WO2017069254A1 - アフィニティクロマトグラフィ担体および生体物質の精製方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an affinity chromatography carrier and a method for purifying biological material.
- antibody pharmaceuticals using the functions of antibodies.
- antibody drugs work more specifically for target molecules, and are expected to reduce side effects and achieve high therapeutic effects. It contributes to the improvement.
- antibody pharmaceuticals are administered in large quantities to living bodies, their purity has a large effect on quality when compared to other recombinant protein pharmaceuticals.
- antibody drugs are produced by purifying antibodies expressed in host cells by genetic recombination, contamination of host cells and impurities derived from the production process becomes a problem.
- host cell-derived protein (HCP) that remains as an impurity in antibody drugs is suspected to be associated with the development of anaphylaxis during administration of antibody drugs, thus improving purification purity and reducing impurities Is required.
- Patent Document 1 discloses a porous medium in which a polysaccharide having an intrinsic viscosity of 0.21 dL / g to 0.90 dL / g is added to porous cellulose particles as a chromatography carrier suitable for separation and purification of protein preparations and the like.
- the cellulosic gel is characterized in that the dry weight per unit volume of the porous cellulose gel is 1.06 to 1.40 times the dry weight per unit volume of the porous cellulose particles.
- a chromatographic carrier obtained by adding a sulfoxy group as a ligand to a porous cellulose gel is disclosed.
- an affinity chromatography carrier formed by immobilizing an affinity ligand having a function of specifically binding to a specific molecule on a water-insoluble carrier is a microorganism or mammalian cell containing a biological component or a recombinant. It is described that it is used for the efficient separation and purification of useful substances from cultured cells, and has an affinity ligand and a cation exchange group on the same carrier as an affinity chromatography carrier designed to achieve high-purity antibody purification.
- An affinity chromatography carrier is disclosed.
- the present inventor examined the affinity chromatography carrier described in Patent Document 2, and an affinity chromatography carrier having an affinity ligand and a cation exchange group on the same carrier seems to be advantageous. As shown in Comparative Examples 4 and 5, the antibody adsorption capacity was excellent, but it was found that there was room for improvement in purification purity.
- an object of the present invention is to provide an affinity chromatography carrier excellent in antibody adsorption capacity and purification purity.
- the substrate is a polysaccharide, an acrylate polymer, a methacrylate polymer, and an affinity chromatography carrier having a hydrophilic polymer and an affinity ligand. It is composed of at least one selected from the group consisting of styrenic polymers, the hydrophilic polymer is at least one selected from the group consisting of hydrophilic polysaccharides, and the affinity ligand is an antibody-binding protein and an antibody-binding polymer.
- a carboxy group is introduced into the affinity chromatography carrier, and the amount of carboxy group introduced is 15 mmol / L-gel to 60 mmol / L-gel in terms of ion exchange capacity. Excellent antibody adsorption capacity and purification purity Become known, it has led to the completion of the present invention.
- An affinity chromatography carrier having a substrate, a hydrophilic polymer and an affinity ligand,
- the substrate comprises at least one selected from the group consisting of polysaccharides, acrylate polymers, methacrylate polymers, and styrene polymers
- the hydrophilic polymer is at least one selected from the group consisting of hydrophilic polysaccharides
- the affinity ligand is at least one selected from the group consisting of an antibody binding protein and an antibody binding polypeptide
- a carboxy group is introduced into the affinity chromatography carrier,
- An affinity chromatography carrier in which the introduction amount of the carboxy group is 15 mmol / L-gel to 60 mmol / L-gel in terms of ion exchange capacity.
- the base material comprises at least one selected from the group consisting of polysaccharides, acrylate polymers, and methacrylate polymers. Carrier.
- the substrate comprises at least one selected from the group consisting of cellulose, agarose, dextran, chitosan, glucomannan and a crosslinked polysaccharide having a crosslinked structure introduced thereto.
- the hydrophilic polymer is at least one hydrophilic polysaccharide selected from the group consisting of dextran, carboxymethyldextran and pullulan;
- the intrinsic viscosity of the hydrophilic polysaccharide is 0.12 dL / g to 0.30 dL / g
- the coating amount of the hydrophilic polymer is 10 mg / g-dry gel to 240 mg / g-dry gel,
- the introduction amount of the carboxy group is 15 mmol / L-gel to 55 mmol / L-gel in terms of ion exchange capacity,
- the affinity ligand is protein A or a variant thereof, and The affinity chromatography carrier according to any one of [1] to [8] above, wherein the introduced amount of the affinity
- the substrate comprises at least one selected from the group consisting of an acrylate polymer and a methacrylate polymer
- the hydrophilic polymer is at least one hydrophilic polysaccharide selected from the group consisting of dextran, carboxymethyldextran and pullulan;
- the intrinsic viscosity of the hydrophilic polysaccharide is 0.12 dL / g to 0.30 dL / g
- the coating amount of the hydrophilic polymer is 10 mg / g-dry gel to 250 mg / g-dry gel,
- the introduction amount of the carboxy group is 15 mmol / L-gel to 55 mmol / L-gel in terms of ion exchange capacity
- the affinity ligand is protein A or a variant thereof, and
- the affinity chromatography carrier according to any one of [1] to [8] above, wherein the introduced amount of the affinity ligand is 0.10 mmol / L-gel to 1.0 mmol / L-gel.
- [11] A method for purifying a biological material using the affinity chromatography carrier according to any one of [1] to [10] above.
- [12] The purification method according to [11] above, wherein the pH when the biological material is added is 5.0 to 9.0.
- an affinity chromatography carrier excellent in antibody adsorption capacity and purification purity is provided.
- the affinity chromatography carrier of the present invention has both an affinity ligand that is at least one selected from the group consisting of an antibody-binding protein and an antibody-binding polypeptide and a carboxy group that is a cation exchange group, and a carboxy group.
- the affinity chromatography carrier of the present invention is an affinity chromatography carrier having a substrate, a hydrophilic polymer and an affinity ligand, wherein the substrate is a group consisting of a polysaccharide, an acrylate polymer, a methacrylate polymer and a styrene polymer.
- the hydrophilic polymer is at least one selected from the group consisting of polysaccharides, and the affinity ligand is selected from the group consisting of antibody-binding proteins and antibody-binding polypeptides.
- An affinity chromatography carrier in which a carboxy group is introduced into the affinity chromatography carrier, and an introduction amount of the carboxy group is 15 mmol / L-gel to 60 mmol / L-gel in terms of ion exchange capacity.
- the substrate is at least one selected from the group consisting of polysaccharides, acrylate polymers, methacrylate polymers, and styrene polymers, preferably selected from polysaccharides, acrylate polymers, and methacrylate polymers. At least one, more preferably at least one selected from polysaccharides.
- a base material may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
- the polysaccharide is not particularly limited, and examples thereof include natural polysaccharides such as cellulose, agarose, dextran, chitosan, glucomannan, and cross-linked polysaccharides in which a cross-linked structure is introduced into these natural polysaccharides.
- the crosslinked polysaccharide can be produced, for example, by introducing a crosslinked structure into the hydroxyl group of the natural polysaccharide using a crosslinking agent such as epichlorohydrin, (poly) alkylene glycol diglycidyl ether, or alkylene diisocyanate.
- the polysaccharide is preferably at least one selected from cellulose, crosslinked cellulose, agarose and crosslinked agarose, more preferably at least one selected from agarose and crosslinked agarose.
- the acrylate polymer is not particularly limited.
- vinyl group-containing compounds other than acrylic acid esters for example, monovinyl compounds such as ethylene and propylene, aromatic polyvinyl compounds such as divinylbenzene and trivinylbenzene, polyvinyl such as butadiene, methylenebisacrylamide, and triallyl isocyanurate.
- monovinyl compounds such as ethylene and propylene
- aromatic polyvinyl compounds such as divinylbenzene and trivinylbenzene
- polyvinyl such as butadiene
- methylenebisacrylamide methylenebisacrylamide
- triallyl isocyanurate triallyl isocyanurate.
- a cross-linked structure may be introduced into these polymers or copolymers using a cross-linking agent such as epichlorohydrin, (poly) alkylene glycol diglycidyl ether, alkylene diisocyanate.
- the methacrylate polymer is not particularly limited.
- a polymer obtained by polymerizing one kind of methacrylic acid ester such as methacrylate, glycerin monomethacrylate, glycidyl methacrylate, 4,5-epoxybutyl methacrylate, 9,10-epoxystearyl methacrylate, and a copolymer obtained by copolymerizing two or more kinds.
- Examples thereof include a polymer, a copolymer obtained by copolymerizing one or more kinds of methacrylic acid esters and one or more kinds of vinyl group-containing compounds other than the methacrylic acid esters.
- vinyl group-containing compounds other than methacrylic acid esters include monovinyl compounds such as ethylene and propylene, aromatic polyvinyl compounds such as divinylbenzene and trivinylbenzene, and polyvinyl compounds such as butadiene, methylenebisacrylamide and triallyl isocyanurate. It is done.
- a cross-linked structure may be introduced into these polymers or copolymers using a cross-linking agent such as epichlorohydrin, (poly) alkylene glycol diglycidyl ether, alkylene diisocyanate.
- the styrene polymer is not particularly limited.
- a polymer obtained by polymerizing one kind of styrene compound such as styrene, methyl styrene, ethyl styrene, hydroxy styrene, chlorostyrene, or the like is used.
- examples thereof include a copolymer obtained by polymerization, and a copolymer obtained by copolymerizing one or more styrene compounds and one or more vinyl group-containing compounds other than styrene compounds.
- vinyl group-containing compounds other than styrenic compounds include monovinyl compounds such as ethylene and propylene, aromatic polyvinyl compounds such as divinylbenzene and trivinylbenzene, and polyvinyl compounds such as butadiene, methylenebisacrylamide and triallyl isocyanurate. It is done.
- a cross-linked structure may be introduced into these polymers or copolymers using a cross-linking agent such as epichlorohydrin, (poly) alkylene glycol diglycidyl ether, alkylene diisocyanate.
- the substrate is preferably a porous particle or a porous membrane.
- the substrate is a porous particle or a porous film, the surface area is increased, and the processing capacity per unit time can be increased.
- the pore volume when the substrate is a porous particle or a porous membrane is not particularly limited, but the pore volume measured by a mercury porosimeter is preferably 0.2 mL / g to 10 mL / g, more preferably Is in the range of 0.2 mL / g to 5.0 mL / g.
- the pore volume is within this range, the antibody adsorption capacity and purification purity are improved. Further, the mechanical strength does not decrease.
- the specific surface area when the substrate is a porous particle or a porous film is not particularly limited, but the specific surface area (BET specific surface area) measured by the BET (Brunauer, Emmett, Teller) method is preferably 2 m 2. / G to 1500 m 2 / g, more preferably within the range of 5 m 2 / g to 1000 m 2 / g. When the specific surface area is within this range, the antibody adsorption capacity and purification purity are improved.
- the average particle diameter when the substrate is porous particles is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.5 ⁇ m to 1000 ⁇ m, more preferably 1 ⁇ m to 250 ⁇ m, and still more preferably 2 ⁇ m to 150 ⁇ m.
- the average particle diameter of the porous particles can be measured by a known method. For example, an average particle diameter can be obtained by measuring 100 or more particle diameters with an optical microscope and calculating a volume median diameter from the distribution.
- Examples of commercially available substrates include Sepharose series (manufactured by GE Healthcare) (“SEPHAROSE” is a registered trademark), Cellufine series (manufactured by JNC), which is a cellulosic crosslinking carrier. (“CELLUFINE” is a registered trademark), Sephacryl series (manufactured by GE Healthcare), which is a cross-linked polymer of allyldextran and N, N'-methylenebisacrylamide (“SEPHACRYL” is a registered trademark), an acrylate carrier Toyopearl HW series (manufactured by Tosoh Corporation) (“Toyopearl” and “TOYOPEARL” are registered trademarks) are included, but are not limited thereto.
- the hydrophilic polymer is at least one selected from the group consisting of hydrophilic polysaccharides. Moreover, a hydrophilic polymer may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
- the hydrophilicity of the polymer or polysaccharide means that it contains at least one kind of hydrophilic group.
- the hydrophilic group is preferably a carboxy group, an alkali metal salt of a carboxy group, a sulfoxy group, an alkali metal salt of a sulfoxy group, a hydroxy group, an amide group, a carbamoyl group, a sulfonamide group, a sulfamoyl group, a phosphoric acid group, or phosphoric acid
- functional groups such as alkali metal salts of groups, oxyphosphate groups, and alkali metal salts of oxyphosphate groups.
- hydrophilic groups may be present at any position in the polymer, for example, may be bonded to the polymer side chain directly or via a linking group, or may be bonded to the polymer side chain or the graft side chain. It may be.
- a plurality of hydrophilic groups are preferably present in one molecule.
- the hydrophilic polysaccharide is not particularly limited, but is preferably at least one selected from dextran, carboxymethyl dextran, and pullulan, and more preferably dextran, because of its high effect of improving purification purity.
- ⁇ Coating the base material with a hydrophilic polymer increases the hydrophilicity of the surface of the affinity chromatography carrier of the present invention and suppresses the adsorption of non-specific adsorbents, thereby improving the purification purity.
- the molecular weight of the hydrophilic polymer is not particularly limited, but is an intrinsic viscosity, preferably 0.10 dL / g or more, more preferably 0.10 dL / g to 0.90 dL / g, and still more preferably 0.12 dL / g to 0. Within the range of .90 dL / g, more preferably 0.12 dL / g to 0.30 dL / g, even more preferably 0.17 dL / g to 0.25 dL / g. When the intrinsic viscosity is within this range, the purification purity is further improved.
- the intrinsic viscosity is determined by determining the viscosity of several polymer solutions having different concentrations according to the viscosity measurement method in the general measurement method listed in the 16th revised Japanese Pharmacopoeia, the first method “capillary viscometer method”. Can be obtained by measuring the concentration dependence of the curve and extrapolating the obtained straight line concentration to zero.
- K and ⁇ are constants determined by the type of polymer, the type of solvent, and the temperature.
- ⁇ Dextran intrinsic viscosity
- Mw Dextran weight average molecular weight
- the coating amount of the hydrophilic polymer (hereinafter sometimes simply referred to as “hydrophilic polymer coating amount”) is not particularly limited, but is preferably 3 mg / g-dry gel to 500 mg / g-dry gel, and more preferably. Is 3 mg / g-dry gel to 350 mg / g-dry gel, more preferably 10 mg / g-dry gel to 300 mg / g-dry gel, more preferably 20 mg / g-dry gel to 240 mg / g-dry gel. It is.
- the hydrophilic polymer coating amount is within this range, the hydrophilicity of the surface of the affinity chromatography carrier of the present invention is moderately increased to suppress the adsorption of nonspecific adsorbents, and there is room for the antibody to diffuse and penetrate into the substrate.
- the purification purity is further improved because a large amount remains and the antibody adsorption capacity increases.
- the hydrophilic polymer does not need to cover the entire surface of the base material, and may cover at least a part of the base material.
- the hydrophilic polymer coating amount [unit: mg / g-dry gel] is the dry weight (W P ) [unit: mg] of the coated hydrophilic polymer, and the dry weight (W 0) of the substrate before coating. ) [Unit: g-dry gel].
- the dry weight (W P ) of the hydrophilic polymer is the difference (W 1 ⁇ W 0 ) [unit: mg] between the dry weight (W 1 ) of the whole carrier and the dry weight (W 0 ) of the base material before coating. is there. Therefore, the hydrophilic polymer coating amount can be obtained by the following equation.
- the dry weight (W 1 ) of the whole carrier can be calculated in the same manner.
- the affinity ligand is at least one selected from the group consisting of an antibody binding protein and an antibody binding polypeptide, preferably at least one selected from antibody binding proteins.
- a polypeptide is a molecule containing a peptide chain composed of 2 to 50 amino acid residues, and generally means a molecule having a molecular weight of less than 5000.
- a protein is a molecule containing a peptide chain consisting of 51 or more amino acid residues, and generally means a molecule having a molecular weight of 5000 or more.
- the antibody-binding protein is not particularly limited as long as it is a protein that binds to an antibody by an antigen-antibody reaction, and examples thereof include protein A, protein G, protein L, protein D, and a modified protein A.
- protein A protein A or a variant thereof is preferable.
- protein A variant alkali resistant protein A is preferred.
- the antibody-binding polypeptide is not particularly limited as long as it is a polypeptide that binds to an antibody by an antigen-antibody reaction.
- a polypeptide having the same amino acid sequence as part of the amino acid sequence of the antibody-binding domain of protein A and its polypeptide Modifications and the like can be mentioned.
- the antibody-binding polypeptide variant is preferably an alkali-resistant variant.
- affinity ligand introduced amount is not particularly limited, but is preferably 0.01 mmol / L-gel to 100 mmol / L-gel.
- the amount of carboxy group introduced into the affinity chromatography carrier of the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as “carboxy group introduced amount”) is 15 mmol / L-gel to 60 mmol / L-gel, preferably 15 mmol / L in terms of ion exchange capacity. L-gel to 55 mmol / L-gel, more preferably 15 mmol / L-gel to 40 mmol / L-gel.
- the carboxy group introduction amount is within this range, the affinity ligand introduction amount can be within an appropriate range, and the antibody adsorption capacity is improved. Moreover, adsorption
- the affinity chromatography carrier of the present invention can be produced by coating a substrate with a hydrophilic polymer, introducing a carboxy group, and further introducing an affinity ligand.
- the base material, hydrophilic polymer and affinity ligand are as already described in “Affinity Chromatography Carrier”.
- the substrate is coated with a hydrophilic polymer.
- the method for coating the base material with the hydrophilic polymer is not particularly limited as long as the hydrophilic polymer can be covalently bonded to the base material.
- chloromethyloxirane epichlorohydrin is applied to the base material.
- a crosslinking agent such as chloromethyloxirane (epichlorohydrin).
- a method of reacting a reaction product with a hydrophilic polymer a method of introducing a halogen group such as a chloro group into a substrate using a halogenating agent, and immobilizing the hydrophilic polymer using a Williamson ether synthesis method, etc. Can be mentioned.
- the hydrophilic polymer coating amount is preferably 3 mg / g-dry gel to 500 mg / g-dry gel, more preferably 3 mg / g-dry gel to 350 mg / 350 mg / g-dry gel.
- g-dry gel more preferably 10 mg / g-dry gel to 300 mg / g-dry gel, and even more preferably 20 mg / g-dry gel to 240 mg / g-dry gel.
- a substrate immediately before coating with a hydrophilic polymer is referred to as a “pre-coating substrate”, and a substrate coated with a hydrophilic polymer may be referred to as a “carrier”.
- a carboxy group is introduced into the carrier.
- the method for introducing a carboxy group into the carrier is not particularly limited as long as the compound having a carboxy group can be covalently bonded to the carrier.
- chloroacetic acid is added to the carrier under alkaline conditions.
- a method of introducing a carboxymethyl group into a part of the hydroxyl group on the surface of the carrier by reaction, an aldehyde group being introduced into the carrier, and a reductive amination via the amino group of a compound having a carboxy group such as an amino acid and an amino group The method of introduce
- the amount of carboxy group introduced is 15 mmol / L-gel to 60 mmol / L-gel, preferably 15 mmol / L-gel to 55 mmol / L-gel, more preferably 15 mmol in terms of ion exchange capacity. / L-gel to 40 mmol / L-gel.
- a carrier in which a carboxy group is introduced may be referred to as a “carboxylated carrier”.
- An affinity ligand is introduced (immobilized) onto the carboxylated carrier.
- the method for introducing (immobilizing) the affinity ligand into the carboxylated carrier is not particularly limited as long as the affinity ligand can be covalently bound to the carboxylated carrier.
- the portion is converted into EDC (N- (3-dimethylaminopropyl) -N'-ethylcarbodiimide); N- (3-dimethylaminopropyl) -N'-ethylcarbodiimide) / NHS (N-hydroxysuccinimide; N-hydroxysuccinimide)
- EDC N- (3-dimethylaminopropyl) -N'-ethylcarbodiimide
- NHS N-hydroxysuccinimide
- Gand introducing Gand.
- the amount of the affinity ligand introduced is preferably 0.01 mmol / L-gel to 100 mmol / L-gel, more preferably 0.05 mmol / L-gel to 50 mmol / L. -Gel, more preferably 0.10 mmol / L-gel to 10 mmol / L-gel, more preferably 0.10 mmol / L-gel to 2.0 mmol / L-gel, and even more preferably 0.10 mmol / L-gel ⁇ 1.0 mmol / L-gel, more preferably 0.10 mmol / L-gel to 0.50 mmol / L-gel.
- the amount of carboxy group introduced into the affinity chromatography carrier when the affinity ligand is bound to a part of the carboxy group of the carboxylated carrier is represented by “the amount of carboxy group introduced into the carboxylated carrier ⁇ the amount of affinity ligand introduced into the affinity chromatography carrier”.
- the biological material purified by the affinity chromatography carrier of the present invention is not particularly limited, but is preferably an antibody or antibody derivative, more preferably immunoglobulin G or a derivative thereof.
- Antibody refers to immunoglobulins or analogs, fragments or fusions thereof.
- an analog refers to a natural or artificially produced protein or protein conjugate in which the structure or function of an immunoglobulin is at least partially retained.
- a fragment refers to a protein having a partial structure of an immunoglobulin produced by enzymatic treatment or genetic engineering design.
- the fusion includes an Fc fusion protein (Fc-containing molecule) formed by fusing an Fc (Fragment crystallizable) region, which is a constant region of an immunoglobulin molecule, with another functional protein or peptide. .
- immunoglobulins include IgG (Immunoglobulin G; immunoglobulin G), IgM (Immunoglobulin M; immunoglobulin M), IgA (Immunoglobulin ⁇ A; immunoglobulin A), IgD (Immunoglobulin D; immunoglobulin D) and Any of the five classes (isotypes) of IgE (Immunoglobulin E; immunoglobulin E) may be used, but IgG or IgM is preferred, and IgG is more preferred.
- Antibody derivatives include chimeric antibodies in which the Fc region of human immunoglobulin and the Fab region of non-human mammal immunoglobulin are fused, some Fc regions of human immunoglobulin and some non-human mammalian immunoglobulins Antibody fused to the Fv region of human, humanized form of human immunoglobulin fused with the remaining portion excluding CDR (Complementarity Determining Region) portion and non-human mammalian immunoglobulin CDR portion Antibody, chimeric antibody in which Fc region of non-human mammal immunoglobulin and Fab (Fragment, antigen binding) region of human immunoglobulin are fused, some Fc region of non-human mammal immunoglobulin and human Chimeric antibody fused with several Fv regions of immunoglobulin, CDR portion of human immunoglobulin A non-human mammalized antibody obtained by fusing the removed remaining portion with the CDR portion of a non-human mammal immunoglobulin, a Fc region of
- the purification of biological material (especially antibodies) using an affinity chromatography carrier is roughly composed of four steps of an adsorption step, a washing step, an ionic strength adjustment step, and an elution step, and a subsequent regeneration step and / or CIP (A cleaning-in-place process, a re-equilibration process, and the like may be included.
- a general affinity chromatography purification method can be used. That is, in one example, after adjusting the pH of a protein solution containing immunoglobulin G to be near neutral, the solution is passed through a column packed with the affinity chromatography carrier of the present invention, and immunized via an affinity ligand. Globulin G is specifically adsorbed on an affinity chromatography carrier.
- its loading pH that is, the pH at the time of addition of a biological substance is preferably 5.0 to 9.0, more preferably 5.3 to 9.0, Preferably it is 5.5 to 9.0, and more preferably 6.0 to 8.5.
- ionic strength is not particularly required to be adjusted, and nonspecific adsorption can be further suppressed by increasing the ionic strength in advance.
- the washing step an appropriate amount of a buffer solution in a condition range in which the affinity ligand functions is passed through to wash the column interior. That is, the preferable range of the pH may be the same as that at the time of loading, for example, preferably 5.0 to 9.0.
- immunoglobulin G is adsorbed on the affinity chromatography carrier of the present invention.
- impurities may be effectively removed by ionic strength or composition optimization at a pH near neutral.
- a condition in which the carboxy group does not function is preferable, that is, it is preferable to use a washing liquid having a certain ionic strength and a neutral pH, and in this process, via an affinity chromatography carrier and / or immunoglobulin G. Impurities remaining on the column non-specifically can be washed.
- the ionic strength is, for example, preferably 0.2M or more, and more preferably 0.5M or more.
- the column is replaced with a buffer solution having a low ionic strength near neutrality, in preparation for the expression of an ionic strength-dependent elution function by carboxy groups during elution.
- a combination of acidic pH and ionic strength allows the cation exchange separation mode to function during elution from affinity ligands, and the high monomer content fraction is eluted at a low ionic strength through the concerted action of both ligands. Can be collected in fractions.
- the pH of the eluate the pH at the time of elution of immunoglobulin G from the affinity ligand can be applied. Since this pH is determined mainly by the separation conditions determined by the affinity chromatography carrier and the type of immunoglobulin G, no special condition setting is required.
- the pH during elution is preferably set to 2.0 to 5.0.
- the pH is more preferably 2.8 or more, further preferably pH 3.0 or more, and still more preferably pH 3.2 or more.
- the pH is preferably 5.0 or less, more preferably 4.8 or less.
- the pH during elution is generally preferably set to 3.5 to 4.0, but is not limited thereto.
- the elution ionic strength depends not only on the ratio of affinity ligand and carboxy group introduction, but also on the amount of immunoglobulin G loaded per unit volume, but it can be optimized by gradient or stepwise elution experiments. Can be set easily.
- Antibody elution from an affinity chromatography carrier prepared according to the present invention can be applied by salt concentration gradient elution or stepwise elution, but stepwise elution by ionic strength is preferred for the purpose of reducing the amount of eluate. . Furthermore, in order to simplify the operation, it is preferable to set conditions that can achieve antibody recovery and high purification purity by one-step elution.
- the ionic strength adjustment step can be omitted if aggregates remain in the column and are not mixed into the elution fraction even with a combination of ionic strength and acidic pH in the washing step.
- a biological material purified by the purification method of the present invention does not change its structure and properties before and after purification, but has a high purity. However, how high it is depends on the solution before purification, etc., so it cannot be generally stated.
- Immunoglobulin G purified using an affinity chromatography carrier prepared according to the present invention exhibits higher monomer selectivity than an affinity chromatography carrier based on a single separation mode, and has a high monomer content in its eluate.
- affinity chromatography carrier based on the single separation mode
- affinity chromatography carrier of the present invention highly specific affinity purification and the improvement of the monomer content that can be achieved mainly by cation exchange chromatography can be achieved with a single chromatographic operation while maintaining a high recovery rate. Therefore, it is possible to reduce the load on the subsequent process and contribute to the improvement of the yield of the whole process and the improvement of the monomer content. That is, the use of the novel affinity chromatography carrier of the present invention can contribute to improvement in productivity and purification of antibody drug manufacturing processes.
- Measurement method and evaluation method 1. Measuring method of hydrophilic polymer coating amount Wet gel weight of base material before coating used in hydrophilic polymer coating reaction by measuring 5 g of wet gel of base material before coating under reduced pressure at 50 ° C. until there is no change in weight. From this product, the dry weight of the base material before coating was determined. Next, 5 g of the wet gel of the carrier obtained by coating the substrate before coating with the hydrophilic polymer was dried under reduced pressure at 50 ° C. until there was no weight change, and the weight was measured. From the product of the wet gel weight, the dry weight of the carrier was determined.
- the difference between the dry weight of the carrier and the dry weight of the substrate before coating was defined as the dry weight of the hydrophilic polymer coating the substrate before coating.
- the hydrophilic polymer coating amount was calculated as the dry weight of the hydrophilic polymer per dry weight of the substrate before coating.
- the carboxylated carrier is taken out, transferred to a 100 mL beaker, suspended in 40 mL of 0.1 mol / L saline solution, and 0.1 mol / L of water using an automatic titrator “COM-1600” (manufactured by Hiranuma Sangyo Co., Ltd.). Titrated with aqueous sodium oxide.
- Chromatography system AKTA york 25 (manufactured by GE Healthcare) (“AKTAAVANT” is a registered trademark)
- Buffer 20 mM phosphate buffer, 150 mM NaCl, pH 7.4 Flow rate: 3mL / min
- a cleaning solution (0.1 M sodium hydroxide aqueous solution) was flowed at the same flow rate, and then re-equilibrated solution (20 mM phosphate buffer, 150 mM NaCl, pH 7.4). At a flow rate of 5 mL.
- the antibody elution amount of the eluate in each fraction was calculated from the IgG elution peak obtained by monitoring the absorbance at 280 nm. The amount of antibody eluted from the pre-elution washing solution to the CIP solution was calculated as the antibody adsorption capacity.
- Example 2 Evaluation of antibody adsorption capacity
- the antibody adsorption capacity was evaluated based on the antibody adsorption capacity when only carboxy group and protein A were introduced. That is, for Examples 1 to 7, Comparative Examples 1 to 6, Comparative Example 8 and Reference Example 1 (Examples in which the base material is a polysaccharide, Comparative Example and Reference Example), Comparative Example 4 was compared with Example 8 and Comparative Example 1.
- Example 7 Example and Comparative Example in which the substrate is a methacrylate polymer
- the antibody adsorption capacity was evaluated using Comparative Example 7 as a reference.
- Antibody adsorption capacity is 40% or more of the standard ... Evaluation of antibody adsorption capacity "A"
- Antibody adsorption capacity is less than 40% of standard ... Evaluation of antibody adsorption capacity "C"
- IgG and CHO-S (Chinese Hamster Ovary S) cell-derived HCPs were 1.6 mg / mL, 0.
- the IgG / HCP mixture prepared using a standard buffer (20 mM phosphate buffer, 150 mM NaCl, pH 7.4) so as to be 32 mg / mL was 80% of the antibody adsorption capacity obtained in (1) above.
- the amount of the solution that would load the amount of antibody was added at a flow rate of 0.21 mL / min.
- the purification purity was calculated by the following equation as the HCP contamination amount in the eluate, that is, the HCP amount per IgG amount in the eluate.
- Example 1 Manufacture of affinity chromatography carrier (1) Preparation of wet gel Cross-linked agarose base material “Sepharose 6 Fast Flow” (manufactured by GE Healthcare) (“SEPHAROSE” is a registered trademark), glass filter Above, it wash
- “Sepharose 6FF” means “Sepharose 6 Fast Flow”.
- the dextran coating amount of the obtained carrier was measured according to the above-mentioned “Method for measuring hydrophilic polymer coating amount”.
- the obtained hydrophilic polymer coating amount is shown in the column “Hydrophilic polymer coating amount” in Table 1.
- the amount of carboxy group introduced into the obtained carboxylated carrier was measured according to the above-described “Method for measuring the amount of carboxy group introduced”.
- the obtained introduction amount of carboxy group is shown in the column of introduction amount of carboxy group in Table 1.
- the amount of carboxy group introduced into the affinity chromatography carrier was expressed as “carboxy group introduced amount of carboxylated carrier ⁇ affinity ligand introduced amount”.
- the EDC solution was prepared by dissolving 0.2 g of EDC in 2 mL of DMSO (dimethyl sulfoxide), and the NHS solution was prepared by dissolving 0.2 g of NHS in 2 mL of DMSO. is there.
- the reaction gel solution was transferred to a disposable column and washed with 6 mL of ice-cold 1 mM hydrochloric acid to obtain an EDC / NHS activated carboxylated carrier.
- the amount of protein A immobilized (the amount of introduced affinity ligand) of the obtained protein A-immobilized carboxylated carrier was measured according to the above-described “Method for measuring the amount of introduced affinity ligand (protein A immobilized amount)”.
- the obtained protein A immobilization amount is shown in the column “Affinity ligand introduction amount” in Table 1.
- Example 2 Production of Affinity Chromatography Carrier Protein A was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of sodium chloroacetate used in the preparation of carboxylated carrier (introduction of carboxy group) was changed from 6.2 g to 3.6 g. A fixed carboxylated support was prepared. Further, in the same manner as in Example 1, the hydrophilic polymer coating amount, the carboxy group introduction amount, and the affinity ligand introduction amount were measured. The measurement results are shown in the columns of “hydrophilic polymer coating amount”, “carboxy group introduction amount” and “affinity ligand introduction amount” in Table 1, respectively.
- Example 3 Production of Affinity Chromatography Carrier Protein A was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of sodium chloroacetate used in the preparation of carboxylated carrier (introduction of carboxy group) was changed from 6.2 g to 11.7 g. A fixed carboxylated support was prepared. Further, in the same manner as in Example 1, the hydrophilic polymer coating amount, the carboxy group introduction amount, and the affinity ligand introduction amount were measured. The measurement results are shown in the columns of “hydrophilic polymer coating amount”, “carboxy group introduction amount” and “affinity ligand introduction amount” in Table 1, respectively.
- Example 4 Manufacture of affinity chromatography carrier
- the amount of dextran 70 (intrinsic viscosity 0.23 dL / g, weight average molecular weight about 70,000) used for carrier preparation (coating with hydrophilic polymer) was changed from 13 g to 66 g, and In the same manner as in Example 1, except that the amount of sodium chloroacetate used in preparation of the carboxylated carrier (introduction of carboxy group) was changed from 6.2 g to 2.0 g, Manufactured. Further, in the same manner as in Example 1, the hydrophilic polymer coating amount, the carboxy group introduction amount, and the affinity ligand introduction amount were measured. The measurement results are shown in the columns of “hydrophilic polymer coating amount”, “carboxy group introduction amount” and “affinity ligand introduction amount” in Table 1, respectively.
- Example 5 Production of Affinity Chromatographic Carrier
- the cross-linked agarose base material used in the preparation of the wet gel was changed to “Sepharose 4 Fast Flow” (manufactured by GE Healthcare) (“SEPHAROSE” is a registered trademark)
- SEPHAROSE is a registered trademark
- the amount of sodium chloroacetate used in the preparation of the carboxylated carrier was changed from 2.0 g to 3.9 g.
- a carboxylated carrier was produced.
- “Sepharose 4FF” means “Sepharose 4 Fast Flow”.
- the hydrophilic polymer coating amount, the carboxy group introduction amount, and the affinity ligand introduction amount were measured. The measurement results are shown in the columns of “hydrophilic polymer coating amount”, “carboxy group introduction amount” and “affinity ligand introduction amount” in Table 1, respectively.
- Example 6 Production of affinity chromatography carrier Dextran 40 (intrinsic viscosity 0.17 dL / g) instead of dextran 70 (intrinsic viscosity 0.23 dL / g, weight average molecular weight of about 70,000) during carrier preparation (coating with hydrophilic polymer) , Weight average molecular weight of about 40,000) and the amount of sodium chloroacetate used in the preparation of the carboxylated carrier (introduction of carboxy group) was changed from 3.9 g to 4.5 g. In the same manner as in Example 5, a protein A-immobilized carboxylated carrier was produced.
- hydrophilic polymer coating amount the carboxy group introduction amount, and the affinity ligand introduction amount were measured.
- the measurement results are shown in the columns of “hydrophilic polymer coating amount”, “carboxy group introduction amount” and “affinity ligand introduction amount” in Table 1, respectively.
- Example 7 Production of affinity chromatography carrier
- dextran 70 Intrinsic viscosity 0.23 dL / g, weight average molecular weight of about 70,000
- dextran 19 Intrinsic viscosity 0.12 dL / g
- the amount of sodium chloroacetate used in the preparation of the carboxylated carrier was changed from 3.9 g to 5.7 g.
- a protein A-immobilized carboxylated carrier was produced.
- hydrophilic polymer coating amount the carboxy group introduction amount, and the affinity ligand introduction amount were measured.
- the measurement results are shown in the columns of “hydrophilic polymer coating amount”, “carboxy group introduction amount” and “affinity ligand introduction amount” in Table 1, respectively.
- Example 8 Manufacture of Affinity Chromatography Carrier (1) Preparation of Wet Gel Methacrylate porous substrate “TOYOPEARL HW-65F” (manufactured by Tosoh Corporation) (“Toyopearl” and “TOYOPEARL” are registered trademarks), glass On the filter, it was washed by repeating suspension and filtration using pure water to obtain a base slurry. Pure water was removed from the substrate slurry by suction filtration to obtain a wet gel.
- TOYOPEARL HW-65F manufactured by Tosoh Corporation
- Example 1 Production of Affinity Chromatography Carrier Protein A was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of sodium chloroacetate used in the preparation of carboxylated carrier (introduction of carboxy group) was changed from 6.2 g to 1.8 g. A fixed carboxylated support was prepared. Further, in the same manner as in Example 1, the hydrophilic polymer coating amount, the carboxy group introduction amount, and the affinity ligand introduction amount were measured. The measurement results are shown in the columns of “hydrophilic polymer coating amount”, “carboxy group introduction amount” and “affinity ligand introduction amount” in Table 1, respectively.
- Example 2 Production of Affinity Chromatography Carrier Protein A was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of sodium chloroacetate used in the preparation of carboxylated carrier (introduction of carboxy group) was changed from 6.2 g to 22.7 g. A fixed carboxylated support was prepared. Further, in the same manner as in Example 1, the hydrophilic polymer coating amount, the carboxy group introduction amount, and the affinity ligand introduction amount were measured. The measurement results are shown in the columns of “hydrophilic polymer coating amount”, “carboxy group introduction amount” and “affinity ligand introduction amount” in Table 1, respectively.
- [Comparative Example 3] Manufacture of affinity chromatography carrier (1) Preparation of carrier-coating with hydrophilic polymer A wet gel of carrier was obtained in the same manner as in Example 1. Further, the dextran coating amount of the obtained carrier was measured in the same manner as in Example 1 according to the above-mentioned “Method for measuring hydrophilic polymer coating amount”. The obtained hydrophilic polymer coating amount is shown in the column “Hydrophilic polymer coating amount” in Table 1. (2) Preparation of protein A-immobilized carrier-introduction of affinity ligand The obtained carrier is placed in a disposable column for 4 mL as a wet volume, washed by repeating suspension and filtration with pure water, A slurry was obtained.
- the 20 mg / mL protein A solution comprises a genetically modified natural protein A “rSPA” (manufactured by Repligen) in a 200 mM MES (2- (N-morpholino) ethanesulfonic acid; 2- (N-morpholino) ethanesulfonic acid) buffer. It was prepared by dissolving in (pH 7.4).
- the amount of protein A immobilized (affinity ligand introduction amount) of the obtained protein A immobilization carrier was measured according to the above-mentioned “Method for measuring affinity ligand introduction amount (protein A immobilization amount)”.
- the obtained protein A immobilization amount is shown in the column “Affinity ligand introduction amount” in Table 1.
- Example 1 After the total amount of the aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise, the reaction was further continued for 3 hours, and washing was carried out by repeatedly suspending and filtering using pure water on a glass filter to obtain a wet gel of a carboxylated carrier. Using the obtained carboxylated carrier, a protein A-fixed carboxylated carrier was obtained in the same manner as in Example 1.
- hydrophilic polymer coating amount and the carboxy group introduction amount were measured.
- the measurement results are shown in the columns of “hydrophilic polymer coating amount” and “carboxy group introduction amount” in Table 1, respectively.
- the antibody adsorption capacity was evaluated according to the following evaluation criteria, based on the antibody adsorption capacity when only carboxy group and protein A were introduced.
- the antibody adsorption capacity was evaluated based on Comparative Example 4.
- Antibody adsorption capacity is 40% or more of the standard ... Evaluation of antibody adsorption capacity "A”
- Antibody adsorption capacity is less than 40% of standard ... Evaluation of antibody adsorption capacity "C”
- IgG and CHO-S (Chinese Hamster Ovary S) cell-derived HCPs were adjusted to 1.6 mg / mL and 0.64 mg / mL, respectively.
- An IgG / HCP mixture prepared using a standard buffer (10 mM acetate buffer, pH 4.7) was loaded with 80% of the antibody adsorption capacity obtained in (1) above. The amount of solution was added at a flow rate of 0.21 mL / min.
- the IgG elution amount of the eluate in each fraction was calculated from the IgG elution peak obtained by monitoring the absorbance at 280 nm.
- the eluate of each fraction was collected, and the HCP amount of the eluate in each fraction was calculated by an ELISA method using a host cell-derived protein detection kit “CHO HCP 3rd Generation ELISA kit” (manufactured by Cygnus Technologies). did.
- the purification purity was calculated by the following equation as the HCP contamination amount in the eluate, that is, the HCP amount per IgG amount in the eluate.
- HCP contamination amount (ppm) HCP amount of eluate / IgG amount of eluate
- Ppm carboxy group and protein A were introduced
- Example 6 and Example 8 the purification purity of Example 6 in which the base material is a cross-linked agarose system was “A” evaluation, whereas the base material is a methacrylate system. Since the purification purity of No. 8 was “B” evaluation, it was suggested that the cross-linked agarose base material is superior in purity to the methacrylate base material. In Examples 1 and 4 in which the coating amount of the hydrophilic polymer is significantly different, the evaluation of the purification purity is “A” evaluation. Therefore, the evaluation of the purification purity between Example 6 and Example 8 is as follows. Is considered to be due to whether the substrate is a crosslinked agarose (Example 6) or a methacrylate (Example 8).
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Abstract
Description
[1] 基材、親水性ポリマーおよびアフィニティリガンドを有するアフィニティクロマトグラフィ担体であって、
上記基材は多糖類、アクリレート系重合体、メタクリレート系重合体およびスチレン系重合体からなる群から選択される少なくとも1種からなり、
上記親水性ポリマーは親水性多糖類からなる群から選択される少なくとも1種であり、
上記アフィニティリガンドは抗体結合性タンパク質および抗体結合性ポリペプチドからなる群から選択される少なくとも1種であり、
上記アフィニティクロマトグラフィ担体にはカルボキシ基が導入され、
上記カルボキシ基の導入量がイオン交換容量で15mmol/L-gel~60mmol/L-gelである、アフィニティクロマトグラフィ担体。
[2] 上記親水性ポリマーの極限粘度が0.10dL/g以上である、上記[1]に記載のアフィニティクロマトグラフィ担体。
[3] 上記親水性ポリマーの被覆量が3mg/g-dry gel~500mg/g-dry gelである、上記[1]または[2]に記載のアフィニティクロマトグラフィ担体。
[4] 上記基材が多糖類、アクリレート系重合体およびメタクリレート系重合体からなる群から選択される少なくとも1種からなる、上記[1]~[3]のいずれか1つに記載のアフィニティクロマトグラフィ担体。
[5] 上記親水性ポリマーがデキストラン、カルボキシメチルデキストランおよびプルランからなる群から選択される少なくとも1種である、上記[1]~[4]のいずれか1つに記載のアフィニティクロマトグラフィ担体。
[6] 上記基材が多孔質粒子である、上記[1]~[5]のいずれか1つに記載のアフィニティクロマトグラフィ担体。
[7] 上記アフィニティリガンドが抗体と抗原抗体反応をする、上記[1]~[6]のいずれか1つに記載のアフィニティクロマトグラフィ担体。
[8] 上記アフィニティリガンドがプロテインAまたはその改変体である、上記[1]~[7]のいずれか1つに記載のアフィニティクロマトグラフィ担体。
[9] 上記基材がセルロース、アガロース、デキストラン、キトサン、グルコマンナンおよびこれらに架橋構造を導入した架橋多糖類からなる群から選択される少なくとも1種からなり、
上記親水性ポリマーがデキストラン、カルボキシメチルデキストランおよびプルランからなる群から選択される少なくとも1種の親水性多糖類であり、
上記親水性多糖類の極限粘度が0.12dL/g~0.30dL/gであり、
上記親水性ポリマーの被覆量が10mg/g-dry gel~240mg/g-dry gelであり、
上記カルボキシ基の導入量がイオン交換容量で15mmol/L-gel~55mmol/L-gelであり、
上記アフィニティリガンドがプロテインAまたはその改変体であり、かつ、
上記アフィニティリガンドの導入量が0.10mmol/L-gel~1.0mmol/L-gelである、上記[1]~[8]のいずれか1つに記載のアフィニティクロマトグラフィ担体。
[10] 上記基材がアクリレート系重合体およびメタクリレート系重合体からなる群から選択される少なくとも1種からなり、
上記親水性ポリマーがデキストラン、カルボキシメチルデキストランおよびプルランからなる群から選択される少なくとも1種の親水性多糖類であり、
上記親水性多糖類の極限粘度が0.12dL/g~0.30dL/gであり、
上記親水性ポリマーの被覆量が10mg/g-dry gel~250mg/g-dry gelであり、
上記カルボキシ基の導入量がイオン交換容量で15mmol/L-gel~55mmol/L-gelであり、
上記アフィニティリガンドがプロテインAまたはその改変体であり、かつ、
上記アフィニティリガンドの導入量が0.10mmol/L-gel~1.0mmol/L-gelである、上記[1]~[8]のいずれか1つに記載のアフィニティクロマトグラフィ担体。
[11] 上記[1]~[10]のいずれか1つに記載のアフィニティクロマトグラフィ担体を用いた生体物質の精製方法。
[12] 上記生体物質の添加時pHが5.0~9.0である、上記[11]に記載の精製方法。
[13] 上記生体物質の溶出時pHが2.0~5.0である、上記[11]または[12]に記載の精製方法。
[14] 上記生体物質が抗体または抗体誘導体である、上記[11]~[13]のいずれか1つに記載の精製方法。
なお、数値範囲について「~」の左右の数値は、その数値範囲に含まれるものとする。
本発明のアフィニティクロマトグラフィ担体は、基材、親水性ポリマーおよびアフィニティリガンドを有するアフィニティクロマトグラフィ担体であって、上記基材は多糖類、アクリレート系重合体、メタクリレート系重合体およびスチレン系重合体からなる群から選択される少なくとも1種からなり、上記親水性ポリマーは多糖類からなる群から選択される少なくとも1種であり、上記アフィニティリガンドは抗体結合性タンパク質および抗体結合性ポリペプチドからなる群から選択される少なくとも1種であり、上記アフィニティクロマトグラフィ担体にはカルボキシ基が導入され、上記カルボキシ基の導入量がイオン交換容量で15mmol/L-gel~60mmol/L-gelである、アフィニティクロマトグラフィ担体である。
基材は、多糖類、アクリレート系重合体、メタクリレート系重合体およびスチレン系重合体からなる群から選択される少なくとも1種、好ましくは多糖類、アクリレート系重合体およびメタクリレート系重合体から選択される少なくとも1種、より好ましくは多糖類から選択される少なくとも1種である。また、基材は1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
親水性ポリマーは親水性多糖類からなる群から選択される少なくとも1種である。また、親水性ポリマーは1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
η=KMα
ここで、Kおよびαは高分子の種類、溶媒の種類および温度によって定まる定数である。
ηDextran[dL/g]=9×10-4×MwDextran 0.5[dL/g]
したがって、親水性ポリマー被覆量は以下の式により求めることができる。
親水性ポリマー被覆量(mg/g-dry gel)=WP/W0=(W1-W0)/W0
上記被覆前基材の乾燥重量(W0)は、次のようにして算出することができる。
W0=W0,xg×w0/x
ここで、
W0,xg:被覆前基材の湿ゲルxgの乾燥重量
w0:親水性ポリマー被覆反応に用いた被覆前基材の湿ゲル全重量
x:乾燥に用いた被覆前基材の湿ゲル重量(xg)
である。
上記担体全量の乾燥重量(W1)も、同様にして算出することができる。
アフィニティリガンドは抗体結合性タンパク質および抗体結合性ポリペプチドからなる群から選択される少なくとも1種、好ましくは抗体結合性タンパク質から選択される少なくとも1種である。
本発明のアフィニティクロマトグラフィ担体のカルボキシ基の導入量(以下、単に「カルボキシ基導入量」という場合がある。)は、イオン交換容量で15mmol/L-gel~60mmol/L-gel、好ましくは15mmol/L-gel~55mmol/L-gel、より好ましくは15mmol/L-gel~40mmol/L-gelである。カルボキシ基導入量がこの範囲内であると、アフィニティリガンド導入量を適度な範囲内とすることができ、抗体吸着容量を改善する。また、非特異的吸着物の吸着を抑えることができる。
本発明のアフィニティクロマトグラフィ担体は、基材を親水性ポリマーで被覆し、カルボキシ基を導入し、さらにアフィニティリガンドを導入することにより製造することができる。
基材を親水性ポリマーで被覆する。
基材を親水性ポリマーで被覆する方法は、親水性ポリマーを基材に共有結合によって結合させることができるものであれば特に限定されるものではないが、例えば、基材にクロロメチルオキシラン(エピクロルヒドリン)を反応させてエポキシ基を導入し、これに親水性ポリマーを反応させる方法、溶媒中、アルカリの存在下、基材をクロロメチルオキシラン(エピクロルヒドリン)のような架橋剤と反応させ、得られた反応生成物を親水性ポリマーと反応させる方法、クロロ基等のハロゲン基をハロゲン化剤を用いて基材に導入し、ウィリアムソンのエーテル合成法を用いて親水性ポリマーを固定化する方法などが挙げられる。
基材を親水性ポリマーで被覆する際には、親水性ポリマー被覆量が、好ましくは3mg/g-dry gel~500mg/g-dry gelであり、より好ましくは3mg/g-dry gel~350mg/g-dry gelであり、さらに好ましくは10mg/g-dry gel~300mg/g-dry gel、いっそう好ましくは20mg/g-dry gel~240mg/g-dry gelとなるようにする。
なお、本明細書において、親水性ポリマーで被覆する直前の基材を「被覆前基材」といい、この被覆前基材に親水性ポリマーを被覆したものを「担体」という場合がある。
担体にカルボキシ基を導入する。
担体にカルボキシ基を導入する方法は、カルボキシ基を有する化合物を担体に共有結合によって結合させることができるものであれば特に限定されるものではないが、例えば、アルカリ条件下で担体にクロロ酢酸を反応させて、担体表面のヒドロキシ基の一部にカルボキシメチル基を導入する方法、担体にアルデヒド基を導入し、アミノ酸等のカルボキシ基およびアミノ基を有する化合物のアミノ基を介して還元的アミノ化法でアルデヒド基にカルボキシ基を導入する方法などが挙げられる。
担体にカルボキシ基を導入する際には、カルボキシ基導入量がイオン交換容量で15mmol/L-gel~60mmol/L-gel、好ましくは15mmol/L-gel~55mmol/L-gel、より好ましくは15mmol/L-gel~40mmol/L-gelとなるようにする。
なお、本明細書において、担体にカルボキシ基を導入したものを「カルボキシ化担体」という場合がある。
カルボキシ化担体にアフィニティリガンドを導入(固定化)する。
カルボキシ化担体にアフィニティリガンドを導入(固定化)する方法は、アフィニティリガンドをカルボキシ化担体に共有結合によって結合させることができるものであれば特に限定されるものではないが、例えば、カルボキシ基の一部をEDC(N-(3-dimethylaminopropyl)-N'-ethylcarbodiimide);N‐(3‐ジメチルアミノプロピル)-N’‐エチルカルボジイミド)/NHS(N-hydroxysuccinimide;N‐ヒドロキススクシンイミド)化し、プロテインA等のアフィニティリガンドと反応させ、反応後に未反応のEDC/NHS化されたカルボキシ基を再生する方法、プロテインA等のアミノ基を有するアフィニティリガンドの場合には、カルボキシ基を保護して、アルデヒド基を導入し、アミノ基を介して還元的アミノ化法でアルデヒド基にアフィニティリガンドを導入する方法などが挙げられる。
カルボキシ化担体にアフィニティリガンドを導入する際には、アフィニティリガンドの導入量が、好ましくは0.01mmol/L-gel~100mmol/L-gel、より好ましくは0.05mmol/L-gel~50mmol/L-gel、さらに好ましくは0.10mmol/L-gel~10mmol/L-gel、いっそう好ましくは0.10mmol/L-gel~2.0mmol/L-gel、よりいっそう好ましくは0.10mmol/L-gel~1.0mmol/L-gel、さらにいっそう好ましくは0.10mmol/L-gel~0.50mmol/L-gelとなるようにする。
なお、アフィニティリガンドをカルボキシ化担体のカルボキシ基の一部に結合した場合のアフィニティクロマトグラフィ担体のカルボキシ基導入量は、「カルボキシ化担体のカルボキシ基導入量-アフィニティクロマトグラフィ担体のアフィニティリガンド導入量」で表す。
〈生体物質〉
本発明のアフィニティクロマトグラフィ担体により精製される生体物質は、特に限定されるものではないが、好ましくは抗体または抗体誘導体、より好ましくは免疫グロブリンGまたはその誘導体である。
これらは抗体医薬品の原料として利用される。
以下に、本発明のアフィニティクロマトグラフィ担体を用いた精製方法の詳細な説明を、生体物質が免疫グロブリンGの場合について例示するが、本発明はこれに限定されるものではない。
本発明の精製方法によって精製された生体物質、特に抗体または抗体誘導体は、精製の前後でそれ自体の構造、特性は変化しないが、精製純度が高くなっている。ただし、どの程度高くなっているかは、精製前の溶液等に依存するため、一概に言うことはできない。
1.親水性ポリマー被覆量の測定方法
被覆前基材の湿ゲル5gを50℃で重量変化がなくなるまで減圧乾燥して重量を測定し、親水性ポリマー被覆反応に用いた被覆前基材の湿ゲル重量との積より、被覆前基材の乾燥重量とした。次いで、被覆前基材に親水性ポリマーを被覆して得た担体の湿ゲル5gを50℃で重量変化がなくなるまで減圧乾燥して重量を測定し、親水性ポリマー被覆反応後に得られた担体の湿ゲル重量との積より、担体の乾燥重量とした。担体の乾燥重量と被覆前基材の乾燥重量との差を、被覆前基材を被覆している親水性ポリマーの乾燥重量とした。親水性ポリマー被覆量は、被覆前基材の乾燥重量あたりの親水性ポリマーの乾燥重量として算出した。
カルボキシ化担体1gを3mLの純水に懸濁し、内径15mmのディスポーザブルカラムに注ぎ、吸引ろ過で溶媒を除去した。0.2mol/Lの塩酸3mLで4回洗浄し、その後純水4mLで洗浄を繰返した。洗浄後、ベッド(カラムに堆積した担体部分)高を測定することで、カルボキシ化担体の体積を算出した。カルボキシ化担体を取り出し、100mL容ビーカーに移し、40mLの0.1mol/Lの食塩水に懸濁し、自動滴定装置「COM-1600」(平沼産業社製)を用い、0.1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液で滴定した。終点までの滴定液量からカルボキシ化担体1Lあたりのイオン交換容量(meq/L-gel)を算出した。さらに、単位を「mmol/L-gel」に換算した(1meq/L-gel=1mmol/L-gel)。カルボキシ基導入量はイオン交換容量で表した。
プロテインA固定化反応後のプロテインA液、反応液および洗浄液を、それぞれ、ゲルろ過クロマトグラフィ(下記)にかけ、280nmにおける吸光度のピーク面積値より、各溶液に含まれるプロテインA量を算出した。
プロテインA固定化反応前のプロテインA液、反応液および洗浄液に含まれるプロテインA量との差より、プロテインA固定化量を算出した。
(ゲルろ過クロマトグラフィの条件)
クロマトシステム:アクタアヴァント25(AKTA avant 25)(GEヘルスケア社製)(“AKTAAVANT”は登録商標)
カラム:脱塩カラム「ハイトラップデソルティング(HiTrap Desalting)(GEヘルスケア社製)(“HITRAP”は登録商標)
バッファー:20mM リン酸バッファー、150mM NaCl、pH7.4
流速:3mL/min
(1)抗体吸着容量の測定
実施例で製造したアフィニティクロマトグラフィ担体、比較例で製造したクロマトグラフィ担体または市販のクロマトグラフィ担体1mLをガラスカラム「トリコーン 10/20 カラム(Tricorn 10/20 column)」(GEヘルスケア社製)(“TRICORN”は登録商標)に充填し、クロマトシステム「アクタアヴァント25(AKTA avant 25)」(GEヘルスケア社製)(“AKTAAVANT”は登録商標)に接続し、抗体吸着容量の測定を行った。
抗体吸着容量の評価は、以下の評価基準に従い、カルボキシ基とプロテインAのみを導入した場合の抗体吸着容量を基準として行った。すなわち、実施例1~7、比較例1~6、比較例8および参考例1(基材が多糖類である実施例、比較例および参考例)については比較例4を、実施例8および比較例7(基材がメタクリレート系重合体である実施例および比較例)については比較例7を、それぞれ基準として抗体吸着容量を評価した。
抗体吸着容量が基準の40%以上・・・抗体吸着容量の評価「A」
抗体吸着容量が基準の40%未満・・・抗体吸着容量の評価「C」
(1)精製純度の算出
実施例または比較例で製造したアフィニティクロマトグラフィ担体または市販のクロマトグラフィ担体1mLをガラスカラム「トリコーン 10/20 カラム(Tricorn 10/20 column)」(GEヘルスケア社製)(“TRICORN”は登録商標)に充填し、クロマトシステム「アクタアヴァント25(AKTA avant 25)」(GEヘルスケア社製)(“AKTAAVANT”は登録商標)に接続し、各分画で溶出されるHCP(host cell protein;宿主細胞由来タンパク質)量およびIgG(Immunoglobulin G;免疫グロブリンG)量の測定を行った。
精製純度(ppm)=HCP混入量(ppm)=溶出液のHCP量/溶出液のIgG量
精製純度の評価は、以下の評価基準に従い、カルボキシ基とプロテインAのみを導入した場合のHCP混入量(ppm)を基準として行った。すなわち、実施例1~7、比較例1~6、比較例8および参考例1(基材が多糖類である実施例、比較例および参考例)については比較例4を、実施例8および比較例7(基材がメタクリレート系重合体である実施例および比較例)については比較例7を、それぞれ、基準としてHCP混入量を評価した。
HCP混入量(ppm)が20%以上減少した・・・・・精製純度の評価「A」
HCP混入量(ppm)が0%超20%未満減少した・・・精製純度の評価「B」
HCP混入量(ppm)が減少しない・・・・・・・・・・精製純度の評価「C」
1.アフィニティクロマトグラフィ担体の製造
(1)湿ゲルの調製
架橋アガロース系基材「セファローズ6 ファスト・フロー(Sepharose 6 Fast Flow)」(GEヘルスケア社製)(“SEPHAROSE”は登録商標)を、グラスフィルター上で、純水を用いて懸濁およびろ過を繰り返すことによって洗浄し、基材スラリーを得た。この基材スラリーから、吸引ろ過によって純水を除去して、湿ゲルを得た。
なお、表1の「基材」欄において「セファローズ6FF」は「セファローズ6 ファスト・フロー」を意味する。
得られた湿ゲル100g、純水152mLおよびクロロメチルオキシラン50gを、500mL容の三口フラスコに入れ、45℃の温浴中で、フラスコ内容物の撹拌を開始した。フラスコ内の温度が45℃になるまで撹拌を行った。45℃の温浴中で、フラスコ内の温度を約45℃に維持しながら、50%(w/w)水酸化ナトリウム水溶液41gを2時間かけてフラスコ内に滴下した。水酸化ナトリウム水溶液の全量を滴下した後、さらに1時間反応し、グラスフィルター上で、純水を用いて懸濁およびろ過を繰り返すことによって洗浄し、被覆前基材の湿ゲルを得た。
デキストラン70(極限粘度0.23dL/g;重量平均分子量約70,000)13gおよび純水154mLを、500mL容の三口フラスコに入れ、室温で、フラスコ内容物の撹拌を開始した。デキストラン70が完全に溶解するまで撹拌を行った。溶解後、被覆前基材の湿ゲル90gをこの三口フラスコに加え、室温で、さらに撹拌した。三口フラスコ内の混合液が均一なってから、50%(w/w)水酸化ナトリウム水溶液4.2gを加えた。水酸化ナトリウム水溶液を加えた後、室温で16時間反応し、グラスフィルター上で、純水を用いて懸濁およびろ過を繰り返すことによって洗浄し、担体の湿ゲルを得た。
得られた担体の湿ゲル12g、クロロ酢酸ナトリウム6.2gおよび純水24mLを、100mL容の三口フラスコに入れ、50℃の温浴中で、フラスコ内容物の撹拌を開始した。クロロ酢酸ナトリウムが完全に溶解するまで撹拌を行った。溶解後、50℃の温浴中で、フラスコ内温度を約50℃に維持しながら、50%(w/w)水酸化ナトリウム水溶液8.8gを1時間かけて滴下した。水酸化ナトリウム水溶液の全量を滴下した後、さらに3時間反応し、グラスフィルター上で、純水を用いて懸濁およびろ過を繰り返すことによって洗浄し、カルボキシ化担体の湿ゲルを得た。
なお、アフィニティクロマトグラフィ担体のカルボキシ基導入量は、「カルボキシ化担体のカルボキシ基導入量-アフィニティリガンド導入量」で表した。
得られたカルボキシ化担体を、湿潤体積として2.5mL分、ディスポーザブルカラムに入れ、純水を用いて懸濁およびろ過を繰り返すことによって洗浄し、担体スラリーを得た。この担体スラリーから、吸引ろ過によって純水を除去して、湿ゲルを得た。
得られた湿ゲル2.0gを反応容器にとり、EDC(N-(3-dimethylaminopropyl)-N'-ethylcarbodiimide);N‐(3‐ジメチルアミノプロピル)-N’‐エチルカルボジイミド)溶液2mLを加え、室温で、10分間、転倒撹拌した。その後、反応容器にNHS(N-hydroxysuccinimide;N‐ヒドロキススクシンイミド)溶液2mLを加え、室温で、30分間、転倒撹拌した。ここで、EDC溶液は、DMSO(dimethyl sulfoxide;ジメチルスルホキシド)2mLにEDC 0.2gを溶解して調製したものであり、NHS溶液は、DMSO 2mLにNHS 0.2gを溶解して調製したものである。
反応ゲル溶液をディスポーザブルカラムに移し、氷冷した1mM塩酸6mLで洗浄し、EDC/NHS活性化されたカルボキシ化担体を得た。
溶媒を1M塩化ナトリウム水溶液および0.5Mエタノールアミン水溶液に置換し、洗浄し、プロテインA固定カルボキシ化担体を得た。
製造したプロテインA固定カルボキシ化担体を用いて、上述した「抗体吸着容量の評価方法」および「精製純度の評価方法」に従って、抗体吸着容量および精製純度の評価を行った。抗体吸着容量および精製純度の評価結果を、それぞれ、表1の「抗体吸着容量(評価)」および「精製純度(評価)」の欄に示す。
1.アフィニティクロマトグラフィ担体の製造
カルボキシ化担体の調製(カルボキシ基の導入)の際のクロロ酢酸ナトリウムの使用量を6.2gから3.6gに変更した点を除き、実施例1と同様にして、プロテインA固定カルボキシ化担体を製造した。
さらに、実施例1と同様にして、親水性ポリマー被覆量、カルボキシ基導入量、アフィニティリガンド導入量を測定した。測定結果を、それぞれ、表1の「親水性ポリマー被覆量」、「カルボキシ基導入量」および「アフィニティリガンド導入量」の欄に示す。
製造したプロテインA固定カルボキシ化担体を用いて、実施例1と同様に、上述した「抗体吸着容量の評価方法」および「精製純度の評価方法」に従って、抗体吸着容量および精製純度の評価を行った。抗体吸着容量および精製純度の評価結果を、それぞれ、表1の「抗体吸着容量(評価)」および「精製純度(評価)」の欄に示す。
1.アフィニティクロマトグラフィ担体の製造
カルボキシ化担体の調製(カルボキシ基の導入)の際のクロロ酢酸ナトリウムの使用量を6.2gから11.7gに変更した点を除き、実施例1と同様にして、プロテインA固定カルボキシ化担体を製造した。
さらに、実施例1と同様にして、親水性ポリマー被覆量、カルボキシ基導入量、アフィニティリガンド導入量を測定した。測定結果を、それぞれ、表1の「親水性ポリマー被覆量」、「カルボキシ基導入量」および「アフィニティリガンド導入量」の欄に示す。
製造したプロテインA固定カルボキシ化担体を用いて、実施例1と同様に、上述した「抗体吸着容量の評価方法」および「精製純度の評価方法」に従って、抗体吸着容量および精製純度の評価を行った。抗体吸着容量および精製純度の評価結果を、それぞれ、表1の「抗体吸着容量(評価)」および「精製純度(評価)」の欄に示す。
1.アフィニティクロマトグラフィ担体の製造
担体の調製(親水性ポリマーによる被覆)の際のデキストラン70(極限粘度0.23dL/g、重量平均分子量約70,000)の使用量を13gから66gに変更した点、および、カルボキシ化担体の調製(カルボキシ基の導入)の際のクロロ酢酸ナトリウムの使用量を6.2gから2.0gに変更した点を除き、実施例1と同様にして、プロテインA固定カルボキシ化担体を製造した。
さらに、実施例1と同様にして、親水性ポリマー被覆量、カルボキシ基導入量、アフィニティリガンド導入量を測定した。測定結果を、それぞれ、表1の「親水性ポリマー被覆量」、「カルボキシ基導入量」および「アフィニティリガンド導入量」の欄に示す。
製造したプロテインA固定カルボキシ化担体を用いて、実施例1と同様に、上述した「抗体吸着容量の評価方法」および「精製純度の評価方法」に従って、抗体吸着容量および精製純度の評価を行った。抗体吸着容量および精製純度の評価結果を、それぞれ、表1の「抗体吸着容量(評価)」および「精製純度(評価)」の欄に示す。
1.アフィニティクロマトグラフィ担体の製造
湿ゲルの調製の際の架橋アガロース系基材を「セファローズ4 ファスト・フロー(Sepharose 4 Fast Flow)」(GEヘルスケア社製)(“SEPHAROSE”は登録商標)に変更した点、および、カルボキシ化担体の調製(カルボキシ基の導入)の際のクロロ酢酸ナトリウムの使用量を2.0gから3.9gに変更した点を除き、実施例4と同様にして、プロテインA固定カルボキシ化担体を製造した。
なお、表1の「基材」欄において「セファローズ4FF」は「セファローズ4 ファスト・フロー」を意味する。
さらに、実施例1と同様にして、親水性ポリマー被覆量、カルボキシ基導入量、アフィニティリガンド導入量を測定した。測定結果を、それぞれ、表1の「親水性ポリマー被覆量」、「カルボキシ基導入量」および「アフィニティリガンド導入量」の欄に示す。
製造したプロテインA固定カルボキシ化担体を用いて、実施例1と同様に、上述した「抗体吸着容量の評価方法」および「精製純度の評価方法」に従って、抗体吸着容量および精製純度の評価を行った。抗体吸着容量および精製純度の評価結果を、それぞれ、表1の「抗体吸着容量(評価)」および「精製純度(評価)」の欄に示す。
1.アフィニティクロマトグラフィ担体の製造
担体の調製(親水性ポリマーによる被覆)の際のデキストラン70(極限粘度0.23dL/g、重量平均分子量約70,000)に代えてデキストラン40(極限粘度0.17dL/g、重量平均分子量約40,000)を用いた点、および、カルボキシ化担体の調製(カルボキシ基の導入)の際のクロロ酢酸ナトリウムの使用量を3.9gから4.5gに変更した点を除き、実施例5と同様にして、プロテインA固定カルボキシ化担体を製造した。
さらに、実施例1と同様にして、親水性ポリマー被覆量、カルボキシ基導入量、アフィニティリガンド導入量を測定した。測定結果を、それぞれ、表1の「親水性ポリマー被覆量」、「カルボキシ基導入量」および「アフィニティリガンド導入量」の欄に示す。
製造したプロテインA固定カルボキシ化担体を用いて、実施例1と同様に、上述した「抗体吸着容量の評価方法」および「精製純度の評価方法」に従って、抗体吸着容量および精製純度の評価を行った。抗体吸着容量および精製純度の評価結果を、それぞれ、表1の「抗体吸着容量(評価)」および「精製純度(評価)」の欄に示す。
1.アフィニティクロマトグラフィ担体の製造
担体の調製(親水性ポリマーによる被覆)の際のデキストラン70(極限粘度0.23dL/g、重量平均分子量約70,000)に代えてデキストラン19(極限粘度0.12dL/g、重量平均分子量約19,000)を用いた点、および、カルボキシ化担体の調製(カルボキシ基の導入)の際のクロロ酢酸ナトリウムの使用量を3.9gから5.7gに変更した点を除き、実施例5と同様にして、プロテインA固定カルボキシ化担体を製造した。
さらに、実施例1と同様にして、親水性ポリマー被覆量、カルボキシ基導入量、アフィニティリガンド導入量を測定した。測定結果を、それぞれ、表1の「親水性ポリマー被覆量」、「カルボキシ基導入量」および「アフィニティリガンド導入量」の欄に示す。
製造したプロテインA固定カルボキシ化担体を用いて、実施例1と同様に、上述した「抗体吸着容量の評価方法」および「精製純度の評価方法」に従って、抗体吸着容量および精製純度の評価を行った。抗体吸着容量および精製純度の評価結果を、それぞれ、表1の「抗体吸着容量(評価)」および「精製純度(評価)」の欄に示す。
1.アフィニティクロマトグラフィ担体の製造
(1)湿ゲルの調製
メタクリレート系多孔系基材「トヨパールHW-65F(TOYOPEARL HW-65F)」(東ソー社製)(“トヨパール”および“TOYOPEARL”は登録商標)を、グラスフィルター上で、純水を用いて懸濁およびろ過を繰り返すことによって洗浄し、基材スラリーを得た。この基材スラリーから、吸引ろ過によって純水を除去して、湿ゲルを得た。
得られた湿ゲル100g、純水152mLおよびクロロメチルオキシラン50gを、500mL容の三口フラスコに入れ、45℃の温浴中で、フラスコ内容物の撹拌を開始した。フラスコ内の温度が45℃になるまで撹拌を行った。45℃の温浴中で、フラスコ内の温度を約45℃に維持しながら、50%(w/w)水酸化ナトリウム水溶液41gを2時間かけてフラスコ内に滴下した。水酸化ナトリウム水溶液の全量を滴下した後、さらに1時間反応し、グラスフィルター上で、純水を用いて懸濁およびろ過を繰り返すことによって洗浄し、湿ゲルを得た。この反応を3回繰返すことで、被覆前基材の湿ゲルを得た。
デキストラン70(極限粘度0.23dL/g;重量平均分子量約70,000)13gに代えてデキストラン40(極限粘度0.17dL/g、重量平均分子量約40,000)126gを用いた点を除き、実施例1と同様にして、担体の湿ゲルを得た。
また、得られた担体のデキストラン被覆量を、実施例1と同様に、上述した「親水性ポリマー被覆量の測定方法」に従って測定した。得られた親水性ポリマー被覆量を、表1の「親水性ポリマー被覆量」の欄に示す。
クロロ酢酸ナトリウムの使用量を6.2gから3.4gに変更した点を除き、実施例1と同様にして、カルボキシ化担体の湿ゲルを得た。
また、得られたカルボキシ化担体のカルボキシ基導入量を、実施例1と同様に、上述した「カルボキシ基導入量の測定方法」に従って測定した。得られたカルボキシ基導入量を、表1の「カルボキシ基導入量」の欄に示す。
実施例1と同様にして、プロテインA固定カルボキシ化担体を得た。
また、得られたプロテインA固定カルボキシ化担体のプロテインA固定化量を、実施例1と同様に、上述した「アフィニティリガンド導入量(プロテインA固定化量)の測定方法」に従って測定した。得られたプロテインA固定化量を、表1の「アフィニティリガンド導入量」の欄に示す。
製造したプロテインA固定カルボキシ化担体を用いて、実施例1と同様に、上述した「抗体吸着容量の評価方法」および「精製純度の評価方法」に従って、抗体吸着容量および精製純度の評価を行った。抗体吸着容量および精製純度の評価結果を、それぞれ、表1の「抗体吸着容量(評価)」および「精製純度(評価)」の欄に示す。
1.アフィニティクロマトグラフィ担体の製造
カルボキシ化担体の調製(カルボキシ基の導入)の際のクロロ酢酸ナトリウムの使用量を6.2gから1.8gに変更した点を除き、実施例1と同様にして、プロテインA固定カルボキシ化担体を製造した。
さらに、実施例1と同様にして、親水性ポリマー被覆量、カルボキシ基導入量、アフィニティリガンド導入量を測定した。測定結果を、それぞれ、表1の「親水性ポリマー被覆量」、「カルボキシ基導入量」および「アフィニティリガンド導入量」の欄に示す。
製造したプロテインA固定カルボキシ化担体を用いて、実施例1と同様に、上述した「抗体吸着容量の評価方法」および「精製純度の評価方法」に従って、抗体吸着容量および精製純度の評価を行った。抗体吸着容量および精製純度の評価結果を、それぞれ、表1の「抗体吸着容量(評価)」および「精製純度(評価)」の欄に示す。
1.アフィニティクロマトグラフィ担体の製造
カルボキシ化担体の調製(カルボキシ基の導入)の際のクロロ酢酸ナトリウムの使用量を6.2gから22.7gに変更した点を除き、実施例1と同様にして、プロテインA固定カルボキシ化担体を製造した。
さらに、実施例1と同様にして、親水性ポリマー被覆量、カルボキシ基導入量、アフィニティリガンド導入量を測定した。測定結果を、それぞれ、表1の「親水性ポリマー被覆量」、「カルボキシ基導入量」および「アフィニティリガンド導入量」の欄に示す。
製造したプロテインA固定カルボキシ化担体を用いて、実施例1と同様に、上述した「抗体吸着容量の評価方法」および「精製純度の評価方法」に従って、抗体吸着容量および精製純度の評価を行った。抗体吸着容量および精製純度の評価結果を、それぞれ、表1の「抗体吸着容量(評価)」および「精製純度(評価)」の欄に示す。
1.アフィニティクロマトグラフィ担体の製造
(1)担体の調製 - 親水性ポリマーによる被覆
実施例1と同様にして担体の湿ゲルを得た。また、得られた担体のデキストラン被覆量を、実施例1と同様に、上述した「親水性ポリマー被覆量の測定方法」に従って測定した。得られた親水性ポリマー被覆量を、表1の「親水性ポリマー被覆量」の欄に示す。
(2)プロテインA固定化担体の調製 - アフィニティリガンドの導入
得られた担体を、湿潤体積として4mL分、ディスポ―サブルカラムに入れ、純水を用いて懸濁およびろ過を繰り返すことによって洗浄し、担体スラリーを得た。この担体スラリーから、吸引ろ過によって純水を除去して、湿ゲルを得た。
得られた湿ゲルを反応容器にとり、純水にてスラリー体積を5mLとした後に、250mMクエン酸ナトリウムバッファー(pH3.5)1mL加えた。さらに、160mM過ヨウ素酸ナトリウム水溶液2mLを加えた後、室温で0.5時間転倒撹拌し、フィルター上で純水およびリン酸バッファーを用いて懸濁およびろ過を繰り返すことによって洗浄し、吸引ろ過によって純水もしくはリン酸バッファーを除去して、アルデヒド基導入担体の湿ゲルを得た。
得られたアルデヒド基導入担体の湿ゲル1.5gを反応容器にとり、20mg/mLプロテインA溶液3mLを反応容器に加え、室温で、2時間、転倒撹拌した。上記20mg/mLプロテインA溶液は、遺伝子組み換え天然型プロテインA「rSPA」(レプリジェン社製)を、200mM MES(2-(N-morpholino)ethanesulfonic acid;2-(N-モルホリノ)エタンスルホン酸)バッファー(pH7.4)に溶解して調製したものである。
続いて、トリエチルアミノボラン11mgを反応容器に加え、25℃で、16時間、振盪した。溶媒を200mM MESバッファー(pH7.4)に置換し、洗浄し、洗浄液を除去した後に、20mMトリス塩酸バッファー3mL、トリエチルアミノボラン11mgを反応容器に加え、室温で、2時間、転倒撹拌した。溶媒を純水、1M塩化ナトリウム水溶液に置換し、洗浄し、プロテインA固定化担体を得た。
また、得られたプロテインA固定化担体のプロテインA固定化量(アフィニティリガンド導入量)を、上述した「アフィニティリガンド導入量(プロテインA固定化量)の測定方法」に従って測定した。得られたプロテインA固定化量を、表1の「アフィニティリガンド導入量」の欄に示す。
製造したプロテインA固定化担体を用いて、実施例1と同様に、上述した「抗体吸着容量の評価方法」および「精製純度の評価方法」に従って、抗体吸着容量および精製純度の評価を行った。抗体吸着容量および精製純度の評価結果を、それぞれ、表1の「抗体吸着容量(評価)」および「精製純度(評価)」の欄に示す。
1.アフィニティクロマトグラフィ担体の製造
架橋アガロース系基材「セファローズ6 ファスト・フロー(Sepharose 6 Fast Flow)」(GEヘルスケア社製)を、グラスフィルター上で、純水を用いて懸濁およびろ過を繰り返すことによって洗浄し、基材スラリーを得た。この基材スラリーから、吸引ろ過によって純水を除去して、湿ゲルを得た。
得られた湿ゲル12g、クロロ酢酸ナトリウム4.7gおよび純水24mLを100mL容の三口フラスコに入れ、50℃の温浴中で、フラスコ内容物の撹拌を開始した。クロロ酢酸ナトリウムが完全に溶解するまで撹拌を行った。溶解後、50℃の温浴中で、フラスコ内温度を約50℃に維持しながら、50%(w/w)水酸化ナトリウム水溶液8.8gを1時間かけて滴下した。水酸化ナトリウム水溶液の全量を滴下した後、さらに3時間反応し、グラスフィルター上で、純水を用いて懸濁およびろ過を繰り返すことによって洗浄し、カルボキシ化担体の湿ゲルを得た。
得られたカルボキシ化担体を用いて、実施例1と同様にして、プロテインA固定カルボキシ化担体を得た。
さらに、実施例1と同様にして、カルボキシ化担体のカルボキシ基導入量およびプロテインA固定カルボキシ化担体のプロテインA導入量を測定した。測定結果を、それぞれ、表1の「カルボキシ基導入量」および「アフィニティリガンド導入量」の欄に示す。
製造したプロテインA固定カルボキシ化担体を用いて、実施例1と同様に、上述した「抗体吸着容量の評価方法」および「精製純度の評価方法」に従って、抗体吸着容量および精製純度の評価を行った。抗体吸着容量および精製純度の評価結果を、それぞれ、表1の「抗体吸着容量(評価)」および「精製純度(評価)」の欄に示す。
1.アフィニティクロマトグラフィ担体の製造
湿ゲルの調製の際の架橋アガロース系基材を「セファローズ4 ファスト・フロー(Sepharose 4 Fast Flow)」(GEヘルスケア社製)に変更した点、および、カルボキシ化担体の調製の際のクロロ酢酸ナトリウムの使用量を4.7gから9.3gに変更した点を除き、比較例4と同様にして、プロテインA固定カルボキシ化担体を製造した。
さらに、実施例1と同様にして、カルボキシ化担体のカルボキシ基導入量およびプロテインA固定カルボキシ化担体のプロテインA導入量を測定した。測定結果を、それぞれ、表1の「カルボキシ基導入量」および「アフィニティリガンド導入量」の欄に示す。
製造したプロテインA固定カルボキシ化担体を用いて、実施例1と同様に、上述した「抗体吸着容量の評価方法」および「精製純度の評価方法」に従って、抗体吸着容量および精製純度の評価を行った。抗体吸着容量および精製純度の評価結果を、それぞれ、表1の「抗体吸着容量(評価)」および「精製純度(評価)」の欄に示す。
1.アフィニティクロマトグラフィ担体の準備
アフィニティクロマトグラフィ担体として、プロテインA導入担体「マブセレクトSuRe(MabSelect SuRe)」(GEヘルスケア社製)(“MABSELECT”は登録商標)を準備した。
準備したプロテインA導入担体を用いて、実施例1と同様に、上述した「抗体吸着容量の評価方法」および「精製純度の評価方法」に従って、抗体吸着容量および精製純度の評価を行った。抗体吸着容量および精製純度の評価結果を、それぞれ、表1の「抗体吸着容量(評価)」および「精製純度(評価)」の欄に示す。
1.アフィニティクロマトグラフィ担体の製造
メタクリレート系多孔系基材「トヨパールHW-65F(TOYOPEARL HW-65F)」(東ソー社製)(“トヨパール”および“TOYOPEARL”は登録商標)を、グラスフィルター上で、純水を用いて懸濁およびろ過を繰り返すことによって洗浄し、基材スラリーを得た。この基材スラリーから、吸引ろ過によって純水を除去して、湿ゲルを得た。
得られた湿ゲル12g、クロロ酢酸ナトリウム3.8gおよび純水24mLを100mL容の三口フラスコに入れ、50℃の温浴中で、フラスコ内容物の撹拌を開始した。クロロ酢酸ナトリウムが完全に溶解するまで撹拌を行った。溶解後、50℃の温浴中で、フラスコ内温度を約50℃に維持しながら、50%(w/w)水酸化ナトリウム水溶液8.8gを1時間かけて滴下した。水酸化ナトリウム水溶液の全量を滴下した後、さらに3時間反応し、グラスフィルター上で、純水を用いて懸濁およびろ過を繰り返すことによって洗浄し、カルボキシ化担体の湿ゲルを得た。
得られたカルボキシ化担体を用いて、実施例1と同様にして、プロテインA固定カルボキシ化担体を得た。
製造したプロテインA固定カルボキシ化担体を用いて、実施例1と同様に、上述した「抗体吸着容量の評価方法」および「精製純度の評価方法」に従って、抗体吸着容量および精製純度の評価を行った。抗体吸着容量および精製純度の評価結果を、それぞれ、表1の「抗体吸着容量(評価)」および「精製純度(評価)」の欄に示す。
1.アフィニティクロマトグラフィ担体の製造
実施例1と同様にして、カルボキシ化担体の湿ゲルを得た。
得られた湿ゲルをアフィニティクロマトグラフィ担体として用いた。
製造したカルボキシ化担体を用いて、実施例1と同様に、上述した「抗体吸着容量の評価方法」および「精製純度の評価方法」に従って、抗体吸着容量および精製純度の評価を行った。抗体吸着容量および精製純度の評価結果を、それぞれ、表1の「抗体吸着容量(評価)」および「精製純度(評価)」の欄に示す。
1.クロマトグラフィ担体の準備
クロマトグラフィ担体として、スルホキシ基導入担体「セルファインMAX S-r(Cellufine MAX S-r)」(JNC社製)(“CELLUFINE”は登録商標)を準備した。
準備したスルホキシ基導入担体を用いて、後述する「抗体吸着容量の評価方法」および「精製純度の評価方法」に従って、抗体吸着容量および精製純度の評価を行った。抗体吸着容量および精製純度の評価結果を、それぞれ、表1の「抗体吸着容量(評価)」および「精製純度(評価)」の欄に示す。
また、上述した「カルボキシ基導入量の測定方法」に準じて、スルホキシ基導入量を測定したところ、スルホキシ基導入量は、150mmol/L-gelであった。
市販のクロマトグラフィ担体1mLをガラスカラム「トリコーン 10/20 カラム(Tricorn 10/20 column)」(GEヘルスケア社製)(“TRICORN”は登録商標)に充填し、クロマトシステム「アクタアヴァント25(AKTA avant 25)」(GEヘルスケア社製)(“AKTAAVANT”は登録商標)に接続し、抗体吸着容量の測定を行った。
カラムを平衡化液(10mM酢酸バッファー、pH4.7)で平衡化した後に、ヒトIgG抗体(Immunoglobulin G:免疫グロブリンG)を標準バッファー(10mM酢酸バッファー、pH4.7)で5mg/mLに調整した溶液30mLを流速0.42mL/minにて添加した。その後、負荷後洗浄液(10mM酢酸バッファー、pH4.7)を同じ流速で5mL流して洗浄した後に、溶出液1(20mMリン酸バッファー、pH7.4)および溶出液2(20mMリン酸バッファー、1M NaCl、pH7.4)によって塩濃度を段階的に上げながら同じ流速で30mL流した。その後、CIP液(0.1M水酸化ナトリウム水溶液)を同じ流速で5mL流し、続いて平衡化液(20mMリン酸バッファー、150mM NaCl、pH7.4)を同じ流速で5mL流した。このとき、280nmの吸光度をモニタリングして得られたIgG溶出ピークより、各分画における溶出液の抗体溶出量を算出した。溶出前洗浄液からCIP液までに溶出した抗体量を抗体吸着容量として算出した。
抗体吸着容量の評価は、以下の評価基準に従い、カルボキシ基とプロテインAのみを導入した場合の抗体吸着容量を基準として行った。すなわち、比較例4を基準として抗体吸着容量を評価した。
抗体吸着容量が基準の40%以上・・・抗体吸着容量の評価「A」
抗体吸着容量が基準の40%未満・・・抗体吸着容量の評価「C」
市販のクロマトグラフィ担体1mLをガラスカラム「トリコーン 10/20 カラム(Tricorn 10/20 column)」(GEヘルスケア社製)(“TRICORN”は登録商標)に充填し、クロマトシステム「アクタアヴァント25(AKTA avant 25)」(GEヘルスケア社製)(“AKTAAVANT”は登録商標)に接続し、各分画で溶出されるHCP(host cell protein;宿主細胞由来タンパク質)量およびIgG(Immunoglobulin G;免疫グロブリンG)量の測定を行った。
カラムを平衡化液(10mM酢酸バッファー、pH4.7)で平衡化した後に、IgG、CHO-S(Chinese Hamster Ovary S)細胞由来HCPが、それぞれ、1.6mg/mL、0.64mg/mLになるように標準バッファー(10mM酢酸バッファー、pH4.7)を用いて調製したIgG/HCP混合液を、上述した(1)で得られた抗体吸着容量の8割の抗体量が負荷されるような溶液量を流速0.21mL/minにて添加した。その後、溶出液1(20mMリン酸バッファー、pH7.4)および溶出液2(20mMリン酸バッファー、1M NaCl、pH7.4)によって塩濃度を段階的に上げながら流速0.42mL/minで30mL流した。その後、CIP液(0.1M水酸化ナトリウム水溶液)を同じ流速で5mL流し、続いて平衡化液(20mMリン酸バッファー、150mM NaCl、pH7.4)を同じ流速で5mL流した。このとき、280nmの吸光度をモニタリングして得られたIgG溶出ピークより、各分画における溶出液のIgG溶出量を算出した。また、各分画の溶出液を回収し、宿主細胞由来タンパク質検出キット「CHO HCP 3rd Generation ELISA kit」(シグナステクノロジーズ社製)を用いたELISA法により、各分画における溶出液のHCP量を算出した。
算出した溶出液のIgG量およびHCP量を用いて、精製純度は溶出液におけるHCP混入量、すなわち、溶出液中のIgG量あたりのHCP量として、以下の式により算出した。
精製純度(ppm)=HCP混入量(ppm)=溶出液のHCP量/溶出液のIgG量
精製純度の評価は、以下の評価基準に従い、カルボキシ基とプロテインAのみを導入した場合のHCP混入量(ppm)を基準として行った。すなわち、比較例4を基準としてHCP混入量を評価した。
HCP混入量(ppm)が20%以上減少した・・・・・・精製純度の評価「A」
HCP混入量(ppm)が0%超20%未満減少した・・・精製純度の評価「B」
HCP混入量(ppm)が減少しない・・・・・・・・・・精製純度の評価「C」
実施例1~8のアフィニティクロマトグラフィ担体は、抗体吸着容量および精製純度がいずれも「B」以上の評価であり、抗体吸着容量および精製純度のいずれもが優れていた。
一方、比較例1~8は、抗体吸着容量および精製純度のうち少なくとも一方が「C」評価であり、抗体吸着容量および精製純度の少なくとも一方が劣っていた。
Claims (14)
- 基材、親水性ポリマーおよびアフィニティリガンドを有するアフィニティクロマトグラフィ担体であって、
前記基材は多糖類、アクリレート系重合体、メタクリレート系重合体およびスチレン系重合体からなる群から選択される少なくとも1種からなり、
前記親水性ポリマーは親水性多糖類からなる群から選択される少なくとも1種であり、
前記アフィニティリガンドは抗体結合性タンパク質および抗体結合性ポリペプチドからなる群から選択される少なくとも1種であり、
前記アフィニティクロマトグラフィ担体にはカルボキシ基が導入され、
前記カルボキシ基の導入量がイオン交換容量で15mmol/L-gel~60mmol/L-gelである、アフィニティクロマトグラフィ担体。 - 前記親水性ポリマーの極限粘度が0.10dL/g以上である、請求項1に記載のアフィニティクロマトグラフィ担体。
- 前記親水性ポリマーの被覆量が3mg/g-dry gel~500mg/g-dry gelである、請求項1または2に記載のアフィニティクロマトグラフィ担体。
- 前記基材が多糖類、アクリレート系重合体およびメタクリレート系重合体からなる群から選択される少なくとも1種からなる、請求項1~3のいずれか1項に記載のアフィニティクロマトグラフィ担体。
- 前記親水性ポリマーがデキストラン、カルボキシメチルデキストランおよびプルランからなる群から選択される少なくとも1種である、請求項1~4のいずれか1項に記載のアフィニティクロマトグラフィ担体。
- 前記基材が多孔質粒子である、請求項1~5のいずれか1項に記載のアフィニティクロマトグラフィ担体。
- 前記アフィニティリガンドが抗体と抗原抗体反応をする、請求項1~6のいずれか1項に記載のアフィニティクロマトグラフィ担体。
- 前記アフィニティリガンドがプロテインAまたはその改変体である、請求項1~7のいずれか1項に記載のアフィニティクロマトグラフィ担体。
- 前記基材がセルロース、アガロース、デキストラン、キトサン、グルコマンナンおよびこれらに架橋構造を導入した架橋多糖類からなる群から選択される少なくとも1種からなり、
前記親水性ポリマーがデキストラン、カルボキシメチルデキストランおよびプルランからなる群から選択される少なくとも1種の親水性多糖類であり、
前記親水性多糖類の極限粘度が0.12dL/g~0.30dL/gであり、
前記親水性ポリマーの被覆量が10mg/g-dry gel~240mg/g-dry gelであり、
前記カルボキシ基の導入量がイオン交換容量で15mmol/L-gel~55mmol/L-gelであり、
前記アフィニティリガンドがプロテインAまたはその改変体であり、かつ、
前記アフィニティリガンドの導入量が0.10mmol/L-gel~1.0mmol/L-gelである、請求項1~8のいずれか1項に記載のアフィニティクロマトグラフィ担体。 - 前記基材がアクリレート系重合体およびメタクリレート系重合体からなる群から選択される少なくとも1種からなり、
前記親水性ポリマーがデキストラン、カルボキシメチルデキストランおよびプルランからなる群から選択される少なくとも1種の親水性多糖類であり、
前記親水性多糖類の極限粘度が0.12dL/g~0.30dL/gであり、
前記親水性ポリマーの被覆量が10mg/g-dry gel~240mg/g-dry gelであり、
前記カルボキシ基の導入量がイオン交換容量で15mmol/L-gel~55mmol/L-gelであり、
前記アフィニティリガンドがプロテインAまたはその改変体であり、かつ、
前記アフィニティリガンドの導入量が0.10mmol/L-gel~1.0mmol/L-gelである、請求項1~8のいずれか1項に記載のアフィニティクロマトグラフィ担体。 - 請求項1~10のいずれか1項に記載のアフィニティクロマトグラフィ担体を用いた生体物質の精製方法。
- 前記生体物質の添加時pHが5.0~9.0である、請求項11に記載の精製方法。
- 前記生体物質の溶出時pHが2.0~5.0である、請求項11または12に記載の精製方法。
- 前記生体物質が抗体または抗体誘導体である、請求項11~13のいずれか1項に記載の精製方法。
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