特許 6232056 濾過カセット及び濾過カセットのスタック

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6232056

(24)【登録日】2017年10月27日

(45)【発行日】2017年11月15日

(54)【発明の名称】濾過カセット及び濾過カセットのスタック

(51)【国際特許分類】

   B01D 63/08 20060101AFI20171106BHJP

   C12M 3/06 20060101ALI20171106BHJP

   C12N 1/00 20060101ALI20171106BHJP

   B01D 29/01 20060101ALI20171106BHJP

   B01D 29/90 20060101ALI20171106BHJP

   B01D 24/42 20060101ALI20171106BHJP

   B01D 29/92 20060101ALI20171106BHJP

   B01D 65/02 20060101ALI20171106BHJP

   A61L 2/08 20060101ALI20171106BHJP

【ＦＩ】

   B01D63/08

   C12M3/06

   C12N1/00 K

   B01D29/04 510D

   B01D29/04 510F

   B01D29/04 530A

   B01D29/42 501A

   B01D29/42 510

   B01D65/02 500

   A61L2/08

   B01D29/04 510E

【請求項の数】10

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-514958(P2015-514958)

(86)(22)【出願日】2013年5月29日

(65)【公表番号】特表2015-519196(P2015-519196A)

(43)【公表日】2015年7月9日

(86)【国際出願番号】SE2013050611

(87)【国際公開番号】WO2013180632

(87)【国際公開日】20131205

【審査請求日】2016年5月17日

(31)【優先権主張番号】61/652,873

(32)【優先日】2012年5月30日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】1250690-3

(32)【優先日】2012年6月26日

(33)【優先権主張国】SE

(73)【特許権者】

【識別番号】597064713

【氏名又は名称】ジーイー・ヘルスケア・バイオサイエンス・アクチボラグ

(74)【代理人】

【識別番号】100137545

【弁理士】

【氏名又は名称】荒川 聡志

(74)【代理人】

【識別番号】100105588

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 博

(74)【代理人】

【識別番号】100129779

【弁理士】

【氏名又は名称】黒川 俊久

(72)【発明者】

【氏名】ランバロット，チャールズ

(72)【発明者】

【氏名】ラーセン，ウィリアム

【審査官】 池田 周士郎

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００１−５０４７５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１３７５５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０８３６４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０８８１５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第０２／０７６５９２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００６−０００８４８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｄ ６１／００−７１／８２

Ｂ０１Ｄ ２９／００−２９／９６

Ｃ１２Ｍ １／００−３／１０

Ａ６１Ｌ ２／００−２／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

同様のカセットと共に積み重ねることができる全量濾過カセット（１）であって、３以上のポート導管（２、３、４）と、少なくともポート導管（２、３、４）の第１の導管（２）と流体連通する入口チャンバ（５）と、少なくともポート導管（２、３、４）の第２の導管（３）と流体連通する出口チャンバ（６）と、入口チャンバ（５）と出口チャンバ（６）の間のフィルター媒体（７）とを備えるカセット（１）であって、３以上のポート導管（２、３、４）が各々対応する入口ポート（８、９、１０）と流体連通し、かつ対応する１組の出口ポート（１１、１２、１３）の１つとも流体連通しており、１組の入口ポート（８、９、１０）の各々が、スタック内にあるとき隣接する同様のカセットのそれぞれの相補的な出口ポートと協働するように構成され、出口ポート（１１、１２、１３）の各々がスタック内にあるとき隣接する別の同様のカセットのそれぞれの相補的な入口ポートと協働するように構成されるカセット（１）。

【請求項2】

３以上のポート導管（２、３、４）の第３の導管（４）が、入口チャンバ（５）及び出口チャンバ（６）から流体遮断される、請求項１に記載のカセット（１）。

【請求項3】

入口ポート（８、９、１０）が、カセット（１）の入口側（１４）のくぼみとして構成され、出口ポート（１１、１２、１３）がカセット（１）の出口側（１５）の突起として構成される、請求項１又は請求項２に記載のカセット（１）。

【請求項4】

ポート導管（２、３、４）の少なくとも第１の導管（２）の壁のスリット開口（１８）によって、入口チャンバ（５）との流体連通が実現し、ポート導管（２、３、４）の少なくとも第２の導管（３）の壁のスリット開口（１９）によって、出口チャンバ（６）との流体連通が実現する、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のカセット（１）。

【請求項5】

請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の２以上のカセット（２１、２２；４１−４４）を備えるスタック（２０；４０）であって、隣接するカセット表面（２５、２６；４５、４６）の入口（２７−３０）及び出口（３１−３４）ポートが、互いに対をなすように協働するスタック（２０；４０）。

【請求項6】

少なくとも第１のカセット（４４）が、第１の定格孔径を有する第１のフィルター媒体又はフィルター媒体のシート（５５）を備え、少なくとも第２のカセット（４３）が、第１のフィルター媒体又はフィルター媒体シート（５５）とは異なる特性を有する第２のフィルター媒体又はフィルター媒体のシート（５６）を備える、請求項５に記載のスタック（２０；４０）。

【請求項7】

一方のカセット（２２）では、１つの入口ポート（３５）と、２つの出口ポート（３１、３４）であって、その１つ（３１）が入口ポート（３５）と同じ導管（３８）内に形成されている２つの出口ポート（３１、３４）とが開口していて入口又は出口チャンバと流体連通しており、隣接するカセット（２１）では、入口又は出口チャンバと流体連通する唯一の開口ポートは、第１のカセット（２２）の開口出口ポート（３１）と対をなす１つの入口ポート（２７）と、カセット（２２）の開口出口ポート（３４）と対をなす入口ポート（３０）と、開口入口ポート（３０）と同じポート導管（３７）内に形成された１つの出口ポート（３６）である、請求項５又は請求項６に記載のスタック（２０；４０）。

【請求項8】

第１の定格孔径を有するフィルター材のシート（５５）を備える第１のカセット（２２；４４）の出口チャンバ（５７）が、第１の定格孔径より１０％以上小さい第２の定格孔径を有するフィルター材のシート（５６）を備える第２のカセット（２１；４３）の入口チャンバ（５８）と流体連通する、請求項５乃至請求項７のいずれか１項に記載のスタック（２０；４０）。

【請求項9】

バイオプロセス供給原料の清澄化のための方法であって、
ａ）細胞培養液を準備するステップと、
ｂ）遠心分離又は細胞の沈降分離によって細胞培養液を適宜前処理するステップと、
ｃ）培養液を請求項５乃至請求項８のいずれか１項に記載のスタック（２０；４０）を通過させるステップと
を含む方法。

【請求項10】

バイオプロセス供給原料の清澄化のためにスタック（２０；４０）を選択するための方法であって、
ａ）細胞培養液を準備するステップと、
ｂ）遠心分離又は細胞の沈降分離によって細胞培養液を適宜前処理するステップと、
ｃ）請求項５、請求項６、請求項７又は請求項８のいずれか１項記載の、異なる特性を有する第１、第２及び適宜第３のフィルター媒体又はフィルター媒体のシート（５５、５６）を備える複数のスタック（２０；４０）を異なるカセットの順序で組み立てるステップと、
ｄ）細胞培養液のアリコートをスタック（２０；４０）の各々に通過させ、流量の減衰又は背圧の増加を測定するステップと、
ｅ）流量の減衰又は背圧の増加のデータを利用して特定の順序を有するスタック（２０；４０）を選択するステップと
を含む方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、濾過に関し、より詳細にはバイオプロセス供給原料の清澄化のための濾過カセットに関する。本発明はまた、濾過カセットのスタック、かかるスタックによるバイオプロセス供給原料の清澄化方法及びバイオプロセス供給原料の清澄化のためにスタックを選択する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

タンパク質医薬品、ワクチンなどのバイオ医薬品は通常、細胞培養によって生産され、クロマトグラフィーその他の方法によって下流精製される。下流精製の前に、細胞培養からの全ての微粒子、例えば細胞、細胞残屑などを１以上の清澄化ステップで除去する必要がある。これらの清澄化ステップの少なくとも１つは通常、フィルター材料の目詰まりを最小限に抑制しながら良好な清澄化結果を得るためにデプス濾過を含んでおり、定格孔径が漸減するデプスフィルター材料での直列濾過が常用される。

【0003】

スタック式デプスフィルターカセット又はカプセルは、再利用可能な筐体内の従来のレンチキュラーフィルタースタックに比べてユーザに便利である。このようなスタック式カセット／カプセルが幾つか開示されており、例えば米国特許出願公開第２０１００２８２６６３号明細書、欧州特許出願公開第１９６７２４４号明細書などを参照されたい。それらの多くは、微細な物質の目詰まりを低下させるため各カセット／カプセルに孔径が漸減する一連のデプスフィルター材を含んでおり、スタック内で異なるフィルター材料を組み合わせる可能性が制限される。

【0004】

バイオプロセス供給原料の特性は、使用する細胞の種類、細胞培養条件、デプスフィルター清澄化の前の前処理などによって劇的に変化する可能性があるので、深刻な目詰まりを起こさずに効率的な清澄化を実現すると同時に、使用されるフィルター面を最小限にすることで低コストを維持するために、デプス濾過設定の設計適応性に対する高い要求がある。現行のカセット及びカプセルは、この点に問題があり、粗目フィルターと細目フィルターの面積比が１：１に固定されており、そのため、あるタイプのフィルターでは寸法が大きすぎ、場合によっては他のタイプの寸法が小さすぎるおそれがある。こうして非効率的な濾過プロセスとなってしまうので、適応性の向上したカセット又はカプセルシステムを提供する必要性がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】米国特許出願公開第２０１００２８２６６３号明細書

【発明の概要】

【0006】

本発明の一態様は、フィルター媒体を異なる面積比で組み合わせることのできる適応性に富むフィルターモジュール組立体を与えるスタック式全量濾過カセットを提供する。これは、請求項１に規定するカセットによって達成される。

【0007】

１つの利点は、フィルター媒体の異なる複数のカセットを並列又は直列流路或いはその組合せで組み合わせることができることである。これにより特定の供給原料に合わせてフィルターモジュールを調整することができる。別の利点は、複数のカセットのスタックを一緒に保持するのに高い締め付け力を必要とせず、簡素なフレーム構造で十分であることである。さらに別の利点は、特殊な設計のマニフォルドを必要とせず、使い捨てバイオプロセスで使用される衛生的な継手をカセットに直接適用できることである。

【0008】

本発明の第２の態様では、フィルター媒体の種々の組合せと柔軟に組み合わせることができるフィルターモジュールを提供する。これは、特許請求の範囲に規定するカセットのスタックによって達成される。

【0009】

本発明の第３の態様では、バイオプロセス供給原料の清澄化のための有効な方法を提供する。これは、特許請求の範囲に規定する方法によって達成される。

【0010】

本発明の第４の態様では、バイオプロセス供給原料の清澄化のためのフィルターモジュールの設計の簡便な方法を提供する。これは、特許請求の範囲に規定する方法によって達成される。

【0011】

本発明の好適なその他の実施形態は、従属請求項に記載されている。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明に係るカセットの分解側面図、平面図及び非分解側面図である。

【図2】本発明に係る２カセットのスタックを示す分解図である。

【図3】本発明に係るカセット及び本発明に係る２カセットのスタックを示す図である。

【図4】図１〜図３のポート導管の拡大図であって、ａ）入口チャンバと流体連通した状態、ｂ）出口チャンバと流体連通した状態、及びｃ）入口及び出口チャンバから流体遮断された状態を示しており、上側に示すものは、下側に示すものより断面径の小さい小型カセット用のポート導管を示す図である。

【図5】本発明に係る２カセットのスタックの分解図である。

【図6】本発明に係る４カセットのスタックの分解図であり、カセット内に２種類の異なるフィルター媒体を備える。

【図7】本発明に係る１２カセットの４つのスタックであって、ａ）１種類のフィルター媒体、ｂ）各々１種類の粗目カセットと１種類の細目カセットを含む６つの平行なサブスタック、ｃ）各々２種類の粗目カセットと１種類の細目カセットを含む４つの平行なサブスタック、及びｄ）各々３種類の粗目カセットと１種類の細目カセットを含む３つの平行なサブスタックを示す図である。

【図8】各々３種類の粗目カセットと、２種類の細目カセットと、１種類の超細目カセットとを含む２つの平行なサブスタックを備える本発明に係る１２カセットのスタックを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本明細書では「全量濾過」という用語は、カセットのようなフィルターデバイスに加えた供給流全体をフィルター媒体を通過させて流す濾過プロセスを意味する。これは、供給流のかなりの部分が再循環され、供給流の一部しかフィルター媒体を通過しないタンジェンシャルフロー濾過（クロスフロー濾過とも呼ばれる）とは対照的である。全量濾過は典型的には、デプス濾過及びある種の膜精密濾過用途で使用される。

【0014】

本明細書では「デプスフィルター」という用語は、捕捉（entrapment）及び／又は吸着によってその細孔構造内に汚染粒子を捕らえることができる厚肉の（少なくとも０．５ｍｍ）フィルターを意味する。

【0015】

図１〜図５に示す一態様では、本発明は、全量濾過カセット（１）について開示するが、本カセットは同様のカセットと積み重ねることができる。カセットは、３以上のポート導管（２，３，４）と、少なくとも第１のポート導管（２）と流体連通する入口チャンバ（５）と、少なくとも第２のポート導管（３）と流体連通する出口チャンバ（６）とを備える。本カセットはまた、入口チャンバ（５）と出口チャンバ（６）の間にフィルター媒体（７）を備える。フィルター媒体は、封止フレーム（９８）に対して封止することができ、次いで封止フレームを、カセットの側壁（９７）に対して封止すると、入口チャンバから出口チャンバへの流路がフィルター媒体を通過するようになる。或いはフィルター媒体をカセットの側壁に対して直接封止してもよい。入口及び出口チャンバの高さは、滑らかな流量をもたらすため、１ｍｍ以上（例えば２〜１０ｍｍ又は３〜８ｍｍなど）とすることができる。３つのポート導管（２，３，４）は各々対応する入口ポート（８，９，１０）と流体連通しており、また各々対応する出口ポート（１１，１２，１３）の組の１つとも流体連通している。入口ポート（８，９，１０）の組の各々は、スタック内にあるとき、隣接する同様のカセットのそれぞれの相補的な出口ポートと協働するように構成され、出口ポート（１１，１２，１３）は各々、スタック内にあるとき、別の隣接する同様のカセットのそれぞれの相補的な入口ポートと協働するように構成されている。協働は、対になるような協働形態であってもよく、例えば雄の出口ポートは雌の入口ポートと対をなす。各々のポート導管は、ポートポスト（９６）として対応する入口及び出口ポートと共に一体に形成することができる。ポートポストは、耐荷重構造であってもよく、またカセットの高さ並びに入口及び出口チャンバの高さを画定することができる。これにより、簡素でコスト効果の高い構造体及びカセットの組立体が実現し、併せて機械的堅牢性も得られる。図１に示す一例として、カセットは、フィルター媒体（７）、支持スクリーン（９９）、封止フレーム（９８）、３以上の（例えば４つの）ポートポスト（９６）並びに入口側カバー部品（９５）及び出口側カバー部品（９４）から組み立てることができる。支持スクリーン、封止フレーム、ポートポスト並びに入口及び出口カバー部品は全て、熱可塑性材料で製造することができ、融接による組立てが可能となる。

【0016】

特定の実施形態では、３以上のポート導管の第３の導管（４）は、入口チャンバ（５）及び出口チャンバ（６）から流体遮断される。これによりカセットを迂回して流すことができるため、例えば直列に結合したカセットの複数の組への並行アクセスを実現することができる。カセットはまた、入口及び出口チャンバから流体遮断された第４のポート導管（４）を備えていてもよく、カセットのスタックの流路を配列する際の適応性をさらに高めることができる。

【0017】

いくつかの実施形態では、入口ポート（８，９，１０）は、カセットの入口側（１４）にくぼみとして構成され、出口ポート（１１，１２，１３）は、カセットの出口側（１５）に突起として構成される。このように入口ポートは、雄ポートとして構成される出口ポートと対をなす雌ポートとして構成することができる。その利点は、カセットを互いに固定することができ、使用時に、スタックを一緒に保持するのにわずかな締め付け力しか必要としないことである。入口及び出口ポートはまた、例えばスナップ動作その他のロック手段によって連結することができ、締め付けは全く不要となる。出口及び／又は入口ポートはまた、協働又は対をなすポートからの流体の漏出を阻止するために封止手段を備えていてもよい。封止手段は、例えばガスケット又はＯリング、例えば各々の出口ポート上のくぼみ内に設置されたＯリングであってもよいし、或いはそれはポートと一体に形成されたエラストマー材の一部であってもよい。

【0018】

特定の実施形態では、入口ポートの少なくとも１つは、栓（１６）で閉鎖され、及び／又は出口ポートの少なくとも１つは、キャップ（１７）で閉鎖される。栓及びキャップは、例えばスタック内の最初と最後のカセットに対して使用することで、流れを特有の経路に導くとともに、所定の流路からの流出物を阻止し、もって流れが所定のカセット内のフィルター媒体を通して流れるようにすることができる。特有の流路パターンを形成するため、特殊な設計の栓及び／又はキャップをスタックの内部のカセットに使用することもできる。

【0019】

いくつかの実施形態では、少なくとも第１のポート導管（２）の壁のスリット開口（１８）によって入口チャンバとの流体連通が実現し、少なくとも第２のポート導管（３）の壁のスリット開口（１９）によって出口チャンバとの流体連通が実現する。図４に示すように、ポート導管の直径は、カセット内の所期の流量に応じて変更し得る。スリット形の開口は、例えば射出成型による製造に適しており、機械的安定性と開口面積との適切な折り合いをつけることができる。

【0020】

特定の実施形態では、フィルター媒体は、１シートのフィルター媒体であり、カセットはさらに、フィルター媒体のシート（７）と出口チャンバ（５）との間に支持スクリーン（９９）を備える。支持スクリーンは、非自立式フィルター媒体のための機械的支持を提供する。支持スクリーンの孔は、好適には、フィルター媒体のものより実質的に大きくすることができる。支持スクリーンは、例えば製織又は不織布材料、押出しスクリーン、焼結材料などから選択することができ、これらは濾過の分野で周知である。

【0021】

いくつかの実施形態では、フィルター媒体又はフィルター媒体のシート（７）は、デプスフィルターパッド、例えば繊維状デプスフィルターパッド又は多孔質ポリマーパッドを備える。デプスフィルターパッドの厚さは、例えば０．５〜２０ｍｍ、例えば１〜１５又は２〜１５ｍｍとすることができる。デプスフィルターが繊維状デプスフィルターパッドの場合、例えばセルロース繊維又はガラス繊維などの繊維、及び適宜例えば、濾過助剤、多孔質粒子、電荷調整剤などの他の成分を含んでいてもよい。デプスフィルターパッドが、多孔質ポリマーパッドの場合、発泡ポリマー、多孔質焼結ポリマー又は相分離法による多孔質ポリマーを含んでいてもよい。この場合も、他の成分、例えば濾過助剤、多孔質粒子、電荷調整剤などをさらに含んでいてもよい。本発明で有益な別の種類のデプスフィルター媒体は、例えば、Ｍ Ｐｒａｓｈａｄ，Ｋ Ｔａｒｒａｓｃｈ：Ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ＋Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ２８−３０、９月、２００６年及びＴ Ｅ Ａｒｎｏｌｄ：ＢｉｏＰｒｏｃｅｓｓ Ｉｎｔ ４４−４９、２００５に記載されている。デプスフィルター媒体の定格孔径は、例えば０．１〜７０μｍの範囲内、例えば０．１〜２０又は０．２〜１０μｍであってもよく、細孔構造は、均一であってもよいし、或いは媒体を通して横断勾配（典型的には濾液側の孔径が小さいもの）を形成してもよい。孔の表面電荷は、正、中性又は負であってもよい。荷電細孔表面、詳細には正荷電細孔表面は、フィルター媒体の細孔より大きな粒子を捕捉することができる。有益なフィルター媒体の具体的な例としては、Ｐａｌｌ社から市販のＳｅｉｔｚ Ｂｉｏ−、Ｋ−、Ｐ−、Ｔ−及びＺ−シリーズのフィルターシート、３Ｍ社から市販のＺｅｔａＰｌｕｓ（商標）ＶＲ ｏｒ ＥＸＴ−シリーズのフィルター媒体が挙げられる。定格孔径は、様々な粒径の粒子（典型的には体積加重平均粒子径として表される）を含有する液体によってフィルター媒体をテストし、フィルターに保持される最も小さい粒径を判定することによって測定される。細孔の表面電荷は、例えば流動電位測定によって測定することができる。

【0022】

カセットはまた、２種以上のフィルター媒体、例えば粗目媒体と細目媒体とを順次備えていてもよい。カセットはまたミクロポーラス膜を単一のフィルター媒体として、又はデプスフィルター媒体との組合せとして備えていてもよい。

【0023】

特定の実施形態では、入口（８，９，１０）及び出口（１１，１２，１３）ポートが、取り外し可能な衛生フィルムカバーで密封される。このカバーによって、カセット内部の外部からの汚染に対して保護される。これは、潜在的な病原体その他の望ましくない物質による汚染を回避する必要があるバイオプロセス環境で重要である。カバーはまた、予め滅菌しておいたカセットの無菌状態を維持するのに特に有効である。カセットのスタック組立作業を通して無菌状態を維持するために、衛生フィルムカバーは、好適には米国特許第６６７９５２９号明細書、国際公開第１９９４００８１７３号パンフレット又は同第１９９６０３００７６号パンフレットに記載されているように配置することができ、（これらは全てその全体が参照により本明細書に組み込まれる）、入口ポートと出口ポートが接触したときに引きはがすことができ、カバーを引きはがすとポート同士はすぐに封止される。

【0024】

いくつかの実施形態では、カセットは、放射線滅菌される。放射線滅菌は、無菌状態にするのに十分な線量の電離放射線、例えばガンマ線又は電子ビーム放射にカセットを曝すことによって達成することができる。カセットの無菌状態を維持するために、カセットのポートは、滅菌前に上述の通り密封してもよい。或いはカセットは、密封バッグ内に包んでもよい。後者の場合、カセットのスタックは、滅菌空間で組み立てる必要がある。

【0025】

特定の実施形態では、カセットは４つのポート導管を備える。第４のポート導管は、例えばカセットのスタックが３種類の異なるフィルター媒体を備えるカセットを備える場合、より複雑な流路を形成するのに有益である。第４のポート導管はまた、流量を増すために同じのカセットの別のポート導管と並列に使用することもできる。このようにして、入口流、一次濾液流及び／又は二次濾液流を倍加するのに使用することができる。

【0026】

いくつかの実施形態では、カセットは略矩形又は略矩形平行六面体である。その形状又は断面は、例えば矩形、正方形、例えば角切又は角を丸めた矩形／正方形であってもよい。ポート導管は、カセットの角に隣接して配置することができ、例えば各々の角に隣接して１つのポート導管を備える。これによりカセット内での良好な流れ分布を得ることができ、ポートを備えたポート導管が耐荷重性ポートポストとして構築される場合、カセットの優れた機械的特性も可能にする。

【0027】

上述の実施形態では、カセットはさらに１以上のセンサ、例えば、フィルター媒体に対する背圧及び目詰の傾向を監視するための入口及び出口チャンバ内の圧力センサなどを備えていてもよい。他のセンサ、例えば濁度センサも、カセット使用時の濾過効果を監視するのに使用することができる。或いは又は付加的に、カセットはまた、例えば供給原料に対する濾過効果を評価する目的で濾過中にサンプルを採取するために１以上のサンプリングポートを備えていてもよい。

【0028】

図５〜図８に示す第２の態様では、本発明は、上述のいずれかの実施形態に係る２以上のカセット、例えば３以上又は４以上或いは２〜２４個のカセット（２１、２２；４１〜４４）を備えるスタック（２０；４０）であって、隣接するカセット表面（２５、２６；４５、４６）の入口（２７〜３０；４７〜５０）及び出口（３１〜３４；５１〜５４）ポートが互いに対をなすスタックについて開示する。

【0029】

図６〜図８に示すいくつかの実施形態では、少なくとも第１のカセット（４４）は、第１のフィルター媒体のシート（５５）を備え、少なくとも第２のカセット（４３）は、第１のフィルター媒体とは実質的に異なる特性を有する第２のフィルター媒体のシート（５６）を備える。実質的に異なる特性としては、（公称）定格孔径、密度、表面電荷並びに孔径、密度及び／又は表面電荷の横断勾配が挙げられる。実質的に異なるとは、特性が１０％以上、例えば２５％以上異なることを意味する。第１及び第２のカセットは直列に結合して直列の列を形成することができ、第１のカセットの出口チャンバ（５７）は、第２のカセットの入口チャンバ（５８）と流体連通する。直列の列はまた、第１のフィルタ媒体を備える複数の第１のカセットを平行に連結し、第２のフィルター媒体を備える第２のカセットと直列に連結したものを備えていてもよい。スタックは、複数のかかる直列の列を平行に連結したものを備えていてもよい。かかる構成の利点は、第１及び第２のフィルター媒体を独立して変えることができ、最も効率的な方法で媒体の最大能力を利用することができることである。

【0030】

特定の実施形態では、スタックはさらに、１以上の第３のカセットを備え、これは上述の第１及び第２のフィルター材料と実質的に異なる特性を有する第３のフィルター材料のシートを備える。第１、第２及び第３のカセットは、直列に結合して直列の列を形成し、適宜複数の第１、第２及び第３のカセットは列内で平行に結合してもよく、複数のかかる直列の列がスタック内で平行に結合してもよい。

【0031】

図５に示すいくつかの実施形態では、１つのカセット（２２）では、１つの入口ポート（３５）と、２つの出口ポートであって、その１つ（３１）が入口ポート（３５）と同じ導管（３８）内に形成されている２つの出口ポート（３１、３４）とが開口していて入口又は出口チャンバと流体連通しており、隣接するカセット（２１）では、入口又は出口チャンバと流体連通する唯一の開口ポートは、第１のカセットの開口出口ポート（３１）と対をなす１つの入口ポート（２７）と、カセット（２２）の開口出口ポート（３４）と対をなす入口ポート（３０）と、開口入口ポート（３０）と同じポート導管（３７）内に形成された１つの出口ポート（３６）である。

【0032】

図６〜図８に示す特定の実施形態では、第１の定格孔径を有する第１のフィルター媒体のシート（５５）を備える１以上の第１のカセット（４４）の出口チャンバ（５７）は、第１の孔径定格より１０％以上、例えば２５％以上小さい第２の定格孔径を有する第２のフィルター媒体のシート（５６）を備える第２のカセット（４３）の入口チャンバ（５８）と流体連通しており、例えば第１のフィルター媒体は約１０μｍの定格孔径を有し、第２のフィルター媒体は約０．５μｍの定格孔径を有する。スタックは、複数のかかる直列の列を平行に連結したものを備えていてもよい。

【0033】

いくつかの実施形態では、第１のカセットの出口チャンバと第２のカセットの入口チャンバ間の流体連通は、別のカセットのポート導管を介して実現され、そのポート導管は、そのカセットの入口及び出口チャンバから流体遮断されている。

【0034】

図７は、粗目フィルター媒体と細目フィルター媒体とを備えるカセットを示す。図７ａでは、スタックは、粗目フィルター媒体を備える１２個のカセットを平行に連結したものを含んでいる。図７ｂのスタックは、６つの直列の列を平行に連結したものを含み、各列は、細目フィルター媒体を備える１つのカセットと粗目媒体を備える１つのカセットを順次含んでいる。図７ｃでは、スタックは、４つの直列の列を平行に連結したものを含み、各列は２つの平行な粗目カセットと１つの細目カセットを順次含んでいる。図７ｄのスタックは、平行に連結した３つの直列の列を有し、各列は、１つの細目カセットと３つの平行な粗目カセットを順次含んでいる。図８は、２つの直列の列を平行に連結したものを備えるスタックを示しており、各列は、３つの平行な粗目カセットと、２つの平行な細目カセットと、最後に１つの超細目カセットを順次含んでいる。

【0035】

スタックは、１つの開口入口と１つの開口出口を有するように塞いで蓋をすることによって配置することができる。開口入口及び開口出口は、衛生コネクタを備えていてもよく、これは取り外し可能な衛生フィルムカバーで密封される。かかるコネクタは、米国特許第６６７９５２９号明細書及び国際公開第１９９４００８１７３Ａ１号パンフレットに記載されており、これらはその全体が参考により本明細書に組み込まれている。それらは例えばＲｅａｄｙＭａｔｅ（商標）（ＧＥヘルスケア）として市販されており、例えば配管を介してポートに接続させることができる。衛生コネクタと組み立てられたスタックは、例えば放射線又は蒸気滅菌によって滅菌され、接続時にフィルムカバーを取り外すことによって滅菌条件下で回路に接続することができる。

【0036】

第３の態様では本発明は、バイオプロセス供給原料の清澄化のための方法であって、
ａ）細胞培養液を準備するステップと、
ｂ）遠心分離又は細胞の沈降分離によって細胞培養液を適宜前処理するステップと、
ｃ）上述のいずれかの実施形態に従って培養液をスタックに通過させるステップと
を含む方法について開示する。細胞培養液は、例えば抗体、抗体フラグメンなどの発現タンパク質、融合タンパク質、又はワクチン抗原、例えばウイルス粒子、多糖類、プラスミドなどのバイオ医薬品を包含し得る。使用する細胞は、例えばＣＨＯ細胞などの哺乳類の細胞などの動物細胞又は昆虫の細胞であってもよい、或いは例えば細菌又はイースト細胞などの微生物細胞であってもよい。濾過前に細胞及び細胞残屑の量を減少させるために遠心分離又は重力沈降を伴う前処理ステップを用いてもよい。カセットのスタックは、媒体（例えば粗目媒体と細目媒体）のキャパシティを最適に利用するため異なるフィルター媒体と共に配置されてもよい。例えば粗目フィルター媒体と細目フィルター媒体の面積比が、１：１より大きい、例えば２：１、３：１又は４：１であるように配置される場合がある。

【0037】

第４の態様では、本発明は、バイオプロセス供給原料の清澄化のためにスタックを選択するための方法であって、
ａ）細胞培養液を準備するステップと、
ｂ）遠心分離又は細胞の沈降分離によって細胞培養液を適宜前処理するステップと、
ｃ）上述のように実質的に異なる特性を有する第１、第２及び適宜第３のフィルター媒体又はフィルター媒体のシートを備える複数のスタックを異なるカセットの順序で組み立てるステップと、
ｄ）細胞培養液のアリコートをスタックの各々に通過させ、流量の減衰又は背圧の増加を測定するステップと、
ｅ）流量の減衰又は背圧の増加のデータを利用して特定の順序を有するスタックを選択するステップと
を含む方法について開示する。

【0038】

スタックは、異なるフィルター媒体同士の面積比を種々変更して組み立てることができる。これにより、所定の供給原料に対して、フィルターの目詰まりを検知するための出力変数として流量の減衰（一定圧力の濾過実験による）又は背圧の増加（一定流量の濾過実験による）のいずれかを用いた濾過プロセスの効率的な最適化が可能となる。最適化における出力変数として、スタックから又は個々のカセットの後に採取されたサンプルからの濾液の透明度（例えば比濁分析で測定）を利用することもできる。

【0039】

スタック内の１以上のカセットが、上述のセンサを備えている場合、例えばどのカセットで最初に目詰まりが起こる（背圧の早期増加又は流量の早期損失によって監視）のか知るためにスタック内のカセットの個々の性能を経時的に監視することができる。ステップｃ）で１以上の個々のカセットでの背圧の増加又は流量の減衰を測定することで、ステップｄ）に関して極めて有益なデータが得られるが、必須ではない。またステップｃ）でスタック全体での背圧の増加／流量の減衰を測定し、ステップｄ）でこれらのデータを利用することもできる。

【0040】

本明細書では、本発明を最良の形態を含めて開示するとともに、装置又はシステムの製造・使用及び方法の実施を始め、本発明を当業者が実施できるようにするため、例を用いて説明してきた。本発明の特許性を有する範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者に自明な他の例も包含する。かかる他の例は、特許請求の範囲の文言上の差のない構成要素を有しているか、或いは特許請求の範囲の文言と実質的な差のない均等な構成要素を有していれば、特許請求の範囲に記載された技術的範囲に属する。

【0041】

全ての刊行物、特許公開公報及び特許は、各々の個々の公報又は特許が明確にかつ個別に参照により組み込まれることが指摘されているのと同程度に参照により本明細書に組み込まれている。

【符号の説明】

【0042】

１ 濾過カセット
２，３，４ ポート導管
５ 入口チャンバ
６ 出口チャンバ
７ フィルター媒体
８，９，１０ 入口ポート
１１，１２，１３ 出口ポート
１４ 入口側
１５ 出口側
１６ 栓
１７ キャップ
１８，１９ スリット開口
２０；４０ スタック
２１、２２；４１〜４４ カセット
２７〜３０；４７〜５０ 入口ポート
３１〜３４；５１〜５４ 出口ポート
３５ 入口ポート
３６ 出口ポート
３７、３８ ポート導管
２５、２６、４５、４６ カセットの表面
５５ 第１のフィルター媒体
５６ 第２のフィルター媒体
５７ 出口チャンバ
５８ 入口チャンバ
９４ 出口側部カバー部品
９５ 入口側部カバー部品
９６ ポートポスト
９７ 側壁
９８ 封止フレーム
９９ 支持スクリーン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】