用于在制造过程中表征和控制生物聚合物和合成聚合物的装置和方法制造方法及图纸

用于在制造过程中表征和控制生物聚合物和合成聚合物的装置和方法。该装置可以包含限定流体流动路径的主体。主体可以配置成接收工艺流动液体，使得工艺流动液体可以流过主体的内部。主体还可以包含插入所述主体中的多个检测器，多个检测器中的每一个配置成监测一个或多个过程特性。

Devices and methods for characterization and control of biopolymers and synthetic polymers in the manufacturing process

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在制造过程中表征和控制生物聚合物和合成聚合物的装置和方法相关申请的交差引用本申请要求2017年8月10日提交的题为“用于在制造过程中表征和控制生物聚合物和合成聚合物的装置和方法(DevicesandMethodsforCharacterizationandControlofBiopolymersandSyntheticPolymersDuringManufacturing)”的美国临时申请第62/543,724号的优先权，其全部内容通过引用并入本文，并用于所有目的。
本申请涉及生物聚合物和合成聚合物在制造过程中的表征和控制。具体而言，本公开涉及包含灌水和水下多检测器仪器的装置和方法，用于在制造过程中监测和控制生物聚合物和合成聚合物。
技术介绍
在生物聚合物和合成聚合物的制造过程中，需要随着制造过程对聚合物特性和反应参数进行监测，以通过控制生产过程中的工艺变量来实现产品规格和工艺的优化。因而需要在制造过程中表征和/或控制生物聚合物和合成聚合物的装置和方法。附图说明参考附图，仅以示例的方式描述了本申请的实施例，其中：图1A示出了根据本公开的示例实施例的包含五个检测器级的装置；图1B示出了根据本公开的示例实施例的包含差动粘度计的图1A的装置；图2示出了根据本公开的示例实施例的包括流管的装置，该流管配置成插入光学部件管中；图3示出了根据本公开的示例实施例的图2的装置的横截面，显示了第二光源，该第二光源的光被透镜准直并穿过所述流管和所述含有光学部件的管；图4示出了根据本公开的示例实施例的图2的装置的横截面，显示了被透镜组件准直然后逐渐聚焦的第一光源；图5示出了根据本公开的示例实施例的图2的装置的横截面，其中透镜组件为所述流管内的第一光源的光束提供锐聚焦；图6示出了根据本公开的示例实施例的包括模块化检测器环的光学部件管，该模块化检测器环配置成接收图2-5所示的流管；图7是描绘根据本公开的示例实施例的ACOMP单元的图示；图8示出了根据本公开的示例实施例的可以使用图1-7所示的装置收集的数据；图9示出了根据本公开的示例实施例的包括流管的装置，该流管配置成插入具有固定长度单体构造的光学部件管中；图10示出了根据本公开的示例实施例的作为球直径函数的聚苯乙烯乳胶球的去极化比ρu；图11示出了根据本公开的示例实施例的针对大量小聚集体和少量大聚集体的七种计算的角度散射模式；图12示出了根据本公开的示例实施例的多角度光散射数据，该数据描述了在玻璃散射池中，在1,000RPM和T-25℃的条件下，初始尺寸小、Rg＝4nm且零斜率的天然蛋白质(牛血清蛋白，BSA)如何在Teflon搅拌棒的接触搅拌下获得少量大聚集体；图13示出了根据本公开的示例实施例的尺寸排阻色谱(SEC)数据，该数据显示，对于图12所示的系统，在搅拌接触结束后，没有可检测到的天然蛋白质损失；图14示出了根据本公开的示例实施例的多角度散射数据，该数据显示在T＝58℃时BSA的热诱导聚集；以及图15示出了经历图14所示系统的热诱导聚集的BSA的等分试样的SEC数据。应该理解，各个方面不限于附图中所示的布置和手段。具体实施方式应当理解，为了简单和清楚地说明，在适当的情况下，相同的附图标记会出现在不同的附图中，以指示相应的或类似的元件。此外，阐述了许多具体细节，以利于对本文所述实施例的透彻理解。然而，本领域普通技术人员将理解，本文所述实施例可以在没有这些具体细节的情况下实施。在其他情况下，没有详细描述方法、过程和部件，以免模糊所描述的相关特征。此外，该描述不应被视为限制本文所述实施例的范围。附图不一定是按比例绘制的，某些部件的比例被放大以更好地说明本公开的细节和特征。现在将给出贯穿本公开的几个定义。术语“耦合”定义为直接或通过中间部件间接连接，并且不一定限于物理连接。术语“通信耦合”定义为直接或通过中间部件间接连接，并且连接不一定限于物理连接，而是可以是在所述部件之间传输数据的连接。连接可以是对象间的不可拆卸连接或可释放连接。术语“包括”、“包含”和“具有”在本公开中可互换使用。术语“包括”、“包含”和“具有”意味着包括但不一定限于所描述的事物。术语“聚合物”是一个通用术语，涵盖所有天然存在的和合成的聚合物，以及由聚合物之间相互作用或聚合物与其他类型的聚合物、纳米颗粒和其他试剂相互作用而产生的组合体。所述组合体可以是共价性的，也可以是非共价性的，包含超分子组合体。更具体的术语“生物聚合物”是指任何天然存在的聚合物；或生物聚合物组合体，包含可以含有改性或合成组分的那些；或包含生物聚合物、赋形剂、盐、缓冲剂和其他天然或合成组分的制剂。该术语包含但不限于蛋白质(包括单克隆抗体和治疗性药物蛋白质)、疫苗、多糖、多核酸(例如RNA、DNA)、脂质和脂质结构、后一类生物聚合物的组合，诸如蛋白聚糖、脂质囊泡和脂质体，其中后者可以含有其他生物聚合物或合成试剂，诸如表面活性剂、合成聚合物和纳米颗粒。在这个定义中，术语“合成的”指的是由人类创造的而不是自然产生的物质。术语“合成聚合物”包含任何组合(即均聚物、共聚物、三元共聚物、多肽、聚类肽等)和结构(例如线性、分支、星形、梳状、圆形、树枝状、空腔状等)的聚合物，其可以通过任何可用的方法生产，包含但不限于链增长、逐步增长、活性聚合等，并包含由此产生的上述组合体。术语“含聚合物的液体”是指任何液体，诸如水、水溶液、有机溶剂和离子液体，根据上述定义的聚合物溶解或悬浮在其中。术语“制造”是指以任何所需的形式生产聚合物的过程，无论是实验室、中试还是全规模生产。制造过程可以是无意和有意发生的过程。无意发生的过程通常具有不期望的效果，本文的装置和方法的一个目的是消除或最小化不期望的过程。例如，在制造治疗性蛋白质的过程中，蛋白质的聚集是一个不期望的过程，需要被消除或最小化。该装置的一个用途是在制造过程中监测并尽可能控制聚集。生物聚合物在加工过程中的降解，诸如降低分子量的聚合物链的水解，可能是期望的或不期望的，该装置的一个目的是监测和尽可能控制制造过程中的降解。有意的修饰过程可以包含衍生生物聚合物的那些过程，诸如将中性多糖水解成可溶形式(例如，中性瓜尔胶的氧化、纤维素的羧化以产生羧纤维素)，或者将功能性侧基或端基添加到生物聚合物中，诸如聚乙二醇、氨基酸、多肽或聚类肽。术语“生物聚合物加工流”是指生物聚合物制造中涉及的任何一系列步骤。例如，生物聚合物加工流可以包含：(1)从生物细胞或其他生物介质中分离生物聚合物原料药的纯化过程；(2)分批配料罐，其中引入原料药并添加各种液体和化学组分，诸如水、盐、酸碱度调节剂、稳定剂(诸如精氨酸、蔗糖)或表面活性剂(诸如聚山梨醇酯)，其中材料停留一定时间，并可能伴有某种形式的搅拌或混合；(3)配料罐内的材料然后可以通过主动泵送、重力或其他方式流入第二配料容器，并向其中添加更多的材料；(4)通过过滤系统从该容器流出；以及(5)由过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置，包括：/n光学部件管，所述光学部件管具有主体，所述主体限定流体流动路径，所述主体配置成接收工艺流动液体，使得所述工艺流动液体可以流过所述主体的内部；以和/n沿着所述主体的纵轴设置的多个检测器，所述多个检测器中的每一个配置成监测所述工艺流动液体或其组分的一个或多个工艺特性。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170810 US 62/543,7241.一种装置，包括：
光学部件管，所述光学部件管具有主体，所述主体限定流体流动路径，所述主体配置成接收工艺流动液体，使得所述工艺流动液体可以流过所述主体的内部；以和
沿着所述主体的纵轴设置的多个检测器，所述多个检测器中的每一个配置成监测所述工艺流动液体或其组分的一个或多个工艺特性。


2.根据权利要求1所述的装置，还包括流管，所述流管包括流管内孔和外表面，其中所述光学部件管的所述主体包括配置成接收所述流管的内孔，所述流管配置成接收所述流管内孔中的所述工艺流动液体，并且配置成允许光从所述内孔传递到所述外表面，使得所述多个检测器可以监测所述流管内孔中接收的所述工艺流动液体或其组分的一个或多个工艺特性。


3.根据权利要求2所述的装置，其中所述流管配置成防止所述工艺流动液体与沿着所述主体的纵轴设置的所述多个检测器接触。


4.根据权利要求2所述的装置，其中所述光学部件管的所述内孔配置成接收所述流管，使得所述流管的外表面与所述光学部件管的所述内孔可释放地耦合。


5.根据权利要求4所述的装置，其中所述流管配置成在监测所述工艺流动液体或其组分的一个或多个工艺特性之后是可丢弃的。


6.根据权利要求4所述的装置，其中所述流管配置成可重复使用来监测所述工艺流动液体或其组分的一个或多个工艺特性。


7.根据权利要求1所述的装置，其中所述工艺流动液体包括选自由以下组成的群组中的至少一种：生物聚合物、合成聚合物、蛋白质及其任意组合。


8.根据权利要求1所述的装置，其中所述主体的特征在于单体构造。


9.根据权利要求4所述的装置，其中当与所述光学部件管可释放地耦合时，所述流管内孔限定所述工艺流动液体的流体流动路径。


10.根据权利要求4所述的装置，其中所述流管包括第一端和第二端，所述第一端配置成接收所述工艺流动液体，并且所述第二端配置成提供所述工艺流动液体从所述流管内孔的出口路径。


11.根据权利要求1所述的装置，其中所述主体配置成插入生物聚合物或合成聚合物工艺流动路径中，而不使任何流体流动转向。


12.根据权利要求1所述的装置，其中所述流管包括第一端和第二端，所述第一端与第一管耦合，并且所述第二端与第二管耦合，以形成所述工艺流动液体的流体流动路径，其中所述第一管配置成将所述工艺流动液体引入所述流管内孔，并且所述第二管配置成提供所述工艺流动液体从所述流管内孔的出口路径，其中所述流管内孔的直径以及所述第一管和第二管的内径基本相同，使得液体流过所述流体流动路径不受干扰。


13.根据权利要求1所述的装置，其中所述主体配置成插入到工艺流动路径中，使得不发生所述流动路径的采样或分流。


14.根据权利要求1所述的装置，其中连续确定所述一个或多个工艺特性。


15.根据权利要求1所述的装置，其中所述主体和所述多个检测器形成集成装置。


16.根据权利要求1所述的装置，其中所述主体还包括一个或多个孔，每个孔配置成接收对应于所述多个检测器中的一个或多个的一个或多个光源。


17.根据权利要求1所述的装置，还包括与所述多个检测器通信耦合的工艺控制器，所述工艺控制器配置成从所述多个检测器接收所述一个或多个工艺特性，并对所述工艺流动液体执行控制调节，以基于所述接收的一个或多个工艺特性实现期望的产品规格。


18.根据权利要求17所述的装置，还包括与所述多个检测器和所述工艺控制器通信耦合的信号处理单元，所述信号处理单元配置成收集来自所述多个检测器的所有信号，并基于所述收集的信号计算所述工艺特性。

【专利技术属性】
技术研发人员：W·F·里德，M·F·德伦斯基，A·里德，
申请(专利权)人：先进的聚合物监测技术股份有限公司别名积分通量分析，
类型：发明
国别省市：美国;US