分离基质和分离方法技术

本发明专利技术公开了分离基质，其包含共价偶联到支撑物的多个多峰配体，其中所述支撑物是包含非织造聚合物纤维的膜，并且其中所述配体能够与目标生物大分子相互作用。此外，本发明专利技术公开了使用所述分离基质的分离方法。了使用所述分离基质的分离方法。了使用所述分离基质的分离方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】分离基质和分离方法


[0001]本专利技术涉及分离基质，并且更具体地，涉及具有多峰配体的吸附性膜基质。

技术介绍

[0002]生物技术市场是世界制药市场中增长最快的部分，占2012年所有市场销售的20% ($153 bn)。从2002年10%的市场份额的增长被设定为在2012年至2018年之间从$153 bn至$215 bn增长41%。目前市场上有约200种单克隆抗体(mAb)产品，并且超过1000种在临床试验中，对该领域技术进步的需求是明显的。在过去的几十年中，工业环境中生物分子的典型发酵效价从0.5 g/L至约3 g/L增长，基于分子生物学的活跃的进步，相信在不久的将来可实现高达10 g/L的水平。然而，尽管下游纯化方法也已经接受了一些研究和开发，但该领域的改进与上游的那些不匹配。
[0003]治疗性蛋白质的制造需要在加工期间实现高纯度，使得给予的蛋白质基本上没有有害污染物。目前，在工业规模上，色谱法是用于实现高纯度蛋白质的主要方法。从经济角度来看，严重依赖色谱法单元操作是生物分子(例如mAb)下游加工进展的关键。色谱法占生物治疗加工的高达60% (Re
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use of Protein A Resin：Fouling and Economics, 2015年3月1日 BioPharm International, 第28卷, 第3期, Anurag S. Rathore, Mili Pathak, Guijun Ma, Daniel G. Bracewell)。
[0004]这样的色谱分离包括当含有目标分子和杂质的液相与固相接触时，i)目标分子和/或ii)一种或多种杂质与固相结合。目标分子/杂质与固相之间的相互作用可以基于电荷、疏水性、亲和力或其组合。
[0005]历史上，使用多孔珠的常规填充床色谱法是极其有力的分离工具。这些珠的多孔性质产生用于结合目标或杂质的高表面积。这导致高容量材料，意味着可以使用更少量的吸附剂材料。高容量还增加分离期间实现的浓缩作用，因为与负载悬浮液的相对浓度相比，每单位体积的吸附剂可能结合了更多的目标。这些方面对于工业规模加工是关键的，其中每批需要从可以达到高达20,000 L的液体体积中纯化数千克的材料。多孔珠的典型结合容量在35
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120 mg/mL的区域内，这取决于固相的功能性和结合的物质。
[0006]在基于多孔珠的系统中，目标分子/杂质与固相之间的结合事件取决于到多孔珠中的扩散。因此，在基于多孔珠的系统中停留时间与流速之间存在强相关性。因此，结合容量随着停留时间的减少而下降。这进而伴随着容量的快速降低，其中在基于多孔珠的系统中使用小于2分钟的时间。短停留时间所需的高流速也可能与多孔珠不相容，特别是在其中将许多升珠悬浮液填充到柱中的制造规模下。这里，多孔珠的机械不稳定性会导致压缩或坍塌事件，这进而导致不均匀的柱床。
[0007]由于流速影响停留时间，关键是使每单位时间可以结合到固相的目标的量最大化。这允许使用较小的吸附剂体积和/或在较短时间内进行分离。该度量可以定义为每单位体积每单位时间结合的克数(mg/mL/min)。以上讨论的多孔珠的典型结合容量和停留时间导致单柱多孔珠系统的总生产能力为约10
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120 mg/mL/min。
[0008]作为基于多孔珠的系统的替代物，可以使用整体料或膜。通过这样的材料的流动是对流的而不是扩散的，并因此它们的结合容量远不如基于多孔珠的系统对流动敏感。这些材料可以在比基于多孔珠的材料高得多的流速下运行，其中典型停留时间在0.2
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0.5分钟量级。然而，在动态流动下，对于整体料(10
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20 mg/mL)和膜(7.5
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29 mg/mL)在目标10%穿透时的典型结合容量低于多孔珠(Gottschalk, U. (2008). Biotechnol Prog, 24(3), 496
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503)。通过利用较高的流速，可以在一定程度上弥补整体料和膜材料的较差的结合容量(与基于多孔珠的材料相比)。
[0009]以上讨论的整体料和膜的典型结合容量和停留时间导致整体料和膜系统的结合事件的总生产能力为约10
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145 mg/mL/min。
[0010]需要色谱法材料，其具有与基于多孔珠的材料相关的高结合容量和用整体料/膜材料可实现的更高的流速。这样的材料将在高流速下提供高容量以实现最大生产能力(mg/mL/min)。

技术实现思路

[0011]本专利技术的一个方面是提供分离基质，所述分离基质提供具有高选择性的快速生物大分子分离。这使用具有共价偶联到支撑物的多个多峰配体的基质实现，其中所述支撑物是包含非织造聚合物纤维的膜，并且其中所述配体能够与目标生物大分子相互作用。
[0012]本专利技术的第二方面是提供具有高选择性的快速流通分离方法。这使用从包括一种或多种杂质的负载流体回收纯化的生物大分子的方法实现，其包括以下步骤：a)使所述负载流体通过如上所讨论的分离基质；和b)在所述负载循环期间并任选地在任何基本上等度洗涤期间回收所述基质流出物中的所述纯化的生物大分子。
[0013]本专利技术的第三方面是提供具有高选择性的快速结合
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洗脱分离方法。这使用从包括一种或多种杂质的负载流体回收纯化的生物大分子的方法实现，其包括以下步骤：a)使所述负载流体通过如上所讨论的分离基质；b)任选地使洗涤流体通过所述分离基质；c)使洗脱液通过所述分离基质；d)在通过所述分离基质之后回收所述洗脱液中的所述纯化的生物大分子；和e)使再生流体通过所述分离基质。
[0014]本专利技术的其它合适的实施方案在从属权利要求中描述。
附图说明
[0015]图1显示本专利技术的色谱法介质的示意图。
[0016]图2显示本专利技术的色谱法介质的示意图。
[0017]定义术语“抗体”和“免疫球蛋白”在本文中可互换使用，并且被理解为还包括抗体的片段、包含抗体或抗体片段的融合蛋白和包含抗体或抗体片段的缀合物。
[0018]术语“Fc结合多肽”和“Fc结合蛋白”分别指能够结合抗体的可结晶部分(Fc)的多肽或蛋白，并且包括例如蛋白A和蛋白G，或保持所述结合性质的其任何片段或融合蛋白。
[0019]术语“间隔基”在本文中是指将配体连接到支撑物的元件。
[0020]如本文所用，术语“包含(comprises)”、“包含(comprising)”、“含有”、“具有”等可以具有美国专利法中归于它们的含义，并且可以指“包括(includes)”、“包括(including)”等；“基本上由
……
组成(consisting essentially of)”或“基本上由
……
组成(consists essentially)”同样具有美国专利法中归于其的含义，并且所述术语是开放式的，允许存在多于所列举的那些，只要所列举的那些的基本或新颖特本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.分离基质，其包含共价偶联到支撑物的多个多峰配体，其中所述支撑物是包含非织造聚合物纤维的膜，并且其中所述配体能够与目标生物大分子相互作用。2.权利要求1所述的分离基质，其中所述聚合物纤维是纤维素纤维。3.权利要求1或2所述的分离基质，其中所述聚合物纤维是纤维素纤维，例如皂化的或部分皂化的乙酸纤维素纤维。4.前述权利要求中任一项所述的分离基质，其中所述聚合物纤维部分地融合在一起，形成多个纤维
‑
纤维融合点。5.前述权利要求中任一项所述的分离基质，其中所述膜包含多个非织造纤维层，并且其中所述层部分地融合在一起。6. 前述权利要求中任一项所述的分离基质，其中所述聚合物纤维的直径为100
‑
800 nm，例如100
‑
600 nm。7.前述权利要求中任一项所述的分离基质，进一步包含覆盖所述聚合物纤维和任选的所述纤维
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纤维融合点的接枝的聚合物涂层，并且其中所述多峰配体共价偶联到所述接枝的聚合物涂层。8.权利要求1
‑
6中任一项所述的分离基质，进一步包含共价束缚到所述聚合物纤维的多个接枝的聚合物分子，并且其中至少一部分所述多峰配体共价偶联到所述接枝的聚合物分子。9.权利要求8所述的分离基质，其中所述接枝的聚合物分子是聚缩水甘油聚合物分子或聚缩水甘油共聚物分子。10. 权利要求7
‑
9中任一项所述的分离基质，其中具有所述接枝的聚合物分子或接枝的聚合物涂层的所述聚合物纤维的直径为100
‑
1000 nm，例如100
‑
700 nm或200
‑
700 nm。11. 前述权利要求中任一项所述的分离基质，其平均孔径为200
‑
800 nm。12. 前述权利要求中任一项所述的分离基质，其起泡点孔径为0.9
‑
1.2
ꢀµ
m，例如1.0
‑
1.2
ꢀµ
m。13. 前述权利要求中任一项所述的分离基质，其最小孔径为0.2
‑
0.4
ꢀµ
m。14. 前述权利要求中任一项所述的分离基质，其平均流量孔(MFP)孔径为0.3
‑
0.5
ꢀµ
m。15.前述权利要求中任一项所述的分离基质，其孔体积分数为50
‑
90%。16. 前述权利要求中任一项所述的分离基质，其配体密度为100
‑
2000
ꢀµ
mol配体/g干燥的分离基质。17. 前述权利要求中任一项所述的分离基质，其中当粘度小于1.2 mPas的水性液相以1
‑
640介质体积/分钟之间的流速通过厚度为0.05
‑
10 mm的所述基质时，所述分离基质上的压降小于1 MPa/mm床高。18. 前述权利要求中任一项所述的分离基质，其中当粘度小于1.2 mPas的水性液相以1
‑
640介质体积/分钟之间的流速通过厚度为0.05
‑
10 mm的所述基质时，所述分离基质上的压降小于2 MPa。19. 前述权利要求中任一项所述的分离基质，其中当pH 5
‑
8的水性缓冲液以0.4 s停留时间通过所述分离基质时，当所述缓冲液的电导率在3
‑
90 mS/cm的间隔内变化时，所述分离基质上的压降变化小于0.07 MPa/mm床高。20.前述权利要求中任一项所述的分离基质，其中所述接枝的聚合物分子或接枝的聚
合物涂层包含单点共价束缚到所述聚合物纳米纤维的聚合物分子。21.前述权利要求中任一项所述的分离基质，其中所述接枝的聚合物分子或接枝的聚合物涂层包含支化的聚合物分子。22.前述权利要求中任一项所述的分离基质，其中所述接枝的聚合物分子或接枝的聚合物涂层包含缩水甘油单体残基。23.前述权利要求中任一项所述的分离基质，其中所述接枝的聚合物分子或接枝的聚合物涂层包含二乙烯基砜单体残基。24. 前述权利要求中任一项所述的分离基质，其中所述多峰配体包含多峰阴离子交换配体。25.权利要求24所述的分离基质，其中所述多峰阴离子交换配体包含具有以下结构的配体R1‑
L1‑
N(R3)
‑
L2‑
R2，其经由所述氮偶联到所述支撑物，其中：R1是五元或六元的...

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