生物过程纯化系统中的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于控制色谱系统49中的目标产物27的馏分收集的方法，该色谱系统配置用于对包括目标产物27的样本所执行的循环纯化。该方法包括确定用于与出口中的目标产物的存在相关的目标产品27收集的触发点；基于触发点来设置第一时间周期，在第一时间周期之内，捕获第一循环中的洗脱；评估所捕获洗脱的定时，以识别下一个时间周期；应用定时，以在后续循环中的洗脱阶段期间捕获洗脱；以及收集后续循环中的所捕获洗脱。重复进行最后三个步骤，以在后续循环的洗脱阶段期间捕获洗脱，直到不再期望目标产物27。再期望目标产物27。再期望目标产物27。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生物过程纯化系统中的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于控制色谱系统中、特别是具有一个或多个色谱柱的系统中的目标产物的馏分收集的方法。

技术介绍

[0002]液相色谱是分析和制造诸如蛋白质和肽之类的生物分子中的最常用分离原理中的一个分离原理。存在可用于通过色谱来处理生物分子的许多商业仪器和不同的色谱格式。
[0003]当前，来自生物反应器的净化或干净（clear）装料（feed）被引入柱捕获色谱系统中，该柱捕获色谱系统配置用于循环纯化过程以萃取目标产物。循环过程包括：将装料装载到柱上；清洗柱；洗脱目标产物；以及此后在柱被装载有新装料之前清洁柱。对于使用小体积柱的纯化过程，洗脱循环将相当短，并且用于在洗脱期间捕获目标产物的窗口必须由柱的出口处的UV传感器使用快更新频率来检测。但是，UV传感器的缺点是有限分辨率，并且因此洗脱期间对目标产物的捕获可能是低效的。
[0004]因此，尤其对于使用柱捕获色谱系统的纯化中的小体积柱，存在对于下列的需要：改进过程以便检测洗脱期间的目标产物的存在。

技术实现思路

[0005]本公开的目的是要提供方法和装置，其配置成执行设法单独地或者按照任何组合来减轻、缓解或消除本领域中的上述缺陷和缺点的一个或多个的方法和计算机程序。
[0006]所述目的通过如由独立权利要求所限定的方法来实现。
[0007]优点在于，不需要具有高分辨率（即，快更新频率）的UV检测器。
[0008]另一个优点在于，改进所捕获目标产物的产率和质量。
[0009]可由本领域的技术人员从详细描述来得到另外目的和优点。
附图说明
[0010]图1图示设计成纯化来自生物反应器的收获物（harvest）流体的目标产物的生物过程纯化系统的概述。
[0011]图2图示控制生物过程纯化系统中的上游/下游过程的概念。
[0012]图3a图示理想循环捕获色谱过程，其配置成在循环重复纯化过程的情况下使用纯化单元来递送来自某个体积的样本装料的至少一个产物。
[0013]图3b图示色谱系统的示意表示。
[0014]图4是色谱系统的一种可能的循环操作模式的示意图。
[0015]图5a和图5b示出图示在色谱过程中用来捕获目标产物的改进过程的基本概念的图表。
[0016]图6图示一种用于控制色谱系统中的目标产物的馏分收集的方法。
具体实施方式
[0017]生物过程纯化系统被设计用于通过下列方式来产生和纯化目标产物(例如蛋白质、来自细胞培养/发酵的生物分子、自然萃取物)：在细胞培养生物反应器中生长能够表达目标产物的细胞，之后接着用于纯化目标产物的下游纯化过程(又称作下游过程)。下游纯化过程可以是能够提供纯化的目标产物的任何适当过程，该过程可包括一个或多个步骤。下游纯化过程中的一个常用步骤是色谱。特别是，本专利技术涉及一种生物过程纯化系统，该生物过程纯化系统被布置成在延长时间周期期间从某个体积的样本装料来产生和提供纯化产物。产物作为具有比柱的体积要大的体积的批（batch）来提供，或者产物从生物反应器来收获并且通过下游纯化过程来纯化，同时保持细胞培养。这种类型的细胞培养在本文中称作“连续细胞培养过程”，并且这类细胞培养的示例包括灌注细胞培养和恒化器细胞培养。。
[0018]在图1中，示出按照一个实施例、配置成使用分离过程来纯化目标产物的生物过程纯化系统的概述。该生物过程纯化系统包括与细胞培养11、保持12、捕获13、病毒灭活14、精制（polish）15和递送16相关的多个过程步骤。
[0019]在本专利技术的所公开实施例中的一个实施例中，细胞培养步骤11可以是连续细胞培养过程，其包括在延长时间周期内连续添加养分（nutrient）以及连续去除产物和废物(收获物)。能够通过例如使用交替切向过滤(ATF)装置在灌注中操作该过程，从而将细胞保留在生物反应器中。备选地，在没有细胞保持(即，恒化器)的情况下操作生物反应器。细胞培养步骤可包括对活细胞密度VCD而且还对养分和代谢物的过程控制。可通过适配被馈送给培养物的细胞培养介质的成分或者通过直接对培养物添加某些成分来控制VDC、生产率和产物质量，如下面更详细描述。
[0020]在一些实施例中，可在将包含目标产物的收获物馈送到下游纯化过程之前例如通过过滤、离心或另一种技术来净化收获物。
[0021]保持步骤12是可选步骤，该步骤取决于过程需要，例如过滤器在捕获步骤13之前是否联机。该步骤可包括对重量的过程控制，以及过程中的下一个步骤在达到预定体积值时或者备选地在某个时间周期之后或者在达到预定质量时开始。保持步骤可用于从灌注细胞培养来收集某个体积的过滤装料。
[0022]在本专利技术的另一个实施例中，省略细胞培养步骤，以及包含产物的样本装料批在保持步骤12被提供，并且被提供给纯化过程。
[0023]在所公开实施例中，下游纯化过程包括三个步骤：捕获13、病毒灭活14和精制15。捕获步骤13可包括单个色谱柱中或者并联或串联连接或顺序操作的多个色谱柱中的色谱过程。可在捕获步骤之前联机提供过滤器。捕获步骤包括多个批洗脱，以及例如使用联机UV传感器的过程控制操控装料浓度和树脂容量中的变化。下一个步骤在达到预定量值(例如体积、质量或时间)时开始。
[0024]在病毒灭活步骤14中，用于病毒灭活的不同选项根据过程需要是可用的。一个选项是要在滞留箱（hold up tank）中使用具有低pH的批模式达30
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60分钟。该步骤可包括对体积、时间、温度和pH的过程控制。下一个步骤在达到预定时间时开始。
[0025]精制步骤15可以是具有连接批步骤的直通处理(STP)或者具有连续装载步骤的连续色谱或者它们的组合。流率被调整成由生产细胞（producer cell）所要求的灌注速率，这意味着流率通过先前步骤来确定。该步骤可包括对于UV、流量和体积的过程控制，以及下一
个步骤在达到预定体积和量时开始，备选地在达到超时时开始。
[0026]递送步骤16可包括超过滤步骤之前的病毒去除步骤，例如病毒过滤（viral filter）。递送步骤可用作来自精制步骤的经处理的收获物的批添加的浓缩步骤。递送步骤16可包括产物的连续或批递送，并且可包括废物的连续或批去除。该步骤可包括对于pH、传导率、吸收率、体积和压力的过程控制，以及在达到预定义环境中的预定产物浓度时实现递送。
[0027]自动化层17用于操控用于过程中的下一个步骤的判定点。不同类型的传感器(未示出)（联机传感器和脱机传感器）被集成到过程流程中，以监测可用于为自动化层17提供可用来操控判定点的数据的不同参数。传感器包括但不限于仅测量流量、VCD、重量、压力、UV、体积、pH、传导率、吸收率等。
[0028]应当注意，UV吸收是可被监测以检测所纯化收获物的组成的参数的示例。但是，可使用操作在其他频率范围(例如IR、荧光、x射线等)中的其他参数。
[0029]可通过得到与过程运行（r本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于控制色谱系统（49）中的目标产物（27）的馏分收集的方法，所述色谱系统（49）包括至少一个亲和色谱分离单元，所述色谱系统（49）配置用于对包括所述目标产物（27）的样本所执行的循环纯化，纯化过程的每个循环包括：
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将装料（25）装载到所述分离单元上，
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冲洗所述分离单元，以及
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通过提供经过所述分离单元的洗脱流体流来从所述分离单元中洗脱所述目标产物，并且有选择地将出口流的馏分从包含洗脱的目标产物的所述分离单元导向到随后生产步骤，其中用于控制所述目标产物的馏分收集的所述方法包括：在循环重复进行的所述洗脱阶段的发起期间，确定用于与所述出口流中的目标产物（27）的存在相关的目标产物收集的触发点，并且其中用于控制目标产物的馏分收集的所述方法进一步包括：a) 基于所述触发点来设置（41）第一时间周期，在所述第一时间周期内捕获（42）所述第一循环中的所述洗脱的馏分；b) 评估（43）所捕获洗脱的定时，以识别下一个时间周期；c) 应用（44）所述定时，以在后续循环中的所述洗脱阶段期间捕获所述洗脱的馏分；d) 收集（45）所述后续循环中的所述洗脱的所捕获馏分；以及e) 在所述纯化过程期间重复进行步骤b)
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d)，以在所述后续循环的所述洗脱阶段期间捕获所述洗脱的馏分。2.如权利要求1所述的方法，其中，在所述第一循环中捕获的洗脱用于校准目的，以确定用于所述后续循环的所述洗脱阶段期间的所述洗脱的所述定时。3.如权利要求1或2所述的方法，其中，收集所述第一循环中捕获的所述洗脱。4.如权利要求1
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3中的任一项所述的方法，其中，所述色谱系统（49）是单柱色谱系统。5.如权利要求1
‑
4中的任一项所述的方法，进一步包括记录来自每个柱的所述出口流中的所述目标产物（27）随时间的存在，以及确定触发点的所述步骤进一步包括确定用于目标产物收集的开始时间和停止时间。6.如权利要求5所述的方法，其中，所述目标产物（27）随时间的存在被记录为洗脱曲线，以及所述洗脱阶段的所述发起从所述洗脱曲线来确定。7.一种配置有至少一个亲和色谱分离单元的色谱系统（49），所述色谱系统配置用于对包括目标产物（27）的样本所执行的循环纯化过程，并且被提供有控制单元，所述控制单元配置成控制包括下列步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：L，
申请(专利权)人：纯化迪发有限公司，
类型：发明
国别省市：