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▶ ダブリュ．エル．ゴア アンド アソシエイツ，インコーポレイティドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-01-18
(54)【発明の名称】らせん巻回タンパク質分離デバイス
(51)【国際特許分類】
G01N 30/60 20060101AFI20220111BHJP
B01D 15/38 20060101ALI20220111BHJP
B01J 20/281 20060101ALI20220111BHJP
B01J 20/283 20060101ALI20220111BHJP
B01J 20/282 20060101ALI20220111BHJP
B01J 20/285 20060101ALI20220111BHJP
【ＦＩ】
G01N30/60 A
B01D15/38
B01J20/26 L
G01N30/60 P
G01N30/60 Q
B01J20/283
B01J20/282 C
B01J20/285
B01J20/281 R
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021524152
(86)(22)【出願日】2018-11-05
(85)【翻訳文提出日】2021-07-01
(86)【国際出願番号】 US2018059193
(87)【国際公開番号】W WO2020096563
(87)【国際公開日】2020-05-14
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】391028362
【氏名又は名称】ダブリュ．エル．ゴア アンド アソシエイツ，インコーポレイティド
【氏名又は名称原語表記】Ｗ．Ｌ． ＧＯＲＥ ＆ ＡＳＳＯＣＩＡＴＥＳ， ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100128495
【弁理士】
【氏名又は名称】出野 知
(74)【代理人】
【識別番号】100208225
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 修二郎
(74)【代理人】
【識別番号】100144417
【弁理士】
【氏名又は名称】堂垣 泰雄
(72)【発明者】
【氏名】マシュー エー．ジョンソン
(72)【発明者】
【氏名】マイケル シー．マクマナウェイ
(72)【発明者】
【氏名】ケネス エー．ズーカー
【テーマコード（参考）】
4D017
4G066
【Ｆターム（参考）】
4D017AA07
4D017AA09
4D017AA11
4D017BA03
4D017BA07
4D017CA01
4D017CA04
4D017CA11
4D017CA12
4D017CA14
4D017CB05
4D017DA03
4D017EA05
4G066AA22C
4G066AC01B
4G066AC03B
4G066AC15C
4G066BA01
4G066BA03
4G066BA38
4G066CA54
4G066DA07
4G066EA02
4G066GA11
(57)【要約】
本発明は、法線方向流を有し、標的タンパク質を水性混合物から分離するアフィニティークロマトグラフィーデバイスを対象とする。クロマトグラフィーデバイスは、中実の外壁を有する中央コアの周りに順次配置された、外側流路を形成する少なくとも１つの内側中間材料、無機粒子を中に含む少なくとも１つのポリマー膜及び内側流路を形成する少なくとも１つの外側中間材料を含むらせん巻回膜アセンブリを中に含むハウジングを含む。水性混合物は、外側流路を通過し、標的タンパク質が除去されるポリマー膜を通過し、次に内側流路を通過する。アフィニティークロマトグラフィーデバイスは、入口を含む入口流れ分配器及び出口を含む出口流れ分配器をさらに含む。さらに、クロマトグラフィーデバイスは０．０８未満の無次元抵抗パラメータを有する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
外部ハウジング、該ハウジングの第一の端部に配置され、かつ、該ハウジングへの流体流入を可能にする入口を中に有する、入口流れ分配器、
中央に配置されたコア、
該ハウジング内に配置された巻回膜アセンブリ、及び
該巻回膜アセンブリの反対側の第二の端部に配置され、かつ、該ハウジングからの流体流出を可能にする出口を中に有する、流れ分配器
を含んでなるアフィニティークロマトグラフィーデバイスであって、
該巻回膜アセンブリは、
内側流路を形成する少なくとも１つの内側中間材料と、
公称粒子サイズを有する無機粒子を中に有するポリマー膜と、
外側流路を形成する少なくとも１つの外側中間材料と
を含み、
該内側中間材料、該ポリマー膜及び該外側中間材料は該コアの周りに配置されており、
該クロマトグラフィーデバイスは０．０８未満の無次元抵抗パラメータを有し、かつ
該クロマトグラフィーデバイスは法線方向流を有する、
アフィニティークロマトグラフィーデバイス。
【請求項2】
前記無次元抵抗パラメータは０．０７未満である、請求項１記載のデバイス。
【請求項3】
前記無次元抵抗パラメータは０．０６未満である、請求項１記載のデバイス。
【請求項4】
前記無次元抵抗パラメータは０．００１～０．０７の範囲である、請求項１記載のデバイス。
【請求項5】
前記入口エンドキャップ及び前記流れ分配器が前記らせん巻回膜に一体的に接続されている、請求項１～４のいずれか１項記載のデバイス。
【請求項6】
前記少なくとも１つの内側中間材料は、前記コアの外面上に周囲方向に配置されて前記内側流路を形成し、前記ポリマー膜は、前記内側中間材料の周りに周囲方向に配置され、かつ
前記少なくとも１つの外側中間材料は、前記巻回ポリマー膜上に周囲方向に配置されて前記外側流路を形成している、請求項１～５のいずれか１項記載のデバイス。
【請求項7】
前記中間材料は、多孔質フルオロポリマーフィルム、多孔質非フルオロポリマーフィルム、多孔質不織材料、多孔質織物材料及びそれらの組み合わせから選ばれる、請求項１～６のいずれか１項記載のデバイス。
【請求項8】
前記中間材料はポリプロピレン不織材料である、請求項１～７のいずれか１項記載のデバイス。
【請求項9】
前記無機粒子は、シリカ、ゼオライト、ヒドロキシアパタイト、金属酸化物及びそれらの組み合わせから選ばれる、請求項１～８のいずれか１項記載のデバイス。
【請求項10】
前記少なくとも１つのポリマー膜は多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜である、請求項１～９のいずれか１項記載のデバイス。
【請求項11】
前記親和性リガンドは、タンパク質Ａ、タンパク質Ｇ、タンパク質Ｌ、ヒトＦｃ受容体タンパク質、抗体、多糖類及びそれらの組み合わせから選ばれる、請求項１～１０のいずれか１項記載のデバイス。
【請求項12】
ハウジング、該ハウジングへの流体流入を可能にする入口、
該ハウジングの両端にそれぞれ配置された第一の流れ分配器及び第二の流れ分配器、
該ハウジングからの流体流出を可能にする出口、
該第一の流れ分配器と該第二の流れ分配器との間に配置された、中実の外壁を有するコア、
該ハウジング内に配置された巻回膜アセンブリ、
該巻回膜アセンブリの端部に配置された入口エンドキャップ、及び
該巻回膜アセンブリの反対側の端部に配置された出口エンドキャップ
を含んでなるアフィニティークロマトグラフィーデバイスであって、
該巻回膜アセンブリは、
内側流路を形成する少なくとも１つの内側中間材料と、
公称粒子サイズを有する無機粒子を中に有するポリマー膜と、
外側流路を形成する少なくとも１つの外側中間材料と
を含み、
該内側中間材料、該ポリマー膜及び該外側中間材料は該コアの周りに順次配置されており、
該クロマトグラフィーデバイスは０．０８未満の無次元抵抗パラメータを有し、かつ
該クロマトグラフィーデバイスは法線方向流を有する、
アフィニティークロマトグラフィーデバイス。
【請求項13】
前記無次元抵抗パラメータは０．０７未満である、請求項１２記載のデバイス。
【請求項14】
前記無次元抵抗パラメータは０．０６未満である、請求項１２記載のデバイス。
【請求項15】
前記無次元抵抗パラメータは０．００１～０．０７の範囲である、請求項１２記載のデバイス。
【請求項16】
前記中間材料は、多孔質フルオロポリマーフィルム、多孔質非フルオロポリマーフィルム、多孔質不織材料及び多孔質不織物材料から選ばれる、請求項１１～１５のいずれか１項記載のデバイス。
【請求項17】
前記中間材料はポリプロピレン不織材料である、請求項１１～１６のいずれか１項記載のデバイス。
【請求項18】
前記少なくとも１つのポリマー膜は多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜である、請求項１１～１７のいずれか１項記載のデバイス。
【請求項19】
前記親和性リガンドは、タンパク質Ａ、タンパク質Ｇ、タンパク質Ｌ、ヒトＦｃ受容体タンパク質、抗体、多糖類及びそれらの組み合わせから選ばれる、請求項１１～１８のいずれか1項記載のデバイス。
【請求項20】
標的タンパク質又は抗体を含む水性混合物を、法線方向流で、らせん巻回膜アセンブリを通して外側流路から内側流路に通過させることを含む、水性混合物から標的タンパク質又は抗体を分離するための方法であって、該巻回膜アセンブリは、
内側流路を形成する少なくとも１つの内側中間材料と、
公称粒子サイズを有する無機粒子を中に有するポリマー膜と、
外側流路を形成する少なくとも１つの外側中間材料と
を含み、かつ
該内側中間材料、該ポリマー膜及び該外側中間材料は、中実の外壁を有するコアの周りに配置されている、方法。
【請求項21】
前記巻回膜アセンブリは、アフィニティークロマトグラフィーデバイスの流路ハウジング内に配置されており、前記アフィニティークロマトグラフィーデバイスは、
該ハウジングの第一の端部に配置され、かつ、該ハウジングへの流体流入を可能にする入口を中に有する、入口流れ分配器、及び
前記巻回膜アセンブリの反対側の第二の端部に配置され、かつ、該ハウジングからの流体流出を可能にする出口を中に有する、出口流れ分配器
のうちの少なくとも１つをさらに含む、請求項２０記載の方法。
【請求項22】
前記クロマトグラフィーデバイスは０．０８未満の無次元抵抗パラメータを有する、請求項２１記載の方法。
【請求項23】
前記クロマトグラフィーデバイスは０．００１～０．０７の範囲の無次元抵抗パラメータを有する、請求項２１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、一般に、アフィニティークロマトグラフィーに関し、より詳細には、法線方向流を有し、水性混合物からの標的タンパク質の分離を可能にするらせん巻回膜アセンブリを含み、そして無次元抵抗パラメータが０．０８未満である、タンパク質分離デバイスに関する。
【背景技術】
【0002】
クロマトグラフィー法は、一般に、混合物からタンパク質、核酸及び多糖類などの目的の分子を分離及び／又は精製するために使用される。アフィニティークロマトグラフィーは、具体的には、結合される目的の分子に特異的なリガンド（すなわち、特異的な結合パートナー）を有するマトリックス上に混合物を通過させることを含む。リガンドと接触すると、目的の分子はマトリックスに結合し、したがって、混合物から保持される。アフィニティークロマトグラフィーは、他のタイプのクロマトグラフィーに比べて特定の利点がある。例えば、アフィニティークロマトグラフィーは、標的タンパク質と他の生体分子の混合物から標的タンパク質を単一工程において高収率で分離することができる精製方法を提供する。
【0003】
現在のアフィニティークロマトグラフィーデバイスの利点にもかかわらず、従来のデバイスよりも短い滞留時間で使用でき、現在の製品と同じ結合能力又はより良い結合能力を提供でき、そして再利用可能であるクロマトグラフィーデバイスが当該技術分野で必要とされている。
【発明の概要】
【0004】
１つの実施形態は、（１）外部ハウジング、（２）該ハウジングへの流体流を可能にするための入口を含む入口流れ分配器、（３）中央に配置されたコア、（４）該コアを包囲する巻回膜アセンブリ、及び（５）該ハウジングからの流体流を可能にするための出口を含む出口エンドキャップ、を含むアフィニティークロマトグラフィーデバイスに関する。巻回膜アセンブリは、内側流路を形成する少なくとも１つの内側中間材料と、公称粒子サイズを有する無機粒子を中に有するポリマー膜と、外側流路を形成する少なくとも１つの外側中間材料とを含む。クロマトグラフィーデバイスは、０．０８未満の無次元抵抗パラメータ及び法線方向流を有する。幾つかの実施形態において、無次元抵抗パラメータは０．００１～０．０７の範囲である。中間材料は、多孔質フルオロポリマーフィルム、多孔質非フルオロポリマーフィルム、多孔質不織材料、多孔質織物材料又はそれらの組み合わせであることができる。少なくとも１つの実施形態において、ポリマー膜は多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜である。
【0005】
第二の実施形態は、（１）外部ハウジング、（２）該ハウジングへの流体流を可能にするための入口を含む入口流れ分配器、（３）中央に配置されたコア、（４）該コアを包囲する巻回膜アセンブリ、（５）該巻回膜アセンブリの一方の端部に配置された入口エンドキャップ、及び、（６）該巻回膜アセンブリの反対側の端部に配置された出口エンドキャップを含む、アフィニティークロマトグラフィーに関する。巻回膜アセンブリは、内側流路を形成する少なくとも１つの内側中間材料と、公称粒子サイズを有する無機粒子を中に有するポリマー膜と、外側流路を形成する少なくとも１つの外側中間材料とを含む。幾つかの実施形態において、無次元抵抗パラメータは、０．００１～０．０７の範囲である。中間材料は、多孔質フルオロポリマーフィルム、多孔質非フルオロポリマーフィルム、多孔質不織材料、多孔質織物材料又はそれらの組み合わせであることができる。少なくとも１つの実施形態において、ポリマー膜は多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜である。
【0006】
第三の実施形態は、標的タンパク質又は抗体を含む水性混合物を、らせん巻回膜アセンブリを通して外側流チェンネルから内側流路に法線方向流で通過させ、そして公称粒子サイズを有する無機粒子を含むポリマー膜を通過させることを含む、水性混合物から標的タンパク質又は抗体を分離するための方法に関する。巻回膜アセンブリは、内側流路を形成する少なくとも１つの内側中間材料と、公称粒子サイズを有する無機粒子を中に有するポリマー膜と、外側流路を形成する少なくとも１つの外側中間材料とを含む。クロマトグラフィーデバイスは、０．０８未満の無次元抵抗パラメータを有する。幾つかの実施形態において、無次元抵抗パラメータは、０．００１～０．０７の範囲である。
【図面の簡単な説明】
【0007】
添付の図面は、開示のさらなる理解を提供するために含まれ、本明細書に組み込まれ、その一部を構成し、実施形態を例示し、明細書の説明とともに、開示の原理を説明するのに役立つ。
【0008】
【0009】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
当業者は、本開示の様々な態様が、意図された機能を発揮するように構成された任意の数の方法及び装置によって実現できることを容易に理解するであろう。本明細書で参照される添付の図は、必ずしも一定の縮尺で描かれているわけではなく、本開示の様々な態様を例示するために誇張されている場合があり、その点で、図は限定として解釈されるべきではないことにも留意されたい。本明細書で使用されるときに、「上（on）」という用語は、ポリマー膜などの要素が別の要素上に直接存在するか、又は介在要素も存在しうることを意味することを理解されたい。「らせん巻回膜アセンブリ」及び「膜アセンブリ」という用語は、本明細書において交換可能に使用されうることを理解されたい。さらに、「らせん巻回膜アセンブリ」及び「膜アセンブリ」は、本明細書で使用されるときに、ポリマー膜単独、及び、中間不織材料を含むポリマー膜の両方を含むことを意味する。
【0012】
本発明は、標的タンパク質を水性混合物から分離し、０．０８未満の無次元抵抗パラメータを有するアフィニティークロマトグラフィーデバイスを対象とする。クロマトグラフィーデバイスは、無機粒子を中に含む少なくとも１つのポリマー膜を含む、らせん巻回膜アセンブリを中に含むハウジングを含む。ポリマー膜は、中央コアの周りに巻回されうる。親和性リガンドは、無機粒子及び／又はポリマー膜に結合されうる。膜アセンブリは、外側流路を内側流路から分離する。さらに、クロマトグラフィーデバイスは、０．０８未満の無次元抵抗パラメータを有する。
【0013】
図１を参照すると、例示的ならせん巻回クロマトグラフィーデバイス１００が示されている。クロマトグラフィーデバイス１００を形成する際に、無機粒子を中に含む少なくとも１つのポリマー膜を、筒形コア１５０の周りに巻き付けて、らせん巻回膜アセンブリ１１０を形成する。幾つかの実施形態において、少なくとも１つの内側中間材料２００を、所望の幅又は事前に指定された量まで、コア１５０に対して周囲方向に配置（例えば、巻回）することができる。次に、無機粒子２１０を中に含むポリマー膜を、所望の幅又は事前に指定された量まで、内側中間材料２００上でコア１５０の周囲に巻回し、少なくとも１つの外側中間材料２２０の外層を、所望の幅又は事前に指定された量まで、ポリマー材料２１０上で周囲方向に配置（例えば、巻回）して、膜アセンブリ１１０を形成する。筒形コア１５０は中空又は中実の内部を有することができる。いずれの場合においても、コア１５０は、中実の外壁１６０を含み、その結果、クロマトグラフィーデバイス１００を通って流れる水性混合物は、以下で詳細に論じられる内側流路１４０（内側中間材料から形成される）内を流れる。中空コア１５０の使用は、コア１５０を形成するために使用される材料の量を減らし、デバイス１００の重量を減らし、製造コストを減らす。
【0014】
膜アセンブリ１１０及び中央コア１５０は流路ハウジング５０内に配置することができる。例示的な実施形態において、流路ハウジング５０は筒形である。図１に示される実施形態において、外側中間材料２２０は外側流路１３０を形成し、内側中間材料２００は内側流路１４０を形成する。本明細書に記載されている実施形態における中間材料２００，２２０は、異なっていても、又は、同じであってもよいことを理解されたい。さらに、２つ以上の中間材料を使用して、外側流路１３０及び内側流路１４０の一方又は両方を形成することができる。使用中、水性混合物は、入口流れ分配器６０内に配置された入口８０に矢印６５の方向で流れ、入口流れ分配器６０及び／又は入口エンドキャップ３５を介して外側流路１３０に向けられている。入口流れ分配器６０及び／又は入口エンドキャップ３５は、水性混合物をフィード方向から外側流路１３０に向けて９０度で指向させる。この再指向は、水性混合物の外側流路１３０へのより均一な流れを促進する。外側流路１３０は、流路ハウジング５０と巻回ポリマー膜２１０との間にある。流れ分配器６０，９０は、ポリオレフィンであり、又は、ポリオレフィンでコーティングされていることができる。
【0015】
水性混合物は、外側流路１３０（すなわち、外側中間材料２２０）を通って矢印３０の方向に流れ、巻回ポリマー膜２１０を横切って矢印７０によって示されるような法線方向（例えば、法線方向流）に流れる。水性混合物が、外側流路１３０から巻回ポリマー膜２１０を横切って法線方向流で通過するときに、親和性リガンドは、標的タンパク質に可逆的に結合し、それにより、水性混合物からそれを効果的に除去する。次に、タンパク質を含まない水性混合物は、中央コア１５０の中実の外壁１６０と巻回ポリマー膜２１０との間に位置する内側流路１４０（すなわち、内側中間材料２００）に入る。タンパク質を含まない水性混合物は、矢印４０の方向で内側流路１４０を通って流れる。
【0016】
次に、タンパク質を含まない水性混合物は、矢印５２によって示されるように、出口エンドキャップ７５及び／又は出口流れ分配器９０によって、クロマトグラフィーデバイス１００の中央部分に向かって、内側流路１４０の底部で再指向される。次に、タンパク質を含まない水性混合物は、出口流れ分配器９０内にある出口８５を通って、矢印４５の方向にクロマトグラフィーデバイス１００から流出する。流路ハウジング５０は、圧力封じ込めハウジング３００内に配置されうる。圧力封じ込めハウジング３００は、流れ分配器６０，９０及び圧力封じ込めハウジング３００がクロマトグラフィーデバイスの動作を妨げない限り、有機、無機又は金属材料から形成することができる。中央コア１５０の直径及び／又は高さ（及び／又は膜の幅及び／又は高さ）は、デバイスの性能に悪影響を与えることなく、はるかに大きな体積を達成するように調整できることを理解されたい。さらに、標的タンパク質は、例えば、当業者によって知られているように、より低いｐＨを有する流体をデバイスに通すことによって、親和性リガンドから除去されうる。
【0017】
図２に示される代替の実施形態において、水性混合物は、クロマトグラフィーデバイス１００から逆方向に、すなわち、内側流路１４０を通って、巻回ポリマー膜１１０を横切って、外側流路１３０に流れる。特に、水性混合物は、矢印４５の方向に出口８５に流れ込む。出口流れ分配器９０及び外壁１６０は、水性混合物をフィード方向から内側流路１４０に向かって９０度指向させる。
【0018】
次に、水性混合物は、矢印４０の方向で内側流路１４０を通って、そして矢印７０によって示されるように、巻回ポリマー膜２１０を横切って法線方向（例えば、法線方向流）に流れる。水性混合物が内側流路１４０から巻回ポリマー膜２１０を横切る法線方向流で通過するときに、親和性リガンドは標的タンパク質に可逆的に結合する。次に、タンパク質を含まない水性混合物は、流路ハウジング５０と巻回ポリマー膜２１０との間に位置する外側流路１３０に入る。タンパク質を含まない水性混合物は、矢印３０の方向で外側流路１３０を通って流れる。
【0019】
タンパク質を含まない水性混合物は、矢印５５によって示されるように、入口流れ分配器６０によって、クロマトグラフィーデバイス３５０の中央部分に向かって外側流路１３０の端部に再指向される。次に、タンパク質を含まない水性混合物は、矢印６５の方向でクロマトグラフィーデバイス３５０から入口８０を通って流出する。図１の上記の実施形態に関して、流路ハウジング５０は、圧力封じ込めハウジング３００内に配置されうる。
【0020】
中間材料２００，２２０は、水性混合物がそこを通って流れることができる限り、特に限定的ではない。適切な中間材料の幾つかの非限定的な例としては、限定するわけではないが、多孔質フルオロポリマーフィルム又は多孔質非フルオロポリマーフィルム（例えば、多孔質ポリプロピレン又は他の多孔質ポリオレフィンフィルム）、多孔質不織材料、又は多孔質織物材料が挙げられる。「らせん巻回膜アセンブリ」及び「膜アセンブリ」は、本明細書で使用されるときに、コアの周囲に巻き付けられたポリマー膜、及び、コアの周囲に巻き付けられたポリマー膜及び中間不織材料、ならびに、コアの周りに巻き付けられたポリマー及び/又はポリマー及び中間材料の任意の組み合わせを記載することが意図されることに留意されたい。幾つかの実施形態において、らせん巻回膜アセンブリは、コアの一方の端部で統合された入口エンドキャップを含み、コアの反対側の端部で統合された出口エンドキャップを含み、統合された再利用可能なカートリッジを形成する。
【0021】
図３に示されるような他の実施形態において、出口エンドキャップ７５及び出口流れ分配器９０が単一の部品に組み合わされているので、統合されたカートリッジは出口流れ分配器から分離されていない。図１に示す実施形態に描かれているように、ポリマー膜２１０を出口エンドキャップ７５に埋め込み、次にそれを出口流れ分配器９０の隣に配置する代わりに、出口流れ分配器９０は、ポリマー膜２１０に直接埋め込まれる。このようにして、出口エンドキャップ７５は、図３に示される実施形態で省略される。
【0022】
図３に示されるクロマトグラフィーデバイス４００の機能は、図１に示されるクロマトグラフィーデバイス１００と実質的に同様である。例えば、水性混合物は、矢印６５の方向で入口流れ分配器６０内にある入口８０を介してクロマトグラフィーデバイス４００に導入される。入口流れ分配器６０及び／又は入口エンドキャップ３５は、水性混合物９０を、フィード方向から、少なくとも１つの外側中間材料から形成された外側流路１４０に向かって９０度指向させる。水性混合物は、外側流路ギャップ１６５に沿って流れ、外側流路１４０（すなわち、外側中間膜）と接続し、そこで矢印３０の方向に流れる。水性混合物は、巻回ポリマー膜２１０を横切って、外側流路１４０から内側流路１３０に矢印７０によって示されるように、法線方向（例えば、法線方向流）に流れる。水性混合物が巻回ポリマー膜２１０を通過するときに、親和性リガンドは標的タンパク質に可逆的に結合する。
【0023】
次に、タンパク質を含まない水性混合物は、矢印５２によって示されるように、出口流れ分配器９０によって、内側流路１３０の底部で、クロマトグラフィーデバイス４００の中央部分に向けて再指向される。タンパク質を含まない水性混合物は、矢印４５の方向で、出口流れ分配器９０内にある出口８５を通してクロマトグラフィーデバイス４００から流出する。本明細書に記載の他の実施形態と同様に、流路ハウジング５０を圧力封じ込めハウジング３００内に配置することができる。
【0024】
ポリマー膜は無機粒子を含む。幾つかの実施形態において、ポリマー膜は、ポリマー膜内に１つを超えるタイプの無機粒子及び／又は１つを超える公称粒子サイズを含むことができる。ポリマー膜は、約２０質量％～約９５質量％、約３５質量％～約９０質量％、約５０質量％～約９０質量％、約６０質量％～約９０質量％、約７０質量％～約９０質量％又は約８０質量％～９０質量％の無機粒子を含むことができる。適切な無機粒子の非限定的な例としては、シリカ、ゼオライト、ヒドロキシアパタイト、金属酸化物及びそれらの組み合わせが挙げられる。「シリカ」という用語は、本明細書で使用されるときに、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）によって測定して、測定可能な量のホウ素を含まないか、又は、ホウ素を含まない二酸化ケイ素を記載することが意図されることを理解されたい。さらに、無機粒子は、中実性又は多孔性のいずれかであってもよく、そして様々なサイズ及び形状を有することができる。
【0025】
無機粒子は、約０．１ミクロン、約０．５ミクロン、約１ミクロン、約５ミクロン、約１０ミクロン、約１５ミクロン、約２０ミクロン又は約２５ミクロン又はそれ以上の公称粒子サイズを有することができる。さらに、無機粒子は単分散又は多分散であることができる。
【0026】
幾つかの実施形態において、親和性リガンドは無機粒子に共有結合している。別の実施形態において、親和性リガンドは、ポリマー膜に共有結合している。さらなる実施形態において、親和性リガンドは、ポリマー膜及び無機粒子の両方に結合されうる。親和性リガンドは、標的タンパク質又は抗体に可逆的に結合するタンパク質、抗体又は多糖類であることができる。１つの実施形態において、親和性リガンドは、例えば、抗体のＦｃ領域、抗体フラグメント、Ｆｃ融合タンパク質、又は、抗体／薬物複合体に可逆的に結合するタンパク質である。別の実施形態において、親和性リガンドは、特異的であるタンパク質又はタンパク質フラグメントに可逆的に結合する抗体、タンパク質Ｌ又は多糖類である。アフィニティークロマトグラフィーデバイスで使用するための例示的な親和性リガンドとしては、限定するわけではないが、タンパク質Ａ、タンパク質Ｇ、タンパク質Ｌ、ヒトＦｃ受容体タンパク質、他のタンパク質に特異的に結合する抗体及びヘパリンが挙げられる。親和性リガンドは、天然、組換え又は合成であることができる。さらに別の実施形態において、親和性リガンドは、Ｈｉｓタグ付きタンパク質に可逆的に結合する金属親和性リガンドである。
【0027】
少なくとも１つの実施形態において、フルオロポリマー膜は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）膜又は延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）膜である。Bacinoらの米国特許第７，３０６，７２９号、Goreの米国特許第３，９５３，５６６号、Bacinoの米国特許第５，４７６，５８９号又はBrancaらの米国特許第５，１８３，５４５号明細書に記載されている方法に従って調製された延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）膜はここで使用することができる。さらに、フルオロポリマー膜は、当該技術分野で知られている方法を使用して、親水性（例えば、水濡れ性）にすることができ、該方法は、例えば、限定するわけではないが、Okitaらの米国特許第４，１１３，９１２号明細書に開示されている方法である。Drumhellerの米国特許第５，８９７，９５５号、Drumhellerの米国特許第５，９１４，１８２号又はDrumhellerの米国特許第８，５９１，９３２号明細書に記載されているようなリガンドに効果的に結合するコーティングをポリマー膜に適用することができる。
【0028】
フルオロポリマー膜はまた、機能性テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）コポリマー材料を含むポリマー材料を含むことができ、ここで、機能性ＴＦＥコポリマー材料は、ＴＦＥ及びＰＳＶＥ（ペルフルオロスルホニルビニルエーテル）の機能性コポリマー、又はＴＦＥと別の適切な機能性モノマー、例えば、限定するわけではないが、フッ化ビニリデン（ＶＤＦ）、酢酸ビニル又はビニルアルコールとの機能性コポリマーが挙げられる。機能性ＴＦＥコポリマー材料は、例えば、Ｘｕらの米国特許第９，１３９，７０７号又はＸｕらの米国特許第８，６５８，７０７号明細書に記載されている方法に従って調製することができる。
【0029】
本出願全体を通して、「ＰＴＦＥ」という用語は、便宜上、本明細書で使用され、ポリテトラフルオロエチレンだけでなく、Brankaの米国特許第５，７０８，０４４号、Ballieの米国特許第６，５４１，５８９号、Sabolらの米国特許第７，５３１，６１１号、Fordの米国特許第８，６３７，１４４号及びXuらの米国特許第９，１３９，６６９号明細書に記載されているような、延伸ＰＴＦＥ、延伸変性ＰＴＦＥ、及び、ＰＴＦＥの延伸コポリマーを含むことが意図されることを理解されたい。
【0030】
１つ以上の例示的な実施形態において、ポリマー膜は、限定するわけではないが、米国特許公開第２０１９／００３２０６９号明細書に教示されているとおりのポリ（ｐ-キシリレン）（ｅＰＰＸ）、Sbrigliaの米国特許第９，９２６，４１６号明細書に教示されているとおりの多孔質超高分子量ポリエチレン（ｅＵＨＭＷＰＥ）、Sbrigliaの米国特許第９，９３２，４２９号明細書に教示されているとおりの多孔質エチレンテトラフルオロエチレン（ｅＥＴＦＥ）、Sbrigliaらの米国特許第７，９３２，１８４号明細書に教示されているとおりの多孔質ポリ乳酸（ｅＰＬＬＡ）、Sbrigliaの米国特許第９，４４１，０８８号明細書に教示されているとおりの多孔質ポリフッ化ビニリデン-コ-テトラフルオロエチレン又はトリフルオロエチレン[VDF-コ-（TFE又はTrFE）]ポリマーなどの１つ以上の非フルオロポリマー材料から形成することができる。
【0031】
また、ポリマー膜は、例えば、ポリオレフィン膜（例えば、ポリプロピレン膜）、有機膜（例えば、セルロース系膜）、構造化ヒドロゲル膜又はアガロース膜であることができる。
【0032】
本明細書に記載のアフィニティークロマトグラフィーデバイスは、０．０８未満、０．０７５未満、０．０７未満、０．０６５未満、０．０６未満、０．０５５未満、０．０５未満、０．０４５未満、０．０４未満、０．０３５未満、０．０３未満、０．０２５未満、０．０２未満、０．０１５未満又は０．０１未満の無次元抵抗パラメータを有する。無次元パラメータは、約０．００１～約０．０８、約０．００１～約０．０７、約０．００１～約０．０６、約０．００１～約０．０５、約０．００１～約０．０３、約０．００１～約０．０２、約０．００１～約０．０１であることができる。無次元パラメータは、Nussbaumerの米国特許第６，２５７，４１６号明細書で議論されており、次の式で表される。
（上式中、Ｒ１は吸着器中空シリンダのｃｍ単位での内直径であり、
Ｒ２は吸着器の中空シリンダのｃｍ単位での外直径であり、
ｋは外側環状プレナムのｃｍ単位での幅であり、
Ｌは吸着器の中空シリンダのｃｍ単位での長さであり、
Ｄは個々の膜を通過するｃｍｃＰ/ｍｉｎ-ｂａｒ単位での流束であり、そして
ｄは個々の膜のｃｍ単位での厚さである）
Nussbaumerによると、無次元パラメータは０．０８～０．８とすべきでる。この用途によるクロマトグラフィーデバイスは０．０８未満の無次元パラメータを達成することができる。
【数1】
Ｒ２は吸着器の中空シリンダのｃｍ単位での外直径であり、
ｋは外側環状プレナムのｃｍ単位での幅であり、
Ｌは吸着器の中空シリンダのｃｍ単位での長さであり、
Ｄは個々の膜を通過するｃｍｃＰ/ｍｉｎ-ｂａｒ単位での流束であり、そして
ｄは個々の膜のｃｍ単位での厚さである）
Nussbaumerによると、無次元パラメータは０．０８～０．８とすべきでる。この用途によるクロマトグラフィーデバイスは０．０８未満の無次元パラメータを達成することができる。
【0033】
有利には、クロマトグラフィーデバイスを複数回使用することができる。さらに、クロマトグラフィーデバイスは、各分離プロセスの後に、又は、複数の分離プロセスの後に、苛性溶液（例えば、水酸化ナトリウム、リン酸、クエン酸、エタノールなど）でクリーニングされ、再利用されることができる。
【0034】
膜アセンブリ１１０の例示的な実施形態が本明細書に記載されているが、任意の数のポリマー膜、ならびに、ありとあらゆるポリマー膜のタイプ、無機粒子のタイプ、無機粒子のサイズ、無機粒子の形状及び膜アセンブリ内のポリマー膜の配向の組み合わせは、本開示の範囲内である。また、一部又はすべてのポリマー膜は、組成、厚さ、透過性などが互いに異なることができる。
【0035】
当業者は、本開示の様々な態様が、意図された機能を発揮するように構成された任意の数の方法及び装置によって実現できることを容易に理解するであろう。本明細書で参照される添付の図は、必ずしも一定の縮尺で描かれているわけではなく、本開示の様々な態様を例示するために誇張されている場合があり、その点で、図は限定として解釈されるべきではないことにも留意されたい。
【実施例】
【0036】
例１：
１５質量パーセントのＰＴＦＥ及び８５質量パーセントの公称粒子サイズが２０ミクロンである多孔質シリカ粒子を有する多孔質ＰＴＦＥ膜（Ｇｒａｃｅ、メリーランド州ボルチモア）を入手した。ポリプロピレン不織材料を入手した（テネシー州オールドヒッコリーのBerry Plasticから部品番号Ｔ３１６１Ｌ）。ポリプロピレン不織材料及び多孔質ＰＴＦＥ膜を、ポリプロピレン不織材料用のブレードボックスを備えたトランスファースリッター及び多孔質ＰＴＦＥ膜用のせん断切断スリッターを使用して、所望の幅にスリットした。内側流路用の１００ｃｍのポリプロピレン不織材料及び外側流路用の１２０ｃｍのプロピレン不織布材料を、巻尺を使用して、適切なスリット幅のロールから切り取った。巻尺を使用して、適切なスリット幅のロールから２４８ｃｍの多孔質ＰＴＦＥ膜を切り取った。外側流路不織材料を３インチ（約７．６ｃｍ）のポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）コアに接着させ、コアの周囲に巻き付けた。外側流路を形成するポリプロピレン不織材料の端部を、インパルスシーラー（UlineのモデルKF-200H）を使用して、多孔質ＰＴＦＥ膜の一端に結合させた。次に、多孔質ＰＴＦＥ膜をコア上のポリプロピレン不織材料の上に巻き付けた。多孔質ＰＴＦＥ膜の露出端を、インパルスシーラー（UlineのモデルKF-200H）を使用して、内側流路を形成するポリプロピレン不織材料の一端に結合させた。ポリプロピレン不織材料の内側流路を、コア上の多孔質ＰＴＦＥ膜の上に巻き付けた。これにより、バッチ構成要素を作成した。
１５質量パーセントのＰＴＦＥ及び８５質量パーセントの公称粒子サイズが２０ミクロンである多孔質シリカ粒子を有する多孔質ＰＴＦＥ膜（Ｇｒａｃｅ、メリーランド州ボルチモア）を入手した。ポリプロピレン不織材料を入手した（テネシー州オールドヒッコリーのBerry Plasticから部品番号Ｔ３１６１Ｌ）。ポリプロピレン不織材料及び多孔質ＰＴＦＥ膜を、ポリプロピレン不織材料用のブレードボックスを備えたトランスファースリッター及び多孔質ＰＴＦＥ膜用のせん断切断スリッターを使用して、所望の幅にスリットした。内側流路用の１００ｃｍのポリプロピレン不織材料及び外側流路用の１２０ｃｍのプロピレン不織布材料を、巻尺を使用して、適切なスリット幅のロールから切り取った。巻尺を使用して、適切なスリット幅のロールから２４８ｃｍの多孔質ＰＴＦＥ膜を切り取った。外側流路不織材料を３インチ（約７．６ｃｍ）のポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）コアに接着させ、コアの周囲に巻き付けた。外側流路を形成するポリプロピレン不織材料の端部を、インパルスシーラー（UlineのモデルKF-200H）を使用して、多孔質ＰＴＦＥ膜の一端に結合させた。次に、多孔質ＰＴＦＥ膜をコア上のポリプロピレン不織材料の上に巻き付けた。多孔質ＰＴＦＥ膜の露出端を、インパルスシーラー（UlineのモデルKF-200H）を使用して、内側流路を形成するポリプロピレン不織材料の一端に結合させた。ポリプロピレン不織材料の内側流路を、コア上の多孔質ＰＴＦＥ膜の上に巻き付けた。これにより、バッチ構成要素を作成した。
【0037】
駆動テークアップ及びマグブレーキペイオフを備えたワインダーを使用して、バッチ構成要素の材料を、長さ２．９ｃｍ及び直径４．４ｃｍを有するポリプロピレンコアに移した。ポリプロピレンコアをテークアップ位置でチャックアップした。バッチ構成要素をペイオフ上に置いた。ポリプロピレン不織材料の内側流路の自由端を、はんだごて（ウェラー部品番号WSD81）を使用してポリプロピレンコアに結合させた。次に、ワインダーを使用して、バッチ構成要素からポリプロピレンコアに材料を移した。巻き取りプロセスの最後に、外側流路ポリプロピレン不織材料の端部をはんだごて（ウェラー部品番号WSD81）を使用してそれ自体に結合し、巻き取りが解けるのを防止した。これにより、らせん巻回膜アセンブリを作成した。
【0038】
らせん巻回膜アセンブリを、ＩＲサーボ駆動プラスチック溶接機（ＤｕｋａｎｅのＨＨＰＷ１４３２Ｓ－ＩＲ ＴＲＩＰＬＥ ＡＸＩＳ ＳＥＲＶＯ ＩＲ溶接機）を使用してシールした。らせん巻回膜アセンブリ及び直径７．１ｃｍのポリプロピレン出口エンドキャップをプラスチック溶接機の工具に配置した。溶接機は出口エンドキャップ及びらせん巻回膜アセンブリのコアを加熱した。溶接機は、出口エンドキャップ及びコアを結合位置に持ってきて、出口エンドキャップとポリプロピレンコアとの間にシールを作成し、ポリプロピレン不織材料及び多孔質ＰＴＦＥ膜を出口エンドキャップに埋め込んだ。出口エンドキャップ及び入口エンドキャップを備えたらせん巻回膜アセンブリをプラスチック溶接機の工具に配置した。溶接機は入口エンドキャップ（直径６．９ｃｍ）及びらせん巻回膜アセンブリのコアを加熱した。溶接機は、入口エンドキャップ及びポリプロピレンコアを結合位置に持ってきて、入口エンドキャップとポリプロピレンコアの間にシールを形成し、ポリプロピレン不織材料及び多孔質ＰＴＦＥ膜を入口エンドキャップに埋め込んだ。これにより、一体型カートリッジを作成した。
【0039】
一体型カートリッジを、出口流れ分配器でシールするためのガスケットリング及びハウジングへの流れ分配器をシールするためのシリコーンＯリングを使用して、Ｕｌｔｅｍ流路ハウジング内に配置された。次に、流路ハウジングをアルミニウム圧力封じ込めハウジング内に配置した。圧力封じ込めハウジングでキャップを締めて、流路ハウジングにシール力を提供し、それによってクロマトグラフィーデバイスを作成した。
【0040】
クロマトグラフィーデバイスを９５／５のエタノール／水溶液を使用して洗浄し、次にＤＩ水で２回目の洗浄をした。標的タンパク質又は抗体を可逆的に結合するための親和性リガンドを、当該技術分野でよく知られているように、還元的アミノ化プロセスを使用して多孔質シリカ粒子に結合させた。
【0041】
無次元パラメータは０．００３であると計算された。巻回膜アセンブリの構成要素の寸法を表１に示す。無次元パラメータの結果を表２に示す。
【0042】
例２：
クロマトグラフィーデバイスを形成するための方法を、ポリプロピレンコアが５．６ｃｍの高さを有することを除いて、例１に記載された方法で行った。無次元パラメータは０．００５と計算された。巻回膜アセンブリの構成要素の寸法を表１に示す。無次元パラメータの結果を表２に示す。
クロマトグラフィーデバイスを形成するための方法を、ポリプロピレンコアが５．６ｃｍの高さを有することを除いて、例１に記載された方法で行った。無次元パラメータは０．００５と計算された。巻回膜アセンブリの構成要素の寸法を表１に示す。無次元パラメータの結果を表２に示す。
【0043】
例３：
１５質量パーセントのＰＴＦＥ及び８５質量パーセントの２０ミクロンの公称粒子サイズを有する多孔質シリカ粒子を有する多孔質ＰＴＦＥ膜（Ｇｒａｃｅ、メリーランド州ボルチモア）を入手する。ポリプロピレン不織材料を入手する（テネシー州オールドヒッコリーのBerry Plasticからの部品番号Ｔ３１６１Ｌ）。ポリプロピレン不織布及び多孔質ＰＴＦＥ膜を、ポリプロピレン不織材料用のブレードボックスを備えたトランスファースリッター及び多孔質ＰＴＦＥ膜用のせん断切断スリッターを使用して、所望の幅にスリットする。内側流路用の１００ｃｍのポリプロピレン不織材料及び外側流路用の１５０ｃｍのプロピレン不織材料を、巻尺を使用して適切なスリット幅のロールから切断する。巻尺を使用して、適切なスリット幅のロールから１，１３０ｃｍの多孔質ＰＴＦＥ膜を切断する。外側流路不織材料を、３インチ（約７．６ｃｍ）のポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）コアに接着させ、コアの周囲に巻き付ける。外側流路を形成するポリプロピレン不織材料の端部を、インパルスシーラー（UlineのモデルKF-200H）を使用して多孔質ＰＴＦＥ膜の一端に結合させる。次に、多孔質ＰＴＦＥ膜をコア上のポリプロピレン不織材料の上に巻き付ける。多孔質ＰＴＦＥ膜の露出端を、インパルスシーラー（UlineのモデルKF-200H）を使用して、内側流路を形成するポリプロピレン不織材料の一端に結合させる。ポリプロピレン不織材料の内側流路を、コア上の多孔質ＰＴＦＥ膜の上に巻き付ける。これにより、バッチ構成要素を作成する。
１５質量パーセントのＰＴＦＥ及び８５質量パーセントの２０ミクロンの公称粒子サイズを有する多孔質シリカ粒子を有する多孔質ＰＴＦＥ膜（Ｇｒａｃｅ、メリーランド州ボルチモア）を入手する。ポリプロピレン不織材料を入手する（テネシー州オールドヒッコリーのBerry Plasticからの部品番号Ｔ３１６１Ｌ）。ポリプロピレン不織布及び多孔質ＰＴＦＥ膜を、ポリプロピレン不織材料用のブレードボックスを備えたトランスファースリッター及び多孔質ＰＴＦＥ膜用のせん断切断スリッターを使用して、所望の幅にスリットする。内側流路用の１００ｃｍのポリプロピレン不織材料及び外側流路用の１５０ｃｍのプロピレン不織材料を、巻尺を使用して適切なスリット幅のロールから切断する。巻尺を使用して、適切なスリット幅のロールから１，１３０ｃｍの多孔質ＰＴＦＥ膜を切断する。外側流路不織材料を、３インチ（約７．６ｃｍ）のポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）コアに接着させ、コアの周囲に巻き付ける。外側流路を形成するポリプロピレン不織材料の端部を、インパルスシーラー（UlineのモデルKF-200H）を使用して多孔質ＰＴＦＥ膜の一端に結合させる。次に、多孔質ＰＴＦＥ膜をコア上のポリプロピレン不織材料の上に巻き付ける。多孔質ＰＴＦＥ膜の露出端を、インパルスシーラー（UlineのモデルKF-200H）を使用して、内側流路を形成するポリプロピレン不織材料の一端に結合させる。ポリプロピレン不織材料の内側流路を、コア上の多孔質ＰＴＦＥ膜の上に巻き付ける。これにより、バッチ構成要素を作成する。
【0044】
駆動テークアップ及びマグブレーキペイオフを備えたワインダーを使用して、バッチ構成要素の材料を、長さ５．６ｃｍ及び直径４．４ｃｍを有するポリプロピレンコアに移す。ポリプロピレンコアを、テークアップ位置にチャックアップする。バッチ構成要素をペイオフ上に置く。ポリプロピレン不織材料の内側流路の端部を、はんだごて（ウェラー部品番号WSD81）を使用してポリプロピレンコアに結合させる。次に、ワインダーを使用して、バッチ構成要素からポリプロピレンコアに材料を移す。巻回プロセスの最後に、外側流路ポリプロピレン不織材料の端部を、はんだごて（ウェラー部品番号WSD81）を使用してそれ自体に結合させ、巻き取りが解けるのを防止する。これにより、らせん巻回膜アセンブリを作成する。
【0045】
らせん巻回膜アセンブリを、ＩＲサーボ駆動プラスチック溶接機（ＤｕｋａｎｅのＨＨＰＷ１４３２Ｓ－ＩＲ ＴＲＩＰＬＥ ＡＸＩＳ ＳＥＲＶＯ ＩＲ溶接機）を使用してシールする。らせん巻回膜アセンブリ及び直径１１．２ｃｍのポリプロピレン出口エンドキャップをプラスチック溶接機の工具に配置する。溶接機は、出口エンドキャップ及びらせん巻回膜アセンブリのコアを加熱する。溶接機は、出口エンドキャップ及びコアを結合位置に持っていき、出口エンドキャップとポリプロピレンコアとの間にシールを作成し、ポリプロピレン不織材料及び多孔質ＰＴＦＥ膜を出口エンドキャップに埋め込む。出口エンドキャップと入口エンドキャップを備えたらせん巻回膜アセンブリを、プラスチック溶接機の工具内に配置する。溶接機は入口エンドキャップ（直径１１．０ｃｍ）及びらせん巻回膜アセンブリのコアを加熱する。溶接機は、入口エンドキャップ及びポリプロピレンコアを結合位置に持っていき、入口エンドキャップとポリプロピレンコアとの間にシールを形成し、ポリプロピレン不織材料及び多孔質ＰＴＦＥ膜を入口エンドキャップに埋め込む。これにより、一体型カートリッジを作成する。
【0046】
一体型カートリッジを、出口流れ分配器でシールするためのｅＰＴＦＥガスケット及びハウジングへの流れ分配器をシールするためのシリコーンＯリングを使用して、Ｕｌｔｅｍ流路ハウジング内に配置する。次に、流路ハウジングをアルミニウム圧力封じ込めハウジング内に配置させる。圧力封じ込めハウジングのキャップを締めて、流路ハウジングにシール力を与え、クロマトグラフィーデバイスを作成する。
【0047】
クロマトグラフィーデバイスを９５／５エタノール／水溶液を使用して洗浄し、次にＤＩ水で２回目の洗浄をする。標的タンパク質又は抗体を可逆的に結合するための親和性リガンドは、当該技術分野でよく知られているように、還元的アミノ化プロセスを使用して多孔質シリカ粒子に結合される。
【0048】
クロマトグラフィーデバイスについて上記のパラメータを使用する無次元パラメータは０．００５であると計算される。巻回膜アセンブリの構成要素の寸法を表１に示す。無次元パラメータの結果を表２に示す。
【0049】
例４：
１５質量パーセントのＰＴＦＥ及び８５質量パーセントの２０ミクロンの公称粒子サイズを有する多孔質シリカ粒子を有する多孔質ＰＴＦＥ膜（Ｇｒａｃｅ、メリーランド州ボルチモア）を入手する。ポリプロピレン不織材料を入手する（テネシー州オールドヒッコリーのBerry Plasticからの部品番号Ｔ３１６１Ｌ）。ポリプロピレン不織布及び多孔質ＰＴＦＥ膜を、ポリプロピレン不織材料用のブレードボックスを備えたトランスファースリッター及び多孔質ＰＴＦＥ膜用のせん断切断スリッターを使用して、所望の幅にスリットする。内側流路用の４５ｃｍのポリプロピレン不織材料及び外側流路用の４５ｃｍのプロピレン不織材料を、巻尺を使用して適切なスリット幅のロールから切断する。巻尺を使用して、適切なスリット幅のロールから１００ｃｍの多孔質ＰＴＦＥ膜を切断する。外側流路不織材料を、３インチ（約７．６ｃｍ）のポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）コアに接着させ、コアの周囲に巻き付ける。外側流路を形成するポリプロピレン不織材料の端部を、インパルスシーラー（UlineのモデルKF-200H）を使用して多孔質ＰＴＦＥ膜の一端に結合させる。次に、多孔質ＰＴＦＥ膜をコア上のポリプロピレン不織材料の上に巻き付ける。多孔質ＰＴＦＥ膜の露出端を、インパルスシーラー（UlineのモデルKF-200H）を使用して、内側流路を形成するポリプロピレン不織材料の一端に結合させる。内側流路ポリプロピレン不織材料を、コア上の多孔質ＰＴＦＥ膜の上に巻き付ける。これにより、バッチ構成要素を作成する。
１５質量パーセントのＰＴＦＥ及び８５質量パーセントの２０ミクロンの公称粒子サイズを有する多孔質シリカ粒子を有する多孔質ＰＴＦＥ膜（Ｇｒａｃｅ、メリーランド州ボルチモア）を入手する。ポリプロピレン不織材料を入手する（テネシー州オールドヒッコリーのBerry Plasticからの部品番号Ｔ３１６１Ｌ）。ポリプロピレン不織布及び多孔質ＰＴＦＥ膜を、ポリプロピレン不織材料用のブレードボックスを備えたトランスファースリッター及び多孔質ＰＴＦＥ膜用のせん断切断スリッターを使用して、所望の幅にスリットする。内側流路用の４５ｃｍのポリプロピレン不織材料及び外側流路用の４５ｃｍのプロピレン不織材料を、巻尺を使用して適切なスリット幅のロールから切断する。巻尺を使用して、適切なスリット幅のロールから１００ｃｍの多孔質ＰＴＦＥ膜を切断する。外側流路不織材料を、３インチ（約７．６ｃｍ）のポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）コアに接着させ、コアの周囲に巻き付ける。外側流路を形成するポリプロピレン不織材料の端部を、インパルスシーラー（UlineのモデルKF-200H）を使用して多孔質ＰＴＦＥ膜の一端に結合させる。次に、多孔質ＰＴＦＥ膜をコア上のポリプロピレン不織材料の上に巻き付ける。多孔質ＰＴＦＥ膜の露出端を、インパルスシーラー（UlineのモデルKF-200H）を使用して、内側流路を形成するポリプロピレン不織材料の一端に結合させる。内側流路ポリプロピレン不織材料を、コア上の多孔質ＰＴＦＥ膜の上に巻き付ける。これにより、バッチ構成要素を作成する。
【0050】
駆動テークアップ及びマグブレーキペイオフを備えたワインダーを使用して、バッチ構成要素の材料を、長さ２．５ｃｍ及び直径２．０ｃｍのポリプロピレンコアに移す。ポリプロピレンコアをテークアップ位置にチャックアップさせる。バッチ構成要素をペイオフ上に配置する。内側流路ポリプロピレン不織材料の端部を、はんだごて（ウェラー部品番号WSD81）を使用してポリプロピレンコアに結合させる。ワインダーを使用して、バッチ構成要素からポリプロピレンコアに材料を移す。巻き取りプロセスの最後に、外側流路ポリプロピレン不織材料の端を、はんだごて（ウェラー部品番号WSD81）を使用してそれ自体に結合させ、巻き取りが解かれるのを防止する。これにより、らせん巻回膜アセンブリを作成する。
【0051】
らせん巻回膜アセンブリを、ＩＲサーボ駆動プラスチック溶接機（ＤｕｋａｎｅのＨＨＰＷ１４３２Ｓ－ＩＲ ＴＲＩＰＬＥ ＡＸＩＳ ＳＥＲＶＯ ＩＲ溶接機）を使用してシールする。らせん膜アセンブリ及び直径４．１ｃｍのポリプロピレン出口エンドキャップをプラスチック溶接機の工具内に配置する。溶接機は出口エンドキャップ及びらせん巻回膜アセンブリのコアを加熱する。溶接機は、出口エンドキャップ及びコアを結合位置に持っていき、出口エンドキャップとポリプロピレンコアの間にシールを作成し、ポリプロピレン不織材料及び多孔質ＰＴＦＥ膜を出口エンドキャップに埋め込む。出口エンドキャップ及び入口エンドキャップを備えたらせん巻回膜アセンブリを、プラスチック溶接機の工具に配置する。溶接機は入口エンドキャップ（直径４．０ｃｍ）及びらせん巻回膜アセンブリのコアを加熱する。溶接機は、入口エンドキャップ及びポリプロピレンコアを結合位置に持ってきて、入口エンドキャップとポリプロピレンコアの間にシールを形成し、ポリプロピレン不織材料及び多孔質ＰＴＦＥ膜を入口エンドキャップに埋め込む。これにより、一体型カートリッジを作成する。
【0052】
一体型カートリッジを、出口流れ分配器でシールするためのｅＰＴＦＥガスケット及びハウジング内への流れ分配器をシールするためのシリコーンＯリングを使用して、Ｕｌｔｅｍ流路ハウジング内に配置させる。次に、流路ハウジングをアルミニウム圧力封じ込めハウジングに配置させる。圧力封じ込めハウジングのキャップを締めて、流路ハウジングにシール力を与え、クロマトグラフィーデバイスを作成する。
【0053】
クロマトグラフィーデバイスを９５／５エタノール／水溶液を使用して洗浄し、次にＤＩ水で２回目の洗浄をする。標的タンパク質又は抗体を可逆的に結合するための親和性リガンドは、当該技術分野でよく知られているように、還元的アミノ化プロセスを使用して多孔質シリカ粒子に結合される。
【0054】
クロマトグラフィーデバイスのための上記のパラメータを使用する無次元パラメータは、０．００２であると計算される。巻回膜アセンブリの構成要素の寸法を表１に示す。無次元パラメータの結果を表２に示す。
【0055】
例５：
１５質量パーセントのＰＴＦＥ及び８５質量パーセントの２０ミクロンの公称粒子サイズを有する多孔質シリカ粒子を有する多孔質ＰＴＦＥ膜（Ｇｒａｃｅ、メリーランド州ボルチモア）を入手する。ポリプロピレン不織材料を入手する（テネシー州オールドヒッコリーのBerry Plasticからの部品番号Ｔ３１６１Ｌ）。ポリプロピレン不織材料及び多孔質ＰＴＦＥ膜を、ポリプロピレン不織材料用のブレードボックスを備えたトランスファースリッター及び多孔質ＰＴＦＥ膜用のせん断切断スリッターを使用して、所望の幅にスリットする。内側流路用の６８０ｃｍのポリプロピレン不織材料及び外側流路用の３７０ｃｍのプロピレン不織材料を、巻尺を使用して適切なスリット幅のロールから切断する。巻尺を使用して、９，０００ｃｍの多孔質ＰＴＦＥ膜を適切なスリット幅のロールから切断する。外側流路不織材料を、３インチ（約７．６ｃｍ）のポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）コアに接着させ、コアの周囲に巻き付ける。外側流路を形成するポリプロピレン不織材料の端部を、インパルスシーラー（UlineのモデルKF-200H）を使用して多孔質ＰＴＦＥ膜の一端に結合させる。次に、多孔質ＰＴＦＥ膜をコア上のポリプロピレン不織材料の上に巻き付ける。多孔質ＰＴＦＥ膜の露出端を、インパルスシーラー（UlineのモデルKF-200H）を使用して、内側流路を形成するポリプロピレン不織材料の一端に結合させる。ポリプロピレン不織材料の内側流路を、コア上の多孔質ＰＴＦＥ膜の上に巻き付ける。これにより、バッチ構成要素を作成する。
１５質量パーセントのＰＴＦＥ及び８５質量パーセントの２０ミクロンの公称粒子サイズを有する多孔質シリカ粒子を有する多孔質ＰＴＦＥ膜（Ｇｒａｃｅ、メリーランド州ボルチモア）を入手する。ポリプロピレン不織材料を入手する（テネシー州オールドヒッコリーのBerry Plasticからの部品番号Ｔ３１６１Ｌ）。ポリプロピレン不織材料及び多孔質ＰＴＦＥ膜を、ポリプロピレン不織材料用のブレードボックスを備えたトランスファースリッター及び多孔質ＰＴＦＥ膜用のせん断切断スリッターを使用して、所望の幅にスリットする。内側流路用の６８０ｃｍのポリプロピレン不織材料及び外側流路用の３７０ｃｍのプロピレン不織材料を、巻尺を使用して適切なスリット幅のロールから切断する。巻尺を使用して、９，０００ｃｍの多孔質ＰＴＦＥ膜を適切なスリット幅のロールから切断する。外側流路不織材料を、３インチ（約７．６ｃｍ）のポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）コアに接着させ、コアの周囲に巻き付ける。外側流路を形成するポリプロピレン不織材料の端部を、インパルスシーラー（UlineのモデルKF-200H）を使用して多孔質ＰＴＦＥ膜の一端に結合させる。次に、多孔質ＰＴＦＥ膜をコア上のポリプロピレン不織材料の上に巻き付ける。多孔質ＰＴＦＥ膜の露出端を、インパルスシーラー（UlineのモデルKF-200H）を使用して、内側流路を形成するポリプロピレン不織材料の一端に結合させる。ポリプロピレン不織材料の内側流路を、コア上の多孔質ＰＴＦＥ膜の上に巻き付ける。これにより、バッチ構成要素を作成する。
【0056】
駆動テークアップ及びマグブレーキペイオフを備えたワインダーを使用して、バッチ構成要素の材料を、長さ３０．１ｃｍ及び直径１９．５ｃｍを有するポリプロピレンコアに移す。ポリプロピレンコアをテークアップ位置にチャックアップする。バッチ構成要素をペイオフ上に配置する。内側流路ポリプロピレン不織材料の端部を、はんだごて（ウェラー部品番号WSD81）を使用してポリプロピレンコアに結合させる。次に、ワインダーを使用して、バッチ構成要素からポリプロピレンコアに材料を移す。巻き取りプロセスの最後に、外側流路ポリプロピレン不織材料の端部をはんだごて（ウェラー部品番号WSD81）を使用してそれ自体に結合させ、巻き取りが解けるのを防止する。これにより、らせん巻回膜アセンブリを作成する。
【0057】
らせん巻回膜アセンブリを、ＩＲサーボ駆動プラスチック溶接機（ＤｕｋａｎｅのＨＨＰＷ１４３２Ｓ－ＩＲ ＴＲＩＰＬＥ ＡＸＩＳ ＳＥＲＶＯ ＩＲ溶接機）を使用してシールさせる。らせん巻回膜アセンブリ及び直径３４．３ｃｍのポリプロピレン出口エンドキャップをプラスチック溶接機の工具内に配置する。溶接機は出口エンドキャップ及びらせん巻回膜アセンブリのコアを加熱する。溶接機は、出口エンドキャップ及びコアを結合位置に持っていき、出口エンドキャップとポリプロピレンコアとの間にシールを作成し、ポリプロピレン不織材料及び多孔質ＰＴＦＥ膜を出口エンドキャップに埋め込む。出口エンドキャップ及び入口エンドキャップを備えたらせん巻回膜アセンブリを、プラスチック溶接機の工具内に配置させる。溶接機は入口エンドキャップ（直径３４．２ｃｍ）及びらせん巻回膜アセンブリのコアを加熱する。溶接機は、入口エンドキャップ及びポリプロピレンコアを結合位置に持ってきて、入口エンドキャップとポリプロピレンコアとの間にシールを形成し、ポリプロピレン不織材料及び多孔質ＰＴＦＥ膜を入口エンドキャップに埋め込む。これにより、一体型カートリッジを作成する。
【0058】
一体型カートリッジは、出口流れ分配器でシールするためのｅＰＴＦＥガスケット及びハウジングへの流れ分配器をシールするためのシリコーンＯリングを使用して、Ｕｌｔｅｍ流路ハウジング内に配置される。次に、流路ハウジングはアルミニウム圧力封じ込めハウジング内に配置される。圧力封じ込めハウジングのキャップを締めて、流路ハウジングにシール力を与え、クロマトグラフィーデバイスを作成する。
【0059】
クロマトグラフィーデバイスを９５／５エタノール／水溶液を使用して洗浄し、次にＤI水で２回目の洗浄をする。標的タンパク質又は抗体を可逆的に結合するための親和性リガンドは、当該技術分野でよく知られているように、還元的アミノ化プロセスを使用して多孔質シリカ粒子に結合される。
【0060】
クロマトグラフィーデバイスのための上記のパラメータを使用する無次元パラメータは０．０７７であると計算される。巻回膜アセンブリの構成要素寸法を表１に示す。無次元パラメータの結果を表２に示す。
【0061】
例６：
１５質量パーセントのＰＴＦＥ及び８５質量パーセントの２０ミクロンの公称粒子サイズを有する多孔質シリカ粒子を有する多孔質ＰＴＦＥ膜（Ｇｒａｃｅ、メリーランド州ボルチモア）を入手する。ポリプロピレン不織材料を入手する（テネシー州オールドヒッコリーのBerry Plasticからの部品番号Ｔ３１６１Ｌ）。ポリプロピレン不織材料及び多孔質ＰＴＦＥ膜を、ポリプロピレン不織材料用のブレードボックスを備えたトランスファースリッター及び多孔質ＰＴＦＥ膜用のせん断切断スリッターを使用して、所望の幅にスリットする。内側流路用の１１０ｃｍのポリプロピレン不織材料及び外側フィード流路用の９０ｃｍのプロピレン不織材料を、巻尺を使用して適切なスリット幅のロールから切り取る。巻尺を使用して、１５５ｃｍの多孔質ＰＴＦＥ膜を適切なスリット幅のロールから切り取る。外側流路不織材料を３インチ（約７．６ｃｍ）のポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）コアに接着させ、コアの周囲に巻き付ける。外側流路を形成するポリプロピレン不織材料の端部を、インパルスシーラー（UlineのモデルKF-200H）を使用して多孔質ＰＴＦＥ膜の一端に結合させる。次に、多孔質ＰＴＦＥ膜をコア上のポリプロピレン不織材料の上に巻き付ける。多孔質ＰＴＦＥ膜の露出端を、インパルスシーラー（UlineのモデルKF-200H）を使用して、内側流路を形成するポリプロピレン不織材料の一端に結合させる。ポリプロピレン不織材料の内側流路を、コア上の多孔質ＰＴＦＥ膜の上に巻き付ける。これにより、バッチ構成要素が作成される。
１５質量パーセントのＰＴＦＥ及び８５質量パーセントの２０ミクロンの公称粒子サイズを有する多孔質シリカ粒子を有する多孔質ＰＴＦＥ膜（Ｇｒａｃｅ、メリーランド州ボルチモア）を入手する。ポリプロピレン不織材料を入手する（テネシー州オールドヒッコリーのBerry Plasticからの部品番号Ｔ３１６１Ｌ）。ポリプロピレン不織材料及び多孔質ＰＴＦＥ膜を、ポリプロピレン不織材料用のブレードボックスを備えたトランスファースリッター及び多孔質ＰＴＦＥ膜用のせん断切断スリッターを使用して、所望の幅にスリットする。内側流路用の１１０ｃｍのポリプロピレン不織材料及び外側フィード流路用の９０ｃｍのプロピレン不織材料を、巻尺を使用して適切なスリット幅のロールから切り取る。巻尺を使用して、１５５ｃｍの多孔質ＰＴＦＥ膜を適切なスリット幅のロールから切り取る。外側流路不織材料を３インチ（約７．６ｃｍ）のポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）コアに接着させ、コアの周囲に巻き付ける。外側流路を形成するポリプロピレン不織材料の端部を、インパルスシーラー（UlineのモデルKF-200H）を使用して多孔質ＰＴＦＥ膜の一端に結合させる。次に、多孔質ＰＴＦＥ膜をコア上のポリプロピレン不織材料の上に巻き付ける。多孔質ＰＴＦＥ膜の露出端を、インパルスシーラー（UlineのモデルKF-200H）を使用して、内側流路を形成するポリプロピレン不織材料の一端に結合させる。ポリプロピレン不織材料の内側流路を、コア上の多孔質ＰＴＦＥ膜の上に巻き付ける。これにより、バッチ構成要素が作成される。
【0062】
駆動テークアップ及びマグブレーキペイオフを備えたワインダーを使用して、バッチ構成要素の材料を、長さ２．１ｃｍ及び直径１．５ｃｍのポリプロピレンコアに移す。ポリプロピレンコアをテークアップ位置にチャックアップする。バッチ構成要素をペイオフ上に配置する。ポリプロピレン不織材料の内側流路の端部を、はんだごて（ウェラー部品番号WSD81）を使用してポリプロピレンコアに結合させる。次に、ワインダーを使用して、バッチ構成要素からポリプロピレンコアに材料を移す。巻き取りプロセスの最後に、外側流路ポリプロピレン不織材料の端部をはんだごて（ウェラー部品番号WSD81）を使用してそれ自体に結合させ、巻き取りが解れるのを防ぐ。これにより、らせん巻回膜アセンブリが作成される。
【0063】
らせん巻回膜アセンブリを、ＩＲサーボ駆動プラスチック溶接機（ＤｕｋａｎｅのＨＨＰＷ１４３２Ｓ－ＩＲ ＴＲＩＰＬＥ ＡＸＩＳ ＳＥＲＶＯ ＩＲ溶接機）を使用してシールする。らせん巻回膜アセンブリ及び直径４．７ｃｍのポリプロピレン出口エンドキャップをプラスチック溶接機の工具に配置する。溶接機は出口エンドキャップ及びらせん巻回膜アセンブリのコアを加熱する。溶接機は、出口エンドキャップ及びコアを結合位置に持ってきて、出口エンドキャップとポリプロピレンコアとの間にシールを作成し、ポリプロピレン不織材料及び多孔質ＰＴＦＥ膜を出口エンドキャップに埋め込む。出口エンドキャップ及び入口エンドキャップを備えたらせん巻回膜アセンブリをプラスチック溶接機の工具に配置する。溶接機は入口エンドキャップ（直径４．５ｃｍ）及びらせん巻回膜アセンブリのコアを加熱する。溶接機は、入口エンドキャップ及びポリプロピレンコアを結合位置に持ってきて、入口エンドキャップとポリプロピレンコアとの間にシールを形成し、ポリプロピレン不織材料及び多孔質ＰＴＦＥ膜を入口エンドキャップに埋め込む。これにより、一体型カートリッジが作成される。
【0064】
一体型カートリッジは、出口流れ分配器でシールするためのｅＰＴＦＥガスケット及びハウジングへの流れ分配器をシールするためのシリコーンＯリングを使用して、Ｕｌｔｅｍ流路ハウジング内に配置される。次に、流路ハウジングをアルミニウム圧力封じ込めハウジング内に配置する。圧力封じ込めハウジングのキャップを締めて、流路ハウジングにシール力を与え、クロマトグラフィーデバイスを作成する。
【0065】
クロマトグラフィーデバイスを９５／５エタノール／水溶液を使用して洗浄し、次にＤＩ水で２回目の洗浄をする。標的タンパク質又は抗体を可逆的に結合するための親和性リガンドは、当該技術分野でよく知られているように、還元的アミノ化プロセスを使用して多孔質シリカ粒子に結合される。
【0066】
クロマトグラフィーデバイスのための上記のパラメータを使用する無次元パラメータは、０．００１であると計算される。巻回膜アセンブリの構成要素の寸法を表１に示す。無次元パラメータの結果を表２に示す。
【0067】
【表1】
【0068】
【表2】
【0069】
本出願の発明は、一般的及び特定の実施形態に関しての両方で上記に記載されてきた。本開示の範囲から逸脱することなく、実施形態において様々な変更及び変形を行うことができることは当業者に明らかであろう。したがって、実施形態は、添付の特許請求の範囲及びその均等形態の範囲内に入るかぎり、本発明の変更及び変形を網羅することが意図されている。
【図1】
【図2】
【図3】
【国際調査報告】