專利名稱：蛋白質(zhì)分離柱的制作方法
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及從蛋白質(zhì)溶液分離溶解組分如蛋白質(zhì)而不污染蛋白質(zhì)。
2.相關(guān)技術(shù)的描述在蛋白質(zhì)是治療劑，即藥物的生物技術(shù)工業(yè)中，這些蛋白質(zhì)由生物加工操作獲得，蛋白質(zhì)作為在含水介質(zhì)中非常稀的溶液獲得，例如通常不大于1克/升治療蛋白質(zhì)，有時(shí)低至1ppm治療蛋白質(zhì)。通常與治療蛋白質(zhì)聯(lián)產(chǎn)的其它蛋白質(zhì)也在溶液中作為溶解組分存在。然后對溶液進(jìn)行處理以將治療蛋白質(zhì)從溶液的溶劑(或簡單地從溶液)和從溶液中存在的任何不需要的蛋白質(zhì)中分離。典型地通過接觸吸附基體材料進(jìn)行分離，該基體材料吸附治療蛋白質(zhì)或如果存在的不需要的蛋白質(zhì)，以分別地從溶液分離治療蛋白質(zhì)，由此以濃縮的形式獲得它，或者從溶液除去不需要的蛋白質(zhì)以由此精制溶液中剩余的治療蛋白質(zhì)。
典型地，基體材料包括底物上存在的結(jié)合蛋白質(zhì)如蛋白質(zhì)A或蛋白質(zhì)G。結(jié)合蛋白質(zhì)將溶液中存在的目標(biāo)蛋白質(zhì)，或其它目標(biāo)溶解組分結(jié)合到底物上，并且底物允許蛋白質(zhì)溶液通過它流動，流動在這種曲折通道或這種細(xì)通道中或在兩者中，使得目標(biāo)蛋白質(zhì)或其它目標(biāo)溶解組分與底物上存在的結(jié)合蛋白質(zhì)緊密接觸，由此被吸附到它的表面，包括底物中的孔，同時(shí)溶液通過底物。結(jié)合蛋白質(zhì)和底物的組合典型地稱為親和基體。親和基體的底物可以采用各種形式，例如容器如分離柱中的填料，或橋接進(jìn)行分離的容器的內(nèi)部的多孔膜。填料可以為諸如粒狀材料形式，如珠?；蚰z或整體，即多孔聚合物材料的擠出長度。底物可包括用于在蛋白質(zhì)溶液中淤漿化的順磁材料。吸附劑基體材料吸附的其它機(jī)理包括尺寸排阻色譜、離子交換色譜、疏水性相互作用色譜和使用多孔膜的過濾。在吸附之后，從基體材料洗脫吸附在基體材料上的目標(biāo)蛋白質(zhì)或其它目標(biāo)溶解組分，即通過使親和基體與洗脫液體接觸，該液體從基體材料除去吸附的材料(蛋白質(zhì)或其它溶解組分)。
依賴于吸附方法和要從溶液中除去的特定溶解組分，在其中進(jìn)行蛋白質(zhì)溶液的處理的容器經(jīng)受一個(gè)或多個(gè)腐蝕性液體環(huán)境。例如，將吸附基體材料與濃鹽溶液在低pH下接觸以提高吸附效力。與向容器中進(jìn)料蛋白質(zhì)溶液的同時(shí)，將此鹽溶液正常加入蛋白質(zhì)溶液或容器中。吸附的組分，如目標(biāo)蛋白質(zhì)從吸附基體材料的洗脫也可以采用高pH的濃鹽溶液進(jìn)行。當(dāng)濃鹽溶液不用于促進(jìn)吸附時(shí)，它通常用于引起洗脫。周期性地，通過采用強(qiáng)苛性溶液，即另一個(gè)腐蝕性液體環(huán)境洗滌來清潔容器的內(nèi)表面，它是曝露于這些腐蝕性液體環(huán)境的表面。然而，關(guān)鍵的是進(jìn)行處理的內(nèi)表面容器不由液體環(huán)境腐蝕，使得溶液不被污染，由此污染治療蛋白質(zhì)。
生物加工工業(yè)通過使用耐腐蝕金屬合金作為容器的構(gòu)造材料并形成其內(nèi)表面而解決此關(guān)鍵問題。M.Gonzales，″生物技術(shù)工業(yè)中的不銹鋼管(Stainless Steel Tubing in the Biotechnology Industry)″生物技術(shù)/藥物設(shè)施設(shè)計(jì)(Biotechnology/Pharmaceutical facilitiesdesign)，2001年4月30日公開的是不銹鋼是非腐蝕和非污染的使得它們可承受熱和消毒處理并且容易焊接以由此滿足生物加工的嚴(yán)格要求。盡管考慮不銹鋼是非腐蝕和非污染的，但生物技術(shù)工業(yè)無論如何還是遇到腐蝕問題并通過轉(zhuǎn)換到使用更耐腐蝕的金屬而解決此問題。最廣泛使用含有最多0.03wt％C的不銹鋼316L。如果在金屬合合拋光表面上或在金屬合金焊接處中或在分離步驟的液體環(huán)境中檢測到腐蝕，則將不銹鋼改變成AL6XN，低碳，高純度超奧氏體不銹鋼(21wt％Cr，24wt％Ni，6.5wt％Mo，0.21wt％Ni，不大于0.03wt％C，其余為使總量達(dá)到100wt％的Fe)，它的耐腐蝕性大于316L。如果AL6XN的耐腐蝕性不夠，則使用Inconel625(I625)(Ni 61wt％，Cr 21.5wt％，Mo 9wt％，F(xiàn)e 2.5wt％，Cb+Ta 3.7wt％和少量其它元素)。如果需要更大的耐腐蝕性，則使用HastelloyE C276(Ni 57wt％，Cr 15.5wt％，Mo 16wt％，F(xiàn)e 5.5wt％，W 3.75wt％，Co最多1.25wt％，Mn最多0.5wt％)。當(dāng)改變液體環(huán)境的溫度和/或pH以改進(jìn)分離或清潔的效力時(shí)，可能惡化腐蝕問題。
雖然通過使用更耐腐蝕的金屬合金解決了不銹鋼的腐蝕性方面問題，但一般并未考查蛋白質(zhì)溶液污染方面的問題，即使當(dāng)使用更耐腐蝕的金屬合金時(shí)。
發(fā)明概述已經(jīng)發(fā)現(xiàn)甚至最好的耐腐蝕金屬合金在通?？赡苡龅降臈l件下也缺乏對分離過程的液體環(huán)境的惰性，即金屬合金容器由包含制備容器的金屬的腐蝕產(chǎn)物污染蛋白質(zhì)溶液。金屬污染是無法忍受的；盡管絕對而言金屬污染可能很低，但它的存在可不利地影響治療蛋白質(zhì)。在治療蛋白質(zhì)被吸附和由此濃縮在吸附基體材料上的情況下，液體環(huán)境中金屬污染的存在具有的不利效果為從非常有價(jià)值的蛋白質(zhì)的產(chǎn)量損失到蛋白質(zhì)治療價(jià)值的完全損壞或使蛋白質(zhì)對于消費(fèi)不是所需的。已發(fā)現(xiàn)使用的各種耐腐蝕金屬合金的拋光表面存在此缺陷。更大的憂慮是來自用于制造容器和必須曝露于容器內(nèi)部，即形成內(nèi)表面一部分的焊接處的金屬污染。與拋光表面相比焊接處更易于受液體環(huán)境的腐蝕侵襲。這是由于焊接處的組成和微結(jié)構(gòu)可能不同于基礎(chǔ)金屬。此外，由于殘余應(yīng)力、物理缺陷和改變的機(jī)械性能，焊接處更易于出現(xiàn)裂紋。改變的機(jī)械性能和組成差異的組合可導(dǎo)致環(huán)境誘導(dǎo)開裂的更大敏感性。
本發(fā)明已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)處理蛋白質(zhì)溶液的容器的內(nèi)表面包括含氟聚合物時(shí)，產(chǎn)生對液體環(huán)境的優(yōu)異耐腐蝕性。含氟聚合物不吸引蛋白質(zhì)或包含它的溶液并提供較少或不提供含金屬如Cr，Ni，F(xiàn)e，Mn或Mo，最通常的金屬的液體環(huán)境的污染，盡管存在如下事實(shí)含氟聚合物是在金屬反應(yīng)器中制備和熔體加工的以在超過350℃的溫度下在金屬設(shè)備中形成粒料，使得含氟聚合物自身可包含金屬污染物。美國專利6,541,588 B1公開了包含超過300ppm的Fe、Ni和Cr金屬總量的含氟聚合物熔體粒料(表1)。熔體粒料是熔融制造用于各種設(shè)施和用于本發(fā)明的容器內(nèi)表面的制品的通常原料。
因此，本發(fā)明的容器可以描述為從蛋白質(zhì)溶液分離溶解組分的設(shè)備，該設(shè)備包括具有內(nèi)表面的柱子，該內(nèi)表面包括含氟聚合物，和位于該柱子中用于從該溶液分離該溶解組分的吸附劑基體材料。
測定金屬污染的測試公開于實(shí)施例。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)來自先前所述各種耐腐蝕性合金材料的金屬污染水平為從約1900到超過10,000ng/cm2。當(dāng)使用本發(fā)明的設(shè)備時(shí)在用于測試的液體環(huán)境中未檢測到這些污染金屬，檢測的極限是32ng/cm2(所有上述金屬污染物的總量)。因此，在所關(guān)注的來自含氟聚合物的溶液的金屬污來范圍內(nèi)，溶液基本沒有金屬污染。
除含氟聚合物容器內(nèi)表面不污染液體分離環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)以外，含氟聚合物構(gòu)造材料的另外優(yōu)點(diǎn)是它可以不使用焊接材料，即不同組成的材料而焊接在一起。當(dāng)受熱充分并施加壓力以將含氟聚合物的表面強(qiáng)制在一起以彼此粘合時(shí)，含氟聚合物粘附到它自身和焊接在一起。因此，焊接處與形成處理容器內(nèi)表面的含氟聚合物表面一樣是非污染的。
含氟聚合物容器內(nèi)表面的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，由于已知蛋白質(zhì)粘附到金屬表面，因此與金屬合金表面相比蛋白質(zhì)較少可能粘附到含氟聚合物表面。采用由含氟聚合物內(nèi)表面構(gòu)造的容器，蛋白質(zhì)產(chǎn)量更大。
發(fā)明詳述本發(fā)明的設(shè)備使用以上所述的已知分離技術(shù)用于從溶液分離包含在蛋白質(zhì)溶液中的溶解組分。因此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，分離包括使蛋白質(zhì)溶液與吸附基體材料接觸以從該溶液吸附該蛋白質(zhì)，由此從溶液分離蛋白質(zhì)。吸附由以上所述的已知方法，例如通過包括至少一種吸附劑的吸附基體材料獲得以形成親和基體或其中基體材料自身提供通過化學(xué)相互作用或由尺寸排阻提供吸附劑功能。蛋白質(zhì)A和蛋白質(zhì)G是用于親和基體的最通常結(jié)合蛋白質(zhì)。根據(jù)吸引所需的特定蛋白質(zhì)的效力選擇吸附劑。在此使用的″蛋白質(zhì)″以最寬的意義用于包括肽、多肽、長鏈多肽，例如包含至少20個(gè)氨基酸單元，通常簡稱為蛋白質(zhì)，和雜蛋白質(zhì)，如糖蛋白和磷蛋白。通常目標(biāo)蛋白質(zhì)是治療蛋白質(zhì)，它被吸附在吸附劑基體材料上。然而，目標(biāo)蛋白質(zhì)可以是蛋白質(zhì)溶液的非所需溶解組分，如構(gòu)成病毒的另一種蛋白質(zhì)，可以通過吸附基體材料將它從治療蛋白質(zhì)分離，使治療蛋白質(zhì)仍然留在溶液中，因此使得沒有不需要的蛋白質(zhì)或剩余小得多的濃度的病毒。然后可以使用以治療蛋白質(zhì)為目標(biāo)的吸附劑，通過重復(fù)本發(fā)明的方法從剩余溶液分離治療蛋白質(zhì)。
可以使用吸附基體材料的已知形式，例如珠粒、凝膠、整體和多孔膜，當(dāng)溶液通過吸附劑基體材料時(shí)所有形式都達(dá)到與溶解的目標(biāo)蛋白質(zhì)如治療蛋白質(zhì)的緊密接觸。吸附意味著目標(biāo)溶解組分被吸引到基體材料表面，被捕集在基體材料表面中，或被排除在基體材料表面上或由基體材料表面排除，不管表面是基體材料的外表面或內(nèi)表面如裂紋和裂縫的表面，和基體材料中的孔表面，和開孔整體中的泡孔壁，或簡單地為多孔膜中的孔。珠粒和凝膠典型地用于色譜分離，而多孔膜更通常用于過濾類型的分離?？梢允褂枚鄠€(gè)多孔膜。色譜分離中的凝膠填料使用尺寸排阻作為引起目標(biāo)蛋白質(zhì)吸附在凝膠基體材料上的方式。整體填料以塑料材料的擠出多孔栓塞形式獲得，該栓塞由含有開放孔的開孔結(jié)構(gòu)發(fā)泡使得當(dāng)如以柱形式整體插入容器時(shí)，蛋白質(zhì)溶液通過開孔或孔流動整體，留下目標(biāo)蛋白質(zhì)被吸附在整體的孔中。
在進(jìn)行吸附步驟之后，分離可以由在該基體材料上吸附的目標(biāo)溶解組分，如蛋白質(zhì)的洗脫繼續(xù)以將它從該基體材料除去。分離步驟可包括在其中進(jìn)行分離的容器內(nèi)部產(chǎn)生腐蝕性液體環(huán)境的腐蝕性液體的使用。使用的特定液體依賴于進(jìn)行的分離。例如可以通過在低pH下使吸附劑基體材料與濃鹽溶液接觸來協(xié)助吸附?？梢酝ㄟ^使基體材料與洗脫液體接觸來獲得由基體材料保持的目標(biāo)溶解組分的洗脫，該洗脫液體也可以是濃鹽溶液但在高pH下。或者，分離可包括使用高pH鹽溶液以協(xié)助結(jié)合，隨后使用低pH鹽溶液用于洗脫。在結(jié)合步驟和洗脫步驟之間的差異可僅涉及鹽濃度的變化。在其中吸附由結(jié)合蛋白質(zhì)進(jìn)行，即使用親和基體的實(shí)施方案中，洗脫液體接觸吸附的蛋白質(zhì)并將它從基體材料除去。周期性地，然后通過采用濃苛性溶液洗滌而清潔容器。這些步驟可以在室溫(20℃)下進(jìn)行，但更高的溫度優(yōu)選用于增加的生產(chǎn)率。吸附劑基體材料可以與容器內(nèi)表面一起清潔并且如果需要可以拋棄以保持分離的效力和體系的純度。然后可以將新鮮吸附劑基體材料布置在容器中以完成進(jìn)一步的分離加工。
根據(jù)本發(fā)明，進(jìn)行分離的容器的內(nèi)表面包括含氟聚合物。依賴于容器的尺寸，整個(gè)容器可以由含氟聚合物制成，但對于商業(yè)尺寸容器，容器典型地是由含氟聚合物襯里的金屬容器。用于容器、柱子、管、閥門、換熱器等的含氟聚合物襯里在現(xiàn)代含氟聚合物，不同應(yīng)用的高性能聚合物(Modern Fluoropolymers，High performancePolymers for Diverse Applications)，311-326頁，J.Scheirs編，JohnWiley & Sons出版(1998)中公開。如其中所公開，各種方法可用于獲得襯里，包括但不限于含氟聚合物的粘合劑粘合的織物背襯片、含氟聚合物的粘合劑粘合的蝕刻片、焊接在一起的含氟聚合物片的疏松襯里、以粉末、珠?；驑渲问绞褂煤酆衔锏男D(zhuǎn)襯里、含氟聚合物的噴涂和烘焙粉末涂料、和液體含氟聚合物涂料體系。典型地襯里是約0.25-5.1mm厚，但優(yōu)選至少約2mm厚以承受填料形式的吸附基體材料的加載和卸載，而沒有襯里厚度的刺穿。盡管含氟聚合物襯里的耐腐蝕性是已知的，但由于蛋白質(zhì)分離工藝和蛋白質(zhì)自身的獨(dú)特性質(zhì)，包括它的化學(xué)，它的特別高價(jià)值，和它只以非常稀的溶液的可利用性，使生物加工工業(yè)集中于包括金屬內(nèi)表面的金屬容器。也已知由于含氟聚合物是在金屬設(shè)備中在超過300℃的特別高溫度下制備和加工(熔融制造)的，因此它們包含金屬污染物。美國專利6,541,588公開了通過在熔體擠出以形成粒料之前氟處理含氟聚合物，從300ppm以上降低熔體加工中發(fā)生的含氟聚合物的金屬污染，但此步驟在本發(fā)明的實(shí)施中是不必要的。
進(jìn)行分離的容器也可以稱為柱子，即通常具有圓筒形狀并且長度從小于圓筒形狀的直徑到大于直徑。因此柱子可具有罐的外觀。圓筒形狀通常布置為垂直的，并且圓筒形狀可以是圓形或不同的環(huán)形形狀。對柱子的蛋白質(zhì)溶液輸入和輸出可以根據(jù)柱子的間歇或連續(xù)操作。在連續(xù)操作中，溶液輸入可以在柱子的頂部而從底部輸出，即往下流模式?；蛘?，操作可以是向上流的，其中溶液輸入在柱子的底部，以向上的方式通過吸附劑基體材料流動并在柱子頂部離開柱子。連續(xù)色譜的方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的并包括移動床和模擬移動床技術(shù)。因此將入口開口和出口開口布置在柱子的頂部和底部封閉部分中。一種形式的間歇操作柱是離心管，其中頂端具有蛋白質(zhì)溶液的入口開口并且關(guān)閉柱子的底部以允許在柱子的底部收集溶液。在所有的情況下，將吸附基體材料布置在柱子中以當(dāng)溶液穿過柱子的長度時(shí)，緊密接觸和/或截取溶液以進(jìn)行目標(biāo)溶解組分從它的溶液的所需吸附分離。用于離心管的基體材料可以是多孔膜，典型地由尺寸排阻操作，但可能通過在膜上包括結(jié)合蛋白質(zhì)或其它相互作用物質(zhì)或補(bǔ)充膜而協(xié)助。離心力的施加引起溶液通過膜，在膜上留下目標(biāo)溶解組分。本發(fā)明的離心管實(shí)施方案典型地完全是含氟聚合物，而用于連續(xù)操作的更大柱子包括殼和含氟聚合物襯里以形成柱子的內(nèi)表面。殼為柱子提供要求的機(jī)械強(qiáng)度，而含氟聚合物襯里提供所需的無金屬污染。優(yōu)選殼由金屬制成，但由于殼不再與蛋白質(zhì)分離系統(tǒng)接觸，其可以由提供必須的機(jī)械強(qiáng)度的任何材料制成，而不需要昂貴的耐腐蝕材料。在存在殼的本發(fā)明的實(shí)施方案的情況下，可以如上所述完成用于形成內(nèi)表面的襯里。
用于本發(fā)明的含氟聚合物優(yōu)選但不限于可熔融流動的含氟聚合物，以易于制造和在要求焊接以完成襯里的制造工藝中焊接在一起。含氟聚合物也優(yōu)選是部分結(jié)晶的，即它們具有熔點(diǎn)。熔點(diǎn)優(yōu)選是至少約225℃，更優(yōu)選至少約250℃，且最優(yōu)選250-315℃并可以高至343℃。一組優(yōu)選的含氟聚合物是全氟化聚合物，即四氟乙烯(TFE)的均聚物和四氟乙烯(TFE)與全氟化單體的共聚物。共聚物可包括一種或多種這種全氟化共聚單體。全氟化單體的例子包括含有3-8個(gè)碳原子的全氟烯烴，如六氟丙烯(HFP)和全氟(烷基乙烯基醚)(PAVE)，其中烷基包含1-5碳原子。這種乙烯基醚的例子包括全氟(甲基、乙基和丙基乙烯基醚)。TFE和PAVE的共聚物通常以PFA共聚物獲得，包括MFA共聚物，它是TFE與全氟(甲基乙烯基醚)和至少一種另外的乙烯基醚，如全氟(丙基乙烯基醚)的共聚物，并且這種共聚物典型地包含1-10wt％的PAVE共聚的單體。PFA共聚物的熔點(diǎn)典型地為300-310℃且熔體流動速率(MFR)為1-50g/10min，兩者均根據(jù)ASTM D 3307-93測定。TFE和HFP的共聚物通常以FEP共聚物獲得。典型地共聚物的HFP含量由約2.0-5.3的六氟丙烯指數(shù)(HFPI)表征。HFPI是對共聚物膜測量的兩個(gè)紅外吸光度的比例，它可以通過乘以3.2轉(zhuǎn)化成wt％HFP，如在跨越美國專利5,703,185的第3和4欄的段落中公開的那樣。優(yōu)選，TFE/HFP共聚物以有效使共聚物顯示至少約2000次循環(huán)，優(yōu)選至少約4000次循環(huán)的MIT彎曲壽命的數(shù)量包含至少一種另外的共聚的單體如PAVE。MIT彎曲壽命的測量公開于U.S.專利5,703,185。通常這種另外單體的數(shù)量為約0.2-3wt％，基于共聚物的總重量。一種優(yōu)選的PAVE是全氟(丙基乙烯基醚)且最優(yōu)選的PAVE是全氟(乙基乙烯基醚)。FEP共聚物典型地顯示1-50g/10min的熔體流動速率(MFR)和250-280℃的熔點(diǎn)，兩者均根據(jù)ASTM D2116-91a測定。
也可以根據(jù)本發(fā)明使用無定形含氟聚合物。無定形聚合物不具有結(jié)晶熔點(diǎn)，但特征為它們的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)。用于本發(fā)明的這種含氟聚合物是非彈性體的，Tg大于0℃。根據(jù)本發(fā)明使用的無定形聚合物的Tg應(yīng)當(dāng)至少大約與本發(fā)明過程中聚合物曝露的溫度相同。TeflonAF是Tg為160℃和240℃的可商購全氟聚合物(E.I.duPont de Nemours & Co.，Inc.，Wilmington DE USA)。無定形含氟聚合物的優(yōu)點(diǎn)在于它們可以作為涂料從溶液施涂。在使用過程中對這些涂料的損害容易由含氟聚合物從溶液的進(jìn)一步施加修復(fù)。為了修復(fù)的目的，無定形含氟聚合物的Tg不需要高至聚合物所曝露的溫度。
優(yōu)選，全氟聚合物也進(jìn)行氟處理以從端基如-CF2CH2OH、-CONH2、-COOH和-COF端基形成-CF3端基，以避免可以在襯里用壓片或襯里自身的熔融制造期間形成的氣泡。優(yōu)選，在氟化之后，含氟聚合物含有少于50個(gè)這種基團(tuán)(總計(jì))每106個(gè)碳原子且更優(yōu)選小于20個(gè)。結(jié)晶含氟聚合物的氟化公開于美國專利4,723,658。無定形聚合物的氟化公開于美國專利5,045,605。氟處理優(yōu)選對含氟聚合物的粒料進(jìn)行，該粒料由熔體擠出形成并切割成粒料形狀。然后將粒料熔融制造成整個(gè)容器或僅制造成襯里以形成容器的內(nèi)表面。然而在旋轉(zhuǎn)襯里的情況下，其中僅涉及的熔融制造是對著在含氟聚合物熔融溫度以上加熱的容器旋轉(zhuǎn)殼熔融含氟聚合物粉末以形成襯里，粉末可以是氟處理的；從不形成擠塑的粒料。然而對于大的柱子，氟處理的粒料用于首先形成襯里和然后將襯里固定到殼的內(nèi)表面。
除上述的全氟化熱塑性四氟乙烯共聚物以外，氟化熱塑性(可熔融制造的)聚合物如乙烯/四氟乙烯共聚物(ETFE)和乙烯/氯三氟乙烯(ECTFE)也可用于本發(fā)明，優(yōu)選是ETFE。這種ETFE是乙烯和四氟乙烯的共聚物，優(yōu)選包含一少部分一種或多種另外的單體以改進(jìn)共聚物性能，如耐應(yīng)力開裂性。美國專利3,624,250公開了這種聚合物。E(乙烯)與TFE(四氟乙烯)的摩爾比是約40∶60-約60∶40，優(yōu)選約45∶55-約55∶45。共聚物也優(yōu)選包含約0.1-約10摩爾％至少一種可共聚的乙烯基單體，該單體提供包含至少個(gè)2碳原子的側(cè)鏈。全氟烷基乙烯是這樣的乙烯基單體，全氟丁基乙烯是優(yōu)選的單體。聚合物的熔點(diǎn)為約250℃-約270℃，優(yōu)選約255℃-約270℃。熔點(diǎn)根據(jù)ASTM 3159的方法測定。優(yōu)選，用于本發(fā)明的ETFE的根據(jù)ASTM3159方法測定的熔體流動速率(MFR)為1 to 50g/10min。也可以使用偏二氟乙烯，條件是采取預(yù)防措施，這是由于從溶液吸引溶解組分和在溶劑存在下受苛性清潔溶液侵襲的更大敏感性。用于本發(fā)明的優(yōu)選含氟聚合物是全氟聚合物，即全氟化聚合物。
實(shí)施例使用實(shí)施例1和實(shí)施例2中顯示的兩種方法進(jìn)行金屬合金和含氟聚合物腐蝕評價(jià)。使用的方法是作為本發(fā)明的一部分所開發(fā)的用于半導(dǎo)體工業(yè)的金屬萃取技術(shù)，以分別測定來自ASTM G48-00使用氯化鐵溶液測定不銹鋼和相關(guān)合金的銹斑和縫耐腐蝕性的工藝組件和過程的金屬污染水平。用于實(shí)施例1和實(shí)施例2中所述兩種方法的鹽溶液是氯化鈉(NaCl)的15wt％水溶液，它通過向介質(zhì)中加入鹽酸調(diào)節(jié)pH到2。
實(shí)施例1在此實(shí)施例中測定鹽溶液對金屬拋光表面的影響。對于沒有縫的所有測試材料提供試樣。每個(gè)金屬試樣的尺寸是2英寸×2英寸×0.125英寸厚(2.54cm×2.54cm×0.3cm)。PFA試樣尺寸是2英寸×2英寸×0.060英寸厚(2.54cm×2.54cm×0.16cm)。將每個(gè)試樣浸入上述測試溶液幾天的時(shí)間并保持在40℃的溫度下。在7天曝露之后測量測試溶液中的金屬污染水平并以ng每cm2試樣進(jìn)行報(bào)導(dǎo)。鹽溶液中的金屬污染由高分辨率電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)測定。試樣浸入和金屬分析在CHEMTRACECompany，44050 FremontBlvd，F(xiàn)remont，CA 94538，USA的清潔室環(huán)境中進(jìn)行。分析在試樣懸浮于其中之前的鹽溶液揭示，在溶液中檢測不到如下金屬Cr，Ni，Mo，Mn和Fe。結(jié)果見表1。
表1-金屬萃取(ng金屬/cm2試樣)
PFA是購自E.I.du Pont de Nemours and Company，WilmingtonDelaware USA的TeflonPFA HP含氟聚合物。PFA含氟聚合物公知為四氟乙烯與足夠全氟(烷基乙烯基醚)的共聚物以使含氟聚合物可熔融流動。盡管隨著合金成本增加金屬試樣的金屬污染減少污染鹽溶液，但污染還是隨合金中存在的特定金屬數(shù)量變化并且超過200ng/cm2。相反，來自PFA試樣的金屬污染很低以至檢測不到(b/d＝低于檢測極限)。
實(shí)施例2在該實(shí)施例中，根據(jù)ASTM G48方法D測定溫度對鹽溶液中金屬腐蝕的影響。將試樣在恒定溫度下懸浮在鹽溶液中72小時(shí)并檢查縫腐蝕。溫度以10度增量增加直到觀察到縫腐蝕。將試樣在試樣兩側(cè)裝上多個(gè)縫洗滌器和加轉(zhuǎn)矩到20in·lb(2.26N·m)。在盛有500ml溶液的獨(dú)立測試管中測試試樣。腐蝕測試對于316L在25℃下開始而對于所有其它合金在35℃下開始。結(jié)果見表2。
表2-發(fā)生縫腐蝕的溫度
PFA含氟聚合物在80℃下不顯示縫腐蝕，故測試擴(kuò)展到在85℃下在鹽溶液中另外曝露一周，但仍然看不到縫腐蝕。由于此測試已經(jīng)顯示PFA含氟聚合物的優(yōu)異性，故中斷測試。
實(shí)施例3將包含蛋白質(zhì)A-胰島素生長因子的融合蛋白的500μl細(xì)菌懸浮液注入316L不銹鋼色譜柱(2.5cm長度，0.5cm直徑)，它的內(nèi)表面由TeflonAF含氟聚合物涂覆和裝填I(lǐng)gG Sepharose 6 Fast Flow(Amersham Pharmacia，Piscataway，NJ)介質(zhì)。在注入樣品之后，將大約十個(gè)柱體積的含水結(jié)合緩沖劑(pH7.5，由0.05M Tris-HCl與0.05％吐溫20組成)加入柱中，隨后加入五個(gè)柱體積的含水洗滌緩沖劑(pH4.6，由10mM乙酸銨組成)。在清洗之后，將吸附的融合蛋白用五個(gè)柱體積的含水洗脫緩沖劑(pH3.2，由0.2M乙酸組成)洗脫。
內(nèi)表面由TeflonAF涂覆的316L不銹鋼色譜柱是高度耐腐蝕和耐金屬浸析的，金屬浸析有害地影響蛋白質(zhì)。在離開柱子的任何溶液中沒有檢測到金屬污染。
上述的含氟聚合物涂覆的柱子由如下方式制備用含氟聚合物的溶液涂覆不銹鋼管的內(nèi)表面(填充和引流)，隨后干燥和加熱以驅(qū)出溶劑，因此形成管子的含氟聚合物襯里。
實(shí)施例4柱子由1.5m直徑和1m高由圓筒形側(cè)壁組成的罐制成，頂部和底部由圓頂形封閉件封閉，以形成由不銹鋼組成的柱殼。頂部封閉件裝配入口端口用于將蛋白質(zhì)溶液加入柱子的內(nèi)部，底部封閉件裝配出口端口，溶液通過出口端口離開柱子，底部封閉件的圓頂形狀導(dǎo)引溶液到此端口。多孔托盤橋接底部封閉件并將親和基體材料的珠粒保持在此托盤上。珠粒裝滿柱子的內(nèi)部以剛剛在入口端口以下。布置在入口端口和珠粒床頂表面之間的是跨越整個(gè)珠粒床頂部分布蛋白質(zhì)溶液的分布岐管。分布岐管和托盤由含氟聚合物制成。柱子的內(nèi)表面由實(shí)施例1和2中測試的PFA含氟聚合物襯里。圓筒體部分的襯里是層壓到玻璃織物上的含氟聚合物片，該織物面對圓筒體的內(nèi)表面并膠接到此表面上。片是2mm厚。頂部和底部封閉件的內(nèi)表面由相同厚度的熱成形的玻璃-織物背襯片襯里，膠接到它們各自的封閉件上。入口和出口開口也由含氟聚合物襯里。在含氟聚合物片鄰接邊緣之間的接縫由PFA含氟聚合物自身焊接在一起。在底部封閉件襯里和圓筒殼之間的接合處也對焊在一起，而頂部封閉件是可除去的并被夾緊到位，含氟聚合物密封填充在圓筒殼和頂部封閉件之間的間隙。封閉件的襯里也焊接到入口和出口端口的襯里。
權(quán)利要求
1.從蛋白質(zhì)溶液分離溶解組分的設(shè)備，包括具有內(nèi)表面的柱子，該內(nèi)表面包括含氟聚合物，和位于所述柱子中用于從所述溶液分離所述溶解組分的吸附劑基體材料。
2.權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述溶解組分是病毒。
3.權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述溶解組分是蛋白質(zhì)。
4.權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述柱子完全是所述含氟聚合物。
5.權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述柱子包括所述內(nèi)表面作為襯里。
6.權(quán)利要求1的設(shè)備，其中柱子具有開放的底端，由此所述溶液可通過該底端離開所述柱子。
7.權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述柱子具有封閉的底端，由此所述溶液在所述柱子的底端收集。
8.權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述吸附劑基體材料包括結(jié)合所述溶解組分到所述基體材料的親和材料。
9.權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述吸附劑基體材料包括離子交換基體材料。
10.權(quán)利要求1的設(shè)備，其中吸附劑基體材料包括尺寸排阻基體材料。
11.權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述吸附劑基體材料包括多孔膜。
全文摘要
本發(fā)明涉及進(jìn)行涉及蛋白質(zhì)溶液的分離工藝的柱子，其中至少柱子的內(nèi)表面由含氟聚合物構(gòu)成。
文檔編號C07K1/20GK1787865SQ200480012984
公開日2006年6月14日 申請日期2004年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月14日
發(fā)明者S·A·利伯特, V·S·盧斯瓦迪, T·T·諾爾頓 申請人:納幕爾杜邦公司