自动多步纯化系统的制作方法

自动多步纯化系统的制作方法
【专利摘要】一种自动多步色谱纯化系统(400)，其包括系统控制器(401)、具有至少一个泵(425)和两个或更多个捕获柱(412a，412b，412c)的捕获流路径(410)、具有用于后续的纯化的纯化柱(417，422a，422b)的洗脱流路径和具有两个或更多个阀(407，411a，411b，421a，421b)的阀组件，所述阀被控制以将所述捕获柱分别选择性地连接到捕获流路径和洗脱流路径，使得两个流路径可以同时且并行运行。
【专利说明】
自动多步纯化系统
技术领域
[0001] 本发明涉及多步色谱纯化，且更特别涉及具有两个或更多个纯化段的自动多步色 谱纯化系统，所述两个或更多个纯化段用于对来自彼此隔离的单独的进料源的靶分子进行 纯化。
【背景技术】
[0002] 在当前的药物研究中，对短时间纯化许多蛋白质存在提高的需求。然而，蛋白质纯 化耗时且其需要许多人工工作。
[0003] 例如治疗抗体形式的蛋白质代表医药市场中最快速发展的领域中的一个。该领域 的发展使开发新的高效的且节约成本的平台成为必要，用于准备和分析早期候选物，以进 行较快和较好的抗体选择和表征。通常，蛋白质通过细胞培养物产生，其中使用哺乳动物或 细菌细胞系，其设计成通过包含用于关注的蛋白质的基因的重组体质粒的插入而产生该蛋 白质。由于所用的细胞系为活的有机体，它们必须用通常由动物血清的制剂供应的复杂生 长培养基喂养，其包含糖、氨基酸和生长因子。从供给细胞的化合物的混合物且从细胞本身 的副产物分离需要的蛋白质到足以准备和分析的纯度具有艰巨的挑战性。
[0004] 纯化来自细胞碎片的蛋白质的程序起初取决于蛋白质的表达位点。促使一些蛋白 质直接从细胞分泌到周围的生长介质中；其他蛋白质在细胞内制备。对于后面的蛋白质，纯 化过程的第一步骤包括细胞溶解，这可以通过各种方法进行，包括机械剪切、渗透振荡或酶 处理。这种破坏将细胞的全部内含物释放到匀浆中，且另外产生由于其小尺寸而难以除去 的亚细胞链段。这些亚细胞链段一般通过离心或通过过滤除去。尽管以较小比例，但是由于 在蛋白质生产运行过程中细胞的自然死亡和细胞内宿主细胞蛋白质的释放，直接分泌的蛋 白质会出现相同问题。
[0005] 因此，当前使用的典型的纯化过程包括以下步骤： ?细胞溶解以回收细胞内蛋白质或在分泌的蛋白质的情况下从介质回收蛋白质； ?使用例如不同离心或过滤除去细胞碎片以获得包含关注的蛋白质的澄清样本； ?在多步工艺中使用各种色谱介质以将关注的蛋白质与样本中的其他蛋白质和各种 其他杂质分离。
[0006] 色谱技术通常基于蛋白质的电荷、疏水程度或尺寸来分离蛋白质的混合物。多种 不同色谱树脂可用于各种这些技术，允许根据所涉及的具体蛋白质准确调节纯化方案。这 些分离方法各自的本质为可促使蛋白质在不同速率下沿长柱向下移动，实现物理分离(物 理分离随蛋白质进一步沿柱向下行进而提高），或促使蛋白质选择性地粘附到分离介质，后 续通过不同溶剂不同地洗脱。在以下情况下，在杂质特异性粘附到柱，而关注的蛋白质不粘 附到柱，也就是说，关注的蛋白质存在于"流过液"中时，需要的蛋白质与杂质分离。
[0007] 以可交换的反荷离子命名的离子交换色谱法为适用于纯化可离子化的分子的程 序。离子化的分子基于其带电荷基团与附接到固相支撑基质的带相反电荷的分子的非特定 静电相互作用而分离，由此阻碍与固相更强相互作用的那些离子化的分子。各种类型的离 子化的分子的净电荷及其对于基质的亲和力根据带电荷基团的数目、各个基团的电荷和分 子的竞争来与带电荷的固相基质相互作用的特性而变化。这些差别导致各种分子类型通过 离子交换色谱法分解。在使用离子交换色谱法的典型的蛋白质纯化中，将源自例如哺乳动 物细胞培养物中的宿主细胞的许多蛋白质的混合物施加到离子交换柱。在非结合性分子洗 掉之后，在步进模式或梯度模式中例如通过改变pH值、反荷离子浓度等来调节状况，以从固 相释放非特定保持或阻碍的关注的离子化的蛋白质并将其与具有不同电荷特征的蛋白质 分呙。
[0008] 阴离子交换色谱法包括在一定的pH值下且在具体分离工艺的状况下，关注的阴离 子分子与负反荷离子竞争来与附接到固相基质的带正电荷的分子相互作用。相反，阳离子 交换色谱法包括在一定的pH值下且在具体分离方法的状况下，关注的阳离子分子与正反荷 离子竞争来与附接到固相基质的带负电荷分子相互作用。混合模式的离子交换色谱法包括 在同一步骤中使用阳离子和阴离子交换色谱介质的组合。具体而言，"混合模式"是指阳离 子交换和/或阴离子交换和疏水相互作用部分的混合物共价附接到的固相支撑基质。
[0009] 采用待纯化的蛋白质和固定捕获剂之间的具体的结构依赖性（即，空间补偿)相互 作用的亲和色谱法为一些蛋白质例如抗体的标准纯化选择。蛋白质A，例如，为用于蛋白质 例如抗体的亲和色谱法的有用吸附剂，其包含Fc区域。蛋白质A为来自金黄色葡萄球菌的 41kD细胞壁蛋白质，其高亲和力地(对人体IgG为约10- 8Μ)连接到抗体的Fc区域。
[0010] 其他色谱方法为羟磷灰石色谱法或疏水相互作用色谱法(HIC)。蛋白质纯化和色 谱过程的更详细描述可以通过GE Healthcare Life Sciences公司提供的本领域的一系列 手册中发现，包括:亲和色谱法、抗体纯化、用于蛋白质纯化的策略等。其都通过引用结合到 文中。
[0011] 因此，典型的纯化进行一个或多个离心和过滤步骤以及至少2种色谱分离技术，例 如亲和色谱法(AC)、凝胶渗透色谱法(GPC)、离子交换色谱法（IEC)、疏水相互作用色谱法 (HIC)、反相色谱法(RPC)和正相色谱法(NPC)。通常各种提到的技术需要导致在色谱分离执 行之前进行样本准备的不同运行(缓冲液、pH值、传导率)状况。
[0012] 如所述，色谱纯化方案可以包括一个或多个纯化步骤，且在一个实施例中，方案包 括三个纯化步骤，通常称为捕获、中间纯化和精加工(polishing)。表1说明所选择的不同色 谱纯化技术的相关特征和三步骤方案的不同纯化步骤中的相关用途。当设计色谱纯化方案 时，存在考虑何时计划各个纯化步骤的四个重要性能参数:分解度、容量、速度和回收率。只 有在损害其他的情况下，才可以实现这四个参数中任一个的优化，且各个纯化步骤将相互 妥协。各个参数的重要性将取决于各个纯化步骤的目的而变化，例如纯化步骤是否用于捕 获、中间纯化或精加工等。纯化方法应当被选择和优化以满足各个纯化步骤的目的。尽管回 收率可能不是待优化的关键参数，然而在任何准备情形下将需要考虑，尤其对于高价值产 品的生产，此外在优化捕获步骤期间测定回收率是重要的。
[0013] 表1.
[0014] 容量和分解度之间的最佳平衡必须根据各种情况限定。如在捕获阶段中，选择性 将不仅仅对获得靶分子的高结合容量重要。然而，与大多数捕获步骤相反，在洗脱期间选择 性是重要的且常常通过应用连续梯度或多步洗脱程序获得。
[0015] 除了通过各种纯化方法可得到的不同选择性之外，纯化效率强烈取决于可用于各 种方法的不同色谱介质的选择。效率、流阻、选择性和容量在介质之间不同。介质的粒径强 烈影响效率和流阻。
[0016] 具有大珠料的介质给予柱低效率(峰较宽)和低背压，然而小珠料给予高效率和高 背压。在纯化过程早期(例如捕获阶段），常常需要高速度，原因是样本体积较大且样本快速 需要被稳定。较不关注于分解度。具有大颗粒的色谱介质应当选择成在高流动速率下给予 低背压。在精加工阶段中，关注于高纯度，其可以用具有高效率的色谱介质（即小珠料)获 得。这些介质给出较高背压，所述较高背压可能需要较低流动速率和抵抗高压的柱。这些限 制是可接受的，原因是该阶段中的样本体积和量较少。
[0017] 单批次色谱技术在蛋白质的实验室规模纯化中和在工业应用中都良好地接受;然 而这种技术具有劳动密集性、昂贵性，由于长的 加工时间和高运行成本(例如大溶剂量、昂贵树脂和硬件）。这种技术还对运行状况(例 如产物滴定量、保留时间和进料速率(产物从80%动态结合容量值开始损失)敏感。还开发了 一些备选的半连续技术， 这表示它们连接两种或三种不同色谱模式，例如： ?TO 2011/037522公开了包括以出口连接至入口的至少两个分离单元的分离系统。所 有柱在线连接； ?W0 2011/017514公开了亲和色谱步骤和两个离子交换色谱步骤的组合，而不需要保 持槽或缓冲液交换步骤； ?W09307168公开了用于一种蛋白质的基本上连续分离和分析的现有技术自动色谱系 统的一个实例，其包括样本输入装置、第一液体色谱柱、将样本输入装置连接到柱的多端口 注射阀、用于提供经由多端口阀到柱的溶液的可变的压力递送的栗装置和规定系统控制程 序的顺序的程序装置。
[0018] 但这些没有一种允许具有连续进料。
[0019] W02013050104公开了能够运行连续色谱工艺的现有技术自动工业规模的色谱系 统，其只需要三个分离柱。所述工艺为包括两个色谱步骤的两步程序。第一色谱步骤(捕获） 在优选两个分离柱上交替且连续进行;第二色谱步骤(精加工)在第三柱上也连续进行。但 该系统和上述自动纯化系统无法使得多个不同样本使用同一个系统以自动和高效方式纯 化。
[0020] 色谱介质(树脂）的原位清洁(CIP)对最终的生物医药产品的完整性和安全是重要 的。取决于进料材料的源，各种类型的杂质（如果不除去的话)可能在色谱介质中捕获且导 致从一个循环携带(carryover)到下一个循环。该携带的材料可以为产物或产物变体。

【发明内容】

[0021] 本发明的目的在于提供色谱纯化系统，所述系统克服现有技术的一个或多个缺 点。这通过如独立权利要求中所限定的色谱纯化系统获得。
[0022] 本发明的色谱纯化系统的一个益处在于其允许直接从细胞培养物以高效方式无 人值守地纯化多种不同靶分子。
[0023] 本发明的更完整理解以及其进一步的特征和优点将通过参考以下详述和附图获 得。
【附图说明】
[0024]图1示意性地显示色谱系统的一个实施方案。
[0025]图2a_2d显示具有定位在不同转子位置的转子的旋转阀的实施方案的示意图。 [0026]图3示意性地显示色谱系统的另一个实施方案。
[0027]图4a_4c为旋转阀的备选布置的示意图。
[0028] 图4a_4c示意性地显示两步纯化过程。
[0029] 图5a_5d示意性地显示用于进行图4a_4c的两步纯化过程的流体环路。
[0030]图6a和6b为旋转阀的备选布置的示意图。
[0031 ]图7a和7b为旋转阀的备选布置的示意图。
[0032]图8显示多步纯化系统的一个示意性实施方案。
[0033]图9显示两步纯化系统的一个示意性实施方案。
[0034] 图10显示阀组件。
[0035]图11显示两步纯化系统的另一个示意性实施方案。
[0036]图12显示在图9或10的系统上的并行两步纯化过程的各个步骤的示意图。
【具体实施方式】
[0037]图1示意性地显示色谱系统190的一个实施方案，其包括： ?布置成选择来自流体源A1、A2、B1、B2的输入流体的两个3通输入阀160和161， ?两个系统栗150和151， ?用于记录在系统栗之后的流路径中的系统压力的压力传感器200， ?确保通过栗供应的流体的适当混合的混合器210， ?用于将样本注射到流体路径中的注射阀220， ?选择性地连接/断开流体路径中的柱240的柱连接阀230， ?柱前压力传感器235和柱后压力传感器236， ?用于检测来自柱的输出的紫外线(UV)监测器250， #传导率监测器260， ?pH值监测器265， ?输出选择阀270,其具有两个或更多个输出位置，例如连接到馏分(fraction)收集器 280、废弃物容器等，和 ?系统控制器10,其连接到控制通过系统的液体流的栗和阀和连接到监测流量的传感 器和监测器，通过虚线310说明连接件。
[0038] 图1的色谱系统表示可以如何设计色谱系统的一般实施例，且其他实施方案可以 具有不同设计，其包括一些部件中的两个或更多个且潜在性缺乏所述部件中的一些。根据 一个实施方案，所述色谱系统为液体色谱系统。
[0039] 图2a_2d示意性公开了例如可以用于根据上文的色谱系统的阀10。阀10为旋转阀， 其具有端口 131a、132s、133a和134a的定子且具有在面向定子的表面上形成的凹槽140、 141a和141b(以虚线显示）。阀10在未决专利申请PCT/SE2013/050985中更详细公开，其通过 引用结合到文中。
[0040] 在第一转子位置上，如图2a中所示，阀10布置成绕开部件端口 133a和134a。流体流 进入入口端口 131a，经由第一喷嘴131b行进通过对角线转子凹槽140且通过出口端口 132a (经由第二喷嘴132b)离开阀。阀的其他端口和凹槽在第一转子位置并不激活，即部件被绕 开。
[0041 ]图2b显示第二转子位置上的阀10，其中转子12中的互连路径使入口端口 131a与部 件进料端口 133a互连且使部件返回端口 134a与出口端口 132a互连。在该转子位置上，部件 以前向流连接件连接到流体流中。更具体而言，平行凹槽141a使入口端口的阀喷嘴131b和 部件进料端口 133a的阀喷嘴133b互连，而其他平行凹槽141b使部件返回端口 134a的阀喷嘴 134b和出口端口 132a的阀喷嘴132b互连。
[0042]图2c显示第三转子位置上的阀10，其中转子12中的互连路径使入口端口 13 la与部 件返回端口 134a互连且使部件进料端口 133a与出口端口 132a互连。在该转子位置上，部件 以反向流连接件连接到流体流中。更具体而言，平行凹槽141a使入口端口的阀喷嘴131b和 部件返回端口 134a的阀喷嘴134b互连，而其他平行凹槽141b使部件进料端口 133a的阀喷嘴 133b和出口端口 132a的阀喷嘴132b互连。
[0043]图2d显示第四转子位置上的阀10，其中转子12中的互连路径凭借主要入口端口 13la和出口端口 132a之间的流路径使部件进料端口 133a与部件返回端口 134a互连。
[0044]图3示意性地显示色谱系统190的另一个实施方案，其包括布置成为两个系统栗 150和151选择来自流体源A1、A2、B1、B2的输入流体的两个输入3通阀160和161。所述色谱系 统190还可以包括： ?用于记录在系统栗之后的流路径中的系统压力的压力传感器200， ?确保通过栗供应的流体适当混合的混合器210， ?用于将样本注射到流体路径中的注射阀220， ?用于选择性地连接/断开流体路径中的柱240的柱连接阀230， ?用于检测来自柱的输出的紫外线(UV)监测器250， #传导率监测器260,和 ?输出选择阀270,其具有两个或更多个输出位置，例如连接到馏分收集器280、废弃物 容器等。
[0045] 图3显示色谱系统的一个实施方案，其中本发明的阀10用于两个不同位置，即用作 如图6a-6d中公开的柱连接阀230且用作如图7a-7c中公开的输出选择阀270。
[0046] 图1和3的色谱系统表示色谱系统可以如何构建的实施例，且其他实施方案可以具 有不同设计，其包括一些部件中的两个或更多个且潜在地缺乏所述部件中的一些。根据一 个实施方案，所述色谱系统为液体色谱系统。
[0047] 旋转阀10的通用性质还通过一些应用的具体实施例说明，其中阀在流路径设计和 所有运行中提供足够的益处。图4a_4c示意性地显示两步纯化过程，其可以通过使用旋转阀 10的组件简化。在这种类型的两步纯化过程中，图4a中所示的第一步骤通常包括在第一柱A 240(例如亲和柱等）中捕获靶样本例如蛋白质。为了监测靶样本的捕获，UV监测器250在流 路径中连接到柱A后。捕获阶段过程可以常规包括洗涤阶段，其中从柱A洗涤掉非靶分子等， 洗涤阶段也通过UV监测器监测以确定所有非靶标何时被洗涤掉。在捕获/洗涤阶段期间，第 二柱B并不连接，如图4a中所指示。当来自UV监测器的输出信号指示捕获/洗涤阶段结束，下 一个阶段在于从柱A洗脱靶样本且进一步使用柱B使其纯化。为了从柱A洗脱靶样本，将洗脱 缓冲液等供应到源，由此靶样本从柱A释放。在洗脱阶段期间，来自柱A的输出使用UV监测器 监测，以识别靶样本何时到达UV监测器，由此柱B在流体路径中连接在UV监测器后以接受靶 样本，如图4b中所示，且然后当所有靶样本加载在柱B上时停止洗脱过程并引发为第二纯化 步骤的第三阶段。在第二纯化步骤中，如图4c中所示，柱A优选从流路径断开，且洗脱缓冲液 通常用第二纯化缓冲液替换以在柱B中驱动色谱纯化。在该步骤中，合乎需要的是通过在柱 B的输出端引入UV监测器来监测来自柱B的输出。因此，在第三阶段中，与先前步骤相比，需 要改变柱B和UV监测器的逻辑顺序。除非存在可利用的两个单独的UV监测器，否则改变两个 流体部件的逻辑顺序的过程并非无关紧要的操作，这需要多个阀部件。而且，在一些情形 下，合乎需要的是从柱A将洗脱的靶样本尽可能快地引入到柱B上且然后尽可能快地改变缓 冲液，例如由于在洗脱期间使用的缓冲液会使蛋白质不稳定。
[0048]图5a_5d显示两步纯化过程可以使用包括本发明的设计的三个旋转阀10a-l〇C的 组件如何设计的实施例。在该组件中，三个旋转阀10a-10c串联连接源到出口。柱A240在阀 l〇a的两个部件进料端口和返回端口之间连接(如图2a_2d所公开），使得柱A连接且从流路 径断开。第二柱B 240在第二和第三阀10b和10c分别的部件进料端口之间连接，且UV监测器 250在第二和第三阀10b和10c分别的部件返回端口之间连接。通过该组件，高效改变柱B和 UV监测器的逻辑顺序使得能够只使用两个阀，同时还允许绕开两个部件以及部件到流路径 的单独连接。
[0049]在图5a中，所有三个阀10a-l〇C以绕开模式(第一位置)布置，由此流体流从源直接 行进通过到出口。图5b表示捕获/洗涤阶段和起初的洗脱阶段，其中将流体流被引导通过柱 A和UV监测器，然而柱B保持断开。这通过在第二位置上的阀10a、在第三位置上的阀10b和在 第二位置上的阀10c实现。图5c表示洗脱阶段，其中靶样本通过UV监测器检测且第二柱B连 接在UV监测器之后。这通过使阀10a保持在第二位置上、使阀10b保持在第三位置上且使阀 l〇c设定在第三位置上实现。注意到只通过将阀10c的位置从第二位置转换到第三位置将柱 B连接在UV监测器之后。图5d表示第二纯化步骤，其中柱A从流路径断开，且柱B和UV监测器 的逻辑顺序业已改变。这通过将阀l〇a设定在第一位置上、将阀10b设定在第二位置上且将 阀10c设定在第二位置上实现。
[0050]上述实施方案表示使用的一个实施例，当改变流路径中的部件的逻辑顺序有利 时，该组件还可以用于其中该功能有用的任何应用。通过根据图5a-5d使用连接到两个部件 的两个阀l〇b和10c改变流路径中的部件的逻辑顺序，可以形成优化使用各个步骤中可利用 的部件的不同流路径构造。例如UV监测器、出口阀或柱的位置可以改变以最匹配当前应用。 如从上文明显的是，用于改变流路径中的部件的逻辑顺序的这样一个组件可以一般通过包 括第一和第二旋转阀l〇a和10b以及第一和第二流体部件的流体环路获得，其中： -第二阀的入口端口连接到第一阀的出口端口， -第一流体部件连接在第一阀的部件进料端口和第二阀的部件进料端口之间，且 -第二流体部件连接在第一阀的部件返回端口和第二阀的部件返回端口之间。
[0051 ]而且，本发明的阀10可以用作两个独立流体路径的开关，如图6a和6b中所指示，其 中源A和B分别连接到部件端口，且柱A和B分别连接到入口和出口。在这种构造中，阀使得源 A或B能够选择性性连接到相应的柱A和B。其中这样一个组件将会是有用的一个应用在于进 行一个柱的调节，且在其他柱中并行运行色谱方法，例如在生物加工生产流路径中，其中所 调节的柱可以转换到色谱方法且其他柱断开以清洁或替换。
[0052]图7a_7b示意性地显示另一个应用的具体实施例，其中将本发明的阀10引入到图1 的色谱系统190的流路径中的备选位置，以便启用备选的两步纯化过程，其中洗脱的样本馏 分储存在样本回路中以进行后续的第二纯化步骤。在图7a和7b的系统190中，阀215业已在 流路径中引入到注射阀220前，且出口端口连接到注射阀220的入口端口。混合器210连接在 阀215的部件端口中的一个和注射阀220上的第二入口端口之间。阀215的其他部件端口连 接到输出选择阀270的出口端口。而且，在图7a和7b中，回路阀300连接到注射阀的相应出口 和入口。在所公开的实施方案中，显示8个样本回路310连接到回路阀300,各个回路能够收 集一定的样本体积以后续根据本领域普通实践纯化。在备选的实施方案中，回路功能可以 结合到注射阀220中。与图3相比，柱选择阀230通过能够连接两个或更多个柱到流体路径的 阀（通过柱A和B 240说明）替换。
[0053]图7a示意性地显示第一纯化步骤，其中靶样本在流体路径中引入且在柱A中捕获 和洗涤，通过箭头指示液体流。与图9和10中说明的上述实施例相同，相同装置起初用于起 始的洗脱，任选具有流路径中连接的混合器。当第一靶样本通过UV-监测器250检测时，阀 215和270转换到图7b中所示的相应位置，由此形成用于将洗脱的样本流重新引入到注射阀 220中的并行流路径。在该重新注射过程期间，在阀215和注射阀220两者中存在两个并行流 体路径且将洗脱的样本流引导到回路阀300的入口，其中将需要的馏分收集和储存在样本 回路310中。注射阀220中的阀流路径在图7b中示意性地显示为虚线。如先前所述，储存在样 本回路310中的洗脱的馏分可以后续使用柱B等进一步纯化。
[0054]图5a_5d和7a_7b的两个实施方案显示使用通用阀10或具有类似能力的阀如何执 行完全自动两步纯化过程的实施例。
[0055] 在其中重新布置上述色谱装置的一些部件并添加一些额外的部件的另一个实施 方案中，可以提供能够直接从多种细胞培养物进料等隔离地纯化多种靶分子例如蛋白质等 的完全自动两步纯化系统。
[0056] 该实施方案提供能够既降低人工工作量又并行进行蛋白质纯化以缩短加工时间 并搭配提高稳健性和可靠性的系统。根据一个实施方案，所述系统可以设置为有限人工相 互作用且然后在不具有其他人工相互作用的情况下自动且完全无人值守地纯化彼此隔离 的多种蛋白质。所述系统装置还可以用于大规模制造生物制剂，其中许多(a breath of)不 同蛋白质可以彼此隔离地纯化以用于分析、准备或不断的治疗目的。
[0057]在一个实施方案中，提供了允许从包含全细胞的多种不澄清的抗体进料等例如 (mAb或多克隆的）自动直接纯化靶分子的系统构造，其中从其相应的源纯化各种靶分子保 持隔离以避免被其他进料源的成分污染，尽管按顺序使用同一纯化单元。所述系统还可以 适用于基于其他亲和力的技术。在本发明的实施方案中，可以无人值守方式纯化超过一种 靶分子例如(mAb或多克隆的）。在一些实施方案中，所述系统构造允许以无人值守方式两步 纯化和分馏多种靶分子例如(mAb或多克隆的)进料。
[0058]还可以提供多个自动保护机构以确保多种mAb-进料纯化的连续进程。
[0059] 根据图8中示意性公开的一个实施方案，提供了布置成进行多个隔离的多步纯化 循环以从进料源406a_e纯化靶分子的自动多步色谱纯化系统400，其包括： ?包括存储器(未示出）的系统控制器401，存储器储存指令以控制系统400的部件， ?两个或更多个纯化段410、415、420，其各自代表纯化步骤， ?用于驱动纯化的至少一个栗425， ?具有两个或更多个阀407、411&^、421&，13的阀组件，其用于控制系统400中的流体流 量； 其中： 所述纯化段中的一个410为具有两个或更多个捕获柱412a-c的捕获段且阀组件411a，b 布置成交替地将各个捕获柱连接到 ?捕获流路径，其中柱流通地连接到进料源406a_e中的一个以捕获相应的靶分子，且 ?洗脱流路径，其用于将捕获的靶分子洗脱到后续的纯化步骤且准备柱412a_c，以用 于后续的捕获阶段，在捕获段410后的纯化段415或420中的至少一个包括与捕获柱的数目 相比较少数目的洗脱纯化流路径，各个洗脱纯化流路径包括纯化柱417或422a，b，由此来自 捕获段的洗脱流在所述洗脱纯化流路径中用中间清洁连续纯化，以使后续的纯化保持隔 离，且 其中各个纯化段与后续的纯化段处于直接流体连通而不具有任何中间样本储存部件。
[0060] 图8中公开的自动多步色谱纯化系统400高度简化，以便更明显公开本发明的主要 概念，且本领域技术人员将易于理解将需要哪个特征和部件以便执行该系统。参考图9等显 示更详细的实施方案。自动多步色谱纯化系统400的一个主要特征为其布置成自动进行多 个多步纯化循环，以便以非常高效方式使用有限量的系统部件和纯化单元(例如色谱柱)从 相应的进料源406a_e纯化靶分子，同时仍使各种靶分子与业已通过本系统加工的先前进料 的其他分子或成分保持隔离，以避免样本之间的污染。在本发明的上下文中，术语隔离的是 指避免串扰或交叉污染的具体应用所需要的任何化学隔离程度，且其可以在不同应用中不 同。而且应当注意到根据本发明的系统布置成进行现有技术中通用的自动多步纯化，而不 具有任何中间样本储存部件，例如样本回路等。换而言之，各个纯化段与后续的纯化段处于 直接流体连通。
[0061]系统控制器401可以为自动化领域中的任何类型的通用控制器，例如计算机、平板 设备、嵌入式加工单元等。为了控制根据文中所述的流方案的系统，系统控制器401包括存 储器(未示出），其储存指令，以控制系统400的部件，且所述存储器可以为可利用的任何常 规存储器。
[0062]系统控制器401通过任何合适的方式例如电线，无线等(通过图8中的虚线指示)连 接到系统的部件，且其还可以连接到外周单元，例如远程储存设备、计算机等。
[0063] 在图8的多步色谱纯化系统400中，存在三个纯化段410、415、420，但如所述，多步 纯化可以包括两个至多个不同或类似的纯化段，且每一个段可以表示如上文公开且本领域 技术人员所了解的纯化步骤。在图8中，示意性公开了单独一个栗425以驱动纯化，但在本发 明的不同实施中，可根据需要存在任何合适数目的栗以根据具体装置提供自动运行。同样， 还显示示意性阀组件，其具有有限数目的阀407、411 &^、421&，13以控制系统400中的流体 流，且可以存在任何合适数目 或类型的阀。在一些实施方案中，可以提供多端口阀，其可以提供多种流体控制过程的 完整功能。
[0064]根据本发明的实施方案，所述纯化段中的一个410为具有如上文所述的两个或更 多个捕获柱412a_c的捕获段，所述捕获步骤可以通过一定范围的不同色谱技术进行。在一 个实施方案中，捕获柱为布置成捕获关注的蛋白质的亲和色谱柱。用于捕获柱的合适捕获 介质的选择以及后续的纯化段的选择根据本领域普通实践进行，且例如在上述GE Healthcare手册中公开。为了获得高生产量，两个或更多个捕获柱412a_c以交替方式使用， 从而捕获的靶分子可以在一个柱中洗脱，而后续的靶分子在另一个柱中捕获，或在另一个 柱原位清洁和平衡等。如所述，为了保持靶分子不受污染，通过清洁原位工艺和平衡工艺准 备用于后续的捕获阶段的各个捕获柱以使后续的纯化保持隔离。这种过程在本领域尤其已 知。
[0065] 由于捕获步骤常常比后续的步骤更耗时，且由于包括的不同阶段例如捕获、洗脱 和清洁都需要按顺序进行，所公开的实施方案在某些方面是相同的：与后续的纯化段中的 流路径的数目相比，具有捕获柱的捕获流路径的数目较大。然而，后续的段还可以具有多个 流路径，取决于所述段的特定纯化类型的特征和所涉及的过程时间。因此本发明一般提供 在可以降低用于加工多个样本进料的整个循环时间时，通过提供部分并行布置的段优化多 步纯化过程的效率的新方式。因此根据图8中示意性地显示的实施方案，与捕获柱的数目相 比，捕获段410后的纯化段415和420包括较少数目的洗脱纯化流路径。
[0066] 根据一个实施方案，所述纯化段中的一个包括一个或多个凝胶过滤柱，但其他柱 类型可以根据上文所讨论选择。
[0067] 根据参考图9-15的实施方案更详细讨论的一个实施方案，所述系统可以包括布置 在进料源和捕获段之间的进料过滤器段，所述进料过滤器段布置成选择性地引入用于各个 进料流的清洁过滤器。业已显示，提供用于过滤进料流的合适过滤器使其可以通过将不澄 清的细胞培养物介质或溶菌产物直接进料到系统中来运行根据本发明的多步纯化过程。
[0068] 由于一些类型的纯化步骤需要特定的缓冲液特征，所述系统可以提供洗脱调节进 料源，其布置成提供调节流到洗脱流，以便使洗脱流的一个或多个缓冲液参数改变成适用 于后续的纯化段的状况。为了避免任何后续的步骤潜在性沉淀，例如由于调节缓冲液特征， 所述系统可以包括布置在洗脱调节进料源和后续的纯化段之间的洗脱过滤器段，所述洗脱 过滤器段布置成选择性地引入用于各个洗脱流的清洁过滤器。所述系统还可以包括连接到 系统控制器以提供纯化过程状态的输入的一个或多个传感器，所述传感器选自：pH值传感 器、传导率传感器、UV吸收性传感器、空气传感器等。
[0069] 还提供了自动多步色谱纯化方法，其包括使用自动色谱系统从进料源纯化靶分子 的多个隔离的多步纯化循环，所述自动色谱系统包括： 系统控制器，其包括存储器，存储器储存指令，以用于控制系统的部件， 两个或更多个纯化段，其各自代表纯化步骤， 所述纯化段中的一个为具有两个或更多个捕获柱的捕获段， 捕获段后的至少一个纯化段包括与捕获柱的数目相比较少数目的洗脱纯化流路径，各 个洗脱纯化流路径包括纯化柱， 其中各个纯化段与后续的纯化步骤处于直接流体连通而不具有任何中间样本储存部 件， 用于驱动纯化的至少一个栗，和 具有两个或更多个用于控制系统中的流体流量的阀的阀组件， 其中所述方法包括： 交替地将各个捕获柱连接到： 捕获流路径，其中所述柱流通地连接到进料源中的一个以捕获相应的靶分子，且 洗脱流路径，其用于将捕获的靶分子洗脱到后续的纯化步骤并准备用于后续的捕获阶 段的柱， 在所述洗脱纯化流路径中从捕获段连续纯化洗脱流，其中各个洗脱纯化流路径在各个 后续的纯化之前清洁以使靶分子保持隔离。
[0070] 图9显示能够直接从细胞培养物等纯化靶分子例如蛋白质等的这样一个自动两步 纯化系统500的示意图。在图8的实施方案的以下描述中，公开了用于从mAb进料纯化mAb的 系统，但如所述，mAb可以为可以通过两步或更多步色谱纯化进行纯化的任何靶分子。
[0071] 所述构造包括两个独立流。
[0072] ?捕获流(实线流路径）。例如在亲和柱上驱动mAb-进料以捕获mAb; ?洗脱流(虚线流路径）。驱动mAb从捕获步骤洗脱，加载到例如凝胶过滤柱上，使用柱 凝胶过滤和CIP。
[0073]为了同时运行捕获运行和洗脱流两者，使用两个捕获柱510a和510b且其可以分别 通过两个捕获柱阀590和600(例如图6a和6b中所公开的阀10)在两个流路径之间转换，但其 他阀可以同样有用。两个阀用于控制两个捕获柱510a和510b哪一个将用于加载进料或mAb 洗脱。阀10操纵两个并行流构造的能力使这成为可能。在一个备选的实施方案中，提供了多 功能的阀，其布置成提供如通过所公开的实施方案中的两个阀提供的相应功能。
[0074]两个流路径的描述 捕获流(实线流路径） 这部分构造的目的为在无人值守、连续和隔离的方式中，收获未加工的抗体进料并将 其加载到亲和柱上以允许关注的靶分子连接到捕获柱。其他目的为允许加工多种进料，这 通过以下方法获得:首先，使用可以选择使用哪种进料且还检测容器何时是空的且空气何 时进入系统的入口阀。其次，使用可以处理多个过滤器并将各个进料引导到新的过滤器的 柱阀。柱阀还用于通过查看压力变化量监测过滤器的状况。
[0075]在图8中公开的自动两步纯化系统500的捕获流段包括： ?具有未加工的mAb-进料的四个mAb-进料容器520a-d; ?具有至少四个入口端口和一个出口端口的捕获流入口阀530，其布置成： ?选择使用哪个mAb-进料容器520a-d ?空气检测器540,其布置成： 引发缓冲液的变化； 洗涤出进入流路径的空气； 用缓冲液洗涤； ?捕获流栗550,其布置成： ?将mAb-进料从相应的mAb-进料容器520a-d栗送到捕获柱510a和510b; ?布置成过滤未加工的mAb-进料和能够通过阀捕获流入口阀530响应新的mAb-进料容 器520a-d的选择来选择新的过滤器570a-d的过滤器组575; ?包括布置成当过滤mAb进料时能够选择使用哪个过滤器570a-d的两个过滤器选择 阀560和580; 每一 mAb-进料使用一个过滤器，使用一次； ?根据一个实施方案，所述过滤器段提供压力传感器(未示出），其布置成测量过滤器 前和过滤器后的压力以给出关于过滤器的压力变化量，例如可以用于诊断过滤器的状况； ?捕获柱段515,其包括： ?两个捕获柱510a和510b; ?连接到捕获柱510a和510b的输入端且布置成选择哪个捕获柱510a和510b分别用于 捕获和洗脱的第一捕获柱阀590。如从图8显而易见且将在下文更详细公开了，第一捕获柱 阀590布置成使得当两个柱中的一个连接在捕获流位置时，那么其他柱连接在洗脱流位置； ?在第一捕获柱阀590和如图2a-2d中公开的各个捕获柱510a和510b之间连接以启用 捕获柱510a和51 Ob的上流、下流或绕开的任选柱控制阀（图9中所示的一个实施例）； ?第二捕获柱阀600,分别连接到捕获柱510a和510b的相应输出端且布置成将流从用 于捕获而连接的捕获柱510a或510b引导到废弃物出口，且将流从用于洗脱而连接的捕获柱 510a或510b引导到洗脱收集流路径(在下文更详细公开）； ?将样本栗流引导到废弃物。
[0076]洗脱流(虚线流路径） 这部分流的目的为在无人值守、连续方式中，洗脱捕获在捕获柱510a或510b中的靶蛋 白质，调节缓冲液状况，检测潜在性团聚，通过过滤洗脱的靶蛋白质保护凝胶过滤柱，进行 凝胶过滤，通过进行两个柱的柱CIP且使其重新平衡为新一轮做准备。
[0077]在洗脱过程期间，在洗脱缓冲液源710a_d中提供合适的洗脱缓冲液，源通过洗脱 选择阀720选择。洗脱缓冲液源710a-d可以例如包括流体，所述流体用于： 洗涤捕获物； 洗脱捕获物； 凝胶过滤； CIPo
[0078]洗脱选择阀720的出口连接到洗脱栗730，其将洗脱缓冲液进料到捕获柱段515中 的第一捕获柱阀590的洗脱入口，由此将洗脱缓冲液进料到在用于洗脱捕获的物类的洗脱 流位置上连接的捕获柱510a或510b。在洗脱过程期间，将在洗脱流位置上连接的捕获柱 510a或510b的出口通过第二捕获柱阀600引导到布置成进行洗脱的样本的第二步骤纯化的 洗脱纯化段760。还可以提供避免空气进入系统的任选空气传感器(未示出）和例如监测捕 获和凝胶过滤柱中的压力的系统压力传感器(未示出）。
[0079] 洗脱纯化段760包括缓冲液调节栗740形式的洗脱调节进料源，所述缓冲液调节栗 740用于从缓冲液源750供应调节缓冲液以便调节洗脱流的缓冲液参数。在所公开的实施方 案中，将调节缓冲液在T交叉点610引入到洗脱流中，由此使洗脱流和调节缓冲液混合，还可 以任何合适方式引入且缓冲液可以主动或被动混合。控制调节缓冲液的流动速率从而所得 混合的洗脱流具有用于第二纯化步骤的合乎需要的特征。根据一个实施方案，洗脱在低pH 值下进行且缓冲液调节栗740用于将缓冲液引入到系统流中，这将提高pH值到期望的水平 以用于后续的第二纯化步骤。由于引入调节缓冲液会导致形成团聚体，洗脱纯化段760可以 包括用于检测可以在调节之后引入的团聚体的传感器620,和过滤器阀670,所述过滤器阀 670用于响应检测流中的团聚体将团聚体过滤器640a-d引入到洗脱流中以保护第二纯化柱 680例如凝胶过滤柱。在一个实施方案中，传感器620可以为能够在多波长下监测吸收率的 多波长UV监测器。例如监测可以在280nm和600nm下进行，由此280nm监测蛋白质在洗脱流中 的存在，而600nm监测由潜在性团聚体引起的光散射。
[0080]在所公开的实施方案中，过滤器阀670为配备有在回路位置上的过滤器的回路阀， 且过滤器在靶蛋白质从捕获物洗脱且同时加载到凝胶过滤柱上的时间期间在线布置。在一 个实施方案中，当没有检测到团聚体时且在不存在形成团聚体等的风险的过程步骤期间， 过滤器阀670布置成绕开过滤器640a-c，例如以避免由使用过滤器引起的背压提高。在自动 过程期间的一个实施方案中，在例如凝胶过滤形式的第二纯化之前，调节缓冲液状态终止， 使捕获柱脱线并改变通过洗脱栗730供应的缓冲液。当样本从捕获柱洗脱且同时加载到凝 胶过滤柱上时，回路阀用于选择使用哪个过滤器。根据一个实施方案，为了避免样本之间的 污染，同一过滤器只用于各个mAb洗脱，即使用一次。当mAb峰值业已进入凝胶过滤柱时，过 滤器绕开。
[0081 ]如业已提及，第二纯化单元680可以为任何合适类型、能够进一步分离从捕获柱洗 脱的物类的凝胶过滤柱。在第二纯化单元680之后，可以提供能够在洗脱的物类的吸收率的 一个或多个波长下监测吸收率的第二UV监测器和用于例如在多壁板705等中收集相关馏分 的馏分收集器700。例如监测可以在280nm下进行以监测洗脱流中蛋白质的存在。在一个实 施方案中，第二纯化680和第一UV监测器620可以通过如图5a-d等中所公开的阀组件流通地 连接以使凝胶过滤柱和第二UV在线脱线。当洗脱的mAb的起始部分到达这个阀时，将使凝胶 过滤柱在线，开始pH值-调节，且使凝胶过滤前的在线过滤器在线。当洗脱的mAb的结束到达 这个阀时，pH值调节将停止，将进行凝胶过滤前的在线过滤器脱线、捕获柱脱线和改变缓冲 液。
[0082] 而且所述系统500可以包括任何合适传感器，例如用于传导率监测或pH值-监测 等。
[0083]所述系统还布置成在从一个进料容器520a_d转换到另一个之间进行任何需要或 期望的系统准备循环以便启动例如:洗涤、调节等、下一个纯化循环柱CIP和重新平衡。在所 公开的实施方案中，大多数这些循环通过洗脱段进行。
[0084]与图1的系统中的类似，所有激活部件连接到系统控制器(未示出），所述系统控制 器连接到栗和阀以控制通过系统的液体流，且连接到传感器和监测器以监测流量。
[0085]图10示意性公开了捕获柱选择阀组件，基于图2a_d中公开的阀10。所述组件包括 如图2a-2d中所公开在第一捕获柱阀590和各个捕获柱510a和510b之间连接以启用捕获柱 510a和51 Ob的上流、下流或绕开的另外的柱控制阀59 la和59 lb。
[0086] 图11显示基于来自GE Healthcare的AKTA Pure模块色谱系统的自动两步纯化过 程的流路径组件的示意性实施例，其中提及GE Healthcare生产模型： 所述构造包括两个独立流。
[0087] ?样本栗流(蓝色流路径）。驱动mAb-进料以在亲和柱上捕获mAb; ?系统栗流(绿色流路径）。驱动mAb从捕获步骤洗脱，加载到凝胶过滤柱，使用柱的凝 胶过滤和CIP。
[0088] 为了这两者同时运行，使用两个捕获柱且在两个通用阀V9-V柱的帮助下，我们可 以决定哪个捕获柱将用于加载进料或洗脱mAb J9-V能够处理两个并行流构造而使其称为 可能。
[0089]两个流路径的描述。
[0090]样本栗流(蓝色流路径）。
[0091] 这部分构造的目的为在无人值守、连续的方式中，收获未加工的抗体进料并将其 加载到亲和柱上以允许关注的靶分子连接到捕获柱。其他目的为允许加工多种进料，这通 过以下方法获得:首先，使用可以选择使用哪种进料以及检测容器何时是空的和空气何时 进入系统的入口阀。其次使用可以处理多个过滤器且将各种进料引导到新的过滤器的柱 阀。柱阀还用于通过查看压力变化量监测过滤器的状况。
[0092] ?具有未加工的mAb-进料的容器； ?样本栗入口阀V9-S ?选择使用哪种mAb-进料 ?检测空气 引发到缓冲液的变化； 洗涤出进入流路径的空气； 用缓冲液洗涤； ?样本栗 〇栗送mAb-进料 ?柱阀V9-C ?当过滤mAb进料时选择使用哪种过滤器 每一 mAb-进料使用一个过滤器，使用一次； ?测量过滤器前和过滤器后的压力 给出关于过滤器的压力变化量以用于诊断过滤器的状况； ?注射阀V9-inj 〇使使用样本和系统栗的栗-洗涤指令成为可能； ?引导流以修正V9-V(l)的入口； ?通用阀V9-V(l) 〇V9-V(l)用于选择哪个柱用于捕获和洗脱； ?通用阀 V9-V(2)或 V9-V(3) ?充当柱阀，确定上流、下流或绕开； ?通用阀V9-V(4) 〇V9-V(4)用于选择流是否行进到废弃物或进入系统流路径； ?将样本栗流引导到废弃物； ?用于废弃物的容器； ?最终样本栗流； 系统栗流(绿色流路径）。
[0093] 这部分流的目的为在无人值守、连续方式中，洗脱捕获的靶蛋白质，调节缓冲液状 况，检测团聚的问题，通过过滤洗脱的靶蛋白质保护凝胶过滤柱，进行凝胶过滤，通过进行 两个柱的柱CIP且使其重新平衡为新一轮做准备。
[0094] 通过使用入口阀V9-A进行洗脱以改变到洗脱缓冲液的缓冲液。所有步骤通过A-系 统栗驱动。B-系统栗用于调节洗脱之后的缓冲液状况。洗脱在低pH值下进行且B-系统栗用 于将缓冲液引入到系统流中，这将提高pH值。这会导致形成团聚体。为了检测团聚体，使用 能够在多个波长下监测吸收率的U9-M。监测在280nm和600nm下进行，280nm监测蛋白质的存 在，而600nm监测由团聚体引入的光散射。
[0095] 为了保护凝胶过滤柱免受团聚体，使用配备有过滤器的回路阀，那些过滤器在我 们的靶蛋白质从捕获物洗脱且同时加载到凝胶过滤柱上的时间期间在线布置。后续使其脱 线以避免由使用过滤器引起的背压提高。
[0096] 在凝胶过滤之前，调节缓冲液状况结束，使捕获柱脱线并进行缓冲液改变。在遵循 之后，激活具有峰值分馏的凝胶过滤。
[0097]进行最后的柱CIP和重新平衡。
[0098] ?具有用于捕获洗涤的缓冲液的容器； ?系统栗入口阀V9-A ?选择使用哪种缓冲液 -洗涤捕获物 -洗脱捕获物 凝胶过滤 CIP ?空气传感器以避免空气进入系统 ?系统栗 ?栗送缓冲液 ?系统压力传感器 ?监测捕获和凝胶过滤柱中的压力 ?注射阀V9-inj 〇使使用样本和系统栗的栗-洗涤指令成为可能； ?引导流以修正V9-V(l)的入口 ?通用阀V9-V(l) 〇V9-V(l)用于选择哪个柱用于捕获和洗脱； ?通用阀 V9-V(2)或 V9-V(3) ?充当柱阀，确定上流、下流或绕开； ?通用阀V9-V(4) 〇V9-V(4)用于选择流是否行进到废弃物或进入系统流路径； ?将系统栗流引导到系统流路径； ?在线pH值-调节 ?系统栗B流用于在流路径中引入pH值调节缓冲液； 〇缓冲液主动或被动混合； ?UV和vis监测 ?测量280nm和600nm下的吸收率； 280nm给出关于蛋白质峰值的信息； 600nm给出关于可能形成的沉淀物的信息； #回路阀V9-L ?回路阀用于选择当样本从捕获柱洗脱且同时加载到凝胶过滤柱上时使用哪个过滤 器； 每一 mAb洗脱使用一个过滤器，使用一次； 当mAb峰值进入凝胶过滤柱时，过滤器绕开； ?作为X入口阀绘制的通用阀 ?该阀用作通用阀以使凝胶过滤柱和第二UV在线脱线； 〇当洗脱的mAb的起始部分到达该阀时，将使凝胶过滤柱在线，开始pH值-调节，且使 凝胶过滤前的在线过滤器在线； ?当洗脱的mAb的结束部分到达该阀时，pH值调节将停止，进行凝胶过滤前的在线过 滤器脱线、捕获柱脱线和改变缓冲液； ?传导性监测 ?pH值-监测 ?出口阀V9-0 ?引导流到馏分收集器、废弃物或出口 1-10 ?操控峰值分馏； ?在色谱进行之后，两个柱原位清洁。
[0099]图12示意性地显示表示在图9和10中公开的实施方案中执行的并行布置工作流的 示意图。在该示意图中，顶部柱表示通过捕获柱A引起的流体路径而底部柱表示通过捕获柱 B引起的流体路径。在该示意图中，使用以下符号： ?加载进料1-4 =>靶分子从进料源1-4捕获； ?W =>通过缓冲液流进料洗涤捕获的靶分子； ?E =>通过洗脱缓冲液进料洗脱捕获的靶分子； ?CIP =>原位清洁捕获柱； ?CIP/Eq =>原位清洁和平衡凝胶过滤柱。
[0100]如图12中所说明，靶分子从进料2捕获基本上在进料1的捕获阶段结束时同时引 发。在所公开的实施例中，捕获步骤的持续时间设定等于其他步骤所需要的总时间，但这可 以明显对于不同纯化装置和步骤而不同。
【主权项】
1. 一种自动多步色谱纯化系统，其布置成进行用于纯化来自进料源的靶分子的多个隔 离的多步纯化循环，所述自动多步色谱纯化系统包括： ?系统控制器，其包括存储器，所述存储器储存用于控制所述系统的部件的指令， ?两个或更多个纯化段，其各自代表纯化步骤， ?至少一个用于驱动所述纯化的栗， ?阀组件，其具有两个或更多个用于控制所述系统中的流体流量的阀， 其中： 所述纯化段中的一个为具有两个或更多个捕获柱的捕获段，且所述阀组件布置成交替 地将各个捕获柱连接到 -捕获流路径，其中所述柱流通地连接到进料源中的一个以捕获相应的靶分子，和 -洗脱流路径，所述洗脱流路径用于将捕获的靶分子洗脱到后续的纯化步骤且准备所 述柱，以用于后续的捕获阶段， 在所述捕获段后的所述纯化段中的至少一个包括与所述捕获柱的数目相比较少数目 的洗脱纯化流路径，各个洗脱纯化流路径包括纯化柱，其中来自所述捕获段的洗脱流在所 述洗脱纯化流路径中用中间清洁继续纯化，以使后续的纯化保持隔离，且 其中各个纯化段与后续的纯化段处于直接流体连通，而不具有任何中间样本储存部 件。2. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述捕获柱为亲和色谱柱。3. 根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述纯化段中的一个包括一个或多个 凝胶过滤柱。4. 根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，其包括在所述进料源和所述 捕获段之间布置的进料过滤器段，所述进料过滤器段布置成选择性地引入用于各个进料流 的清洁过滤器。5. 根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，其包括洗脱调节进料源，其布 置成对所述洗脱流提供调节流，以便将所述洗脱流的一个或多个缓冲液参数改变成适用于 后续的纯化段的状况。6. 根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，其包括在所述洗脱调节进料 源和后续的纯化段之间布置的洗脱过滤器段，所述洗脱过滤器段布置成选择性地引入用于 各个洗脱流的清洁过滤器。7. 根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，其包括一个或多个传感器，其 连接到所述系统控制器以提供纯化过程的状态的输入，所述传感器选自：pH值传感器、传导 率传感器、UV吸收性传感器、空气传感器。8. 根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，其布置成通过原位清洁工艺 和平衡工艺准备所述捕获柱，以用于后续的捕获阶段，以使后续的纯化保持隔离。9. 根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述洗脱纯化流路径的中间 清洁包括原位清洁工艺和平衡工艺。10. -种自动多步色谱纯化方法，其包括用于使用自动色谱系统纯化来自进料源的靶 分子的多个隔离的多步纯化循环，所述自动色谱系统包括： ?系统控制器，其包括存储器，所述存储器储存用于控制所述系统的部件的指令， ?两个或更多个纯化段，其各自代表纯化步骤， i. 所述纯化段中的一个为具有两个或更多个捕获柱的捕获段 ii. 在所述捕获段后的所述纯化段中的至少一个包括与所述捕获柱的数目相比较少 数目的洗脱纯化流路径，各个洗脱纯化流路径包括纯化柱， iii. 其中各个纯化段与后续的纯化步骤处于直接流体连通，而不具有任何中间样本 储存部件， ?用于驱动所述纯化的至少一个栗，和 ?阀组件，其具有用于控制所述系统中的流体流量的两个或更多个阀， 其中所述方法包括： 交替地将各个捕获柱连接到： ?捕获流路径，其中所述柱流通地连接到所述进料源中的一个，以捕获相应的靶分子， 且 ?洗脱流路径，所述洗脱流路径用于将捕获的靶分子洗脱到后续的纯化步骤且用于准 备所述柱，以用于后续的捕获阶段， 在所述洗脱纯化流路径中连续纯化来自所述捕获段的洗脱流，其中各个洗脱纯化流路 径在各个后续的纯化之前清洁，以使靶分子保持隔离。11. 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述捕获柱为亲和色谱柱。12. 根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述纯化段中的一个包括一个或多 个凝胶过滤柱。13. 根据权利要求10-12中任一项所述的方法，其特征在于，所述色谱系统包括在所述 进料源和所述捕获段之间布置的进料过滤器段，所述进料过滤器段布置成选择性地引入用 于进料流的清洁过滤器。14. 根据权利要求10-12中任一项所述的方法，其特征在于，所述色谱系统包括洗脱调 节进料源，其布置成对所述洗脱流提供调节流，以便使所述洗脱流的一个或多个缓冲液参 数改变成适用于后续的纯化段的状况。15. 根据权利要求10-12中任一项所述的方法，其特征在于，所述色谱系统包括在所述 洗脱调节进料源和后续的纯化段之间布置的洗脱过滤器段，所述洗脱过滤器段布置成选择 性地引入用于各个洗脱流的清洁过滤器。16. 根据权利要求10-12中任一项所述的方法，其特征在于，所述色谱系统包括一个或 多个传感器，其连接到所述系统控制器以提供所述纯化过程的状态的输入，所述传感器选 自：pH值传感器、传导率传感器、UV吸收性传感器、空气传感器。17. 根据权利要求10-12中任一项所述的方法，其特征在于，通过原位清洁工艺和平衡 工艺准备所述捕获柱以用于后续的捕获阶段，以使后续的纯化保持隔离的步骤。18. 根据权利要求10-12中任一项所述的方法，其特征在于，所述洗脱纯化流路径的中 间清洁包括原位清洁工艺和平衡工艺。
【文档编号】G01N30/88GK105980847SQ201580008706
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2015年2月13日
【发明人】C.O.埃里克森, N.诺尔曼
【申请人】通用电气健康护理生物科学股份公司