專利名稱：生物聚合物色譜的系統(tǒng)和工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及色譜分離并且特別涉及例如單克隆抗體的生物聚合物的大規(guī)模色譜分離。更特別地，它涉及具有貯存罐的色譜系統(tǒng)并且涉及操作這樣的系統(tǒng)的連續(xù)或半連續(xù)方法。
背景技術(shù)：
在生物制藥領(lǐng)域中，基因工程和細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的新進(jìn)展促使表達(dá)水平比以前更高，從而對下游純化造成相當(dāng)大的負(fù)擔(dān)，尤其是捕獲步驟。盡管引入新的色譜樹脂明顯改進(jìn)基于常規(guī)的固定床色譜的工藝效率，可以通過采用連續(xù)方式操作來實(shí)現(xiàn)附加增益。后者在采用連續(xù)生物反應(yīng)器(例如采用灌注模式操作的那些)時尤其有吸引力。單克隆抗體的下游加工的典型工藝牽涉使用具有蛋白A配體來以非常高的選擇性結(jié)合抗體的捕獲步驟。這是非常高效的步驟，因為在這里去除了大部分雜質(zhì)。然而，由于蛋白A樹脂的成本，有強(qiáng)的優(yōu)化效率的動機(jī)，例如通過增加樹脂結(jié)合能力的化學(xué)工程方法。在蛋白A步驟后，抗體在其他色譜步驟中進(jìn)一步純化，例如結(jié)合-洗脫陽離子交換色譜和/或在結(jié)合-洗脫或流通多模態(tài)或陰離子交換色譜中。在這些步驟也存在使使用的樹脂能力利用率增加的需要，特別在步驟采用結(jié)合-洗脫模式運(yùn)行時。在連續(xù)色譜中，若干相同的柱采用允許柱串聯(lián)和/或并聯(lián)操作的布置而連接，其取決于方法要求。從而，原則上所有柱可以同時運(yùn)行，只是方法步驟稍微改變。程序可以重復(fù)，使得每個柱在工藝中加載、洗脫和再生若干次。與“常規(guī)的”色譜相比，其中單個色譜循環(huán)基于若干連貫步驟，例如加載、清洗、洗脫和再生，在基于多個相同柱的連續(xù)色譜中，所有這些步驟同時發(fā)生只是每個發(fā)生在不同的柱上。連續(xù)色譜操作導(dǎo)致更好地利用色譜樹脂、減少的處理時間以及降低的緩沖需求，所有這些有益于工藝經(jīng)濟(jì)。連續(xù)色譜有時表示為模擬移動床(SMB)色譜。Bishop 等 人("Simulated Moving Bed technology in BiopharmaceuticalProcessing", Bischops, M.和 Pennings, M., Recovery Biological Products XI,(2003) Banff, Alberta, Canada)公開了基于模擬移動床(SMB)技術(shù)的連續(xù)色譜法,其已經(jīng)成功地用于具有蛋白A親和樹脂的IgG的實(shí)驗室規(guī)模的純化。盡管實(shí)際上由SMB提供的多柱和多段連續(xù)方法極大地提高工藝效率，但至今SMB系統(tǒng)尚未用于cGMP生物制藥生產(chǎn)，這主要因為從硬件和操作兩個角度的系統(tǒng)的復(fù)雜性。Heeter 等人(Heeter, G.A.and Liapis, A.1., J.Chrom A, 711 (1995))已經(jīng)提出基于三柱周期逆流色譜(3C-PCC)原理的方法作為典型的四段SMB系統(tǒng)的備選。最近，Lacki 等人(〃Protein A Counter-Current Chromatography for Continuous AntibodyPurification", Lacki, Κ.M.和 Bryntesson, L.M., ACS (2004) Anaheim, CA USA)描述這樣的3C-PCC系統(tǒng)用于對MabSelect 親和樹脂的IgG吸收。該3C-PCC系統(tǒng)需要比典型的四段SMB系統(tǒng)更簡單的硬件和更容易的操作，其直接降低與資本設(shè)備和系統(tǒng)維護(hù)關(guān)聯(lián)的成本。
事實(shí)上，模擬移動床技術(shù)已經(jīng)在各種其他領(lǐng)域中使用了幾十年。例如，美國3, 291, 726 (Universal Oil Products)早在1966年描述用于石油化工業(yè)的連續(xù)模擬逆流吸收工藝。美國6，280，623 (Ma)描述用于甜味劑精制的復(fù)雜旋轉(zhuǎn)流化模擬移動床布置，其具有貯存罐但不適應(yīng)于色譜分離。可靠的連續(xù)工藝的必不可少的因素是使用的柱的質(zhì)量，并且更具體地，柱之間的相似性或甚至同一性。如果柱不相同，理論計算將不正確，并且將變得難以設(shè)計有效和健壯的連續(xù)色譜工藝。而且，為了放大考慮，在系統(tǒng)中具有相同的柱是必不可少的。然而，用色譜介質(zhì)填充柱以便獲得可重復(fù)結(jié)果是非常復(fù)雜的。甚至板的數(shù)量或其他封裝性質(zhì)中的小的差異可以對最終結(jié)果產(chǎn)生巨大影響。盡管像SMB和3C-PCC的連續(xù)色譜方法具有改進(jìn)能力利用率的可能性，它們是設(shè)置和運(yùn)行的復(fù)雜方法，其牽涉控制大量的閥和柱。因此，需要有與單柱色譜相比增加能力利用率的簡單且健壯的解決方案。特別地，需要有可以使用一次性柱和流路而在色譜工藝中使用的連續(xù)和半連續(xù)色譜解決方案，現(xiàn)今發(fā)現(xiàn)其在先導(dǎo)和小規(guī)模生物制藥生產(chǎn)中的使用增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個方面是提供用于生物聚合物的大規(guī)模色譜分離的有效工藝。這用如權(quán)利要求1中限定的色譜系統(tǒng)和用如權(quán)利要求12中限定的色譜方法實(shí)現(xiàn)。利用這樣的系統(tǒng)和方法的一個優(yōu)點(diǎn)是它們允許在一次性生物加工系統(tǒng)中操作半連續(xù)和連續(xù)色譜。另一個優(yōu)點(diǎn)是它們補(bǔ)充柱加載與柱再生之間的失配，其通常在生物加工中使用高滴度進(jìn)料時發(fā)生。另外的優(yōu)點(diǎn)是單個多通道蠕動泵可以用于實(shí)現(xiàn)連續(xù)操作。本發(fā)明的另外的合適的實(shí)施例在從屬權(quán)利要求中描述。


圖1示出根據(jù)本發(fā)明具有兩個柱的色譜系統(tǒng)。圖2示出根據(jù)本發(fā)明具有兩個柱和控制單元的色譜系統(tǒng)。圖3示出根據(jù)本發(fā)明具有三個柱的色譜系統(tǒng)。圖4示出根據(jù)本發(fā)明具有兩個柱和兩個貯存罐的色譜系統(tǒng)。圖5示出根據(jù)本發(fā)明具有三個柱和三個貯存罐的色譜系統(tǒng)。圖6示出根據(jù)本發(fā)明具有三個柱和三個貯存罐的色譜系統(tǒng)。圖7示出用于設(shè)置預(yù)定濃度水平的原理。圖8示出根據(jù)本發(fā)明用于色譜分離的方法。圖9示出根據(jù)本發(fā)明用于色譜分離的方法。圖10示出根據(jù)本發(fā)明用于色譜分離的方法。定義
術(shù)語“進(jìn)料”在本文意指提供給色譜系統(tǒng)并且包括要純化的目標(biāo)種類的液體。目標(biāo)種類可以是例如蛋白的生物聚合物，例如單克隆抗體。進(jìn)料的示例可以是澄清的發(fā)酵液、生物流體等，以及源于先前的分離步驟并且包括部分純化的目標(biāo)種類的液體。術(shù)語“生物聚合物”在本文意指肽、蛋白、核酸或病毒粒子一原生的以及生物或合成改性的一其包括片段、多聚物、聚合體、軛合物、聚變產(chǎn)物等。術(shù)語“貯存罐”在本文意指連接到柱的至少一個入口端和柱的至少一個出口端的容器(例如，可折疊塑料袋、剛性罐等)。它可連接到一個柱的入口端和另一個柱的出口或它可連接到一個柱的入口端和出口端兩者。它還可連接到若干個柱入口和出口端。貯存罐可以經(jīng)由一個或多個閥、泵、檢測器和/或歧管連接到一個或多個柱。術(shù)語“節(jié)流閥”在本文意指適應(yīng)于通過壓緊管道而控制或完全停止通過柔性管道的流的裝置。例如可以磁、電、氣動或液動操作節(jié)流閥，但也可手動操作它們。術(shù)語“夾鉗”在本文意指手動操作的節(jié)流閥。術(shù)語“泵”在本文意指多通道泵送裝置(例如，多通道蠕動泵)中的獨(dú)立泵送裝置或單獨(dú)通道。術(shù)語“填充床色譜柱”在本文意指適應(yīng)于用粒子色譜樹脂填充的柱。填充床色譜柱可以是軸向或徑向的并且可包括柱管、入口多孔床支承和出口多孔床支承、入口流體分配器和出口流體分配器。當(dāng)用色譜樹脂填充時，樹脂床可以基本上填滿入口與出口多孔床支承之間的整個體積。
具體實(shí)施例方式在由圖1-6圖示的一個方面中，本發(fā)明公開用于分離生物聚合物的色譜系統(tǒng)(I)，其包括至少一個進(jìn)料罐3、至少一個貯存罐4 ;4a、4b、4c、至少一個洗脫緩沖罐5、至少一個洗脫罐6、至少兩個填充床色譜柱7、8以及對于每個填充床色譜柱的至少一個泵10和至少一個出口檢測器11，其都連接到所述每個填充床色譜柱，其中進(jìn)料罐、一個或多個貯存罐、洗脫緩沖罐和洗脫罐每個經(jīng)由閥12的系統(tǒng)連接到填充床色譜柱。如上文限定的，一個或多個貯存罐例如經(jīng)由閥12的系統(tǒng)連接到柱7、8的至少一個入口端13和柱7、8的至少一個出口端14。也就是說，提供至少兩個填充床色譜柱，每個具有入口端13和出口端14，并且這些柱經(jīng)由閥的系統(tǒng)連接到至少一個進(jìn)料罐3、至少一個貯存罐4 ;4a、4b、4c、至少一個洗脫緩沖罐5和至少一個洗脫罐6。每個填充床色譜柱還連接到至少一個泵和至少一個出口檢測器。泵可以連接到柱的入口端并且出口檢測器可以連接到柱的出口端。出口檢測器可以具有適應(yīng)于監(jiān)測生物聚合物的濃度的任何類型，例如UV吸收檢測器、折射率檢測器、光散射檢測器等。一個或多個貯存罐用于暫時保留在兩個柱之間流動的液流的部分，并且其體積可以小于系統(tǒng)中加工的任何特定液體的總體積。貯存罐的示例可以是具有一個入口和一個出口的塑料袋(其中同時使用兩個出口用于在用預(yù)定義的體積填滿罐后裝填和排出液體)，或其中組成不斷改變的罐。在某些實(shí)施例(由圖2-6圖示的)中，系統(tǒng)還包括至少一個控制單元2,其電、氣動或液壓連接到閥12的系統(tǒng)并且可選地連接到檢測器11和/或泵10。此的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)的操作可以自動化。控制單元可以是例如計算機(jī)、可編程邏輯控制器或能夠根據(jù)算法和輸入數(shù)據(jù)集控制泵和閥的系統(tǒng)的任何其他數(shù)字或模擬單元。盡管為了簡單起見，在圖3-6中未示出到閥的連接，理解在所有這些實(shí)施例中，控制單元2可以連接到閥、泵和檢測器。在一些實(shí)施例中，至少一個貯存罐4 ;4a、4b、4c適應(yīng)于接收來自柱7、8的出口端14的流體并且將流體輸送到另一個柱8、7的入口端13。貯存罐然后可以擔(dān)當(dāng)臨時存儲容器，用于處理不同柱之間的流率中的任何失配。貯存罐因為它只用于臨時存儲而可以小于進(jìn)料和洗脫緩沖罐，例如比其小至少大約50%。在某些實(shí)施例中，至少一個貯存罐4 ;4a、4b、4c配備有至少一個液位指示器(未示出)。該/這些液位指示器可以連接到控制單元并且用于避免一個或多個貯存罐超填，特別在一個或多個貯存罐清空時到貯存罐的流可以暫時停止的半連續(xù)或不連續(xù)工藝中。一個或多個液位指示器可以是光、電導(dǎo)、超聲或重量的(例如，秤)。在某些實(shí)施例(如由圖3和5圖示的)中，色譜系統(tǒng)包括至少三個(例如，至少四個或五個)柱。這些柱采用例如三柱周期逆流模式或模擬移動床模式連接并且適應(yīng)于半連續(xù)或連續(xù)色譜。在一些實(shí)施例中，色譜系統(tǒng)還包括至少一個平衡緩沖罐15、至少一個清洗緩沖罐16和/或至少一個再生液罐17。在由圖4、5和6圖示的某些實(shí)施例中，色譜系統(tǒng)包括每柱7、8、9至少一個(例如一個)貯存罐4a、4b ;4c。這具有連續(xù)色譜工藝可以在沒有任何停止來清空一個或多個貯存罐的情況下運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)。進(jìn)料3、洗脫緩沖6、平衡緩沖15和清洗緩沖16罐可以經(jīng)由如圖4和5中的泵直接或經(jīng)由如圖6中的貯存罐4a、4b、4c和泵連接到色譜柱。罐可以具有若干連接口，每個或多個線路可以經(jīng)由歧管連接。罐還可以具有排放口(未示出)，例如配備有排放過濾器來避免污染。在一些實(shí)施例中，用對生物聚合物具有親和力的樹脂填充填充床色譜柱。在特定實(shí)施例中，樹脂包括蛋白配體。使用蛋白配體的優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)對生物聚合物的高特異性。由于可以實(shí)現(xiàn)的理論板數(shù)量高，填充床色譜分離也是能夠在組分之間給出非常高分辨度的工藝。在一些實(shí)施例中，從蛋白A、蛋白G、蛋白L或抗體得出蛋白配體。它可以是天然或重組蛋白A、G、L或抗體或它可以是這些蛋白中的任何蛋白的突變體、片段或多聚體。這樣的配體可以具有非常高的選擇性并且因此適合于從復(fù)雜的進(jìn)料捕獲有價值的生物制藥。然而，它們也是昂貴的并且應(yīng)盡可能有效地使用具有配體的樹脂。在某些實(shí)施例中，一個或多個泵、檢測器和/或閥包括一次性流路，例如安裝在可再用單元或殼體中的一次性流路。這些一次性流路可以包括一次性管道(其連接到一次性柱或柱殼體中的一次性樹脂盒和連接到泵中的一次性流路組件)、閥、檢測器和換能器。泵中的一次性流路可以是蠕動泵中的管道，而且它還可以是例如隔膜泵的一次性隔膜設(shè)置或注射泵的一次性注射器。閥中的一次性流路可以包括節(jié)流閥中的管道，而且包括例如一次性球閥、隔膜閥。單向閥等的流路組件。在檢測器中，一次性流路可以是用于光學(xué)檢測(UV、折射率、光散射等)的透明流通試管并且在換能器中它可以是用于測量壓力、流率、傳導(dǎo)率、溫度等的管道或?qū)ｉT設(shè)計的流路。流路組裝件還可包括衛(wèi)生和/或無菌連接器，使得流路的部分可被消毒并且連接來形成整個組裝件而沒有外部污染。在一些實(shí)施例中，一個或多個泵包括一個或多個蠕動泵，例如一個或多個多通道蠕動泵。因為蠕動泵不增加任何流體接觸表面，在一次性生物加工系統(tǒng)中使用它們是方便的，并且它們很適應(yīng)于并行輸送流體，因為一個泵頭可以與若干個管道一起使用。對于整個系統(tǒng)只使用一個多通道泵是可能的，但使用若干多通道泵也是可能的。如果在不同的線路中使用不同的流率，在多通道蠕動泵的通道中使用具有不同直徑的管道是可能的。此外，通過釋放管道對泵輥的擠壓來停止獨(dú)立線路中的流是可能的。
在某些實(shí)施例中，閥12包括節(jié)流閥，例如通過例如磁、電、氣動或液壓致動而操作的夾鉗或節(jié)流閥。節(jié)流閥通常在一次性生物加工中使用，因為它們可以直接安裝在柔性管道流路上而沒有附加的流體接觸表面。然而，因為它們只適應(yīng)于關(guān)閉/打開流路或調(diào)節(jié)路徑中的流率，目前不在連續(xù)或半連續(xù)色譜中使用它們。到目前為止，連續(xù)和半連續(xù)色譜依靠能夠選擇性地將流引導(dǎo)到多個分支流路內(nèi)的閥，即例如旋轉(zhuǎn)閥和滑閥的多路閥。然而，利用本發(fā)明的一個或多個貯存罐，使用節(jié)流閥來實(shí)施連續(xù)/半連續(xù)色譜是可能的。在一些實(shí)施例中，閥不包括旋轉(zhuǎn)閥、滑閥或具有與液體接觸的活動件的其他組件。旋轉(zhuǎn)閥和滑閥因為它們具有復(fù)雜的精密工程液體接觸件而不能容易地適應(yīng)于一次性生物加工。在某些實(shí)施例中，罐3、4、4a、4b、4c、5、6、15、16、17、18中的一個或多個(例如所有
罐)包括可折疊袋。在一次性生物加工中，這些袋是非常有用的罐式構(gòu)造，因為它們便宜、可以容易地消毒并且在折疊前和使用后的時候占用小的存儲空間。在一些實(shí)施例中，色譜系統(tǒng)用于生物聚合物的分離。該系統(tǒng)對于此目的特別有用，這是因為一個或多個貯存罐的存在允許采用高效連續(xù)或半連續(xù)模式操作，其中分離工藝的不同相可能需要不同的流率并且貯存罐充當(dāng)緩沖儲存器，用于容納柱之間的液體。在一個方面(由圖1-6和8圖示的)中，本發(fā)明公開用于色譜系統(tǒng)I中目標(biāo)生物聚合物的色譜分離的方法，該色譜系統(tǒng)I包括至少一個貯存罐4 ;4a、4b、4c，其連接到至少兩個柱7、8的至少一個入口端13和至少一個出口端14，所述至少兩個柱7、8用對所述目標(biāo)生物聚合物具有親和力的樹脂填充并且對于每個柱，具有至少一個泵10和至少一個出口檢測器11。該方法包括以下步驟:
a)提供進(jìn)料，其包括目標(biāo)生物聚合物并且將進(jìn)料泵送通過第一柱7到洗脫罐6或廢料容器19同時用第一出口檢測器監(jiān)測生物聚合物濃度，
b)—旦生物聚合物濃度達(dá)到第一預(yù)定水平LI，將來自出口檢測器的流引導(dǎo)到貯存罐4 ；4b并且
c)將貯存罐的內(nèi)含物泵送到具有第二出口檢測器的第二柱8用于進(jìn)一步分離。在一些實(shí)施例中，當(dāng)維持通過第一柱7的進(jìn)料流直到生物聚合物濃度達(dá)到如由連接到第一柱的出口檢測器測量的第二預(yù)定水平L2時，可以實(shí)施步驟C)。然后將經(jīng)由貯存罐4 ；4b將進(jìn)料從進(jìn)料罐3引導(dǎo)到第二柱8。在某些實(shí)施例中，生物聚合物是要去除的雜質(zhì)，例如從宿主細(xì)胞蛋白、DNA、浸出蛋白質(zhì)配體、病毒粒子和抗體聚合物的組選擇的生物聚合物。進(jìn)料然后在步驟a)中被泵送通過第一柱到洗脫罐6。本發(fā)明的方法適合于在例如單克隆抗體的生物加工中使用在流通中去除污染物。在該情況下，方法可以適當(dāng)?shù)卦趻伖獠襟E中應(yīng)用，即，在使用具有蛋白A或另一個蛋白質(zhì)配體的親和色譜的捕獲步驟后。為了去除例如宿主細(xì)胞蛋白、宿主細(xì)胞DNA、蛋白A殘留物、病毒和/或聚合抗體的殘留雜質(zhì)，可在流通模式中使用多模態(tài)樹脂、陰離子交換樹脂、HIC樹脂或羥磷灰石，其中在流通中收集抗體并且污染物結(jié)合到樹脂。在一些實(shí)施例中，從由多模態(tài)樹脂、離子交換樹脂、HIC樹脂和磷石灰組成的組選擇樹脂。在有利的實(shí)施例中，使用多模態(tài)陰離子交換樹脂，例如Capto 粘附(GE Healthcare)。在進(jìn)一步由圖9圖示的某些實(shí)施例中，方法還包括以下步驟: b1)提供清洗緩沖劑并且將清洗緩沖劑泵送通過第一柱7和第一出口檢測器到貯存罐4 ；4b內(nèi)同時用第一出口檢測器監(jiān)測生物聚合物濃度，
bn) 一旦生物聚合物濃度低于第三預(yù)定水平L3，將來自第一出口檢測器的流引導(dǎo)到廢料容器，
bm)提供洗脫緩沖劑并且將洗脫緩沖劑泵送通過第一柱到洗脫罐6。在這些實(shí)施例中，進(jìn)料可以在步驟a)中被泵送通過第一柱到廢料容器19。方法還可以包括將柱再生溶液泵送通過第一柱7到廢料容器19內(nèi)的步驟。在步驟b1之前它還可以包括一旦生物聚合物濃度達(dá)到第二預(yù)定水平則終止到第一柱7的進(jìn)料流。預(yù)定生物聚合物濃度水平L1、L2、L3可以如在圖7中圖示的那樣確定，該圖7示出總生物聚合物濃度檢測器(例如，UV吸收度檢測器)的時間對典型的響應(yīng)曲線。當(dāng)在柱上加載進(jìn)料時，將首先檢測非吸收生物聚合物并且其達(dá)到一些形式的平穩(wěn)段水平(曲線中的第一平穩(wěn)段)。然后當(dāng)吸收生物聚合物的結(jié)合位變飽和時，將檢測吸收生物聚合物。首先確定的生物聚合物濃度水平LI可以設(shè)置成對應(yīng)于例如進(jìn)料中的吸收生物聚合物濃度的1%、5%或10%的點(diǎn)。在該水平處，生物聚合物濃度太高而不允許出口流前往廢料而相反轉(zhuǎn)向出口流到貯存罐用于進(jìn)一步加工。當(dāng)在柱上加載更多的進(jìn)料時，將達(dá)到第二平穩(wěn)段，其中所有結(jié)合位飽和并且出口中的吸收生物聚合物的濃度將等于進(jìn)料中的濃度。第二預(yù)定生物聚合物濃度水平L2可以設(shè)置成對應(yīng)于例如進(jìn)料中的吸收生物聚合物濃度的70%、80%或90%的點(diǎn)。在該水平處，幾乎所有的結(jié)合位飽和并且更有效地使進(jìn)料流經(jīng)由貯存罐轉(zhuǎn)向第二柱。在已經(jīng)達(dá)到L2后，可以向第一柱供應(yīng)清洗緩沖劑并且當(dāng)沖洗非吸收生物聚合物時，出口處的總生物聚合物濃度將減小至接近零。第三預(yù)定生物聚合物濃度水平L3可以設(shè)置成對應(yīng)于例如進(jìn)料中生物聚合物濃度的0.01%,0.1%或0.5%的點(diǎn)。在該水平處基本上沒有非吸收生物聚合物剩余并且第一柱的洗脫可以開始。技術(shù)人員將認(rèn)識到還可以使用其他類型的出口檢測器(例如，專門檢測吸收生物聚合物的檢測器)以模擬的方式確定水平L1、L2和L3。此夕卜，基于預(yù)定時間或收集的液體體積(根據(jù)以前的經(jīng)驗預(yù)期其對應(yīng)于生物聚合物濃度近似在L1、L2和L3處時的點(diǎn))來引導(dǎo)流也是可能的。在一些實(shí)施例中，生物聚合物是生物制藥，例如從免疫球蛋白、單克隆抗體、抗體片段、胰島素、凝血因子和紅細(xì)胞生成素的組選擇的蛋白、疫苗或質(zhì)粒。可以通過本發(fā)明的方法采用結(jié)合-洗脫模式分離這些生物聚合物，其中生物聚合物在加載期間結(jié)合到樹脂并且通過洗脫緩沖劑而解吸并且在洗脫罐中恢復(fù)。在某些實(shí)施例中，樹脂是親和樹脂，例如包括蛋白配體的樹脂。這些樹脂可以適當(dāng)?shù)赜帽景l(fā)明的方法采用結(jié)合-洗脫模式使用。在進(jìn)一步由圖10圖示的一些實(shí)施例中，方法還包括以下步驟:
d)用第二出口檢測器監(jiān)測來自第二柱8的生物聚合物的濃度，
e)—旦生物聚合物濃度達(dá)到第一預(yù)定水平LI，將來自第二出口檢測器的流引導(dǎo)到貯存罐4 ；4b或到第二貯存罐4c以及
f )將第二貯存罐4c的內(nèi)含物泵送到具有第三出口檢測器的第三柱9或到第一柱7用于進(jìn)一步分離。在某些實(shí)施例中，方法還包括以下步驟: eO將清洗緩沖劑泵送通過第二柱8和第二出口檢測器到貯存罐4 ;4b內(nèi)或第二貯存罐4c內(nèi)同時用第二出口檢測器監(jiān)測生物聚合物濃度，
en) 一旦生物聚合物濃度低于第三預(yù)定水平L3，將來自第二出口檢測器的流引導(dǎo)到廢料容器19，
em)將洗脫緩沖劑泵送通過第二柱8到洗脫罐。在一些實(shí)施例中，方法包括在步驟e1之前的步驟:當(dāng)生物聚合物濃度達(dá)到第二預(yù)定水平L2時使到第二柱8內(nèi)的進(jìn)料流終止。在一些實(shí)施例中，一個或多個泵10包括蠕動泵，例如一個或多個多通道蠕動泵。在某些實(shí)施例中，由電、氣動或液壓連接到控制單元2的泵10和節(jié)流閥的系統(tǒng)控制流。該書面描述使用示例來公開本發(fā)明，其包括最佳模式，并且還使本領(lǐng)域內(nèi)任何技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制作和使用任何裝置或系統(tǒng)和執(zhí)行任何包含的方法。本發(fā)明的專利范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員想到的其他示例。這樣的其他示例如果它們具有不與權(quán)利要求的文字語言不同的結(jié)構(gòu)元件，或者如果它們包括與權(quán)利要求的文字語言無實(shí)質(zhì)區(qū)別的等同結(jié)構(gòu)元件則確定在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。要注意的是，不同實(shí)施例的特征可以組合以形成另外的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種色譜系統(tǒng)(1)，用于生物聚合物的分離，其包括:至少一個進(jìn)料罐(3)、至少一個貯存罐(4 ;4a，4b，4c)、至少一個洗脫緩沖罐(5)、至少一個洗脫罐(6)、至少兩個填充床色譜柱(7，8)以及對于每個柱(7，8)的至少一個泵(10)和至少一個出口檢測器(11)，其均連接到所述每個柱(7，8)，其中所述進(jìn)料罐、一個或多個貯存罐、洗脫緩沖罐和洗脫罐每個經(jīng)由閥(12)的系統(tǒng)連接到所述至少兩個柱并且其中所述一個或多個貯存罐連接到柱(7，8)的至少一個入口端(13)和柱(7，8)的至少一個出口端(14)。
2.如權(quán)利要求1所述的色譜系統(tǒng)，進(jìn)一步包括電、氣動或液壓連接到所述閥(12)的系統(tǒng)的至少一個控制單元(2)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的色譜系統(tǒng)，進(jìn)一步包括至少一個平衡緩沖罐(15)、至少一個清洗緩沖罐(16)和/或至少一個再生液罐(17)。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項所述的色譜系統(tǒng)，其中，所述至少一個貯存罐(4;4a，4b，4c)適應(yīng)于接收來自一個柱(7，8)的出口端(14)的流體并且將流體輸送到另一個柱(8，7)的入口端(13)。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項所述的色譜系統(tǒng)，其中，用對所述生物聚合物具有親和力的樹脂填充所述填充床色譜柱(7，8 )。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的色譜系統(tǒng)，其中，所述樹脂包括蛋白配體，例如從蛋白A、蛋白G、蛋白L或抗體得出的蛋白配體。
7.如任一前述權(quán)利要求所述的色譜系統(tǒng)，其中，所述至少一個泵、檢測器和/或所述閥包括一次性流路，例如安裝在可再用單元或殼體中的一次性流路。
8.如任一前述權(quán)利要求所述的色譜系統(tǒng)，其中，所述至少一個泵包括至少一個蠕動泵，例如至少一個多通道蠕動泵。
9.如任一前述權(quán)利要求所述的色譜系統(tǒng)，其中，所述閥包括節(jié)流閥。
10.如任一前述權(quán)利要求所述的色譜系統(tǒng)，其中，所述閥不包括旋轉(zhuǎn)閥或滑閥。
11.一種如任一前述權(quán)利要求中限定的色譜系統(tǒng)的使用，用于生物聚合物的分離。
12.一種用于色譜系統(tǒng)(I)中生物聚合物的色譜分離的方法，所述色譜系統(tǒng)(I)包括至少一個忙存罐(4 ；4a, 4b, 4c),其連接到至少兩個柱(7,8)的至少一個入口端(13)和至少一個出口端(14)，所述至少兩個柱(7，8)用對所述生物聚合物具有親和力的樹脂填充；和對于每個柱的至少一個泵(10)和至少一個出口檢測器(11)，所述方法包括以下步驟: a)提供進(jìn)料，其包括所述生物聚合物并且將所述進(jìn)料泵送通過第一柱(7)同時用第一出口檢測器監(jiān)測所述生物聚合物濃度， b)—旦所述生物聚合物濃度達(dá)到第一預(yù)定水平(LI)，將來自所述出口檢測器的流引導(dǎo)到所述貯存罐(4 ；4b)并且 c)將所述貯存罐(4；4b)的內(nèi)含物泵送到具有第二出口檢測器的第二柱(8)用于進(jìn)一步分離。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，在步驟c)期間，維持通過第一柱(7)的進(jìn)料流直到所述生物聚合物濃度達(dá)到如由連接到第一柱的出口檢測器測量的第二預(yù)定水平(L2)。
14.如權(quán)利要求12或13所述的方法，其中，所述生物聚合物是要去除的雜質(zhì)，例如從宿主細(xì)胞蛋白、DNA、浸出蛋白配體、病毒粒子和抗體聚合物的組選擇的生物聚合物。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述樹脂從多模態(tài)樹脂、離子交換樹脂、HIC樹脂或磷灰石的組選擇。
16.如權(quán)利要求12或13所述的方法，進(jìn)一步包括以下步驟: b1)提供清洗緩沖劑并且將所述清洗緩沖劑泵送通過所述第一柱(7)和所述第一出口檢測器到所述貯存罐(4 ；4b)內(nèi)同時用所述第一出口檢測器監(jiān)測所述生物聚合物濃度，bn)—旦所述生物聚合物濃度低于第三預(yù)定水平(L3)，將來自所述第一出口檢測器的流引導(dǎo)到廢料容器(19)， bm)提供洗脫緩沖劑并且將所述洗脫緩沖劑泵送通過所述第一柱到洗脫罐(6)。
17.如權(quán)利要求12、13或16中任一項所述的方法，其中，所述生物聚合物是生物制藥，例如從免疫球蛋白、單克隆抗體、抗體片段、胰島素、凝血因子和紅細(xì)胞生成素的組選擇的蛋白、疫苗或質(zhì)粒。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述樹脂是親和樹脂，例如包括蛋白配體的樹脂。
19.如權(quán)利要求12-18中任一項所述的方法，進(jìn)一步包括以下步驟: d)用所述第二出口檢測器監(jiān)測來自第二柱(8)的所述生物聚合物的濃度， e)—旦生物聚合物濃度達(dá)到所述第一預(yù)定水平(LI)，將來自第二出口檢測器的流引導(dǎo)到貯存罐(4 ；4b)或到第二貯存罐(4c)以及 f)將貯存罐(4;4b)或第二貯存罐(4c)的內(nèi)含物泵送到具有第三出口檢測器的第三柱(9)或到第一柱(7)用 于進(jìn)一步分離。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，進(jìn)一步包括以下步驟: e1)將所述清洗緩沖劑泵送通過所述第二柱(8)和所述第二出口檢測器到所述貯存罐(4 ;4b)或所述第二貯存罐(4c)內(nèi)同時用所述第二出口檢測器監(jiān)測所述生物聚合物的濃度， en)—旦所述生物聚合物的濃度低于第三預(yù)定水平(L3)，將來自所述第二出口檢測器的流引導(dǎo)到廢料容器(19)，以及 em)將所述洗脫緩沖劑泵送通過所述第二柱(8)到洗脫罐。
21.如權(quán)利要求12-20中任一項所述的方法，其中，所述泵(10)包括蠕動泵。
22.如權(quán)利要求12-21中任一項所述的方法，其中，由電連接到控制單元(2)的泵(10)和節(jié)流閥的系統(tǒng)來控制流。
全文摘要
描述用于生物聚合物的分離的色譜系統(tǒng)(1)，其包括至少一個進(jìn)料罐(3)、至少一個貯存罐(4；4a，4b，4c)、至少一個洗脫緩沖罐(5)、至少一個洗脫罐(6)、至少兩個填充床色譜柱(7，8)以及對于每個填充床色譜柱(7，8)的至少一個泵810)和至少一個出口檢測器(11)，其均連接到所述每個填充床色譜柱(7，8)，其中所述進(jìn)料罐、一個或多個貯存罐、洗脫緩沖罐和洗脫罐每個經(jīng)由閥(12)的系統(tǒng)連接到填充床色譜柱，并且其中所述一個或多個貯存罐連接到柱(7，8)的至少一個入口端(13)和柱(7，8)的至少一個出口端(14)。
文檔編號G01N30/46GK103221105SQ201180057837
公開日2013年7月24日 申請日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月3日
發(fā)明者M.哈爾, K.拉基 申請人:通用電氣健康護(hù)理生物科學(xué)股份公司