TWI816721B - 應用徑向技術色層分析術的系統及方法 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種使用複數個珠粒之應用徑向技術色層分析術的系統及方法，其中各珠粒中包含一或多個直徑為約250 Å至約5000 Å之孔隙，且各珠粒之平均半徑在約100 µm至約250 µm之間。亦揭示選擇用於徑向流色層分析管柱中之珠粒之方法，及使用徑向流色層分析管柱純化未澄清進料流之方法。

Description

應用徑向技術色層分析術的系統及方法
本發明係關於徑向流管柱色層分析術，且更特定言之，係關於包含具有特定尺寸及參數之珠粒以增強未澄清進料流過濾的徑向流管柱，及選擇珠粒之方法。
如一般所使用，色層分析術為用於分離樣品混合物之各種組分的技術。在液相色層分析術系統中，將樣品、溶離液依次注射至色層分析分離管柱中。分離管柱含有與待分離之樣品之各種組分相互作用之填充或基質介質或物質。分離介質之組成視導向穿過其中之流體而定以實現所需分離。當樣品及溶析流體穿過分離介質時，樣品之各種組分由於差異相互作用而以不同速率行進通過分離介質。此等組分在出口或流出物中與分離介質出現分離。
各種類型之垂直流及水平流分離管柱為此項技術中已知的。在需要高效色層分析術之情況下，發展水平流類型色層分析管柱。該等水平流或徑向流管柱描述於例如美國專利第4,627,918號及第4,676,898號中。在水平流或徑向流類型管柱中，將樣品及溶析流體經由分配器引入分離介質或基質之外周或圓周壁或表面中，且流體水平地或徑向地向內穿過分離介質至中央或收集端口，且隨後在不同時間且以不同速率自管柱溶析。
之後，發展色層分析管柱及方法以用於直接處理粗進料來用於隔離具生物活性之物質，包括細胞/醱酵收穫物、組織萃取物、海藻、植物衍生細胞及物質以及血漿/血液。將大珠粒色層分析介質填充至標準、低壓色層分析管柱中，在該色層分析管柱中用大孔隙篩網(60-180 μm孔隙)置換端盤篩網。大孔隙防止管柱堵塞。因為粒度大，所以細胞物質流動於粒子間內腔中之珠粒之間，同時可溶性產物由珠粒上之官能基捕獲。
傳統上，來自細胞培養/醱酵收穫物之生物製劑之後續處理需要兩項主要操作：i)進料流製備，及ii)回收及純化。必須在施用至管柱之前適當地製備樣品。此為耗時的且可能為成本非常高的。若需要樣品製備，則一般稀釋進料流以降低細胞密度、黏度及鹽濃度，以上所有均有益於改善的回收及純化。回收涉及藉由離心及/或微過濾進行之細胞及其他微粒物質之移除，以及初始體積減小步驟，通常為超過濾。因為細胞碎片快速污染習知之色層分析介質，所以必須製備不含粒子之進料以用於純化操作。
離心及過濾不僅為冗長且成本高之操作，其亦綜合平衡品質。自破裂細胞釋放之蛋白酶可降解目標蛋白質，進一步使純化方法發展之任務變複雜且增加純化成本。與濃縮細胞碎片之接觸時間愈久，可能損失之產物愈多。
自未澄清進料直接捕獲蛋白質產物應將產物降解降至最低且改善產物品質、產量及方法經濟性。此外，若將產物捕獲及細胞移除步驟合併成單個操作，則大大簡化資本密集型回收操作。
存在兩種自未澄清進料直接捕獲產物之方法，該進料諸如細胞培養/醱酵收穫物或其他生物樣品(例如血漿)。一種方法提出捕獲樹脂粒子之流體化。經由流體化，分離單獨的粒子以使得碎片可離開無阻礙管柱床。
此方法存在若干問題。流體化床系統係以預先確定之高流動速率操作，且在用於改變管柱尺寸之操作或手段中不存在可撓性。該系統之緩衝液消耗高於在填充床上之緩衝液消耗，這為高價值醫藥產品之相當大成本因素，其多數需要特殊化緩衝液以用於其純化。管柱體積與固相粒子體積之比率極高。此負面地影響管柱內之滯留時間及結合力，因為不存在用於使標靶分子完全擴散至固相中之足夠的時間。此外，粒子應在管柱床內碰撞且固相片段產生所謂之「細粒」，且降低管柱之效能及再使用。流體化床操作亦需要特殊化、成本高之硬體及色層分析介質。
其他方法為使用填充床管柱以用於微粒移除。出於以下原因，此途徑保持很大程度上未經探索。為清除填充床管柱上之細胞碎片，需要使用大粒子，較佳球形粒子。此等粒子需要粒子間內腔中之足夠空間以使細胞或其他相當尺寸之微粒離開管柱。
使用大粒子(珠粒)之不利方面在於蛋白質結合力為每單位體積之凝膠床之可用表面的功能。因此，在增加粒徑之情況下，觀測到結合力之損失。當將粒徑自0.1 mm增加至1 mm時，諸如為處置密集細胞懸浮液所需，損失約90%蛋白質結合力。這種情況使填充床管柱對於處理粗製程進料流為不實用的。
然而，填充床管柱操作提供簡單性、效率及經濟性。其具有可撓性且相對易於按比例調整。不需要特殊化粒子、設備或操作員培訓。生產底面積(production floor-space)對於標準色層分析術為相對小的，且不需要為容納流體化床設備而修改生產設施之高度。
產物施用率為就操作通量而言之另一重要問題。此對於流體化床系統為預先確定的，但對於填充管柱系統，僅反應結合動力學為速率限制因素。這允許更高通量，比用於流體化床系統之通量高多達3-10倍。
在產物捕獲之後，藉由短暫之高速洗滌脈衝移除殘餘細胞物質。隨後，藉由典型之溶析方法溶析產物。因此，已知大珠粒色層分析樹脂允許藉由將細胞移除與同時存在之產物捕獲組合來直接處理細胞培養液或醱酵液以及填充床管柱中之其他未澄清進料。
美國專利第5,466,377號提出用於在標準、低壓填充床色層分析管柱上由未澄清製程液體直接捕獲所需產物之方法及大珠粒色層分析粒子。
仍需要改善之色層分析物質及方法以達成填充床管柱上之粗進料之直接處理，該等粗進料諸如細胞培養/醱酵收穫物組織萃取物、細胞片段、病毒、血漿、衍生自植物或果實萃取物之廢棄物進料流或衍生自乳汁處理或其他天然物質源之廢棄物進料流。
揭示徑向流色層分析管柱，其包括：複數個珠粒，其中各珠粒包含於其中之一或多個孔隙；及形成於珠粒之間之間隙通道。各孔隙之直徑為約250 Å至約5000 Å，至少約80%複數個珠粒之直徑為約200 µm至約500 µm，且珠粒之平均半徑R在約100 µm至約250 µm之間。珠粒可為單分散的(亦即，所有珠粒之半徑均為目標或標記半徑之±約10%)或可具有經移除之r ＜ 0.414 R或r ＜ 0.225 R。
亦揭示用於選擇用於徑向流色層分析管柱中之珠粒之方法。彼方法包含：a)基於存在於進料流中之組分(或所關注粒子)鑑別窄所需珠粒半徑R範圍；b)移除經定義半徑r之珠粒，該半徑超出所需珠粒範圍；及c)在所需珠粒範圍內定義珠粒半徑R之百分比。半徑r之珠粒可藉由濕式或乾式篩分及/或淘析移除。所移除之珠粒可為具有半徑r ＜ 0.414 R或r ＜ 0.225 R之彼等珠粒。
此外，本文揭示用於使用徑向流色層分析管柱純化未澄清進料流之方法，該管柱包括：複數個珠粒，其中各珠粒包含於其中之一或多個孔隙；及形成於珠粒之間之間隙通道，其中各孔隙之直徑為約250 Å至約5000 Å，至少約80%複數個珠粒之直徑為約200 µm至約500 µm，且珠粒之平均半徑R在約100 µm至約250 µm之間。彼方法包含以下步驟：a)用珠粒填充徑向流管柱；b)處理含有所關注粒子之澄清進料流以校正純化條件；c)自步驟b之結果確定所關注粒子之結合；及d)處理包含所關注粒子之未澄清進料流。
相關申請之交叉參考
本申請主張2017年12月7日申請之美國臨時申請第62/595,826號之優先權，該案之全部內容以全文引用之方式併入本文中。
提供徑向流管柱及其製備及使用方法以用於直接過濾亦即處理粗生物進料流，例如未澄清(亦即未過濾)細胞培養液。本發明達成在實質上較低成本下及伴以更快處理之純化，尤其與諸如填充床色層分析術及擴展床色層分析術之方法相比如此。例示性應用包括血漿分離；細胞培養液生物處理以隔離且純化蛋白質(具體言之，諸如賀癌平(herceptin)、胰島素、癌思停(avastin)等之醫藥)；病毒及病毒樣粒子捕獲及純化；衍生自植物或果實萃取物之廢棄物進料流及衍生自乳汁處理或其他天然物質源之廢棄物進料流之純化。
本文所揭示之色層分析術出乎意料地且有益地允許全細胞及其他粒子未受損地通過所揭示之珠粒周圍及之間且不阻塞凝膠床，且允許細胞培養液之未澄清(非過濾)進料流直接通過，該等細胞培養液含有全細胞、細胞片段、天然或重組植物物質之勻漿、奈米粒子溶液及/或其他粒子(其通常用小珠粒阻塞管柱)。其亦能夠選擇性結合進料流中之所關注分子靶標，隨後可將其回收。舉例而言，對於IgG純化，珠粒可藉由將蛋白A或蛋白G共價結合至珠粒表面以允許可逆IgG結合、隨後洗滌及後續溶析來官能化。對於病毒及VLP捕獲，珠粒可經改質以具有高外表面積及高(正)電荷密度。
本文揭示徑向流色層分析管柱，其包含：複數個珠粒，其中各珠粒包含於其中之一或多個孔隙；及形成於珠粒之間之間隙通道。
可根據任何已知徑向流管柱製成徑向流管柱，不同之處在於確切地關於珠粒、凝膠床、孔隙及通道之本文所論述之差異。徑向流管柱之床長度可為約3 cm至約50 cm，且床體積(V)可在約5毫升至約1000公升範圍內。徑向流管柱可經塑形為「環形管」(全尺寸徑向流管柱，具有正圓空心圓柱之形式)、「餅狀物」截塊(具有梯形稜柱之形式，亦即環形管之小段，具有相同床長度/半徑及曲率但具有更小體積)或截「圓錐」(具有截頭錐或截圓錐之形式，由自餅狀物或環形管中取出之小圓柱芯段產生，具有相同床長度/半徑及曲率，但具有甚至比「餅狀物」之體積更小之體積)。
管柱可包括一或多個多孔過濾玻璃料。通常存在外部玻璃料及內部玻璃料。各玻璃料可設計成具有在約40 µm至約300 µm、約80 µm至約250 µm或約100 µm至約200 µm之間之孔隙尺寸。玻璃料可由任何習知地已知之材料製成。視情況，其可由不鏽鋼或不鏽鋼及一或多種聚合物諸如但不限於聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)製成。
「環形管」、「餅狀物」或「圓錐」形狀之徑向流管柱全部具有恆定比率之外部玻璃料之面積與內部玻璃料之面積。此比率可在1.5:1至10:1範圍內。較佳範圍為2:1至4:1。三種具有相同床長度及外部與內部玻璃料面積比率之不同形狀之流體動力學為實際上相同的。
珠粒可為球形的或近似球形的。珠粒可由聚合物、玻璃、氧化鋁、金屬或其他結晶體、半結晶或非晶形材料、二氧化矽、可控微孔玻璃(CPG)、纖維素、經囊封鐵粒子、經囊封CPG、經囊封二氧化矽或其任何組合製成。聚合物珠粒可由用於此項技術中之已知任何聚合物製成，舉例而言，聚丙烯酸酯，例如甲基丙烯酸酯；聚苯乙烯；或多醣，諸如聚葡萄糖、聚三葡萄糖、瓊脂糖；或天然或黏合聚矽酸鹽。珠粒可由兩種或更多種均相或非均相摻合之聚合物組成。聚合物珠粒可為球形(或幾乎球形)多醣珠粒。
珠粒之平均直徑可在約200 µm至約1000 µm或約200 µm至約500 µm之間。在一實施例中，至少約80%聚合物珠粒之直徑為約200 µm至約500 µm，或至少約85%或至少約90%聚合物珠粒直徑為約200 µm至約500 µm。
珠粒之平均半徑(R)可在約100 µm至約500 µm或約100 µm至約250 µm之間。
大部分珠粒一般不為單分散的(全部為相同尺寸及相同直徑)，但具有延伸出超過給定範圍之一定範圍之直徑。因此，舉例而言，此量測結果意謂80%珠粒之總質量(或體積)落入200-500 µm內。其他20% (與如何定義百分比無關)超出該範圍，更小或更大。為使間隙通道不阻塞，在填充管柱之前某些時間移除或至少耗乏超出給定範圍之20%中之較小珠粒為重要的。若不耗乏或移除具有與通道之直徑幾乎相同之尺寸之較小珠粒，則具有在200-500 µm之間之珠粒之凝膠床可含有足夠的小珠粒以部分或完全堵塞通道。
一些色層分析珠粒為市售的且通常根據珠粒直徑出售。然而，給定直徑為珠粒直徑之平均值；其不意謂所有珠粒均具有彼給定直徑。其他公司可藉由列舉珠粒直徑之範圍出售珠粒。然而，此為其中特定、有時未經定義之百分比之珠粒落入其內之範圍。隨後，總百分比之具有不落入給定範圍之直徑之珠粒為未知的；很少存在落在該範圍以上或以下之給定百分比之珠粒。
珠粒可具有官能化基團(例如離子交換基團、疏水相互作用基團等)，這允許其選擇性結合所關注分子靶標(用於潛在的後續回收)。潛在靶標包括病毒、病毒樣粒子、蛋白質(具體言之但不限於IgG、IgM、IgY及血液蛋白質)、DNA、RNA、寡核苷酸、多肽及細胞。
珠粒具有於其中之一或多個孔隙。各孔隙之直徑為約250 Å至約5000 Å。各孔隙可部分延伸通過珠粒，產生終端，或可全部通過珠粒至另一出口點。
間隙通道形成於填充珠粒之間且部分包含空隙體積。當此等通道足夠的寬以允許細胞及細胞片段穿過凝膠床且不阻塞時及當通道不含由於其尺寸而可限制或堵塞細胞及細胞片段通過之較小珠粒時，使用者可使用填充珠粒以避免色層分析純化步驟之前之有害的過濾或離心、沈澱或其他成本高的、耗時的且潛在的產物損失步驟。
應在六方緊密堆積(HCP)或立方緊密堆積(CCP)配置中理想地填充單分散球形珠粒。兩種填充配置均具有相同之最大珠粒(球體)密度及均具有類似之填充能量，因此不比另一者更清晰地能量上有利。儘管聚合物珠粒例如多醣珠粒之較佳填充配置為不可預測的，但兩種填充配置形成珠粒之間之通道(填隙空間或通道)，其最小尺寸對於本文所揭示之器件及系統之成功或故障為重要的。
間隙通道應為：1)足夠的大以允許細胞、細胞片段及其他干擾性粒子穿過且不阻塞凝膠床；2)不含具有與間隙通道自身之尺寸類似之尺寸且可因此阻塞通道之較小珠粒；及3)由儘可能具有窄範圍之珠粒直徑之珠粒群體形成，且單分散珠粒儘可能接近理想尺寸。
另外，不應將間隙通道壓縮地過於狹窄，這可能因產生i)過高流動速率、ii)過高壓力或iii)過高密集填充之珠粒而使間隙通道阻塞。間隙通道應為開放的(亦即不含阻塞物)以提供連續路徑來用於處理進料流。此外，過高流動速率使非剛性凝膠床之間隙通道變窄。因此，凝膠床必須具有足夠之剛性以在不使間隙通道變窄(經由珠粒壓縮)之情況下允許0.1管柱體積至10管柱體積/分鐘之流動速率，以允許細胞及細胞片段穿過凝膠床。
凝膠床之剛性亦視珠粒自身之剛性而定。為將珠粒之間之間隙通道之直徑/尺寸中的變化降至最低(假設所有珠粒均為球形或近似球形的且具有給定尺寸分佈)，在流動條件下不改變珠粒形態為重要的。
一個選項為使用對用於色層分析分離中之緩衝液具有惰性且因此不展現其尺寸或形狀變化之極剛性珠粒；然而，由例如具有極佳機械剛性及穩定性之二氧化矽或CPG (可控微孔玻璃)製成之珠粒對NaOH具有很少或不具有耐受性。
可使諸如但不限於甲基丙烯酸酯或聚苯乙烯珠粒之聚合物珠粒具有更大試劑穩定性且保留剛性。諸如但不限於聚葡萄糖或瓊脂糖珠粒之多醣珠粒具有較少剛性但對諸如NaOH之試劑具有更大穩定性。然而，多醣珠粒通常比其他聚合物珠粒「更軟」且因此更傾於變為經壓縮的。壓縮發生之程度應視由流過填充凝膠床之液體所施用之壓力而定。過多壓縮產生其中無流體通過具有可能性之無孔隙床(內部孔隙網路及填隙空間之閉合)。通常引起此壓力及壓縮之增加之關鍵因素為所施用液體之流動速率(通常表示為mL/min，CV/min或cm/hr)及液體之黏度。
較軟多醣珠粒之機械穩定性及剛性可藉由應用某些程序來增強。舉例而言，以下方法應改善珠粒之機械穩定性及剛性： 1. 在多醣結構內進行交聯。此使珠粒更耐壓力且因此保存珠粒形態。然而，視所施用之交聯化學反應而定，珠粒結構內之內部孔隙之尺寸可能受影響。 2. 增加用於調配珠粒之一定量之多醣的密度。此通常利用基於瓊脂糖之粒子進行。標準市售瓊脂糖珠粒之瓊脂糖百分比在約2%與10%之間(20至100克瓊脂糖/公升所調配珠粒)。具有經增加密度之珠粒可具有≥約6%瓊脂糖。然而，此密度之增加可減小珠粒之內部孔徑： · 4%珠粒之平均分子量截止值為約2000萬道爾頓 · 6%珠粒之平均分子量截止值為約4百萬道爾頓
視珠粒尺寸而定之理想間隙通道尺寸最終視存在於進料流中之組分而定。具體言之，間隙通道之理想尺寸視宜穿過凝膠床之粒子而定。測定間隙通道之最佳尺寸之方法可如下： 1. 測定珠粒尺寸：由待穿過凝膠床之細胞或片段之半徑估計由三個珠粒形成之通道之所需半徑(「最窄通道半徑」)且計算必需最小珠粒尺寸。 2. 測定待自凝膠中移除之尺寸分率：自珠粒之半徑(單分散珠粒半徑或多分散珠粒之珠粒半徑之平均值)計算四面體位置及八面體位置之半徑之長度。此等位置之半徑為必須自凝膠移除之最大珠粒之彼等半徑。
隨後，計算可合適地通過形成於三個完全相同之球體之間之最小通道的小球體的理論上最大直徑。通道之直徑可比存在於未澄清進料流中之最大粒子(亦即細胞、細胞片段或其他粒子)之直徑大約3至約10倍或大約4至約6倍。
對於單分散珠粒之立方緊密堆積、六方緊密堆積或巴洛堆積(Barlow Packing)，完全固定、振動至無填充密度之可量測變化(克卜勒猜測(Kepler Conjecture))，以下成立： · 四面體位點半徑rtet = 0.225 R (R為珠粒半徑，rtet 為四面體位置之半徑) · 八面體位點半徑roct = 0.414 R (R為珠粒半徑，roct 為八面體位置之半徑) · 最窄通道半徑rcha = 0.155 R (R為珠粒半徑，rcha 為通道半徑) · 具有半徑x (其中0.155 R ＜ x ＜ 0.414 R)之珠粒具有可適應且永久地佔據八面體位置之尺寸。 · 具有半徑x (其中0.155 R ＜ x ＜0.225 R)之珠粒具有可適應且永久地佔據四面體位置之尺寸。
四面體「洞」及八面體「洞」均始終存在於具有填充珠粒之床中。基於環繞且形成洞之珠粒之數目，將洞命名為四面體或八面體。
對於多分散珠粒之無規緊密堆積，以上值為最小值且實際值可能更大。通道半徑rcha = 0.155 R應為最小值1.1倍(較佳約2至約4倍)細胞、片段或微粒之半徑以容易地穿過凝膠床。
單分散珠粒可藉由以下製備： a. 製造具有理想半徑及較小珠粒完全不存在之單分散珠粒； b. 藉由謹慎地控制乳化過程期間之條件製造窄範圍之多分散珠粒。此等條件包括：添加理想類型及量之乳化劑，維持理想攪拌速度，維持理想溫度，其全部均促進所形成珠粒之尺寸分佈之窄化； c. 濕式或乾式篩分以移除小於(或大於)所選擇尺寸之粒子分率；及/或 d. 淘析以移除小於所測定尺寸之粒子分率。
為改善過濾，可在填充凝膠床之前移除可能阻塞間隙通道之較小珠粒。
可藉由採取以下步驟中之一些或全部改善間隙通道之形式及功能： a. 例如使用下表1-3中所示之資訊計算/測定所需平均珠粒半徑R以允許細胞、細胞片段或其他微粒穿過。 b. 形成凝膠床，其中已移除具有半徑r ＜ 0.414 R之珠粒。 i. 具有半徑r ＜ 0.414 R之所有珠粒之移除產生具有最大流量及孔隙率及較短路徑之凝膠床。其效益為較快之純化處理。 c. 形成凝膠床，其中已移除具有半徑r ＜ 0.225 R之珠粒。 i. 具有半徑r ＜ 0.225 R之所有珠粒之移除產生具有在某種程度上經降低孔隙率、經增加路徑長度及經增加滯留時間之凝膠床。其效益為更高效之純化。 d. 具有半徑r ＜ 0.225 R或r ＜ 0.414 R之較小珠粒之移除防止凝膠床中之間隙通道之堵塞/阻塞。此亦降低純化循環之間所需之凝膠床之清潔量。 e. 將待移除之珠粒之半徑r增加至多25% (亦即待移除之珠粒具有比以其他方式指示之半徑r大25%之半徑r)。 f. 儘可能地使珠粒尺寸分佈變窄以達成經減小無規緊密堆積密度及以接近立方緊密/六方緊密堆積密度。表 1 表 2 表 3
另一實施例為用於選擇用於徑向色層分析凝膠床中之珠粒之方法，其包括：a)基於存在於進料流中之組分(或所關注粒子)鑑別窄所需珠粒直徑(或半徑)範圍；b)移除超出所需珠粒直徑範圍之經定義直徑(或半徑)之珠粒；及c)在所需珠粒直徑範圍內定義珠粒直徑(半徑)之百分比。
又另一實施例為用於使用上文所揭示之徑向流管柱過濾未澄清進料流之方法，其包含以下步驟： a. 用珠粒填充徑向流管柱； b. 處理含有所關注粒子之澄清進料流以校正純化條件； c. 自步驟b之結果確定所關注粒子之結合；及 d. 處理包含選擇蛋白質之未澄清進料流。
所關注粒子可為全細胞、細胞片段、病毒或蛋白質。其可為VLP、DNA、RNA、抗原、脂質體、寡醣或多醣。
在用珠粒填充徑向流管柱之後，澄清進料流用於在實際常規純化未澄清進料流之前校正理想的純化條件。此提供對諸如蛋白質之所關注粒子如何在管柱(RFC，Zetacell™)上進行結合之理解。對於未澄清物流之純化，前向及後向洗滌可用於移除細胞/細胞片段痕跡。餅或圓錐形狀可用於按比例擴大/使用環形管形狀之前之小規模最佳化。該方法可與「模擬移動床」(「SMB」)/連續方法結合使用。
視在色層分析期間所使用之試劑系統而定，聚合物珠粒應收縮及膨脹，由此增大及減小內部孔徑以及(球形)珠粒之間之填隙空間。在二氧化矽及CPG粒子之情況下這種情況不發生，但對於所有基於聚合物及多醣粒子之凝膠床，這種情況發生。可藉由一般技術者對用於填充管柱且在常規操作期間使用之緩衝液系統之謹慎選擇來控制膨脹及收縮作用之全部、幾乎全部或至少部分。
在用直接於含有聚合物珠粒作為凝膠床之小徑向流色層分析管柱上之澄清進料流最佳化該方法之後，線性按比例擴大至更大製程規模可藉由以下來達成：維持床長度，維持外部與內部玻璃料面積之比率，及維持用於該方法之各步驟(負載澄清或未澄清進料流，在前向及反向方向上洗滌以移除細胞、細胞碎片及非結合物質，溶析以自固相中直接釋放所捕獲之目標物，再生以清潔及製備管柱及固相以用於後續再使用)之所有操作參數(流動速率、管柱體積數/單位時間、緩衝液組成、滯留時間、固相、壓力及溫度)。若在任何時間需要再校正、再最佳化或以其他方式改變大規模純化系統，則線性按比例縮小至可管理及小型RFC管柱亦藉由以下來達成：維持床長度，維持外部與內部玻璃料面積之比率，及維持用於該方法之各步驟(負載澄清或未澄清進料流，在前向及反向方向上洗滌以移除細胞、細胞碎片及非結合物質，溶析以自固相中直接釋放所捕獲之目標物，再生以清潔及製備管柱及固相以用於後續再使用)之所有操作參數(流動速率、管柱體積數/單位時間、緩衝液組成、滯留時間、固相、壓力及溫度)。
前述內容說明用於實踐本發明之可能性中之一些。因此，儘管已描述特定實例實施例，但顯而易見地，可在不脫離本發明之更廣範疇之情況下對此等實施例作出各種修改及改變；在本發明之範疇及精神內多個其他實施例為有可能的。出於精簡本發明之目的，在單個實施例中將各種特點分組在一起。不應將本發明之此方法解釋為反映所主張之實施例具有比各申請專利範圍中所明確敍述之特點更多的特點。相反地，如以下申請專利範圍所反映，本發明之主題在於比單個所揭示實施例之全部特點少之特點。因此，以下申請專利範圍在此併入本發明之上文實施方式中，其中各申請專利範圍獨立地作為單獨實例實施例。
應注意，設想亦可確切地不包括本文件中所積極鑑別之任何特點或元素作為如申請專利範圍中所定義之本發明之一實施例之特點或元素。亦應注意，設想所積極鑑別(或確切地或隱含地不包括在內)之任何特點或元素可與所積極鑑別(或確切地或隱含地不包括在內)之任何其他特點或元素組合使用。

Claims (16)

  1. 一種徑向流色層分析管柱系統，其包含：徑向流色層分析管柱，其具有約3cm至約50cm之床長度，複數個珠粒，彼等填充在該徑向流色層分析管柱中，及形成於該等珠粒之間未阻塞的間隙通道，其中各珠粒包含一或多個孔隙，且各孔隙具有約250Å至約5000Å之直徑，其中該複數個珠粒中至少約80%具有約200μm至約500μm的直徑，其中該等珠粒具有約100μm至約250μm之平均半徑R，其中該等珠粒在每分鐘10管柱體積之流動速率下，維持彼等之尺寸，其中該等珠粒為單分散的，其中所有珠粒具有目標或標記半徑之±約10%之半徑，且在填充該管柱前，具有半徑r<0.225 R的較小珠粒已經移除，以及其中該系統藉由直接過濾未經澄清之進料流或粗生物進料流，以純化所關注粒子。
  2. 如請求項1之徑向流色層分析管柱系統，其中該珠粒由聚合物、玻璃、氧化鋁、二氧化矽、可控微孔玻璃(CPG)、纖維素、經囊封的鐵粒子、經囊封的CPG或經囊封的二氧化矽製成。
  3. 如請求項2之徑向流色層分析管柱系統，其中該珠粒為聚合物珠粒。
  4. 如請求項1之徑向流色層分析管柱系統，其中已移除任何具有r<0.414 R之珠粒。
  5. 如請求項1之徑向流色層分析管柱系統，其中該所關注粒子為蛋白質、病毒、VLP、DNA、RNA、抗原、脂質體、寡醣或多醣，或其任何組合。
  6. 如請求項1之徑向流色層分析管柱系統，其中該等間隙通道具有：四面體位點半徑rtet=0.225 R，八面體位點半徑roct=0.414 R，或兩者。
  7. 如請求項1之徑向流色層分析管柱系統，其中該等間隙通道具有最窄通道半徑rcha=0.155 R。
  8. 如請求項5之徑向流色層分析管柱系統，其中該所關注粒子為病毒或選自IgG或IgM之蛋白質。
  9. 一種選擇用於如請求項1之徑向流色層分析管柱系統中之珠粒的方法，其包含：a)基於存在於進料流中之組分來鑑別所需的窄珠粒半徑R範圍；b)移除所定義半徑r超出該所需珠粒範圍之珠粒；及c)定義該所需珠粒範圍內之珠粒半徑R的百分比。
  10. 如請求項9之方法，其中該珠粒由聚合物、玻璃、氧化鋁、金屬或其 他結晶、半結晶或非晶形材料、二氧化矽、可控微孔玻璃(CPG)、纖維素、經囊封的鐵粒子、經囊封的CPG或經囊封的二氧化矽製成。
  11. 如請求項9之方法，其中該珠粒為聚合物珠粒。
  12. 如請求項9至11中任一項之方法，其中藉由濕式或乾式篩分及/或淘析來移除半徑r之該等珠粒。
  13. 如請求項9至11中任一項之方法，其中移除具有半徑r<0.414 R之珠粒。
  14. 一種使用如請求項1之徑向流色層分析管柱系統以純化未澄清進料流之方法，其包含以下步驟：a.用該等珠粒填充該徑向流管柱；b.處理含有所關注粒子之澄清進料流以校正純化條件；c.自步驟b之結果確定該所關注粒子之結合；d.處理包含該所關注粒子之未澄清進料流。
  15. 如請求項14之方法，其中該所關注粒子為蛋白質、病毒、VLP、DNA、RNA、抗原、脂質體、寡醣或多醣，或其任何組合。
  16. 如請求項15之方法，其中該所關注粒子為病毒或選自IgG或IgM之蛋白質。
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