JP2017127283A - Device for processing cultured product, method for processing cultured product, and apparatus for purifying cultured product - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、培養生産物の処理装置、培養生産物の処理方法、及び培養生産物の精製装置に関する。 The present invention relates to a culture product processing apparatus, a culture product processing method, and a culture product purification apparatus.
例えば、バイオ医薬品や飲料品、食料品の製造工程において、微生物、細胞、菌類等の生体細胞を培養する培養法が用いられている。バイオ医薬品の場合、培養に用いた生体細胞に内在するウイルスや製造工程における偶然の混入によるウイルスのほか、生体細胞の培養に使用する培地成分に由来するウイルスの混入等のリスクがある。細胞を培養した培養液から抗体タンパク質等の培養生産物を回収する精製工程においては、培養生産物の安全性を確保するために、培養液に混入する可能性のある細菌を確実に低減する滅菌処理及びウイルスを確実に低減する不活化処理が必要とされる。ここで、ウイルスの不活化処理とは、ウイルスの感染力を失わせる処理を意味する。 For example, in the manufacturing process of biopharmaceuticals, beverages, and foodstuffs, a culture method for culturing living cells such as microorganisms, cells, and fungi is used. In the case of biopharmaceuticals, there is a risk of contamination of viruses derived from the medium components used for culturing living cells in addition to viruses inherent in living cells used for culturing and viruses due to accidental contamination in the manufacturing process. In the purification process of recovering culture products such as antibody proteins from the culture medium in which cells are cultured, sterilization that reliably reduces bacteria that may be mixed in the culture liquid in order to ensure the safety of the culture product There is a need for inactivation treatments that reliably reduce processing and viruses. Here, the virus inactivation process means a process for losing the infectivity of the virus.
従来、抗体精製には、一般的にアフィニティリガンドとして微生物由来のFcリセプターであるプロテインAを固定化したアフィニティクロマトグラフが用いられている。抗体精製の際は、中性条件下でプロテインAに抗体を吸着させて、非吸着成分を洗浄、除去した後、pH3以下の酸性条件下で吸着抗体をリガンドから溶離させて回収する。このような低pH条件は、ウイルスの不活化処理も兼用できるため、一般的には、酸性の溶離液を低pH条件で保持することによってウイルスの不活化処理(本明細書において「低pH処理」という。)を行っている。
Conventionally, an affinity chromatograph in which protein A, which is an Fc receptor derived from a microorganism, is immobilized as an affinity ligand is generally used for antibody purification. In antibody purification, the antibody is adsorbed to protein A under neutral conditions, and non-adsorbed components are washed and removed, and then the adsorbed antibody is eluted from the ligand and collected under acidic conditions of
しかし、低pH処理を行うと、抗体の高次構造が変化し、抗体が失活したり、凝集体を生成したりして、抗体の品質が低下するおそれがあることが知られている。近年では、低pH処理による抗体の失活や凝集体の生成を回避するため、温度によって吸脱着特性が異なる温度応答性のアフィニティクロマトグラフなどの機能性担体の開発も進められているが、このような機能性担体を用いる場合、低pH処理に代わるウイルス不活化処理が必要となる。 However, it is known that when a low pH treatment is performed, the higher-order structure of the antibody changes, the antibody is deactivated, or an aggregate is formed, which may reduce the quality of the antibody. In recent years, in order to avoid antibody inactivation and aggregate formation due to low pH treatment, the development of functional carriers such as temperature-responsive affinity chromatographs with different adsorption / desorption characteristics depending on temperature has been promoted. When such a functional carrier is used, a virus inactivation treatment is required in place of the low pH treatment.
そのようなウイルス不活化処理として、例えば、特許文献1に記載の発明が提案されている。この特許文献1には、熱処理とUV照射処理を組み合わせて適用することで、流体媒体を滅菌し、場合によりウイルスを不活性化する連続方法が記載されている。また、この特許文献1には、連続方法において流体媒体の熱処理を40〜135℃の滅菌温度で行い、照射処理を5〜300W/m2の照射密度で行う旨記載されている。 As such virus inactivation treatment, for example, the invention described in Patent Document 1 has been proposed. This Patent Document 1 describes a continuous method of sterilizing a fluid medium and optionally inactivating viruses by applying a combination of heat treatment and UV irradiation treatment. Moreover, this patent document 1 describes that the heat treatment of the fluid medium is performed at a sterilization temperature of 40 to 135 ° C. and the irradiation treatment is performed at an irradiation density of 5 to 300 W / m 2 in a continuous method.
また、この特許文献1には、熱処理反応器とUV照射反応器の各々が、硬質で、まっすぐな円筒形の支持体の壁に対して、緊密に引き入れられる、変形可能な、らせん状の輪郭を有する中空円筒から作られている旨記載されている。そして、特許文献1には、熱処理反応器とUV照射反応器の各々が、流体媒体が通過する滅菌及び/又は不活性化チャンバーを含んで成る旨、及び熱処理反応器の円筒形の支持体は熱伝導性材料から作られ、UV照射反応器の円筒形の支持体はUV照射に対し透明である旨記載されている。 Further, this Patent Document 1 discloses a deformable, helical profile in which each of the heat treatment reactor and the UV irradiation reactor is tightly drawn into the wall of a hard, straight cylindrical support. It is described that it is made from a hollow cylinder having Patent Document 1 discloses that each of the heat treatment reactor and the UV irradiation reactor includes a sterilization and / or inactivation chamber through which a fluid medium passes, and a cylindrical support of the heat treatment reactor Made from a thermally conductive material, the cylindrical support of the UV irradiation reactor is stated to be transparent to UV irradiation.
しかしながら、特許文献1に記載の発明(例えば装置)においては、熱処理反応器とUV照射反応器を各々設けているので、これらの処理を同時に行うことができず、ウイルス不活性化処理を効率良く行うことができないおそれがあった。 However, in the invention (for example, the apparatus) described in Patent Document 1, since each of the heat treatment reactor and the UV irradiation reactor is provided, these treatments cannot be performed simultaneously, and the virus inactivation treatment is efficiently performed. There was a risk that it could not be done.
本発明は前記状況に鑑みてなされたものであり、従来の低pH処理に代わるウイルス不活性化処理を効率良く行うことのできる培養生産物の処理装置及び培養生産物の処理方法を提供することを課題とする。また、本発明は、培養生産物の処理装置を備えた培養生産物の精製装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a culture product treatment apparatus and a culture product treatment method capable of efficiently performing virus inactivation treatment in place of conventional low pH treatment. Is an issue. Moreover, this invention makes it a subject to provide the refinement | purification apparatus of the culture product provided with the processing apparatus of the culture product.
前記課題を解決した本発明に係る培養生産物の処理装置は、細胞が除去されており、且つ培養生産物を含んでいる培養液を通流する流入口及び流出口を備えた扁平な流路部と、前記流路部の一方の面に接触又は近接させて設けられており、前記培養液を加熱する加熱部と、前記流路部の他方の面において、前記加熱部と対向する位置に接触又は近接させて設けられており、前記培養液に紫外線を照射する紫外線照射部と、を備える。 An apparatus for treating a cultured product according to the present invention that has solved the above problems is a flat flow path having an inlet and an outlet through which a culture solution containing the cultured product is passed, from which cells have been removed. And a heating part that heats the culture solution and a position facing the heating part on the other surface of the flow path part. An ultraviolet irradiation unit that is provided in contact with or close to the medium and that irradiates the culture solution with ultraviolet rays.
また、本発明に係る培養生産物の処理方法は、細胞が除去されており、且つ培養生産物を含んでいる培養液を通流する流入口及び流出口を備えた扁平な流路部と、前記流路部の一方の面に接触又は近接させて設けられており、前記培養液を加熱する加熱部と、前記流路部の他方の面において、前記加熱部と対向する位置に接触又は近接させて設けられており、前記培養液に紫外線を照射する紫外線照射部と、を備える培養生産物の処理装置を用いて前記培養生産物を処理する方法であり、前記流路部内の培養液を前記加熱部で加熱しつつ、前記紫外線照射部から前記流路部内の培養液に前記紫外線を照射する。 Further, the culture product processing method according to the present invention includes a flat flow path portion provided with an inlet and an outlet through which a culture solution containing the culture product is passed, and from which cells have been removed. It is provided in contact with or in proximity to one surface of the flow channel, and in contact with or in proximity to the heating unit that heats the culture medium and the other surface of the flow channel that faces the heating unit An ultraviolet irradiation unit that irradiates the culture solution with ultraviolet rays, and the culture product processing apparatus using the culture product processing apparatus comprising: While being heated by the heating section, the ultraviolet light is irradiated from the ultraviolet irradiation section to the culture solution in the flow path section.
さらに、本発明に係る培養生産物の精製装置は、細胞を培養して生産した培養生産物を精製する装置であり、前記細胞が除去されており、且つ培養生産物を含む培養液を通流する流入口及び流出口を備えた扁平な流路部と、前記流路部の一方の面に接触又は近接させて設けられており、前記培養液を加熱する加熱部と、前記流路部の他方の面において、前記加熱部と対向する位置に接触又は近接させて設けられており、前記加熱部による前記培養液の加熱と共に紫外線を照射する紫外線照射部と、を備える培養生産物の処理装置と、前記培養液の流れ方向を基準として、前記培養生産物の処理装置の前及び後の少なくとも一方にクロマトグラフと、を有する。 Furthermore, the culture product purification apparatus according to the present invention is an apparatus for purifying a culture product produced by culturing cells, wherein the cells are removed and a culture solution containing the culture product is passed through. A flat flow path portion having an inlet and an outlet, and a heating section that is provided in contact with or close to one surface of the flow path section, heating the culture solution, and An apparatus for treating a cultured product, comprising: an ultraviolet irradiation unit that irradiates ultraviolet rays together with heating of the culture solution by the heating unit, provided on the other surface in contact with or close to a position facing the heating unit And a chromatograph at least one before and after the culture product treatment apparatus with reference to the flow direction of the culture solution.
本発明に係る培養生産物の処理装置、培養生産物の処理方法、及び培養生産物の精製装置は、従来の低pH処理に代わるウイルス不活性化処理を効率良く行うことができる。 The culture product treatment apparatus, culture product treatment method, and culture product purification apparatus according to the present invention can efficiently perform virus inactivation treatment in place of conventional low pH treatment.
以下、適宜図面を参照して、本発明に係る培養生産物の処理装置、培養生産物の処理方法、及び培養生産物の精製装置を実施するための形態について詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, a culture product processing apparatus, a culture product processing method, and a culture product purification apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
[培養生産物の精製装置]
説明の便宜上、はじめに、本発明に係る培養生産物の精製装置(単に「精製装置」と呼称することもある)について説明する。図1は、本発明に係る精製装置10の全体構成を説明する概略図である。
[Purification equipment for cultured products]
For the convenience of explanation, first, the culture product purification apparatus (sometimes simply referred to as “purification apparatus”) according to the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the overall configuration of a
図1に示す精製装置10は、細胞を培養して生産した培養生産物を精製する装置である。この精製装置10は、医薬品や健康食品(飲料品や食料品)等の主原料となる物質を生産する微生物や動植物の細胞を培養することによって得られた培養生産物を精製する際に適用することができる。
A
培養対象となる細胞としては、動物細胞、植物細胞、光合成細菌、微細藻類、ラン藻類、昆虫細胞、細菌、酵母、真菌及び藻類等を挙げることができる。特に、抗体や酵素等のタンパク質を生産する動物細胞を培養対象とすることが好ましい。細胞を培養する培地は特に限定されることなく培養対象となる細胞に応じて適宜のものを用いることができるが、液体培地であることが好ましい。 Examples of cells to be cultured include animal cells, plant cells, photosynthetic bacteria, microalgae, cyanobacteria, insect cells, bacteria, yeasts, fungi, and algae. In particular, animal cells that produce proteins such as antibodies and enzymes are preferably cultured. The medium for culturing the cells is not particularly limited, and an appropriate one can be used according to the cells to be cultured, but a liquid medium is preferable.
生産対象の物質となる培養生産物としては、例えば、抗体や酵素等のタンパク質、低分子化合物、高分子化合物等の生理活性物質等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。また、β−カロテンやアスタキサンチン等のカロチノイド、クロロフィルやバクテリオクロロフィル等の色素、食品や化粧品などの着色等に使用されるフィコシアニン等のフィコビリン蛋白質、脂肪酸等の生理活性物質も生産対象の物質となる培養生産物として挙げることができる。 Examples of the culture product to be produced include, but are not limited to, proteins such as antibodies and enzymes, physiologically active substances such as low molecular compounds and high molecular compounds, and the like. In addition, carotenoids such as β-carotene and astaxanthin, pigments such as chlorophyll and bacteriochlorophyll, phycobilin proteins such as phycocyanin used for coloring foods and cosmetics, and other physiologically active substances such as fatty acids are cultures to be produced. It can be mentioned as a product.
図1に示すように、本発明に係る精製装置10は、後に説明する本発明に係る培養生産物の処理装置(単に「処理装置」と呼称することもある)3と、クロマトグラフ9と、を有している。具体的には、精製装置10は、図1に示すように、培養槽1と、第1の貯留槽2aと、処理装置3と、クロマトグラフ9と、第2の貯留槽2bと、を有している。これらの構成要素はそれぞれこの順で配置されており、各構成要素は移送配管チューブT1、T2、T3、T4でそれぞれ接続されている。すなわち、培養槽1と第1の貯留槽2aは、移送配管チューブT1で接続されており、第1の貯留槽2aと処理装置3は、移送配管チューブT2で接続されている。また、処理装置3とクロマトグラフ9は、移送配管チューブT3で接続されており、クロマトグラフ9と第2の貯留槽2bは、移送配管チューブT4で接続されている。移送配管チューブT1、T2、T3、T4は、培養液を汚染することなく無菌的に送液することができるものであればどのようなものも用いることができる。また、本発明で用いるクロマトグラフ9としては、例えば、温度応答性のアフィニティクロマトグラフ、高速液体クロマトグラフ(High Performance Liquid Chromatograph;HPLC)、イオン交換クロマトグラフ等を挙げることができる。
As shown in FIG. 1, the
なお、図1では、培養液の洗浄を行うクロマトグラフ9が、処理装置3の後(処理装置3と第2の貯留槽2bとの間)に設けられている様子を図示しているが、クロマトグラフ9の配置位置はこれに限定されない。クロマトグラフ9は、精製装置10内を通流する培養液の流れ方向を基準として、精製装置10内における当該処理装置3の前及び後の少なくとも一方に設けることができる。例えば、培養槽1と第1の貯留槽2aの間、すなわち、移送配管チューブT1上に配置することができるし、第1の貯留槽2aと処理装置3の間、すなわち、移送配管チューブT2上に配置することができる。クロマトグラフ9は、必要に応じて処理装置3の前及び後の両方に設けることができることは言うまでもない。つまり、図1に示すように、処理装置3と第2の貯留槽2bとの間にクロマトグラフ9を配置すると共に、移送配管チューブT1上及び/又は移送配管チューブT2上にクロマトグラフ9を配置することができる。生産対象の物質となる培養生産物が抗体であって、クロマトグラフ9として温度応答性のアフィニティクロマトグラフ9を採用する場合は、処理装置3の前に設けるのが好ましい。このようにすると、当該温度応答性のアフィニティクロマトグラフ9によって処理装置3の前で培養液の洗浄を行うことができる。そのため、一部のウイルスや培養液に含まれるタンパク質、アミノ酸といった紫外線を吸収する物質を培養液から予め除去することが可能であり、紫外線照射部8による照射効率を向上することができる(紫外線及び紫外線照射部8については後述する)。
In addition, in FIG. 1, although the chromatograph 9 which wash | cleans a culture solution has illustrated a mode that it is provided after the processing apparatus 3 (between the
培養槽1は、前記した培養対象となる細胞を培養し、培養生産物を生産させる容器である。培養槽1は、目的の細胞を培養するために予め組成を調製した培地を用いて、最適な温度と撹拌を維持した状態で培養する。図1中には図示していないが、培養槽1には不可欠であるところの、空気、酸素、窒素及び炭酸ガス等のガス供給設備、温水冷水供給設備及び給排水設備、さらに、流加培養に際しては培養中に添加する添加培地の供給設備等を具備している。 The culture tank 1 is a container for culturing cells to be cultured as described above and producing a culture product. The culture tank 1 is cultured in a state where optimal temperature and agitation are maintained using a medium whose composition is prepared in advance for culturing target cells. Although not shown in FIG. 1, gas supply equipment such as air, oxygen, nitrogen and carbon dioxide, hot water / cold water supply equipment and water supply / drainage equipment, which are indispensable for the culture tank 1, and in addition to the fed-batch culture Is equipped with a supply facility for an additional medium to be added during culture.
第1の貯留槽2aは、培養槽1で培養した培養液を一時的に貯留する容器である。第2の貯留槽2bは、処理装置3で処理した培養液を一時的に貯留する容器である。第1の貯留槽2a及び第2の貯留槽2bは、ステンレス製やガラス製等とすることができるが、予めガンマ線、紫外線、エチレンオキシドガス等によって滅菌されて無菌状態を維持し、気体や液体等の内容物がほぼ抜かれて清浄な状態で提供されている市販のシングルユースのバッグを用いることもできる。
処理装置3は後に詳述するように、ウイルスの不活性化処理を行う装置である。
The
As will be described later in detail, the
また、本発明に係る精製装置10は、必要に応じて細胞を破砕する細胞破砕部、細胞や破砕した細胞の細胞壁、細胞膜、タンパク質等の不要物を取り除くろ過フィルタや連続遠心分離機等を備えることができる(いずれも図示せず)。これらの構成要素はこの設置順で処理装置3の前に設けるのが好ましい。このようにすると、培養液を清澄化することができるため、後記するように、処理装置3において効率良く紫外線を照射することが可能となる。つまり、培養液の濁りによって紫外線が十分に照射されなくなるという事態を回避することが可能となる。なお、これらの構成要素は移送配管チューブT1上に設けるのがより好ましい。このようにすると、第1の貯留槽2a内を清浄に保つことができる。
The
[培養生産物の処理装置]
次に、本発明に係る処理装置3の一態様について説明する。既に説明しているように、この処理装置3は前記した精製装置10内に設けられる。
図1に示すように、この処理装置3は、流路部5と、加熱部6と、紫外線照射部8と、を備えている。流路部5を通流する培養液は、細胞が除去されており、且つ培養生産物を含んだものである。
[Processing equipment for cultured products]
Next, an aspect of the
As shown in FIG. 1, the
流路部5は、ハウジング部4aとハウジング部4bに覆われるようにして形成されている。また、流路部5は、培養液を通流する流入口5b及び流出口5cを備えた扁平な形状を成している。ここで、本明細書において扁平な形状とは、平面方向の寸法(縦方向の寸法及び横方向の寸法)が長く、高さ方向(ハウジング部4aとハウジング部4bの間の厚み方向の寸法)が短い形状をいう。流路部5の平面方向の寸法は問わないが、厚み方向の寸法は、後記する加熱部6による流路部5内の培養液の加熱、及び紫外線照射部8による流路部5内の培養液への紫外線の照射が適切に行われるように設定するのが好ましい。流路部5の厚み方向の寸法は、例えば、0.5〜10cmとするのが好ましく、1〜5cmに設定するのがより好ましい。
The
加熱部6は、流路部5の一方の面に接触又は近接させて設けられており、流路部5内の培養液を加熱する。加熱部6は、電気ヒータ等で構成することができる。加熱部6による培養液の加熱温度は、培養生産物の熱変性を生じさせない温度以下とするのが好ましい。培養生産物の熱変性を生じさせない温度は培養生産物によって異なり、培養生産物に合わせて適宜に設定可能であり、例えば、80℃などとすることができるが、75℃や65℃などとすることもできる。加熱部6による培養液の加熱温度の上限をこれらのように設定すると、例えば、培養生産物が抗体タンパク質である場合であっても、培養液中のウイルスの不活化処理を行いつつ、熱変性によって活性を損なってしまうといった事態を回避することができる。なお、加熱部6による培養液の加熱温度の下限は、例えば、60℃とするのが好ましい。
The
ここで、不活化処理の対象となるウイルスに関して、加熱等の滅菌処理に対して比較的抵抗性が高いとされる非エンベロープ・ウイルスに属するウイルス12種について熱失活特性を調べた文献(Nims, RW and Plavsic, M.:Intra-family and inter-family comparisons for viral susceptibility to hest inactivation:J. Microb.Biochem.Technol.,5,136-141 (2013))がある。当該文献では、加熱70℃、加熱処理時間1分間でLRV(対数減少指数)が4以上の不活化効果を示すウイルスとして、Caliciviridae科(Feline calicivirus、Murine norovirus)、Picornaviridae科(Foot and mouth disease virus (strain OPN)、Hepatitis A virus、Coxsackie B-5 (Faulker strain))、Birnaviridae科(Infectious pancreatic necrosis virus、Infectious bursal disease virus)が報告されている。一方、当該文献には、Parvoviridae科(Mouse minute virus、Bovine parvovirus、Canine parvovirus)のウイルスは、LRV=4以上のウイルス不活化効果を得るために、加熱70℃では加熱時間が40分以上を要すると報告されている。加熱時間が1分以下で、LRV=4以上のウイルス不活化効果を得るためには、加熱温度は約110℃が必要とされる。そのため、本発明に係る処理装置3は、ウイルスの不活性化処理にあたって、このような情報を勘案して加熱温度及び加熱時間を設定することができる。ここで、本発明に係る処理装置3によれば、培養液中のウイルスの不活化処理と同時に殺菌・滅菌処理を行うことができることは言うまでもない。
Here, with regard to viruses to be subjected to inactivation treatment, a literature (Nims) that investigated heat inactivation characteristics of 12 viruses belonging to non-enveloped viruses that are considered to be relatively resistant to sterilization treatment such as heating. , RW and Plavsic, M .: Intra-family and inter-family comparisons for viral susceptibility to hest inactivation: J. Microb. Biochem. Technol., 5, 136-141 (2013)). In this document, viruses exhibiting an inactivation effect with an LRV (logarithmic decrease index) of 4 or more after heating at 70 ° C. for 1 minute are included in the family Caliciviridae (Feline calicivirus, Murine norovirus) and Picornaviridae (Foot and mouth disease virus). (Strain OPN), Hepatitis A virus, Coxsackie B-5 (Faulker strain)), Birnaviridae (Infectious pancreatic necrosis virus, Infectious bursal disease virus) have been reported. On the other hand, in this document, viruses of the family Parvoviridae (Mouse minute virus, Bovine parvovirus, Canine parvovirus) require a heating time of 40 minutes or more at 70 ° C. in order to obtain a virus inactivation effect of LRV = 4 or more. It has been reported. In order to obtain a virus inactivation effect with a heating time of 1 minute or less and LRV = 4 or more, the heating temperature is required to be about 110 ° C. Therefore, the
なお、培養液の流れ方向を基準として、加熱部6の下流には培養液を冷却するための冷却部7を備えているのが好ましい。当該冷却部7による培養液の冷却温度は、培養生産物の熱安定性、及び後工程での処理に応じて任意に設定することができる。冷却部7は適宜の手段によって成すことができる。例えば、冷却部7は、流路部5に接触させて培養液の熱を吸収する冷却ブロックと、この冷却ブロックと接続され、水等の冷却媒体を流通させるチューブと、このチューブと接続され、冷却媒体を循環させるポンプと、前記したチューブと接続され、冷却媒体を冷却するラジエータと、ラジエータに空気を送るファンと、で構成することができる。また、例えば、冷却部7は、気流を発生させるファンを設けただけの構成とすることもできる。このようにすると、簡易な構成であるため、低コスト化を図ることができる。
In addition, it is preferable to provide the cooling part 7 for cooling a culture solution downstream from the
紫外線照射部8は、流路部5の他方の面において、加熱部6と対向する位置に接触又は近接させて設けられており、流路部5内の培養液に紫外線を照射する。本発明では、このような構成とすることにより、ウイルス不活化処理を効果的に行うことを可能としている。紫外線照射部8は、図1に示すように、紫外線(紫外光)を発する紫外線源8aと、紫外線源8aから発した紫外線を反射させて培養液に効率的に照射する紫外線反射部8bと、で構成するのが好ましいが、紫外線反射部8bは設けなくてもよい。紫外線の波長は、ウイルスの不活性化に最も効果的とされている254nmとするのが好ましいが、いわゆる紫外線に分類される範囲であればこれよりも波長の短い紫外線及び波長の長い紫外線を用いることができる。紫外線源8aとしては、例えば、低圧水銀ランプや紫外線LED(Light Emitting Diode)等を用いることができる。不活化に必要となる紫外線照射量はウイルス種によって異なり、概ね50〜1000J/m2の範囲であるが、抗体等のタンパク質に有害な影響を与えない照射量として、100〜500J/m2となるように光源の照射光強度と照射時間を設定することが好ましい。例えば、紫外線照射光強度が10W/m2の紫外線照射光源を用いる場合、照射時間が10〜50秒となるように培養液の流速を設定するのが好ましい。紫外線照射強度をこの範囲で設定するとより確実にウイルスの不活性化処理を行うことができる。
The
そして、前記構成の処理装置3は、紫外線照射部8による培養液への紫外線の照射を、加熱部6による培養液の加熱と同時に行う。そのため、処理装置3は、流路部5内を流通する培養液中のウイルスの不活性化処理を効率良く行うことができる。つまり、この処理装置3によれば、従来の低pH処理に代わるウイルス不活性化処理を効率良く行うことができる。
And the
本発明においては、加熱部6で培養液を加熱するため、加熱部6と接触又は近接するハウジング部4bは、熱伝導性の良い金属や石英ガラス等を用いて形成するのが好ましい。また、紫外線照射部8で培養液に紫外線を照射するため、紫外線照射部8と接触又は近接するハウジング部4aは、紫外線に対して透過性を有する石英ガラスや樹脂等を用いて形成するのが好ましい。
In the present invention, since the culture solution is heated by the
また、処理装置3による処理時間は、ウイルスを不活性化することができる範囲で任意に設定することができる。つまり、処理装置3による処理時間は、加熱温度、紫外線の照射時間、照射強度等の条件に応じて適宜設定することができる。特に、加熱温度と紫外線照射強度、及び処理時間の設定は、細胞の培養環境において混入が予想されるウイルス種について、ウイルス不活化の特性を評価したうえで設定することが好ましい。特に限定されるものではないが、処理装置3による処理時間の目安として、例えば、流路部5の流入口5bから流出口5cまでの培養液の滞留時間を30秒以上30分以下とすることが挙げられる。このようにすると、確実なウイルスの不活性化処理を行うことができる。なお、より確実なウイルスの不活性化処理と、効率的な処理の観点から、当該滞留時間は1分以上20分以下とするのが好ましい。
Moreover, the processing time by the
ここで、図2A及び図2Bは、流路ガイド5aの形成例を示す概略図である。流路ガイド5aは、図2Aに示すように、培養液の流れ方向に準じるように、流れ方向に対して平行な方向となるように1つ以上設けることができる。また、流路ガイド5aは、図2Bに示すように、培養液の流れが蛇行するように、流れ方向に対して直角な方向となるように1つ以上設けることができる。このように、流路部5に培養液の流れ方向をガイドする流路ガイド5aを設けることによって、処理装置3による処理時間を調整することができる。なお、流路ガイド5aの取り付け長さ及び方向、取り付け本数等は、処理する培養液の量と、加熱温度及び処理時間、紫外線照射時間等を考慮して設定することが好ましい。
Here, FIG. 2A and FIG. 2B are schematic views showing an example of forming the flow path guide 5a. As shown in FIG. 2A, one or more flow path guides 5a can be provided so as to be parallel to the flow direction so as to conform to the flow direction of the culture solution. In addition, as shown in FIG. 2B, one or more flow path guides 5a can be provided so as to be in a direction perpendicular to the flow direction so that the flow of the culture solution meanders. Thus, by providing the flow path guide 5 with the flow path guide 5a that guides the flow direction of the culture solution, the processing time by the
また、処理装置3による処理時間は、精製装置10及び処理装置3において培養液を送液させるポンプの圧力を制御することによって調整することもできる。流路ガイド5aは、ハウジング部4a及び/又はハウジング部4bから流路部5内に向けて設けられた板材等で形成することができる。培養液を送液させるポンプとしては、例えば、チューブポンプ、ローラーポンプ、ペリスタルティックポンプ等が用いられる。
Moreover, the processing time by the
次に、図3A及び図3Bを参照して、本発明に係る処理装置3の一変形例について説明する。図3A及び図3Bに示す処理装置3は、前記した加熱部6、流路部5及び紫外線照射部8を1つのユニットUとして、当該ユニットUを2以上並列に設けた(積層化した)ものである。
例えば、図3Aに示すように、前記ユニットを単に3つ並列に設けた処理装置3とすることができる。この処理装置3によれば、複数のユニットで同時に処理を行うことができるので、ウイルス不活性化処理の処理能力を向上させることができる(例えば、ユニット数を2つにすれば処理能力を2倍にすることができ、ユニット数を3つにすれば処理能力を3倍にすることができる)。
Next, a modification of the
For example, as shown in FIG. 3A, a
また、図3Bに示す処理装置3では、前記ユニットUを4つ設けた例を図示している。当該変形例について具体的に説明すると、図3B中の上側2つのユニットUが、紫外線照射部8を中心としてその外側に流路部5、5を配置し、さらにその外側に加熱部6、6を配置した構成となっている。つまり、この2つのユニットUは、ユニット間において紫外線照射部8を共用する形式で構成されている。そして、図3B中の下側2つのユニットUもこれと同様の構成となっている。なお、図3B中の中央2つのユニットUにおいては、上側の流路部5と下側の流路部5の間に配置された加熱部6を共用する形式で構成されている。このように、図3Bに示す処理装置3とすれば、加熱部6及び紫外線照射部8を複数のユニットU(2つのユニットU)で共用する構成となっているので、装置のコンパクト化を図ることができる。また、この処理装置3によれば、加熱部6及び紫外線照射部8を複数のユニットUで共用するので加熱及び紫外線の照射を同時に行うことができる。そのため、この処理装置3によれば、ウイルス不活性化処理を効率的に行うことができるだけでなく、省エネルギー化を図ることができる。
3B shows an example in which four units U are provided. The modification will be described in detail. The upper two units U in FIG. 3B have
次に、図4を参照して、本発明に係る処理装置3の他の変形例について説明する。図4に示す処理装置3は、流路部5が可撓性を有するバッグ11と、このバッグ11を覆うハウジング部4a、4bと、を有して構成されている。そして、このハウジング部4aの内側には、前記したバッグ11の一部を閉じて培養液の流れ方向をガイドする流路ガイド5aが設けられている。なお、図4では、ハウジング部4aの内側に設ける流路ガイド5aの一例として、図2Bに示した形式で、つまり、培養液の流れが蛇行するように設けられているが、図2Aに示した形式で設けることができることは言うまでもない。また、この変形例においては、ハウジング部4a、4b内へのバッグ11の出し入れを可能とするため、ヒンジ等により開閉可能に構成されている。このような構成とすると、ハウジング部4a、4b内にバッグ11を入れ、ハウジング部4a、4bを閉じてバッグ11を挟み込んだときに、前記した流路ガイド5aによって流路を形成することができる。
Next, another modification of the
可撓性を有するバッグ11は、例えば、エチレン・ビニル・アセテートやエチル・ビニル・アルコール等の多層フィルムで構成された各社市販の医薬品包装用途のシングルユースのバッグ11を用いることができる。このようなシングルユースのバッグ11は、予めガンマ線、紫外線、エチレンオキシドガス等によって滅菌されて無菌状態を維持し、気体や液体等の内容物がほぼ抜かれて清浄な状態で提供されているので、本発明に好適に用いることができる。また、このようなシングルユースのバッグ11を用いると、ステンレス製やガラス製の流路部5を採用する場合と比較して、滅菌、洗浄の工程が不要であり、無菌スチーム発生装置や無菌洗浄水等の付帯設備を不要とすることができる。そのため、操作性の簡便化、装置の簡略化を図ることができ、また、これにより運転コストの低減を図ることができる。
As the
以上に説明した本発明に係る処理装置3及び当該処理装置3を有する精製装置10は、培養液を加熱する加熱部6と、培養液に紫外線を照射する紫外線照射部8と、を有しており、加熱処理と紫外線照射処理を同時に行うので、従来の低pH処理に代わるウイルス不活性化処理を効率良く行うことができる。
The
[培養生産物の処理方法]
次に、本発明に係る培養生産物の処理方法(単に「処理方法」と呼称することもある)について説明する。本発明に係る処理方法は、前記した処理装置3を用いて培養生産物を処理する。処理装置3の備える構成要素である流路部5、加熱部6、及び紫外線照射部8などについては前記したとおりであるので説明を省略する。また、処理方法の説明において、処理装置3で説明したものと同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。
[Treatment method for cultured products]
Next, a method for treating a cultured product according to the present invention (sometimes simply referred to as “treatment method”) will be described. The treatment method according to the present invention treats the cultured product using the
本発明に係る処理方法は、はじめに、培養槽1で細胞を培養し、培養生産物を含む培養液を得る。次いで、細胞破砕部やろ過フィルタ、連続遠心分離機等を用いて培養液から少なくとも細胞を除去する。そして、細胞が除去され、且つ培養生産物を含んでいる培養液を第1の貯留槽2aに貯留する。次いで、第1の貯留槽2aから処理装置3に培養液を移送し、加熱部6による加熱と、紫外線照射部8による紫外線の照射と、を同時に行い、ウイルス不活性化処理を行う。ウイルス不活性化処理が行われた培養液は、クロマトグラフ9で洗浄され、第2の貯留槽2bに貯留される。
In the treatment method according to the present invention, cells are first cultured in the culture tank 1 to obtain a culture solution containing a culture product. Next, at least cells are removed from the culture solution using a cell disruption unit, a filtration filter, a continuous centrifuge, or the like. And the culture solution from which the cell was removed and containing the culture product is stored in the
ここで、本発明に係る処理方法においては、加熱部6による培養液の加熱温度は、培養生産物の熱変性を生じさせない温度以下とするのが好ましい。培養生産物の熱変性を生じさせない温度は培養生産物によって異なり、培養生産物に合わせて適宜に設定可能であり、例えば、80℃などとすることができるが、75℃や65℃などとすることもできる。加熱部6による培養液の加熱温度の上限をこれらのように設定すると、例えば、培養生産物が抗体タンパク質である場合であっても、培養液中のウイルスの不活化処理を行いつつ、熱変性によって活性を損なってしまうといった事態を回避することができる。なお、加熱部6による培養液の加熱温度の下限は、例えば、60℃とするのが好ましい。
Here, in the treatment method according to the present invention, the heating temperature of the culture solution by the
また、本発明に係る処理方法においては、流路部5の流入口5bから流出口5cまでの培養液の滞留時間を30秒以上30分以下とすることが好ましい。このようにすると、確実なウイルスの不活性化処理を行うことができる。なお、より確実なウイルスの不活性化処理と、効率的な処理の観点から、当該滞留時間は1分以上20分以下とするのが好ましい。
Further, in the treatment method according to the present invention, it is preferable that the residence time of the culture solution from the
さらに、本発明に係る処理方法においては、紫外線の波長を254nmとするのが好ましい。このようにすると、ウイルスの不活性化を効果的に行うことができる。なお、紫外線の波長はこれに限定されるものではなく、いわゆる紫外線に分類される範囲であればこれよりも波長の短い紫外線及び波長の長い紫外線を用いることができる。 Furthermore, in the processing method according to the present invention, it is preferable that the wavelength of ultraviolet light is 254 nm. If it does in this way, inactivation of a virus can be performed effectively. Note that the wavelength of the ultraviolet light is not limited to this, and ultraviolet light having a shorter wavelength and ultraviolet light having a longer wavelength can be used as long as they fall within the so-called ultraviolet light.
このように、本発明に係る処理方法は、前記した処理装置3を用いて培養液に対して加熱処理と紫外線照射処理を同時に行うので、従来の低pH処理に代わるウイルス不活性化処理を効率良く行うことができる。
As described above, the treatment method according to the present invention performs the heat treatment and the ultraviolet irradiation treatment on the culture solution at the same time using the
以上、本発明の一実施形態に係る培養生産物の処理装置、培養生産物の処理方法、及び培養生産物の精製装置について詳細に説明したが本発明の主旨はこれに限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、バッグ11には、予め溶着等により流路ガイド5aを形成しておいてもよい。
Although the culture product processing apparatus, the culture product processing method, and the culture product purification apparatus according to an embodiment of the present invention have been described in detail above, the gist of the present invention is not limited thereto. Various modifications are included. For example, the
なお、前記した実施形態は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 The above-described embodiment has been described in detail for easy understanding of the present invention, and is not necessarily limited to the one having all the configurations described. Further, a part of the configuration of an embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of an embodiment. In addition, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.
10 精製装置(培養生産物の精製装置)
1 培養槽
2a 第1の貯留槽
2b 第2の貯留槽
3 処理装置(培養生産物の処理装置)
4a ハウジング部
4b ハウジング部
5 流路部
5a 流路ガイド
5b 流入口
5c 流出口
6 加熱部
7 冷却部
8 紫外線照射部
8a 紫外線源
8b 紫外線反射部
9 クロマトグラフ
10 Purification equipment (culture product purification equipment)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (15)
前記流路部の一方の面に接触又は近接させて設けられており、前記培養液を加熱する加熱部と、
前記流路部の他方の面において、前記加熱部と対向する位置に接触又は近接させて設けられており、前記培養液に紫外線を照射する紫外線照射部と、を備えることを特徴とする培養生産物の処理装置。 A flat channel section having an inlet and an outlet through which a culture solution containing a culture product is removed and from which cells have been removed;
A heating section that is provided in contact with or close to one surface of the flow path section, and heats the culture solution;
A culture production comprising: an ultraviolet irradiation unit that irradiates the culture solution with ultraviolet rays, provided on the other surface of the flow path part in contact with or in proximity to a position facing the heating unit Material processing equipment.
前記ハウジング部の内側には、前記バッグの一部を閉じて前記培養液の流れ方向をガイドする流路ガイドが設けられていることを特徴とする請求項1に記載の培養生産物の処理装置。 The flow path portion has a flexible bag, and a housing portion that covers the bag,
The culture product processing apparatus according to claim 1, wherein a flow path guide that closes a part of the bag and guides a flow direction of the culture solution is provided inside the housing portion. .
前記流路部の一方の面に接触又は近接させて設けられており、前記培養液を加熱する加熱部と、
前記流路部の他方の面において、前記加熱部と対向する位置に接触又は近接させて設けられており、前記培養液に紫外線を照射する紫外線照射部と、
を備える培養生産物の処理装置を用いて前記培養生産物を処理する方法であり、
前記流路部内の培養液を前記加熱部で加熱しつつ、前記紫外線照射部から前記流路部内の培養液に前記紫外線を照射することを特徴とする培養生産物の処理方法。 A flat channel section having an inlet and an outlet through which a culture solution containing a culture product is removed and from which cells have been removed;
A heating section that is provided in contact with or close to one surface of the flow path section, and heats the culture solution;
On the other surface of the flow path part, provided in contact with or close to the position facing the heating part, an ultraviolet irradiation part for irradiating the culture solution with ultraviolet light,
A method for treating the culture product using a culture product processing apparatus comprising:
A method for treating a cultured product, comprising: irradiating the culture solution in the flow channel from the ultraviolet irradiation unit while heating the culture solution in the flow channel by the heating unit.
前記細胞が除去されており、且つ培養生産物を含む培養液を通流する流入口及び流出口を備えた扁平な流路部と、前記流路部の一方の面に接触又は近接させて設けられており、前記培養液を加熱する加熱部と、前記流路部の他方の面において、前記加熱部と対向する位置に接触又は近接させて設けられており、前記加熱部による前記培養液の加熱と共に紫外線を照射する紫外線照射部と、を備える培養生産物の処理装置と、
前記培養液の流れ方向を基準として、前記培養生産物の処理装置の前及び後の少なくとも一方にクロマトグラフと、を有することを特徴とする培養生産物の精製装置。 An apparatus for purifying a culture product produced by culturing cells.
A flat channel portion having an inlet and an outlet through which the culture solution containing the culture product is passed, from which the cells have been removed, and one surface of the channel portion are provided in contact with or close to each other. A heating unit that heats the culture solution, and is provided in contact with or in proximity to a position facing the heating unit on the other surface of the flow path unit. An apparatus for treating a cultured product, comprising: an ultraviolet irradiation unit that irradiates ultraviolet rays together with heating;
An apparatus for purifying a culture product, comprising: a chromatograph at least one before and after the treatment apparatus for the culture product with reference to the flow direction of the culture solution.
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