单次过滤系统和工艺的制作方法_4

文档序号:9654960阅读:来源:国知局
含1个至大约10个TFF盒。
[0094] 包括机械密封件的用于顺序处理的SPTFF组件
[0095] 还可使用位于用于并行处理的两个相邻处理单元之间的用作供料管线的通道上 的机械密封件(例如硬质板、柔性垫片)来实现SPTFF系统的顺序处理。根据本发明的这 个方面,该机械密封件可以防止进料流分配到相邻的处理单元中,使得来自第一处理单元 的滞留物能够流向随后的相邻的处理单元而作为其进料。因此,该两个处理单元是顺序处 理的。
[0096] 图7对具有三个流体地连接的处理单元1、2和3的SPTFF组件进行了描绘。第一 密封件9位于与相邻的处理单元1与处理单元2之间的进料口 5相连的第一通道4上,并 且第二密封件10位于随后的连续对的相邻处理单元2、3之间的第二通道6上,用以允许三 个处理单元1、2、3的顺序处理(例如用于产物处理和回收)。线轴件11位于处理单元1与 处理单元2之间的第二通道6和渗透物通道8上,并且位于处理单元2与处理单元3之间 的第一通道4和渗透物通道8上。在没有密封件的情况下,滤液(渗透物)可以直接通过 一个处理单元至另一个处理单元。相比之下,在密封件存在时,防止进料从第一处理单元1 直接流向第二处理单元2。相应地,来自第一处理单元1的滞留物用作第二处理单元2的进 料,由此确保了顺序处理。
[0097] 相应地,在另一个实施例中,本发明涉及一种在单次切向流过滤(SPTFF)组件中 添加处理单元的方法。该方法包括在该SPTFF组件中的第一处理单元(例如与滞留物出口 连接的组件中的处理单元)与将要被添加到该SPTFF组件中的第二处理单元(例如一个 单独的处理单元、或要被添加到该组件中的一系列两个或更多个处理单元中的第一处理单 元)之间建立流体连接。第一处理单元和第二处理单元各包含一个盒架,该盒架包含至少 一个TFF盒、并且通过一个或多个流体通道彼此流体地连接。优选地,第一处理单元和第二 处理单元通过与进料口连接的第一通道、与滞留物出口连接的第二通道、以及渗透物通道 而处于流体连接。
[0098] 该方法还涉及以下步骤:将一个机械密封件定位在第一处理单元和第二处理单 元之间的第一通道上,由此防止第一处理单元中的第一通道中的进料直接流进第二处理单 元,并确保第一处理单元和第二处理单元是顺序处理的(图7)。例如,该机械密封件可以被 定位(例如被插入、包括)在两个相连的圆筒的法兰之间,这两个圆筒形成了两个相邻的处 理单元之间的SPTFF组件的进料通道的一部分。
[0099] 在本发明的SPTFF组件中使用的合适的机械密封件是熟知的。在一个实施例中, 该机械密封件是一个垫片,例如像将开口封闭的垫片、或者其长度足以将该开口与歧管中 的第一通路之间的任何死体积封闭的垫片。优选地,该垫片是柔性的、卫生的(例如无脱落 的、可清洁的、可卫生处理的、并且具有低可提取物的垫片)。该垫片可以包括一种弹性体材 料或金属(例如金属箱)。根据本发明的这个方面,用于SPTFF组件的示例性的垫片是俄亥 俄州莱巴嫩(Lebanon,0H)的纽曼垫片有限公司(Newman Gasket Co.)的part#A84MP_G〇
[0100] 可适应模块化单次切向流过滤(SPTFF)系统
[0101] 在其他实施例中,本发明涉及一种可适应模块化单次切向流过滤(SPTFF)组件。 通常,该可适应模块化组件包括至少一个处理单元,该处理单元包括一个包含至少一个TFF 盒的盒架;一个与进料口连接的第一通道;一个与滞留物出口连接的第二通道;一个渗透 物通道;以及在该组件中的相邻处理单元之间的一个或多个阀、机械密封件或其组合,由此 确保该组件中的处理单元可以顺序处理。
[0102] 如在此使用的,"可适应"的意思是模块化组件的处理能力可以增加或降低来实现 所希望的性能参数,例如但不限于所希望的该组件的洁净水平、增强的目标处理、以及批次 可变性的降低。通过例如向该组件添加一个或多个处理单元或从该组件中移走一个或多个 处理单元,可以增加或降低该可适应组件的处理能力。可替代地或另外,通过向该组件中的 一个或多个处理单元添加或减少TFF盒、和/或通过用相同数量的膜过滤面积不同的TFF 盒来替换该组件的一个或多个处理单元中的一个或多个TFF盒,可以增加或降低该可适应 组件的处理能力。
[0103] "模块化"是指包括一个或多个重复出现的部件的可适应组件,该一个或多个重复 出现的部件可以被添加到该组件中或从该组件中去除而改变其处理能力。这类重复出现的 部件包括例如处理单元和TFF盒。
[0104] 根据本发明,该组件中的至少一个处理单元可以与一个或多个另外的处理单元流 体地连接(例如通过建立无菌连接),如在此所述的。例如,可以在已经包含1个、2个或3 个处理单元的可适应模块化组件中添加大约1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个等处理单 J L· 〇
[0105] 在一些实施例中,该处理单元还可以容纳一个或多个另外的TFF盒。例如,可以在 包含1个、2个或3个TFF盒的处理单元中添加大约1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个等 TFF盒。在一个实施例中,该处理单元可容纳高达大约10个TFF盒。当该处理单元中已经 存在一个或多个TFF盒时,这些被添加的TFF盒的滤膜面积可以相同或不同。
[0106] 在另外的实施例中,各处理单元中的至少一个TFF盒可被替换为滤膜面积不同的 一个或多个TFF盒。例如,如果处理单元中的TFF盒的有效过滤面积是0. lm2,可以用有效 过滤面积为例如2. 5m2的较大的TFF盒来替换。该有效过滤面积可以并行增加或顺序增加。
[0107] 在一个实施例中,该可适应模块化组件包括在相邻的处理单元之间的一个或多个 阀,如上所述的用于本发明的混合SPTFF系统。这些阀的存在确保在这些阀关闭时该可适 应组件中的处理单元可以顺序处理,这对于样品处理是有利的,或者在这些阀打开时是并 行的,这可用于对该组件进行清洗。
[0108] 在一个替代的实施例中,该可适应模块化组件包括在相邻的处理单元之间的一个 或多个密封件,如上所述的用于包括机械密封件的本发明的SPTFF组件。这些密封件的存 在确保了该可适应组件中的处理单元是顺序处理的,这可用于样品处理的应用。
[0109] 在此所述的关于本发明的混合的、一次性的和可缩放的SPTFF系统的不同实施例 同样可用于本发明的可适应模块化系统。
[0110] 在另一个实施例中,本发明涉及改变本发明的可适应模块化SPTFF组件的处理能 力的方法,该方法包括将至少一个处理单元添加至该组件或将其从该组件去除;用滤膜面 积不同的TFF盒替换该组件中的一个或多个处理单元中的至少一个TFF盒;将至少一个 TFF盒添加至该组件中的一个或多个处理单元或者将其从该组件中的一个或多个处理单元 去除;或其组合。
[0111] 单次切向流过滤(SPTFF)工艺和方法
[0112] 本发明还涉及用于增加 SPTFF系统的产物回收的工艺和方法,以及用于清洗 SPTFF组件的工艺和方法(还统称为本发明的工艺和方法)。
[0113] 具体地适用于在此所述的工艺和方法的SPTFF系统包括,例如,如上文所述的部 分再循环TFF,混合的、一次性的和可缩放的SPTFF系统/组件。能够在在此所述的工艺和方 法中使用的其他TFF系统是本发明所属的领域所熟知的,这些系统包括但不限于在美国专 利号5, 147, 542中所述的,其内容通过引用以其全文结合于此,并且是可商购的EMD密理博 公司(Millipore Corporation)(马萨诸塞州比勒利卡)的TFF系统,包括例如Labscale? TFF 系统、Cogent Ml TFF 系统、Cogent μ Scale TFF 系统、用于 TFF 的 FI exware 组件、 ProFlux TFF系统、以及Prostak TFF系统。可以按单次模式操作的其他可商购的TFF系统 包括例如Cadence?单次TFF系统和Allegro? TFF系统(纽约华盛顿港(Port Washington, NY)的颇尔公司(Pall Corporation))。
[0114] 增加从SPTFF系统的产物回收的工艺
[0115] 用于从分批TFF系统回收产物(例如靶蛋白)的通用方法通常使用通过该系统的 初始再循环,用来使被吸附在滤膜上的蛋白质去极化,并且在随后的盒进料通道的空气吹 除或缓冲液冲洗的过程中增加其回收。然而,对于SPTFF组件,在没有引入再循环回路、并 且不消除SPTFF的简单性和易于使用的益处的情况下,不可以使用再循环步骤来使被吸附 在滤膜上的蛋白质去极化。
[0116] 在一个实施例中,本发明考虑了使用静态保留回收步骤而在单次切向流过滤 (SPTFF)组件中从滤膜表面回收蛋白质的工艺。如在此使用的,"静态保留回收步骤"是指 这样一个步骤,在该步骤期间通过该SPTFF系统的加压的液流停止以允许该系统中的渗透 物通过渗透逆流通过滤膜。根据本发明的这个方面,通过这些膜的渗透物的逆流将蛋白质 从膜表面上推下并进入该进料通道。通过例如使用标准空气吹除或缓冲液冲洗,随后可以 将从膜上去除的蛋白质从进料通道转移。
[0117] 相应地,在一个实施例中,本发明涉及一种用于在单次切向流过滤(SPTFF)组件 中从滤膜表面回收蛋白质的工艺。该蛋白质回收工艺包括以下步骤:将包括蛋白质的液体 进料引入SPTFF组件中的进料通道;使液体进料沿着进料通道通过滤膜,由此将液体进料 分为滞留物和渗透物;使该液体进料通过该膜的流动停止一段时间,该时间足以允许渗透 物通过渗透而反向扩散通过该膜,由此将蛋白质从该膜表面转移返回至进料通道中;并且 从进料通道回收转移的蛋白质。
[0118] 在静态回收步骤过程中,液流停止一段时间,该时间足以允许渗透物从膜表面去 除所希望量的靶蛋白,通常是至少大约5分钟至大约15分钟。本发明所属领域的普通技术 人员可以容易地确定静态回收步骤的合适的持续时间。
[0119] 从SPTFF组件的进料通道回收蛋白质的方法是本领域已知的,并且包括例如用一 种液体(例如水、缓冲液)冲洗该进料通道或分配加压空气通过该进料通道,也被称为"空 气吹除"。
[0120] 该组件中的渗透物可以是液体渗透物或干燥渗透物(例如干燥空气或真空渗透 物)。在该渗透物是干燥渗透物时,该过程可以进一步包括以下步骤:将一种液体(例如水、 缓冲液)引入该干燥渗透物中,有利于使该渗透物扩散通过滤膜。
[0121] SPTFF系统的清洗方法
[0122] 需要TFF组件的常规清洗来防止批次之间的遗留,并且使该膜恢复而用于批次之 间的一致性。分批系统使清洗剂再循环通过该系统而确保充分清洗。然而,在没有引入再 循环回路并且不消除SPTFF的简单性和易于使用的益处的情况下,SPTFF流动配置不能应 用清洗剂的再循环。相应地,需要改进的SPTFF组件的清洗方法,可以在没有清洗剂再循环 的情况下使SPTFF组件恢复至希望的洁净水
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