面全体に広がり、媒体流出口から出ていく。

　伝熱プレートは、図３の面（すなわち移動相を面全体に流す面）と図３の面とが対面し、図４の面（すなわち媒体を面全体に通す面）と図４の面とが対面するように設置されている。その結果、交互に移動相を流す流路と、媒体を流す流路が形成される。この２つの流路はプレート及びガスケットにより分断されているため、媒体と移動相は混合しない。

　伝熱プレートの総伝面面積は、複数の伝熱プレートの伝面面積の総和であって、例えば、０．０１ｍ^２以上１５０．０ｍ^２以下であり、好ましくは０．１ｍ^２以上２．０ｍ^２以下であり、より好ましくは、０．５ｍ^２以上１．５ｍ^２以下であり、さらに好ましくは０．５ｍ^２以上１．２ｍ^２以下である。なお、総伝面面積は、伝熱プレート１枚当たりの伝面面積と、伝熱プレートの枚数の積で算出する。ここで、伝熱プレートには、一方の面に移動相が、他方の面に媒体が流れるため、伝面プレート１枚当たりの伝面面積は、片側の伝面面積として計算する。

　また、伝熱プレートの１枚当たりの伝面面積は、例えば０．０１ｍ^２以上１．０ｍ^２以下であり、好ましくは０．０１ｍ^２以上０．６ｍ^２以下であり、より好ましくは０．０１ｍ^２以上０．２ｍ^２以下である。伝熱プレートの形状は角の丸い長方形型が好ましい。このとき短辺の長さをX、長辺をYとすると、２≦Y/X≦６である形状のものを好適に用いることができる。伝熱プレートの厚みは例えば０．１～１．０ｍｍであり、好ましくは、０．３～０．６ｍｍである。

　伝熱プレートの枚数は、伝熱プレートの面積にも関係するが、例えば１枚から１５０枚である。加熱用の熱交換機では、伝熱プレートの枚数は、例えば２０枚から１００枚であり、好ましくは６０枚から９０枚である。冷却用の熱交換器では、伝熱プレートの枚数は、例えば１枚から５０枚であり、好ましくは１０枚から３０枚である。

　伝熱プレートのプレート間の距離は、例えば１．０～５．０ｍｍであり、好ましくは、１．５～３．５ｍｍである。

　前記の開口部は、伝熱プレートの四隅のいずれかに設けられていることが好ましい。例えば、移動相流入口、移動相流出口、媒体流入口、及び媒体流出口が、それぞれの長方形状の伝熱プレートの四隅に設けられており、移動相流入口と媒体流入口とが一の対角線上に設けられており、媒体流出口と移動相流出口とが他の対角線上に設けられているものを用いることができる。移動相流入口及び媒体流入口を対角線上に設け、並びに媒体流出口及び移動相流出口を対角線上に設けることで、面内の移動相ないし媒体の流速のばらつきが小さくなり、滞留を少なくすることができるため好ましい。

　伝熱プレートの材質としては、ステンレス鋼及びチタニウム等の耐食性金属からなるものが好ましい。また、伝熱プレートは、面上に凹凸が設けられているものが好ましく、特に、複雑な凹凸形状のものが好ましい。これにより、伝熱プレートの間を流れる流体に乱流が生じ、効率的に熱交換が行われる。

　ガスケットの材料としては、金属、ゴム、シリコン、及びフッ素樹脂等が使用可能である。金属からなるガスケットは、溶接により、伝熱プレート上に固定される。ゴム、シリコン、及びフッ素樹脂からなるガスケットは、接着剤により、伝熱プレート上に貼り付けられる。あるいは、ガスケットは、伝熱プレートに設けられた凹凸構造に勘合される。本実施の形態においては、ガスケットに金属を使用し、伝熱プレート同士を溶接で固定することが好ましい。これは、ガスケットの材料やガスケットの接着剤から移動相への汚染を防止するという観点、並びに金属製のガスケットは移動相の種類・温度・ｐＨ等に左右されずに使用できるという観点から好ましい。尚、プレート同士が溶接されていると、分解して洗浄することが困難な場合もある。このため内部の滞留部が少ない構造を持つことが好ましい。

　移動相と媒体に温度差があると、伝熱プレートを介して熱の授受が行われる。移動相を加温したいときは、媒体を移動相目的温度より少し高く、移動相を冷却したいときは、媒体を移動相目的温度より少し低く設定するとよい。伝熱プレートを通過する前の移動相の温度にも依存するが、より具体的には、移動相を加温する場合は、媒体の温度を移動相目的温度より高くかつ目的温度＋５℃以下に設定することが好ましく、冷却するときは、媒体の温度を移動相目的温度より低くかつ目的温度－５℃以上に設定することが好ましい。より好ましくは、移動相を加温する場合は、媒体の温度を移動相目的温度より高くかつ目的温度＋３℃以下に設定することが好ましく、冷却するときは、媒体の温度を移動相目的温度より低くかつ目的温度－３℃以上に設定することが好ましい。さらに好ましくは、移動相を加温する場合は、媒体の温度を移動相目的温度より高くかつ目的温度＋１℃以下に設定することが好ましく、冷却するときは、媒体の温度を移動相目的温度より低くかつ目的温度－１℃以上に設定することが好ましい。

　熱交換器としては、プレート式熱交換器以外に、ループ状の配管を備えるループ管式熱交換器がある。ループ管式熱交換器においては、１つの長いループ状の配管の中を流体が流れる間に、配管内の流体と、配管外の媒体と、の間で、熱交換が行われる。また、図５に示すように、並列に配置された複数の配管を備える多管式熱交換器もある。多管式熱交換器においては、複数の配管の中を流体が流れる間に、配管内の流体と、配管外の媒体と、の間で、熱交換が行われる。

　これらのループ管式熱交換器又は多管式熱交換器に対して、本実施の形態に係る液体クロマトグラフィーシステムは、上述したプレート式熱交換器をプロセス配管中に備える。プレート式熱交換器は、流体に乱流を生じさせることによって、流体内の温度ムラを抑制し、効率的で優れた伝熱性能を実現可能である。効率的な伝熱は、伝熱面積の小スペース化、ひいては、熱交換器の小スペース化に貢献する。また、効率的な伝熱は、媒体の温度と、移動相設定温度と、の温度差を小さくすることに貢献し、移動相の温度を均一化することができる。さらに、効率的な伝熱は、移動相の温度を迅速かつ正確に調整可能である。そのため、本実施の形態に係る液体クロマトグラフィーシステムは、温度の影響を受けやすい抗体等の生理活性物質の精製に好適である。

　本実施の形態において、カラムとは、担体を充填する容器のこという。担体の形状としては、一般的にビーズや、平膜、中空糸膜等が採用されている。本実施の形態に係る液体クロマトグラフィーシステムにおいて、カラムは取り外し可能であってもよい。

　本実施の形態に係る液体クロマトグラフィーシステムは、精製後の溶液をモニタリングするセンサー類をさらに備える。センサーとしては、紫外線（ＵＶ）吸光度センサー、電気伝導度センサー、温度センサー、ｐＨセンサー、及び圧力センサー等が挙げられる。

　本実施の形態に係る液体クロマトグラフィーシステムは、上述したようなポンプやセンサー類を備えている液体クロマトグラフィーシステムに、プレート式熱交換器を設けることによって構成されてもよい。上述したようなポンプやセンサー類を備えているクロマトグラフィー装置としては、例えばＡＫＴＡｐｒｏｃｅｓｓ（ＧＥヘルスケア製）が挙げられる。

　すなわち、少なくとも1つ以上の移動相を流すためのポンプを備え、少なくとも1つのカラム接続部と、少なくとも１つの移動相の物性をモニタリングするセンサー類（紫外線（ＵＶ）吸光度、電気伝導度、温度、ｐＨ、及び圧力等を計測するセンサー）とを備える液体クロマトグラフィーを行う装置に、プレート式熱交換器を設けることによって、本実施の形態に係る液体クロマトグラフィーシステムを構成してもよい。

　本実施の形態に係る液体クロマトグラフィーシステムにおいて、プレート式熱交換器は着脱可能である。ここで、着脱可能とは、プレート式熱交換器を外した状態でも、液体クロマトグラフィー法を実施可能であることを意味する。つまり、プロセス配管をつなぎ変えることで、プレート式熱交換器を簡便に着脱でき、かつ、プレート式熱交換器の不要な液体クロマトグラフィー法も、同じ液体クロマトグラフィーシステムで行うことができることを意味する。伝熱面積の小さいプレート式熱交換器を用いれば、装置が小型化しやすいため、プレート式熱交換器のクロマトグラフィー装置への着脱は容易に行える。

　プレート式熱交換器はカラム上流のプロセス配管中に配置することが好ましい。これはカラムやモジュール内の担体に固定されたリガンドをプレート式熱交換器で熱制御することで、リガンドに所望の性質を発生させるためである。このとき、カラムやモジュールが大型である場合、カラムやモジュールと、外気と、を遮断する断熱部、あるいはカラムやモジュールの壁面を温調するカラムジャケットは、特に設けなくてもよい。これは、カラムやモジュールが大型である場合、外気による温度変化を受けにくく、移動相の温度を充分保つことができる傾向にあるためである。

　プレート式熱交換器は、例えば、プロセス配管上に２個以上配置される。好ましくは、２つ以上のプレート式熱交換器は、並列に配置されたプロセス配管のそれぞれに設けられる。これにより、移動相が通過するプロセス配管を切り替えることによって、移動相の温度切り替えを迅速に行うことが可能となる。

　本実施の形態に係る２個以上のプレート式熱交換器を備えた液体クロマトグラフィーシステムを図６に示す。プレート式熱交換器の手前で流路は少なくとも２つ以上に分岐していて、各流路にはそれぞれ少なくとも１つのプレート式熱交換器が設置されている。分岐点には切り替え弁が設けられており、送液ポンプにより流された移動相は、分岐点で切り替え弁により選択された１つの流路に向かって送液される。

　２個以上のプレート式熱交換器は、例えば、それぞれ移動相が異なる温度になるように設定される。例えば、プレート式熱交換器の少なくとも１つが移動相を加温する加温用プレート式熱交換器に設定され、プレート式熱交換器の他の少なくとも１つが移動相を冷却する冷却用プレート式熱交換器に設定される。

　移動相は２個以上のプレート式熱交換器のいずれかが設けられた流路で一定温度に加温または冷却された後、カラムやモジュールへと流入する。このとき、カラムやモジュールの手前で、流路は再び1つにしておくことが好ましい。分岐された各流路から流れる移動相はそれぞれ混濁しないように、流路を１つにする手前には弁を設けることが好ましい。この弁は切り替え弁により選択された１つの流路から流れてきた移動相を、カラムへとつなぐように適宜切り替えて使用する。

　このような方式で温度の切り替えを行うと、切り替えに要する移動相の流量を少なくすることができる。例えば、プロセスカラムの温度を約１０℃から約４０℃に昇温する場合、及び、約４０℃から約１０℃に降温する場合、カラム体積の２倍以下の流量で、カラム出口の温度を所定の温度に調節することが可能となる。

　本実施形態に係るプレート式熱交換器を備える温度応答性クロマトグラフィーシステムには、アフィニティークロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、ゲルろ過クロマトグラフィー、及び逆相クロマトグラフィー等に用いる担体を用いることができる。特に、アフィニティークロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィーに用いる担体を好適に用いることができる。

　本実施の形態は、温度変化により生理活性物質への吸着性能が変化する担体、すなわち、温度応答性クロマトグラフィー担体を用いる場合に好適である。一般的に、温度応答性クロマトグラフィー担体でなくとも、クロマトグラフィー担体は温度により吸着性能が若干変化するため、特に微量分析では厳密な温度管理が必要となる。しかしながら、本実施形態における温度変化により生理活性物質への吸着性能が変化する担体とは、温度変化により生理活性物質への吸着性能が著しく変化するよう改変を行っているクロマトグラフィー担体をさす。例えば、温度応答性クロマトグラフィー担体として、温度変化に伴う立体構造の変化等によって、抗体との親和性が変化する変異プロテインＡ（温度応答性プロテインＡ）を用いた温度応答性アフィニティークロマトグラフィー担体や、０～８０℃の温度範囲内で水和力が変化する荷電ポリマーを固体表面に被覆した温度応答性イオン交換クロマトグラフィー担体等があげられる。

　温度応答性クロマトグラフィー担体を用いる場合、例えばバインド・アンド・エリュート(Bind and Elute)法により、生理活性物質が精製される。バインド・アンド・エリュート法による、本実施形態に係る液体クロマトグラフィーシステムを使用する生理活性物質の精製方法は、例えば、
　１）移動相を加温用プレート式熱交換器に通して、カラム内を目的温度に上げる工程と、
　２）目的温度で生理活性物質を含む溶液を流し、カラム内の担体に生理活性物質を吸着させる工程と、
　３）移動相の流路を冷却用プレート式熱交換器に切り替える工程と、
　４）冷却用プレート式熱交換器で冷却された移動相をカラムに流してカラムから生理活性物質を回収する工程と、
　を含む。

　あるいは、バインド・アンド・エリュート法による、本実施形態に係る液体クロマトグラフィーシステムを使用する生理活性物質の精製方法は、例えば、
　１）移動相を冷却用プレート式熱交換器に通して、カラム内を目的温度に下げる工程と、
　２）目的温度で生理活性物質を含む溶液を流し、カラム内の担体に生理活性物質を吸着させる工程と、
　３）移動相の流路を加温用プレート式熱交換器に切り替える工程と、
　４）加温用プレート式熱交換器で加温された移動相をカラムに流してカラムから生理活性物質を回収する工程と、
　を含む。

　またあるいは、温度応答性クロマトグラフィー担体を用いる場合、例えばフロー・スルー(Flow Through)法により、生理活性物質が精製される。フロー・スルー法においては、例えば、１つの温度領域でイオン交換クロマトグラフィー担体に目的とする生理活性物質として抗体タンパク質の単量体成分を通過させ、不純物として凝集体成分を吸着させることで、抗体タンパク質の単量体成分のみを実質的に溶出させる。抗体タンパク質の凝集体は、単量体よりも荷電量が多いため、イオン交換樹脂との結合が、単量体よりも強くなる傾向にある。さらに、凝集体は、単量体よりも疎水性が強いため、イオン交換樹脂の疎水性部分と相互作用（疎水性相互作用）し、イオン交換樹脂との結合が強くなる傾向にある。

　担体を充填した容器に不純物と生理活性物質の混合溶液をフロー・スルーするときの設定温度としては、精製目的の生理活性物質の担体に対する吸着性が低く、不純物の担体に対する吸着性が高い温度を選択する。

　フロー・スルー法による、本実施形態に係る液体クロマトグラフィーシステムを使用する生理活性物質の精製方法は、例えば、
　１）プレート式熱交換器を一定の温度に設定する工程と、
　２）プレート式熱交換器で温度制御された移動相を流し、カラム内の温度を一定にする工程と、
　３）生理活性物質と不純物とを含む溶液をカラムに流し、担体に不純物を吸着させ、精製された生理活性物質を回収する工程と、
　を含む。

　液体クロマトグラフィーのカラム体積を変更する際には、線速度が考慮される。ここで、線速度とは、カラムの入り口から出口方向に向けて移動相が単位時間当たりに通過する距離を示し、以下の式により求めることができる。
　線速度（ｃｍ／ｈ）＝　流速（ｍｌ／ｍｉｎ）　／　カラム断面積（ｃｍ²）×６０
　線速度を一定にすると、カラムの大きさが変わっても、物質のカラム内通過時間が変わらないので、小スケールでの条件検討を、大スケールに移行することが容易になる。一般的に、抗体のような生理活性物質を精製する際には、１００ｃｍ／ｈ以上３００ｃｍ／ｈ以下の線速度が好適に用いられている。

　移動相の流速（線速度）は、例えば、クロマトグラフィー装置で制御される。

　医薬品等の製造工程においては、カラム断面積が１０００ｃｍ²を超えることも珍しくない。カラム断面積が大きい場合、線速度を一定に保つためには、移動相の流速を速める必要がある。そのため、速い流速で通過する移動相の温度を迅速かつ正確に調整可能な手段が望まれる。移動相の流速は、目的の線速度とカラムの大きさに依存するが、５０ｍＬ／ｍｉｎ以上１０Ｌ／ｍｉｎ以下で好適に用いることができる。

　ここで、ループ管式の熱交換器においては、ループ状の配管が恒温槽に浸される。ループ管式の熱交換器において、配管を流れる流体の流速を速くすると、それに伴い配管の長さをより長くしたり、媒体を入れる恒温槽をより大きなものへと交換したりしなければ、温度調整を行うことが困難となる。

　また、抗体のような生理活性物質は熱変性の可能性があるため、大型カラム内において過度に温度上昇する部分が生じることを避けて、より均一な温度分布でカラム内の温度を制御することが好ましい。生理活性物質の熱変性を防ぐには、媒体の温度と、移動相の設定温度との温度差をできるだけ小さくすることが好ましい。例えば、媒体の温度と、移動相の到達目標温度との差を５℃以内に調節することが好ましい。

　このような条件にするためには、ループ管式の熱交換器を用いると、配管の伝熱面積を非常に大きくする必要があるが、製造現場において熱交換器の大きさを非常に大きくすることは現実的に困難である。これに対し、プレート式熱交換器は優れた伝熱性能を有するため、小さい伝熱面積でも、媒体の温度と、移動相の到達目標温度との差を小さい状態にしたまま、大容量の移動相の温度を制御することが可能となる。

　また、ループ管式の熱交換器においては、使用される媒体の比熱が大きくなると、迅速で正確な温度調整を行うことが困難である。これに対し、本実施の形態に係るプレート式熱交換器は優れた伝熱性能を有するため、水系溶媒等の比熱が大きい媒体を用いる場合にも好適に使用できる。

　また、本実施の形態において、プレート式熱交換器の伝面温度は、生理活性物質が変性する温度領域以外に調節することが好ましい。ここで、伝面温度とは、熱の受け渡しを行う面の温度のことであり、プレート式熱交換器が有する伝熱プレートのそれぞれの面の温度のことである。上述したように、プレート式熱交換器においては、媒体と、移動相と、が、伝熱プレートを介して接触することで、熱の受け渡しが行われる。

　この伝面温度を生理活性物質の変性する温度領域以外に設定するには、プレート式熱交換器の媒体の温度を生理活性物質の変性する温度領域以外に設定すればよい。プレート式熱交換器の媒体としては、水やブライン(塩化ナトリウムの飽和に近い水溶液)のような液体や、蒸気のような凝縮する気体が使用可能である。本実施の形態では、伝面温度を生理活性物質の変性しない温度領域に設定するために、媒体として水を使用することが好ましい。

　媒体はヒートブロック等で温度調整する温調機により温度制御され、伝熱プレートに通液される。伝面温度を目的の温度にするためには、移動相の流速（線速度）よりも媒体の流速（温調機からプレート熱交換器への循環速度）が速いことが好ましい。たとえば、媒体の流速を１Ｌ／ｍｉｎ以上２００Ｌ／ｍｉｎ以下にすることにより、好適に温度制御することができる。

　本実施の形態において、カラムに充填される担体の体積は、例えば１Ｌ以上である。１Ｌ以上の体積のカラムは、一定の線速度で移動相を流すときの流速の値が大きくなるが、本実施の形態に係るプレート式熱交換器は優れた伝熱性能を有するため、流速の値が大きくなっても、移動相の温度を迅速かつ正確に調整可能である。

　以下に、本実施形態を実施例に基づいて更に詳しく説明するが、これらは本実施形態を何ら限定するものではない。

　［抗体凝集度の評価方法］
　本実施の形態の抗体凝集の評価系として、高速液体クロマトグラフィーのシステムを利用した。すなわち、リザーバタンク（移動相、０．１ｍｏｌ／Ｌリン酸、０．２ｍｏｌ／Ｌアルギニン、ｐＨ６．７）、送液ポンプ（送液流速０．６ｍｌ／ｍｉｎ）、サンプルループ（容量２０μＬ）、カラム（室温）、検出器（紫外線、波長２８０ｎｍ）、ドレンの順に接続した高速液体クロマトグラフィーのシステムを用いて目的物をロードした後、検出器から検出された吸光度から、目的物に含有される凝集体の比率を定量した。内径（直径）７．８ｍｍ、ベッド高さ３００ｍｍの東ソーＴＳＫＧＥＬＧ３０００ＳＷＸＬカラムを用いた。典型的には、溶出時間１２分乃至１３分に３量体以上の多量体ピーク（ピークＡ）が検出され、溶出時間１４分乃至１５分に２量体ピーク（ピークＢ）が検出され、溶出時間１６分付近に単量体ピーク（ピークＣ）が検出される。これらのピークの面積比から、下記（１）式を用いるプログラムを用いて抗体凝集度を算出した。
抗体凝集度（％）＝１００×｛（ピークAの面積比）＋（ピークBの面積比）｝・・・（１）
なお、ピークAの面積比及びピークBの面積比は、
（ピークＡの面積比）＝（ピークＡの面積）／｛（ピークＡの面積）＋（ピークＢの面積）＋（ピークＣの面積）｝
（ピークＢの面積比）＝（ピークBの面積）／｛（ピークＡの面積）＋（ピークＢの面積）＋（ピークＣの面積）｝
として導出した。

　 [温度応答性イオン交換樹脂の作成方法]
　本実施の形態の担体として、温度応答性のイオン交換樹脂を特許文献ＷＯ１２／０８１７２７に記載の方法に準じ、下記のように作成した。
　１）開始剤の固定
　架橋ポリビニルアルコールビーズ１ｇ（粒径１００μｍ）を純水で湿潤させ、３００ｍＬのガラス製三角フラスコに入れた。三角フラスコに、テトラヒドラフラン（安定剤不含、関東化学（株）社製）２００ｍＬ、２－ブロモイソ酪酸ブロミド（東京化成工業（株）製）１．２３ｍＬ、及びトリエチルアミン（和光純薬工業（株）社製）１．４０ｍＬを加え、室温で１６時間震とうさせた。反応後、ろ過してから２００ｍＬエタノールで３回洗浄し、脱水イソプロパノール中で保存した。これにより、架橋ポリビニルアルコールビーズ表面に原子移動ラジカル重合（ＡＴＲＰ）開始剤である２－ブロモイソ酪酸ブロミドが導入された。

　２）表面グラフト重合
　スルホン酸基の前駆体モノマーであるグリシジルメタクリレート（ＧＭＡ、東京化成工業（株）製）を、Ｎ－イソプロピルアクリルアミドに対して１ｍｏｌ％の割合で含有するモノマー組成物を調整した。具体的には、Ｎ－イソプロピルアクリルアミド（ＩＰＡＡｍ、和光純薬工業（株）製）１８．４０ｇ、ＧＭＡ０．２３１ｇ、ブチルメタクリレート（ＢＭＡ、東京化成工業（株）製）１．２１７ｇ、塩化銅Ｉ（ＣｕＣｌ、和光純薬工業（株）製）　０．０８５ｇ、及び塩化銅ＩＩ（ＣｕＣｌ２、和光純薬工業（株）製）０．０１２ｇを９０容量％イソプロパノール（ＩＰＡ）水溶液４２．８ｍＬに溶解させ、３０分間、窒素バブリングした。その後、窒素雰囲気下で溶液にトリス（２－ジメチルアミノエチル）アミン（Ｍｅ６ＴＲＥＮ）（Ａｌｆａ　Ａｅｓａｒ社製）０．２２１ｇを加えて、５分間攪拌しＣｕＣｌ／ＣｕＣｌ２／Ｍｅ６ＴＲＥＮの触媒を形成させた。この反応溶液を窒素雰囲気下で開始剤導入架橋ポリビニルアルコールビーズに反応させ、室温で１６時間のＡＴＲＰをおこなった。反応後、エタノール、５０ｍｍｏｌ／Ｌ―ＥＤＴＡ水溶液、純水の順に洗浄し、モノマー、ポリマー、及び銅触媒を洗浄した。

　３）スルホン酸基の導入
　原子移動ラジカル重合法によりグラフト鎖を導入したビーズを、亜硫酸ナトリウムと、ＩＰＡと、の混合水溶液（亜硫酸ナトリウム／ＩＰＡ／純水＝１０／１５／７５ｗｔ％）２００ｇに投入し、８０℃で２４時間反応を行い、グラフト鎖中のエポキシ基をスルホン酸基に変換した。反応後、このビーズを純水で洗浄した。その後、このビーズを０．５ｍｏｌ／Ｌ硫酸中に投入し、８０℃で２時間反応を行うことで、グラフト鎖中に残存していたエポキシ基をジオール基に変換した。反応後、このビーズを純水で洗浄した。

　 [抗体溶液]
　本実施例で用いた抗体溶液は、一般的な抗体医薬品の製造工程に準じ、細胞培養工程、細胞分離工程を経て、アフィニティークロマトグラフィー工程、ウイルス除去工程を行ったものである。この溶液の抗体凝集度は３．８％であった。

　（実施例１）
　既存のクロマトコントロールシステム（ＡＫＴＡｐｒｏｃｅｓｓ）に、図６に示すように弁によって２つに分けた配管を取り付け、一方に加温用のプレート式熱交換器Ａ（ＡｌｆａＮｏｖａ　２７－８０Ｈ　アルファ・ラバル（株）製　総伝面面積：１．９５ｍ²　大きさ：３１１ｘ１１２ｘ２３０ｍｍ　重さ１２．３ｋｇ）、他方に冷却用のプレート式熱交換器Ｂ（ＡｌｆａＮｏｖａ　２７－２４Ｈ　アルファ・ラバル（株）製　総伝面面積：０．５５ｍ²　大きさ：３１１ｘ１１２ｘ９１ｍｍ　重さ：４．３ｋｇ）を取り付けた。
　加温用のプレート式熱交換器Ａには４１℃の水、冷却用のプレート式熱交換器Ｂには７℃の水が媒体として循環するように設置した。

　熱交換器後の配管は、図６のように再び１つの流路となる。この先にアクリル製カラム（Ｐ６３０ｘ５００　ミリポア（株）製）を取り付けた。

　カラムには、前述のように作成した温度応答性のイオン交換樹脂を２０Ｌパッキングした。カラム出口の配管は再び既存のクロマトコントロールシステム（ＡＫＴＡｐｒｏｃｅｓｓ）につながれ、これにより、溶液のＵＶ吸光度、電気伝導度、温度、ｐＨ等をモニタリングできるようにした。加温用のプレート式熱交換器Ａの方へ移動相が流れるように、流路を設定し、常温（２５℃）の１５ｍｍｏｌ／Ｌ酢酸バッファー（ｐＨ６．０）を流速８Ｌ／ｍｉｎ（線速度１２０ｃｍ／ｈ）で流した。

　４０Ｌ通液したところ、モニタリングしていたカラム出口後の移動相温度が４０℃になった。この状態から、抗体を含む溶液を流し、下記のような吸着・洗浄・溶出の操作を行った。

　ビーズを充填したカラムの温度変化操作は、クロマトグラフィーシステムのポンプを一時停止し、弁を切り替えて、溶液が冷却用のプレート式熱交換器Ｂへ流れるようにした後、再びポンプを稼働して行った。
（吸着ステップ）
・抗体濃度：２４ｍｇ／Ｌ
・吸着バッファー：１５ｍｍｏｌ／Ｌ酢酸バッファー（ｐＨ６．０）
・抗体溶液ロード量：２４０Ｌ
・流速：８Ｌ／ｍｉｎ
・カラム体積：２０Ｌ
・吸着温度：４０℃
（洗浄ステップ）
・洗浄バッファー：１５ｍｍｏｌ／Ｌ酢酸バッファー（ｐＨ６．０）
・流速：８Ｌ／ｍｉｎ
・流量：２４０Ｌ
・洗浄温度：４０℃
（温度溶出ステップ）
・溶出バッファー：１５ｍｍｏｌ／Ｌ酢酸バッファー（ｐＨ６．０）
・流速：８Ｌ／ｍｉｎ
・流量：２４０Ｌ
・溶出温度：１０℃
（塩溶出ステップ）
・溶出バッファー：１ｍｏｌ／Ｌ酢酸バッファー（ｐＨ６．０）
・流速：８Ｌ／ｍｉｎ
・流量：６０Ｌ
・溶出温度：１０℃

　温度溶出後、温度変化では溶出しきれない抗体を、１ｍｏｌ／Ｌ酢酸バッファー（ｐＨ６．０）で溶出させた。

　図６におけるＡ地点（プレート式熱交換器で４０℃に加温した後の溶液）の抗体溶液をサンプリングし、抗体凝集度を測定した。また、温度溶出ステップ時の溶液についても、抗体凝集度を測定した。結果を表１に示す。

　（比較例１）
　既存のクロマトコントロールシステム（ＡＫＴＡｐｒｏｃｅｓｓ）に、図７のように弁によって２つに分けた配管を取り付け、一方に加温用の多管式熱交換器Ａ（ＨＴＦ－１２５－０５（株）ハシテック製　総伝面面積：２．４ｍ²　大きさ：６００ｘ１４０ｘ２５０ｍｍ　重さ３０ｋｇ）、他方に冷却用の多管式熱交換器Ｂ（ＨＴＦ－１２５（株）ハシテック製　総伝面面積：４．８ｍ²　大きさ：１１００ｘ１４０ｘ２５０ｍｍ　重さ：４１ｋｇ）を取り付けた。

　加温用の多管式熱交換器Ａには８０℃の水、冷却用の多管式熱交換器Ｂには７℃の水が媒体として循環するように設置した。なお、加温用の多管式熱交換器Ａに４１℃の水を媒体として循環するように設置したときは、移動相の温度が３３℃までしか上昇しなかったため、媒体の設定温度を上記のとおりとした。

　熱交換器後の配管は、図７のように再び１つの流路となる。この先にアクリル製カラム（Ｐ６３０ｘ５００　ミリポア（株）製）を取り付けた。カラムには、前述のように作成した温度応答性のイオン交換樹脂を２０Ｌパッキングした。カラム出口の配管は再び既存のクロマトコントロールシステム（ＡＫＴＡｐｒｏｃｅｓｓ）につながれ、これにより、溶液のＵＶ吸光度、電気伝導度、温度、ｐＨ等をモニタリングできるようにした。加温の多管式熱交換器の方へ移動相が流れるように、流路を設定し、常温（２５℃）の１５ｍｍｏｌ／Ｌ酢酸バッファー（ｐＨ６．０）を流速８Ｌ／ｍｉｎ（線速度１２０ｃｍ／ｈ）で流した。

　ビーズを充填したカラムの温度変化操作は、クロマトグラフィーシステムのポンプを一時停止し、弁を切り替えて、流路を冷却用多管式熱交換器へ流れるようにした後、再びポンプを稼働して行った。

　（吸着ステップ）
・抗体濃度：２４ｍｇ／Ｌ
・吸着バッファー：１５ｍｍｏｌ／Ｌ酢酸バッファー（ｐＨ６．０）
・抗体溶液ロード量：２４０Ｌ
・流速：８Ｌ／ｍｉｎ
・カラム体積：２０Ｌ
・吸着温度：４０℃
（洗浄ステップ）
・洗浄バッファー：１５ｍｍｏｌ／Ｌ酢酸バッファー（ｐＨ６．０）
・流速：８Ｌ／ｍｉｎ
・流量：２４０Ｌ
・洗浄温度：４０℃
（温度溶出ステップ）
・溶出バッファー：１５ｍｍｏｌ／Ｌ酢酸バッファー（ｐＨ６．０）
・流速：８Ｌ／ｍｉｎ
・流量：２４０Ｌ
・溶出温度：１０℃
（塩溶出ステップ）
・溶出バッファー：１ｍｏｌ／Ｌ酢酸バッファー（ｐＨ６．０）
・流速：８Ｌ／ｍｉｎ
・流量：６０Ｌ
・溶出温度：１０℃

　図７におけるＡ地点（多管式熱交換器で４０℃に加温した後の溶液）の抗体溶液をサンプリングし、抗体凝集度を測定した。また、温度溶出ステップ時の溶液について、抗体凝集度を測定した。尚、Ａ地点の溶液には白濁がみられた。結果を表１に示す。

　比較例１ではＡ地点で抗体凝集度が大きく上がった。これは多管式熱交換器の媒体温度が高く（８０℃）内部に温度勾配があり、部分的に抗体の熱変性温度に達したことにより、多量体及び２量体の割合が増えたと考えられる。また、これ以上伝熱面積の大きい多管式熱交換器を用いることは、大きさ・重量の面からクロマトグラフィーシステム（ＡＫＴＡｐｒｏｃｅｓｓ）との接続が困難である。

Claims

　生理活性物質の精製工程に使用される液体クロマトグラフィーシステムであって、
　温度変化によって前記生理活性物質を吸着する性能が変化する温度応答性クロマトグラフィー担体を含有するカラムと、
　前記カラムに接続され、移動相が流されるプロセス配管と、
　前記プロセス配管に設けられ、前記移動相の温度を制御するプレート式熱交換器と、
　を備える、液体クロマトグラフィーシステム。
　前記プレート式熱交換器が、前記プロセス配管から着脱可能である、請求項１に記載の液体クロマトグラフィーシステム。
　前記カラム上流の前記プロセス配管に、前記プレート式熱交換器が設けられている、請求項１又は２に記載の液体クロマトグラフィーシステム。
　前記プロセス配管に、前記プレート式熱交換器が２個以上設けられている、請求項１～３のいずれか１項に記載の液体クロマトグラフィーシステム。
　前記プロセス配管に、前記プレート式熱交換器が、２個以上、並列に設けられている、請求項１～４のいずれか１項に記載の液体クロマトグラフィーシステム。
　前記２個以上のプレート式熱交換器の少なくとも１つが前記移動相を加温する加温用プレート式熱交換器であり、前記２個以上のプレート式熱交換器の少なくとも１つが前記移動相を冷却する冷却用プレート式熱交換器である、請求項４又は５に記載の液体クロマトグラフィーシステム。
　前記担体の形状が、ビーズ、平膜、中空糸膜のいずれかである、請求項１～６のいずれか１項に記載の液体クロマトグラフィーシステム。
　前記カラムに充填される担体の体積が１Ｌ以上である、請求項１～７のいずれか１項に記載の液体クロマトグラフィーシステム。
　前記生理活性物質が抗体である、請求項１～８のいずれか１項に記載の液体クロマトグラフィーシステム。
　前記担体が、温度応答性アフィニティークロマトグラフィー担体である、請求項１～９のいずれか１項に記載の液体クロマトグラフィーシステム。
　前記担体が、温度応答性イオン交換クロマトグラフィー担体である、請求項１～９のいずれか１項に記載の液体クロマトグラフィーシステム。
　請求項１～１１のいずれか１項に記載の液体クロマトグラフィーシステムを用いた生理活性物質の精製方法であって、前記プレート式熱交換器の伝面温度を、前記生理活性物質の変性する温度領域以外に設定することを含む、生理活性物質の精製方法。
　前記プレート式熱交換器の熱媒又は冷媒として水系溶媒を用いる、請求項１２に記載の生理活性物質の精製方法。
　前記カラム内を通過する前記移動相の線速度が１００ｃｍ／ｈ以上３００ｃｍ／ｈ以下である、請求項１２又は１３に記載の生理活性物質の精製方法。
　前記移動相の流速が５０ｍＬ／ｍｉｎ以上１０Ｌ／ｍｉｎ以下である、請求項１２～１４のいずれか1項に記載の生理活性物質の精製方法。
　前記プレート式熱交換器の媒体の流速が１Ｌ／ｍｉｎ以上２００Ｌ／ｍｉｎ以下である、請求項１２～１５のいずれか１項に記載の生理活性物質の精製方法。
　前記移動相の目的温度と前記プレート式熱交換器の媒体の温度の差が５℃以内である、請求項１２～１６に記載の生理活性物質の精製方法。
　請求項６に記載の液体クロマトグラフィーシステムを使用する生理活性物質の精製方法であって、
　１）前記移動相を前記加温用プレート式熱交換器に通して、前記カラム内を目的温度に上げる工程と、
　２）前記目的温度で前記生理活性物質を含む溶液を流し、前記カラム内の担体に前記生理活性物質を吸着させる工程と、
　３）前記移動相の流路を前記冷却用プレート式熱交換器に切り替える工程と、
　４）前記冷却用プレート式熱交換器で冷却された移動相を前記カラムに流して前記カラムから前記生理活性物質を回収する工程と、
　を含む、方法。
　請求項６に記載の液体クロマトグラフィーシステムを使用する生理活性物質の精製方法であって、
　１）前記移動相を前記冷却用プレート式熱交換器に通して、前記カラム内を目的温度に下げる工程と、
　２）前記目的温度で前記生理活性物質を含む溶液を流し、前記カラム内の担体に前記生理活性物質を吸着させる工程と、
　３）前記移動相の流路を前記加温用プレート式熱交換器に切り替える工程と、
　４）前記加温用プレート式熱交換器で加温された移動相を前記カラムに流して前記カラムから前記生理活性物質を回収する工程と、
　を含む、方法。
　請求項１～１１のいずれか１項に記載の液体クロマトグラフィーシステムを使用する生理活性物質の精製方法であって、
　１）前記プレート式熱交換器を一定の温度に設定する工程と、
　２）前記プレート式熱交換器で温度制御された移動相を流し、前記カラム内の温度を一定にする工程と、
　３）前記生理活性物質と不純物とを含む溶液を前記カラムに流し、前記担体に前記不純物を吸着させ、精製された前記生理活性物質を回収する工程と、
　を含む、方法。