基于压力探测的自动化层析柱切换控制制造技术

本发明专利技术的某些实施例提供了一种用于监测柱中的层析介质的饱和水平的方法，该方法包括：测量未加载柱的入口处的第一压力；测量加载柱的入口处的第二压力；以及比较第一压力测量结果和第二压力测量结果来确定层析介质的饱和水平。本发明专利技术的实施例还提供了用于控制层析系统的相关方法，和用于控制周期逆流层析系统的方法，以及适合连同新颖方法使用的层析系统。

Automatic column switching control based on pressure detection

Some embodiments of the present invention provides a method for saturation level monitoring in the column chromatography medium, the method comprises: a first pressure measuring column at the entrance is not loaded; measuring load column at the entrance of the second pressure; and to compare the results of the first second pressure measurement and pressure measurement to determine the saturation level of chromatography media. Embodiments of the present invention also provide related methods for controlling tomography systems, methods for controlling periodic countercurrent chromatography systems, and chromatography systems suitable for use with novel methods.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于压力探测的自动化层析柱切换控制
本专利技术涉及一种用于确定层析柱的结合容量的方法、层析系统以及用于控制层析系统的方法。
技术介绍
用于溶质的层析柱的结合容量是过程层析中的很重要因素。结合容量直接地影响层析步骤的生产率和成本。结合容量按照动态/穿透容量限定或限定为最大结合容量。动态容量取决于溶液流过装填有层析介质的柱所处的条件，诸如，限定为柱容积和供给流率之间的比率的停留时间。如果停留时间无限长，则最大结合容量代表柱的穿透容量。初始穿透容量限定为在溶质首次在流出物中探测到的时间点处由柱占有的结合溶质的量。穿透容量还可限定为给定穿透百分比下的容量，其中百分比代表以供给中存在的溶质的百分比表达的来自柱中的流出物中存在的结合溶质的量。根据此限定，最大结合容量将等于100%穿透下的穿透容量，即，没有更多溶质可结合至柱的点。因此，为了确定最大容量，穿透容量在不同的穿透水平下测量，其中该水平由样本加载期间在来自柱的流出物中测得的溶质的浓度的水平限定。通常，这些浓度由放置在流出物管线中的探测器连续地监测穿过的流中的信号来确定。这些浓度(信号)相对于时间(或加载的容积或质量)的图表称为穿透曲线。层析图上的穿透的位置和其形状关于多少溶质可结合在柱上，以及所有吸附位点多快溶质饱和。其还示出了在任何给定时间还有多少溶质可结合至柱。存在杂质时的溶质的穿透结合容量是开发纯化规程时优化的最关键参数之一。由于杂质大多数具有与溶质类似的光吸收性能，故确定结合穿透容量是冗长且艰苦的工作。在典型的实验中，来自柱的流出物以一系列小部分收集，其随后使用高分辨率的技术(诸如HPLC)来针对溶质分析。因此，确定层析柱的结合容量是相当复杂的。在供给溶液浓度在供给施加到层析柱上期间随机变化的情况下，真实的穿透容量不可能测量到。如果一个人想要在最佳过程条件下操作柱，则后者是很重要的。例如，可示出在某些条件下，当所关心的溶质在柱流出物中达到其浓度的某一值(例如，其初始浓度的10%)时，获得捕集层析步骤的最大生产率。如果穿透容量根据上文描述的方法确定，而如果供给浓度或过程条件(包括流率和/或层析介质性能)以不可预计的方式随时间变化，则不可能在准确的10%穿透下终止柱的加载。此外，在变化的过程条件下确定不同穿透水平的穿透容量在连续层析的情况下很重要。在连续层析中，若干相同的柱以允许柱取决于方法要求而串联和/或并联操作的布置来连接。因此，所有柱都可在原则上同时运行，但方法步骤略微移位。程序可重复，使得各个柱在过程中加载、洗脱和再生若干次。相比于'常规'层析，其中单个层析循环基于若干连贯的步骤，诸如，加载、清洗、洗脱和再生，在基于多个相同的柱的连续层析中，所有这些步骤同时发生，但各自在不同的柱上。连续层析操作导致层析树脂的较好使用、减少处理时间和降低缓冲物要求，它们所有都有益于过程经济性。有时，连续层析称为模拟移动床(SMB)层析。模拟移动床层析是周期逆流过程的示例，因为包括该系统的所有层析柱都周期地同时沿与样本流相对的方向移动。柱的明显移动通过至/从柱的入口和出口流的适当再引导来实现。Bishop等人("SimulatedMovingBedtechnologyinBiopharmaceuticalProcessing"，Bischops,M.和Pennings,M.,RecoveryBiologicalProductsXI,(2003)Banff,Alberta,Canada)公开了一种基于模拟移动床(SMB)技术的连续层析方法，其成功地用于利用蛋白A亲和树脂的实验室规模的IgG纯化。尽管实际上由SMB提供的多柱和多区域连续途径极大地提高过程效率，但SMB系统迄今并未用于大规模的cGMP生物制药生产，主要是因为从硬件和操作视角两者的系统复杂性。操作视角是特别受关注的，因为连续方法更复杂，且需要许多操作(步骤)来在很精确预先限定的时间点同时发生。相比于批量层析，解决过程可变性的安全因素的实施对于连续过程不是推荐的，因为按限定，它们依据只有对系统的输入没有可变性时才建立的稳态的假定来操作。Heeter等人(Heeter,G.A.和Liapis,A.I.,J.ChromA,711(1995))提出了作为典型四区域SMB系统的备选的基于三柱周期逆流层析(3C-PCC)原理的方法。后来，Lacki等人("ProteinACounter-CurrentChromatographyforContinuousAntibodyPurification"，Lacki,K.M.和Bryntesson,L.M.,ACS(2004)Anaheim,CAUSA)描述了使用此3C-PCC系统来用于IgG吸附至MabSelectTM亲和树脂。该3C-PCC方法需要比典型四区域SMB系统较简单的硬件和较容易的操作，直接地降低与固定设备和系统维护相关联的成本。实际上，模拟移动床技术已经在各种其他领域中使用了几十年。例如，US3291726(UniversalOilProducts)早在1966年就描述了用于石油化学工业的连续模拟逆流吸附过程。历史上，可靠的连续过程的基本因素是：1)使用的柱的质量，且更具体是柱之间的类似性或甚至等同性，2)恒定的供给成分，以及3)硬件可靠性，更具体是由泵输送的恒定流率。如果柱不是相同的，则通常用于设计连续层析过程的理论计算将是不正确的，且设置有效且稳健的连续层析过程将变得很难。如果供给浓度和流率以非预期方式随时间变化，则同理适用。因此，对于以相同的柱扩大规模的考虑，系统中的可靠的泵是基本的。然而，为了获得可重复的结果，向柱装填层析介质很复杂。板的数目或其他装填性能的甚至很小的差异都可对最终结果具有巨大影响。此外，由于层析树脂的容量通常在树脂寿命/使用期间改变，故针对新鲜树脂选择的过程条件将不适用于已经使用若干次的树脂。如果供给溶液浓度也将变化，则设计将一直在其最佳值操作的有效连续层析过程将甚至更复杂。最近，BangtssonP.等人提供了一种探测层析柱变得饱和至将满足过程目标(例如，产量或生产率)的水平时的时间点的方法(US20120091063)。在该方法中，饱和水平的探测基于加载柱之前和之后的来自供给和流出物的UV信号的比较。尽管已经证实该解决方案对于许多分离任务是稳健的，但对于产物浓度较低和/或杂质浓度较高的情况，该方法的高适用性可证实为受限的。需要的是开发一种可有效地监测无论是单柱设置还是多柱系统中的层析介质的饱和水平的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于确定和监测柱中的层析介质的饱和水平/结合容量的可靠和动态的方法。因此，一方面，本专利技术提供了一种监测柱中的层析介质的饱和水平的方法，该方法包括：测量未加载柱的入口处的第一压力；测量加载柱的入口处的第二压力；以及比较第一压力测量结果和第二压力测量结果来确定层析介质的饱和水平。在某些实施例中，通过连续测量第二压力，在层析过程期间连续地监测饱和水平。在某些实施例中，该方法还包括将压力差计算为层析过程期间的两个不同时间点处的第一压力和第二压力之间的差异；以及使用压力差来确定柱的饱和点(f)。在某些实施例中，该方法还包括：分别测量来自未加载柱和加载柱的流出物管线的压力；以及通过利用来自流出物管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于监测柱中的层析介质的饱和水平的方法，所述方法包括：测量未加载柱的入口处的第一压力；测量加载柱的入口处的第二压力；以及比较第一压力测量结果和第二压力测量结果以确定所述层析介质的饱和水平。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.18 US 62/0934501.一种用于监测柱中的层析介质的饱和水平的方法，所述方法包括：测量未加载柱的入口处的第一压力；测量加载柱的入口处的第二压力；以及比较第一压力测量结果和第二压力测量结果以确定所述层析介质的饱和水平。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过连续地测量所述第二压力，在层析过程期间连续地监测饱和水平。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：分别测量来自所述未加载柱和所述加载柱的流出物管线的压力；以及通过利用来自所述流出物管线的对应压力调整所述第一压力和所述第二压力来生成所述未加载柱和所述加载柱的校正的压力；其中比较步骤比较校正的第一压力和第二压力。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将压力差计算为所述层析过程期间的两个不同时间点处的所述第一压力和所述第二压力之间的差异；以及使用所述压力差来确定所述柱的饱和点(f)。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，测量来自周期逆流PCC系统中的各个层析柱的第一压力和第二压力，且与所述第一压力一起使用这些第二压力，以在所述层析过程期间连续地确定所述PCC系统的不同层析柱的饱和水平。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一压力和所述第二压力使用相同类型的探测器来测量。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一压力和所述第二压力使用压力传感器来测量。8.一种包括至少一个层析柱的层析系统，还包括：第一探测器，其适于在供给泵和所述至少一个柱的入口之间测量供给管线处的第一压力和第二压力，其中所述第一压力针对未加载柱测量，且所述第二压力针对加载柱测量；可选的第二探测器，其适于测量来自所述系统的第一柱的流出物管线处的压力；以及确定单元，其连接到所述探测器上且适于基于比较所述第一压力和所述第二压力来确定所述第一柱的饱和水平。9.根据权利要求8所述的层析系统，其特征在于，所述确定单元适于在层析过程期间基于由所述第一探测器和/或所述第二探测器测得的压力而连续地确定所述至少一个柱的饱和水平。10.根据权利要求8所述的层析系统，其特征在于，所述层析系统包括周期逆流系统中的至少两个柱，且还包括其他探测器，各个其他柱之后各一个探测器，各个其他探测器适于测量来自各个其他柱的流出物管线处的另一压力，各个探测器连接到所述确定单元上，所述确定单元适于在层析过程期间基于由所述第一探测器、所述第二探...

【专利技术属性】
技术研发人员：KM拉基，
申请(专利权)人：通用电气健康护理生物科学股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE