KR20010079963A - 생물학적 유체 처리 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 손상을 제한하도록 비교적 높은 흡수도를 이용하여 유체내의 미생물을 효과적으로 불활성화시키는 방법 및 장치에 관한 것이다. 상기 장치는 , 효 율적인 혼합 동작을 위해 요구되는 UV 방사선 조사 영역내에서의 최대 유량 잔류 시간에 대응하는 최소 유량보다 작지 않은 유량 및 효과적인 불활성화를 위해 최소 잔류 시간에 대응하는 최대 유량 보다 크지 않은 유량을 제공하도록 유체의 흐름이 제어되는 상기 UV 방사선 조사 영역내에서 집중적인 유체 흐름의 혼합 동작을 제공하는 정류 혼합기 시스템(11)을 구비하는 직경이 큰 통로(2)가 형성된 유체 통과 UV 방사선 조사 시스템을 포함한다.
Description
종래에, 생물학적 유체에서 발견되는 림프구의 불활성화는 환자에게 면역 억제제를 투여함으로써 초래된다. 그러나, 이러한 과정은 상기한 면역 억제제의 여러 가지 역효과 및 심각한 부작용으로 인해 환자에게 심각한 위험을 수반하게 된다. 체외 혈액 처리를 위한 다양한 방법들이 이미 제안된 바 있는 반면, 이들 방법에서는 림프구 개체수의 완전한 불활성화가 초래되지 않고, 또는 작동하기가 비교적 거추장스럽고, 가격이 비싸고/비싸거나 비현실적인 장치가 이용된다.
박테리아 및 바이러스와 같은 미생물이 오염되는 경우, 예컨대, 고온 하에서의 장기간 배양 및 극초단파의 방사선 조사를 포함하는 다양한 치료법들이 제안되었다. 이들 치료법은 그 치료 속도가 더디고(수 시간 내지 수 일), 일반적으로 비교적 고가인 장치, 및 그러한 장치의 조작자가 준수해야 하는 엄격한 안전 예방 조치를 필요로 한다.
화학 첨가제, 예컨대, 퓨로코마린(furocoumarins)과 같은 감광제(photosensitiser)의 사용을 통한 UV 방사선 조사 화합물이 상기 UV 방사선 조사 과정의 유효성(log10kill로 표현됨)를 향상시키는데 사용될 수 있다는 사실이 기타 다른 사람들에 의해 확인되었다. 이러한 유형의 전형적인 처리 과정의 실례들이 WO 94/28120(MARGOLIS-NUNNO) 및 WO 95/32732(PARKKINEN)에서 확인될 수 있다.
에너지를 UV 방사선 조사원(照射源)으로부터 타겟 미생물에 보다 효율적으로 전달하기 위해, 퓨로코마린과 같은 감광성 화학물질을 상기 생물학적 유체에 첨가함으로써, 과다한 방사선을 투여하여 상기 생물학적 유체의 성분들에 손상을 줄 필요없이 미생물을 죽이거나 불활성 상태로 만들 수 있는 기술이 제안되었다. 이를 보다 상세히 설명하면, 미생물, 생물학적 유체의 바이러스 및 기타 다른 오염균은 상기 유체에 감광제를 첨가함으로써 광역학적으로 불활성화된 다음, 조사(照射)될 수 있다. 상기 감광제는 예컨대, 전자 전달 반응에 의해 에너지 이득을 상기 UV 방사선 조사원으로부터 미생물까지 전달할 수 있다. 감광 화합물에 의한 제 2 불활성 모드(핵산 존재시 가장 일반적임)는 UV 방사선 조사시 상기 감광 화합물이 DNA의 핵산 잔재, 전형적으로는 구아닌(guanine)과 반응하는 경우를 말한다. 이러한 반응으로 인해 상기 핵산 잔재가 불활성화되고 그에 따라, 상기 미생물이 불활성화된다.
그러나, 감광성 화학물질을 생물학적 유체에 첨가하는 기술은 UV 방사선 조사 과정이후에도 화학 물질 및/또는 그 분해 생성물이 상기 생물학적 유체내에 여전히 잔류한다는 단점이 있다. 이것은 일반적으로 상기 잔류 화학 물질 및/또는 그 분해 생성물이 상기 생물학적 유체의 오염원(汚染源)이 된다는 점에서 바람직하지 못하다. 또한, 상기 화학 물질 자체는 비교적 가격이 비싸고 이들 화학 물질을 상기 생물학적 유체에 첨가하는 별도의 공정을 요하기 때문에, 결국은 시간이 소모되고, 1인 1시간 작업량의 비용이 많이 들고, 생물학적 유체의 효율적인 처리에 있어 잠재적인 오류의 근원이 유입될 수 있다. 상기 화학 물질 및/또는 그 분해 생성물을 제거하거나 불활성상태로 만들기 위해서는, 상기 생물학적 유체 처리 방법 및 그 장치에 있어서 명백하게 가격과 연루된 한 가지 이상의 추가 공정을 제공하는 것이 필요하다.
생물학적 유체가 UV 방사선 조사에 노출됨으로써, 상기 생물학적 유체의 여러 가지 성분들, 예컨대, 효소 및 기타 다른 기능성 단백질들이 손상을 입을 수 있다. 따라서, 상기 UV 방사선 조사원은 그 출력이 너무 강력해서도 안되고, 상기 생물학적 유체의 성분들이 손상되는 것을 방지할 수 있다면 상기 생물학적 유체가 상기 UV 방사선에 너무 오랜 시간동안 노출되어서는 안 된다.
거의 모든 생물학적 유체가 충분한 양의 UV 방사선을 수용하도록 하기 위해, UV 방사선 조사중에 처리될 상기 유체를 집중적으로 혼합함으로써 상기 UV 방사선 조사 과정의 효율성이 향상된다는 사실을 확인하였다. 고효율 혼합기를 구비하는 장치가 본 특허 출원인의 GB 2,200,020B호에 개시되어 있다. 상기 GB 2,200,020B호의 장치는, 특히 사용시 상기 생물학적 유체가 조사될 때 이 생물학적 유체를 반복적으로 분할하고 혼합하는 정류(靜流) 혼합수단을 구비하는 장치에 대해 기술하고 있다. 상기 GB 2,200,020B호의 주 장치는 사용시 생물학적 유체가 흐르는 다수의 좁은 구경(≤2 ㎜) 통로(제 6 쪽 제 18 행- 제 7 쪽 제 1 행 참조)를 구비한다. 이들 좁은 통로를 통해, 생물학적 유체를 상기 장치의 UV 투과 벽에 근접하게 끔,(즉, 1 ㎜ 이하의 간격을 두고) 통과시킴으로써 상기 생물학적 유체는 확실하게 적당양의 UV 방사선을 투여받게 된다. 상기 생물학적 유체는 많은 생물학적 유체들, 특히 혈액과 같은 높은 OD값을 갖는 유체는 물론, 예컨대, 24.5 OD280를 갖는 인간 혈청 알부민(Human Serum Albumin: HSA), 전형적으로는 50 내지 60 OD280를 갖는 플라즈마, 및 200이상의 OD280값을 가질 수 있는 다양한 면역 감마 글로불린 생성물(immunogamma globulin (IgG) product)과 같은 거의 투명하면서도 상당히 높은 OD값을 갖는 유체들에 의해 비교적 높은 UV 방사선 흡수율 때문에 상기 투과 벽에 근접하게 통과해야 하고, 이것은 즉, 상기 UV 방사선이 상기 생물학적 유체속으로 거의 침투하지 못한다는 것을 의미한다. 상기 생물학적 유체의 주어진 지점에서의 상기 UV 방사선의 강도는 상기 UV 방사선 조사원으로 부터 상기 주어진 지점까지의 거리의 제곱에 반비례한다. 그 이유는 GB 2,200,020B호의 장치에 개시된 장치를 사용하는 중에 상기 생물학적 유체가 좁은 구경 통로를 통과하기 때문이다. 상기 GB 2,200,020B호의 주 장치와 같은 장치의 한 가지 한계점은, 상기 생물학적 유체가, 그러한 좁은 통로를 통과한 결과로서 상기 장치의 벽을 가열시켜 그 생물학적 유체의 필수 성분, 예컨대, 단백질, 적혈구 등을 손상시키는 상기 UV 방사선 조사원으로 부터 열 손상을 받기 쉽다는 점이다. 이러한 열 손상은 바람직하지 못할 뿐만 아니라, 보다 강력한 UV 방사선 조사원을 사용하는 도중에 처리될 유체에 대한 상기 방사선 조사원의 근접도에 있어서 제한 요소가 된다. 상기 열 손상을 줄이기 위해, 예컨대, 상기 GB 2,200,020B호의 실시예 1에서 개시된 바와같이 팬(fan)을 이용한 공기 냉각 방법에 의해 상기 장치의 방사선 조사실(照射室)을 냉각시킬 수 있다. 그럼에도 불구하고, 비교적 느린 유속(예, 130 ml/min 내지 1200 ml/min)의 결과로서, 상기 생물학적 유체가 비교적 오랜 시간동안 상기 장치의 벽과 접촉하거나 상기 벽에 바로 가까이에 위치함으로써, 그에 따라 열 손상의 위험성이 보다 커진다.
이 분야에서 야기되는 상기 장치의 또 다른 문제점은 열 손상 및 과도한 방사선 조사로 인한 손상을 최소화시키기 위해서는 방사선 조사 영역에서 처리 시간 또는 잔류 시간을 최소화하는 것이 바람직하다. 반면에, 만약 잔류 시간이 너무 짧으면, 바이러스의 불활성화 또는 로그 킬(log kill)의 안전 레벨이 달성되지 않을 수도 있다. 그러나, 상업적 기준에 의한 불활성화는, 비교적 많은 양, 예컨대, 수백 또는 수천 리터의 알부민, IgG, 플라즈마 등과 같은 희귀 물질의 처리를 수반하며, 처리될 각 물질 군에 대해 상당한 수의 다양한 서로 다른 처리 변수 및 조건의 최적화를 수행하기에 비용이 너무 많이 들고, 상기 귀하고 희소성있는 물질을 낭비하게 된다. 따라서, 예컨대, 플라즈마 경우의 OD280가 전형적으로 45 내지 55 및 그 이상의 값을 가질 수 있는 것과 같이, 서로 다른 OD값을 갖는 상이한 유체 군에 대해 로그 킬 레벨을 예측할 수 있는 수단을 제공할 중대한 필요성이 대두된다.
본 발명은 유제품 제조, 증류(蒸溜) 및 양조(釀造)를 포함하는 음료 산업, 및 하수 처리 및 정화를 포함하는 물 처리 산업 분야에서 볼 수 있는 것과 같은 높은 광학 밀도의 생물학적 유체의 UV-방사선 조사(照射)를 위한 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 바이러스, 곰팡이, 효모, 및 인간 또는 인간이 아닌 생명체의 혈액 및 혈액에서 유도된 생성물은 물론, 예컨대, 형질 전환 동물(transgenic animal)에서 추출된 우유와 같은 여러 가지 다른 체액, 및 이러한 체액들 또는 그 성분들의 대체물로 사용하기 위해 제조된 합성 유체에서 발견될 수도 있는 기타 다른 유사 생물들을 포함하는 미생물 및 림프구의 불활성화에 관한 것이다.
하기 실시예 및 첨부 도면을 참조하여 본 발명이 이하에서 상세히 설명될 것이다. 첨부 도면 중에서,
도 1은 본 발명의 제 1 장치를 도시한 개략도이다.
도 2는 도 1의 장치의 UV 방사선 조사부를 도시한 횡단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 장치를 도시한 개략도이다.
도 4는 도 3의 장치의 도 2에 대응하는 UV 방사선 조사부를 도시한 횡단면도이다.
도 5는 박테리오파지(bacteriophage)의 불활성활를 위한 유량에 대한 LRV의 그래프이다.
도 6은 박테리오파지의 불활성화를 위한 잔류 시간에 대한 LRV의 그래프이다.
도 7은 혼합 효과를 나타내는 유체의 OD에 대한 LRV의 그래프이다.
도 8은 본 발명의 제조 스케일 장치를 개략적으로 도시한 수직 단면도이다.
도 9는 도 8의 장치의 선 Ⅸ-Ⅸ를 따라 절취한 상세 횡단면도이다.
도 10은 최소 유량을 나타내는 4.5%의 인간 혈청 알부민 방사선 조사를 위한 잔류 시간에 대한 LRV의 그래프이다.
도 11은 최소 유량을 나타내는 상이한 잔류 시간을 사용한 화학 광량(光量) 측정치(actinometric measurement)를 나타낸 그래프이다.
도 12 및 도 13은 레이놀드 수 함수 지수(Reynold Number function index)를 결정하는데 사용되는 회귀 절차(regression procedure)를 나타낸 그래프이다.
도 14 및 도 15는 인간 혈청 알부민 용액에서의 박테리오바지의 불활성화를 위한 잔류 시간에 대한 로그 킬(log kill)을 나타낸 그래프이다.
따라서, 본 발명의 목적은, 전술한 종래 기술의 문제점들중 적어도 한 가지를 제거하거나 최소화하여 미생물 등을 제거하거나 불활성화시키기 위한 생물학적 유체처리 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
현재, 비교적 높은 흡수도(absorbance), 전형적으로는 1 내지 200 OD280값을 갖는 유체내의 미생물의 효과적인 제거 또는 불활성화가, 불활성화 및 한계 손상을 최대화하려는 방식으로 관류 시스템(through-flow system)내에서 효과적으로 제어될 수 있다는 사실이 확인되었다. 이를 보다 구체적으로 설명하면, 미생물의 불활성화 비율-소위 로그 킬(log kill)은, 관류 UV 방사선 조사 시스템의 비교적 직경이 큰 통로내의 유체의 흐름이 미생물 불활성 파장을 갖는 UV 방사선으로 조사되는 UV 방사선 조사 영역내에서 강력한 유체 혼합 기능을 제공하도록 형성되고 배열된 정류 혼합 시스템을 사용함으로써, 그리고, 실제 로그 킬과 최대 유체 잔류 시간에 대응하는 최소 유량 이상이 얻어지는 증가된 잔류 시간을 갖는 하기의 관계식에 의해 예측되는 로그 킬간의 실질적인 밀접한 관계의 유지로 표시되는 효율적인 혼합에 필요한 상기 UV 방사선 조사 영역내에서 상기 최대 유체 잔류 시간에 대응하는 최소 유량 보다 작지 않은 유량, 또는 상기 유체 흐름에 대한 적어도 50 내지 100의 레이놀드 수(Reynold number)를 제공하고, 잔류 시간이 하기 관계식에 따라 정의되는 상기 UV 방사선 조사 영역내에서의 (최소) 잔류 시간과 함께 상기 UV 방사선 조사 영역을 통해 흐르는 유체의 통로를 통해 달성되는 (최소의) 원하는 로그 킬 비율(log kill rate)을 제공하도록 상기 유체의 유량을 제어함으로써, 상기 관류 UV 방사선 조사 시스템내의 상기 유체에서 효율적으로 제어될 수 있다.
관계식:
Log10kill = K ×플럭스(Flux) ×잔류 시간 ×Z/OD ×도관 직경
여기서, 플럭스는 상기 UV 방사선 조사 영역(통로 벽의 바로 안쪽)에서 유체 흐름을 포함하는 통로 상으로 입사되는 UV 방사선 조사량(照射量)(단위: mW cm-2)을 나타내고; OD는 상기 미생물 불활성화 UV 방사선 조사 파장(전형적으로는, 250 내지 280 ㎛)에서의 상기 유체의 광학 밀도를 나타내며; K는 실험상으로 유도된 상수이고; 도관 직경은 상기 UV 방사선 조사 영역의 도관의 내경(단위: cm)이고; Z는 상기 UV 방사선 조사 시스템의 통로에 영향을 미치는 상기 유체의 어떤 물리적 특성과 관련이 있다.
이를 보다 상세히 설명하면, Z = u(ρ/μ)/Rem이고, 여기서, u는 유체의 유속(단위: cm/sec)이고, ρ는 유체의 밀도(단위: ㎏/㎥)이고, μ는 유체의 점도(단위: cp)이고, Re는 공식 Re = duρ/μ(여기서, d, u, ρ및 μ는 전술한 관계식의 그것과 동일한 의미를 가짐)에 의해 정의되는 값을 갖는 유체의 레이놀드 수이고, m은 실험상으로 결정된 값을 갖는 정류 혼합 시스템의 특성을 나타낸다. 추가로 후술되는 바와 같은 다수의 교호 회전 감지 직경 상쇄 하프-턴 나선형 나사 요소를 포함하는 종류의 정류 혼합 장치의 경우, 상기 m은 약 0.4의 값을 갖는다.
상기 관계식은 일정한 가변 상수를 유지함으로써 다양한 상이한 방식으로 표현될 수 있고, 또는 어느 정도까지 단순화될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 예컨대, 상기 UV 방사선 조사원(사용된 램프의 개수, 구조, 출력, 분리 유형 등)이 일정하게 유지되면, UV 방사선의 플럭스는, UV 처리중인 유체가 흐르는 통로를 한정하는 벽의 투과 특성)에 따라 변하게 되고, 상기 "플럭스"는 상기 통로를 한정하는 벽을 형성하는 물질에 대해 상대적인 방사선 투과값 Tm, 및 전술한 일반 관계식의 일반 상수 K에 포함될 수 있는 상수로 대체될 수 있다. 실례를 통해, 만약 주어진 벽 두께를 갖는 실리카 유리가 1.0의 투과도를 갖도록 선택되면, 상기 동일 벽두께의 FEP(플루오르화 에틸렌 프로필렌) 플라스틱에 대한 Tm값은 0.83이 된다. Z로 부터 u 성분을 추출하고 그 추출된 u 성분을 잔류 시간 성분 tR과 결합함으로써, 전술한 관계식을 다음과 같은 형태의 관계식으로 표현할 수 있다:
Log10kill = K.Tm (ρ/μ)L／OD.d.Re0.4
여기서, L은 상기 방사선 조사 영역의 전체 유효 길이(즉, 실제 길이 × 통로 수)이고, 기타 다른 기호들은 전술한 관계식의 그것과 동일한 의미를 갖는다.
더욱이, 상기 관계식은 일반적으로는 1 내지 50, 특히 1 내지 30의 하부측에서의 OD값을 갖는 유체에 대해 다소 단순화될 수 있음을 확인하였다. 따라서, 한 가지 측면에서 볼 때, 상기 비교적 높은 흡수도, 전형적으로는 1 내지 50의 OD280값을 갖는 유체내의 미생물의 효과적인 제거 또는 불활성화는 상기 불활성화 및 한계 손상을 최대화시키려는 방식으로 관류 시스템에서 효과적으로 제어될 수 있다는 사실 역시 확인되었다. 이를 보다 구체적으로 설명하면, 로그 킬이라 불리는 미생물의 불활성화 비율은, 관류 UV 방사선 조사 시스템의 비교적 직경이 큰 통로내의 유체의 흐름이 미생물 불활성 파장을 갖는 UV 방사선으로 조사되는 UV 방사선 조사 영역 내에서 강력한 유체 혼합 기능을 제공하도록 형성되고 배열된 정류 혼합 시스템을 사용함으로써, 그리고, 로그 킬과 최대 유체 잔류 시간에 대응하는 최소 유량이상이 얻어지는 잔류 시간간의 실질적인 선형 관계의 유지로 표시되는 효율적인 혼합에 필요한 상기 UV 방사선 조사 영역내에서 상기 최대 유체 잔류 시간에 대응하는 최소 유량 보다 작지 않은 유량을 제공함은 물론, 잔류 시간이 하기 관계식에 따라 정의되는 상기 UV 방사선 조사 영역내에서의 (최소) 잔류 시간과 함께 상기 UV 방사선 조사 영역을 통해 흐르는 유체의 통로를 통해 달성되는 (최소의) 원하는 로그 킬 비율을 제공하도록 상기 유체의 유량을 제어함으로써, 상기 관류 UV 방사선 조사 시스템내의 상기 유체에서 효율적으로 제어될 수 있다.
관계식:
Log10kill = K ×플럭스(Flux) ×잔류 시간/OD ×도관 직경
여기서, 플럭스는 상기 UV 방사선 조사 영역에서 유체 흐름을 포함하는 통로 상으로 입사되는 UV 방사선 조사량(단위: mW cm-2)을 나타내고; OD는 상기 미생물 불활성화 UV 방사선 조사 파장(전형적으로는, 250 내지 280 ㎛)에서의 상기 유체의 광학 밀도를 나타내며; K는 실험상으로 유도된 상수이고; 도관 직경은 상기 UV 방사선 조사 영역의 도관의 내경(단위: cm)이다.
Log10kill 또는 Log10감소값(LRV)은, 본 명세서에서 예컨대, 상기 미생물을 포함하고 있는 샘플의 방사선 조사 과정인, 미생물의 제거 또는 불활성화에 사용되는 과정의 효율성의 측정이 되도록 선택된다. 예컨대, 만약 주어진 유체내의 모든 미생물의 99.0%가 제거되거나 불활성화 상태가 되면, 이것은 log10 2또는 2 log10kill 또는 LRV 등과 같게 된다. 허용 가능한 효율성은, 일반적으로 샘플의 모든 미생물의 99.99 내지 99.9999%가 제거/불활성화 상태가 되면, 4 내지 6 log10kill이 되는 것으로 확인되었다. 상기 미생물의 제거 비율 또는 레벨은 일반적으로 (미생물이 바로 검출될 수 있는 가장 큰 희석제를 정하여 측정된) 미생물에 대한 정량 분석표에 나타난 상기 유체내 미생물의 초기 적정량과 최종 적정량를 비교함으로써 정해진다.
따라서, 본 발명의 일면에 따르면, 원하는 성분 및 오염 미생물이 포함된 생물학적 유체의 UV 방사선 조사에 사용하기 위한 장치가 제공되고, 상기 장치는,
상기 장치의 사용중에, 폐기처분 가능한 UV 투명 물질로 이루어지고 방사선 조사 영역 내에서 UV 방사선 조사원에 근접해 있는 벽 수단과, 입구 및 출구를 구비한 종축방향으로 연장하는 도관; 및
상기 입구와 출구 사이에서 연장하되 실질적인 단절이 없는 유체 흐름 통로를 한정하여 상기 장치의 사용시에 상기 유체 흐름 통로를 따라 흐르는 유체에 발생하는 난류 현상을 방지하도록 형성 및 배열되고, 상기 UV 방사선 조사원으로부터 방사된 UV 방사선을 수용하기 위해 상기 UV 투명 벽 수단에 인접한 방사선 조사 영역을 구비하는 통로 수단을 포함하고,
상기 통로 수단은, 상기 장치의 사용시에 상기 유체의 흐름이 상기 유체를 분할 및 혼합하는 혼합 동작에 노출되도록 하기 위해 다수의 혼합기 요소를 갖고 적어도 상기 UV 방사선 조사 영역의 상기 유체 흐름 통로를 따라 연장하는 정류 혼합 수단을 구비하고, 상기 도관이 적어도 4 mm의 내경을 갖고, 상기 장치가 상기 도관을 통해 유체를 통과시키기 위해 형성 및 배열되는 유체 공급 수단을 구비함으로써, 상기 유체 흐름이 적어도 20 가지의 상기 혼합 동작에 노출되되,
실제 로그 킬과 최대 유체 잔류 시간에 대응하는 최소 유량 이상이 얻어지는 증가된 잔류 시간을 갖는 하기의 관계식에 의해 예측되는 로그 킬간의 실질적인 밀접한 관계의 유지로 표시되는 효율적인 혼합에 필요한 상기 UV 방사선 조사 영역 내에서 상기 최대 유체 잔류 시간에 대응하는 최소 유량 보다 작지 않은 유량 및 상기 오염 미생물의 원하는 로그 킬(바람직하기로는, 상기 오염 미생물의 4 로그 킬에 필요한 값보다 작지 않고, 일반적으로는 1초, 예컨대, 10초 보다 작지 않음)을 제공함으로써 상기 오염 미생물을 효과적으로 불활성화시키는데 필요한 상기 UV 방사선 조사 영역내에서 최소 잔류 시간에 대응하는 최대 유량 보다 크지 않고 상기 원하는 성분의 중대한 감성(減性)이 발생하는 유량보다 크기 않은, 바람직하기로는, 10% 집합(aggregation)(바람직하기로는, 기껏해야 약 1%) 및/또는 상기 원하는 성분의 생물학적 활동의 20% 손실이 발생하는 유량 보다 크기 않은 유량으로 상기 혼합 동작에 노출되고,
상기 UV 방사선 조사 영역에서의 최소 잔류 시간은, 관계식 즉,
Log10kill = K ×플럭스 ×잔류 시간 ×Z/OD ×도관 직경
(여기서, 플럭스는 상기 통로 벽의 바로 안쪽의 상기 UV 방사선 조사 영역에서 상기 유체 흐름을 포함하는 상기 통로 상으로 입사되는 UV 방사선 조사량(단위: mW cm-2)을 나타내고; OD는 실질적인 바이러스 불활성화가 발생하는 영역의 UV 방사선 조사 파장(전형적으로는, 250 내지 280 ㎛)에서의 상기 유체의 광학 밀도를 나타내며; K는 실험상으로 유도된 상수이고; 도관 직경은 상기 UV 방사선 조사 영역에서의 상기 도관의 내경(단위: cm)임)에 따라 정의됨으로써, 상기 장치의 사용시, 상기 유체 전체가 유사 미생물 불활성화 레벨의 상기 UV 방사선 조사에 노출되는 동시에 상기 유체의 상기 원하는 성분(들)에 대한 손상을 최소화하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 일면에 따라, 본 발명의 장치를 사용하여 1-200의 OD280을 갖는 제한된 UV 투과성을 갖춘 생물학적 유체를 처리하는 방법이 제공된다. (의혹을 해소하기 위해, 본 명세서에서 모든 OD값들은 1 cm의 경로 길이에 대한 OD이고, 만약 그렇지 않으면 표시된다).
따라서, 본 발명에 의해, 높은 광학 밀도를 갖는 생물학적 유체의 효과적인 미생물 불활성화를 달성하는 동시에, 첨가제 또는 기타 다른 특수한 수단을 사용할 필요없이 상기 유체의 원하는 성분(들)에 대한 손상을 최소화하여 미생물의 불활성화를 달성함은 물론, 상기 원하는 성분(들)을 보호할 수 있다. 그러나, 어떠한 이유로 인해 본 발명의 장치 또는 방법에서 처리될 유체에 첨가제를 포함시키고, 또는 기타 다른 수단을 사용하는 것이 바람직하다면, 본 발명의 사상을 일탈하지 않는 범위내에서 수행될 수도 있음을 이해할 수 있을 것이다.
또한, 집합(aggregation) 및/또는 생물학적 활동의 손실과 같은 손상을 줄이기 위해 보호 첨가제를 사용할 수도 있다. 특히, WO 95/20961호에 개시된 바와 같이 세포들을 손상으로부터 보호하기 위한 비타민 E; WO 95/32732호에 개시된 바와 같이 응고 인자와 같은 플라즈마 성분의 기능 활동의 손실로부터 보호하기 위한 아스코르빈산(ascorbate); 및 WO 94/28120호에 개시된 바와 같이 혈액 성분들의 기능성 활동 손실의 감소 및/또는 세포 손상으로부터의 보호를 위해, 자유 라디칼 및/또는 루틴(rutin), 케르세틴(quercetin) 및 기타 다른 플래보이드(flavonoid)와 같은 활성 형태의 산소의 "억제제(quencher)", 및 설탕, 예컨대, 마니톨(mannitol) 및 아미노산과 같은 기타 다른 안정제를 포함하는 여러가지 보호 첨가제가 해당 기술분야에서 공지되어 있다.
본 발명의 특별한 장점은, 유체의 살균 및 상기 유체 살균 이전 또는 이후,또는 상기 유체 살균과 동시에 이루어지는 바이러스의 불활성화를 위한 다양한 공지의 방법들과 결합하여 다소 용이하게 사용될 수 있다는 점이다. 다양한 방법들은 해당 기술분야에 어느 정도 공지되어 있고, 특히, 특히, 주어진 시간 동안 상온에서 예컨대, 10 시간 동안 60℃에서 유체의 주입을 포함하는 종래의 습식 열 처리 또는 저온 살균(안정제가 사용되거나 사용되지 않음-일반적으로 알부민에 대해 사용됨); 주어진 시간동안 상온에서 예컨대, 10-72 시간 동안 60-100℃에서 빙결 건조된 유체 성분들의 주입을 포함하는 건식 열 처리(일반적으로 인자 VIII와 같은 성분들에 대해 사용됨); 한외 여과; 및 상기 유체가 1% tri(n-butyl)phosphate (TNBP) 및 1% Triton X-100 또는 Tween 80과 같은 용매 세척제 시스템과 친밀하게 혼합되고 주어진 시간 동안, 예컨대, 4 시간 동안 30℃에서 함께 주입된 후, 소수성(疏水性) 크로마토그래피(chromatography)에 의해 편리하게 상기 용매 세척제 시스템이 제거되는 용매 세척제 처리 방법을 포함한다. 상기 용매 세척제 처리 방법에 대한 상세한 내용은 특히, WO 94/28120호; 및 미국 특허 제4,946,648호, 제4,481,189호, 및 제4,540,573호를 포함하는 여러 미국 특허에 설명되어 있다.
상기 용매 세척제 처리 방법의 한 가지 특징은, 처리된 유체에 대한 OD값을 상당히 증가시킴으로써, 이와 관련하여, 비교적 높은 OD값을 갖는 유체의 효과적인 바이러스 불활성화를 달성할 수 있는 본 발명에 따른 방법의 능력이 특별히 우수하다는 점이다. 따라서, 본 발명의 양호한 일면에 따르면, 본 발명의 UV 방사선 조사 처리가 용매 세척제 처리 방법과 결합하여 사용된다.
전술한 내용과 관련하여, 상이한 유형의 바이러스는 다양한 처리 방법에 대해 서로 다른 민감성을 가질 수 있고, 종종 서로 다른 처리 방법들의 조합을 사용하여 존재하는 모든 상이한 바이러스의 불활성화를 보장할 필요가 있음을 주지해야 한다. 본 발명의 상기 UV 방사선 조사 처리 방법의 특별한 장점은, 용이하게 이용 가능한 처리 방법에 내성이 있는 CPV(canine parvovirus)와 같은 유형의 바이러스가 상기 UV 방사선 조사 처리 방법에 다소 매우 민감하다는 점이다. 따라서, 생물학적 유체의 살균을 위한 본 발명의 양호한 형태에 있어서, 적어도 하나의 다른 미생물 불활성화 과정과 함께 본 발명에 따른 미생물의 불활성화를 위한 장치 및 방법이 사용된다.
본 발명에 따르면, 유체의 흐름은 정류 혼합 수단의 종래의 적용시 유체의 균질화를 달성하는데 필요한 정도를 훨씬 넘어서 매우 철저한 혼합 동작에 노출되어 모든 유체 부분이 실제 동일한 잔류 시간 동안 상기 UV 투과 벽 수단에 인접한 비교적 작은 UV 방사선 조사 영역 속으로 확실하게 유입됨으로써, 모든 유체 부분은 상기 원하는 유체 성분들의 감성(degradation)없이 필요한 로그 킬을 달성하기에 충분한 실제 동일한 UV 방사선 조사선량을 수용할 수 있다. 상기 유체 흐름이 노출되는 혼합 동작의 수는 각각의 혼합기 요소의 특성 및 효율성과 같은 인자에 좌우될 것이고, 상기 유체 통로의 통과 회수, 예컨대, 10개의 혼합기 요소를 구비한 정류 혼합 수단을 2회 통과함으로써 2 ×10 = 20 회의 혼합 동작을 제공하게 될 것이다. 본 발명의 장치는, 단 한번의 유체 통과가 요구되어 오염 가능성 및/또는 부분적으로 처리된 유체를 미처리된 유체로 반송하고 상기 미처리된 유체와 혼합하는 과정에서 야기되는 불완전한 처리 문제점을 해결하도록 형성 및 배열되지만, 예컨대, 성공적인 통과이전에 상기 유체를 저장하기 위한 상이한 용기(들)을 사용함으로써 전술한 위험성을 제거하는 방식으로 다중 회수의 통과가 달성될 수 있다는 것을 이해할 있을 것이다. 그럼에도 불구하고, 다중 통과 시스템은 요구되는 UV 방사선 조사 장치의 크기와 용량의 감소 및 상기 UV 방사선 조사 영역을 통과하는 통과 회수를 단순히 변경함으로써 동작의 융통성의 향상과 같은 장점들을 지닌다.
이를 보다 상세히 설명하면, 필요한 혼합 동작의 수는, 보다 얇거나 얕은 UV 방사선 조사 영역이 보다 작은 크기를 나타냄으로써 보다 큰 혼합 정도를 필요로 하는 한, 상기 UV 방사선 조사 영역이 차지하는 통로의 용적(보다 정확히 표현하면, 상기 통로내부의 유체 용적)의 크기에 좌우된다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이것은 특히, 사용중인 상기 UV 방사선 조사 주파수에서 처리중인 유체의 광학 밀도(OD), 사용중인 상기 UV 방사선 조사원(照射源)의 출력 파워 및 강도, 상기 통로의 직경, 및 사용중인 상기 정류 혼합 수단에 차지하는 통로 용적에 좌우될 것이다. 따라서, 예컨대, 4.5% HSA는 약 0.4 mm의 UV 방사선 조사 영역 깊이에 대응하는 24.5의 OD254값을 갖는다. 6 mm의 도관 내경 및 상기 유체 용적의 50%를 차지하는 정류 혼합 수단을 사용하면, 이것은 상기 유체 용적의 약 50%에 대응하고, 이것은 또한, log10kill을 달성하는데 필요한 상기 UV 방사선 조사 영역에서 요구되는 잔류 시간을 보장하기 위해 적어도 20회의 혼합 동작을 필요로 할 것이다. 더 큰 직경의 도관을 사용하면, (동일한 유체 OD에 대해) 동일한 UV 방사선 조사 영역의 깊이는 비교적 작은 크기의 상기 통로 용적에 대응함으로써, 본 명세서의 다른 경우에서도 언급되겠지만, 많은 수의 혼합 동작, 혼합기 요소의 필요성이 예상되고, 통상적으로, 최소 개수의 혼합기 요소가 사용됨으로써 이러한 특수 고려 사항은 통상 자동적으로 고려될 것이다.
여기서 주지해야 할 점은, 실제로 본 발명에 따라 사용되는 종류의 혼합기 요소들을 구비한 정류 혼합기가 차지하는 도관의 용적 비는 도관 ID가 증가함에 따라 감소함으로써, 상기 유체가 차지하는 비는 증가하게 된다는 사실이다. 전형적인 값들이 하기 표에 표시된다.
| 도관 ID(mm) | 유체가 차지하는 도관 용적비(%) |
| 6 | 50 |
| 8.5 | 69 |
| 13 | 71 |
| 18 | 74 |
| 24 | 80 |
단일 통로가 사용되면, 상기 정류 혼합 수단은 적어도 20개, 양호하기로는, 적어도 30개의 혼합기 요소, 바람직하기로는, 적어도 40개의 혼합 효소를 구비해야 한다. 비록, 상당히 많은 수, 예컨대, 적어도 100개, 가능하기로는 300개 정도의 혼합기 요소가 사용될 수도 있지만, 그리고, 상기 유체 경로에서 과도한 배압(背壓)의 발생을 방지하기 위해 특별히 많은 수의 혼합기 요소가 바람직할 수도 있지만, 보다 높은 압력 하에서 동작을 원하는 경우 보다 강한 형태의 장치구조가 이용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 원한다면, 처리중인 유체가 통과하는 상기 도관주위에 격납 용기를 설치하는 것도 가능하다. 적어도, 상기 UV 방사선 조사 영역에서는, 상기 격납 용기가 예컨대, 수정으로 된 UV 투과 벽 수단을 구배해야 한다. 전술한 바와 같이, 주어진 장치내의 주어진 유체의 바이러스 불활성화 레벨은 상기 UV 방사선 조사 영역에서의 잔류 시간에 비례한다. 그러나, 상기 잔류 시간은 상기 UV 방사선 조사 영역에서의 유량 및 유효 길이의 함수이다(즉, 상기 UV 방사선 조사 영역을 통과하는 다중 통로에 대응하는 실제 다중 길이를 포함함). 효과적인 혼합 동작을 위해 필요한 최소 유량과 관련하여, 상용중인 유량에서 필요한 잔류 시간을 제공하기 위해 상기 UV 방사선 조사 영역의 최소 유효 길이에 대한 요건이 부과된다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 물론, 이러한 최소 유효 길이는 도관 직경, 처리중인 유체의 OD, 및 상수 K로 구체화되는 불활성화될 미생물의 감수성을 포함한, 잔류 시간을 결정하는 여러 가지 다양한 인지들에 의해 좌우될 것이다. 따라서, 실제로, 예컨대 서로 다른 OD 범위를 갖는 유체 및/또는 서로 다른 감수성을 갖는 미생물의 처리에 대비하고자 하는 경우, 서로 다른 다양한 각각의 상황에 필요한 최소 유효 길이중 가장 큰 길이가 선택될 것이다.
바람직한 유체 성분들에 대한 손상을 최소화하기 위한 본 발명에 따른 일반적 요건과 관련하여, 본 발명의 장치 및 방법은 통상, 상기 UV 방사선 조사 영역의 주어진 유효 길이에 대한 최소 유량에 대응하는, 원하는 바이러스 불활성화 레벨을 달성하는데 필요한 최소 잔류 시간에 다소 근접하게 동작하도록 구성될 것이다. 이와 관련하여, 구해진 로그 킬은, 상기 도관이 상기 도관속에 수용될 수 있는 최소 개수의 혼합기 요소들로 거의 채워지는 경우, 최대화된 방사선 조사(照射) 효율성으로 상기 도관 내부에 제공된 혼합기 요소의 개수에 비례한다는 것이 확인되었다. 따라서, 본 발명의 양호한 형태의 방법 및 장치에서는, 적어도 상기 UV 방사선 조사 영역 내에서 혼합기 요소들로 채워진 도관이 사용된다. 이것은 조사 선량의 균일성을 최대화함으로써, 로그 킬이 최대화되고 바람직한 유체 성분들에 대한 방사선 손상이 최소화됨은 물론, 내부 냉각이 최소화됨으로써, 바람직한 유체 성분들에 대한 열적 손상이 최소화된다는 장점이 있다. 일반적으로, 효과적인 혼합 동작은 50-500개, 바람직하기로는, 80-350개의 혼합기 요소를 사용하여 실질적이고 경제적인 방식으로 달성될 수 있다는 것이 확인되었다.
최소 유량에 대응하는 최대 잔류 시간과 관련하여, 상기 UV 방사선 조사 영역의 최소 유효 길이 이상에서, 증가된 유량이 증가된 UV 방사선 조사 영역 길이에 의해 균형이 이루어지고 감소된 유량이 감소된 UV 방사선 조사 영역 길이에 의해 균형이 이루어질 수 있는 한, 유량과 UV 방사선 조사 영역 길이와의 서로 다른 조합 범위를 사용하여 주어진 원하는 잔류 시간을 달성할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 특히, 높은 유량은, 그에 상응하여 제조 비용의 증가, 공간 요건의 증가, 상기 장치내의 사용적(dead volume)의 증가, UV 방사선 조사원 요건 등의 문제점을 야기하는 큰 UV 방사선 조사 영역 길이를 필요로 하기 때문에, 바람직하지 못하다. 일반적으로, 유효 UV 방사선 조사 영역 길이(단일 통과 시스템에서 실질적인 UV 방사선 조사 영역 길이에 대응함)는 최소 유효 UV 방사선 조사 영역 길이의 100-1000%, 바람직하기로는 최소 유효 UV 방사선 조사 영역 길이의 150-700%, 유리하기로는 200-500%가 되도록 선택되어야 한다.
약 6 mm의 내경을 갖는 도관의 경우, 적절한 유효 UV 방사선 조사 영역 길이는 일반적으로 30-600 cm, 바람직하기로는 40-400 cm, 유리하기로는 50-300 cm이라는 것이 확인되었다. 적절한 유량은 일반적으로 40-1200 ml/min, 바람직하기로는 60-600 ml/min, 유리하기로는 80-400 ml/min인 것으로 확인되었다. 물론, 모든 유량 범위가 유용한 것은 아닐 것이다. 예컨대, 유량 범위의 상한에 있는 유량은, 상기 상한 범위에서 실제 UV 방사선 조사 영역 길이가 사용되는 경우, 전술한 바와 같은 과도한 배압과 관련이 있을 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 도관의 직경이 커짐에 따라, 상기 유효 UV 방사선 조사 영역 길이는, 전술한 바와 같이 최소 유량 요건의 점진적 증가에 대응하여 점진적으로 증가하게 된다. 이와 마찬가지로, 상기 도관의 직경이 커짐에 따라, 이에 비례하여 주어진 로그 킬 레벨에 필요한 잔류 시간이 증가하게 된다. 따라서, 예컨대, (상기 혼합기 요소 상에서 수축 조립 공정이후에) 약 18 mm의 내경을 갖는 도관의 경우, 적절한 유효 UV 방사선 조사 영역 길이는 일반적으로 100-2000 cm, 바람직하기로는 120-1200 cm, 유리하기로는 150-800 cm이라는 것이 확인되었다. 적절한 유량은 일반적으로 40-6000 ml/min, 바람직하기로는 500-4000 ml/min, 유리하기로는 600-3000 ml/min인 것으로 확인되었다. 상기 UV 방사선 조사 영역 길이와 유량 범위 내에서의 모든 가능한 조합이 유효한 것이 아니라는 것을 이해할 수 있을 것이다.
최소 유량과 도관 직경간의 관계와 관련하여, 최소 유량(단위: ml/min)은 일반적으로 상기 도관의 반경(단위: mm)의 세제곱에 비례한다는 것이 확인되었다.
물론, 효과적인 불활성화를 위한 상기 UV 방사선 조사 영역에서의 최소 잔류 시간은 사용된 처리 방법에 대해 불화성화에 요구되는 특수 미생물의 감수성에 좌우되고, 요구되는 상대적 UV 조사 선량의 상세는 용이하게 이용된다는 것을 이해할수 있을 것이다
비록, 주어진 미생물에 대해 주어진 log10kill에 필요한 절대 UV 조사선량이 10이라는 인자에 의해 변경될 수 있지만, 서로 다른 바이러스의 상대적 감수성은 일정하고, Kallenback NR 등(1989)에 의한 간행물, "Virus inactivation of plasma products"의 "Inactivation of viruses by ultraviolet light"(ed. Morgenthaler JJ), Curr. Stud. Hematol. Transfus. Basel, Karger 56 pp 70-82에 근거한 하기 표에 도시된 바와 같이 어떤 특수한 바이러스에 대해 원하는 log10kill에 대한 꽤 신뢰성있는 예측자(predictor)인 선량(線量) 또는 노출 시간을 제공한다.
표 1.1 log kill에 필요한 UVC 조사선량(λ= 254 nm)
| 바이러스 | 선량(mJ/cm2) |
| 아데노바이러스 3 | 1.5 |
| 박테리오파지 (E.coli 바이러스)(ΦX174) | 3.0 |
| 콕사키(수족구병) 바이러스 A9 | 12.0 |
| 콕사키 바이러스 B1 | 15.5 |
| 에코 바이러스 1 | 11.0 |
| 에코 바이러스 11 | 12.0 |
| 간염 B | 11.0 |
| 전염성 간염 | 5.8 |
| 인플루엔자(독감) | 3.4 |
| 소아마비 | 3.1 |
| 폴리오바이러스 1 | 11.0 |
| 폴리오바이러스 2 | 12.0 |
| 폴리오바이러스 3 | 10.0 |
| 레오바이러스 1 | 15.4 |
| 로타바이러스 SA11 | 7.8 |
| 담배 모자이크 바이러스 | 240.0 |
또한, 예컨대, Marx G.등(1996)의 "Protecting fibrinogen with rutin during UVC irradiation for viral inactivation" 광화학 및 광생물학63(4) 541-546; 및 Connacher J.(1986) "The use of UV light for water disinfection" inThe Brewer(5월호) 참조 요망.
앞에서 표시된 바와 같이, 요구되는 잔류 시간은 처리된 유체의 안전 사용을 위해 필요한 특정 로그 킬 레벨에 좌우되고, 이 로그 킬 레벨은 관련 미생물 및 미생물의 오염도에 좌우될 것이다. 실제로는, 통상적으로 HIV, 간염 B 및 간염 C, 및 파르보바이러스(parvovirus)와 같은 미생물에 대해 적어도 4 log10kill을 달성하는 잔류 시간을 제공하려 할 것이다.
원하는 유체 성분(들)의 중대한 감성(減性)을 실제로 방지하기 위한 상기 UV 방사선 조사 영역에서의 최대 잔류 시간과 관련하여, 이것은 어떤 주어진 경우에 허용 가능한 감성 레벨 및 감성에 대한 상기 유체 성분의 감수성에 좌우된다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 알부민 및 면역 글로블린과 같은 혈액 성분의 경우, 감성은 주로 신항원 형성으로 인해 매우 바람직하지 못한 알부민 분자들의 집합 형태로 나타나는 반면, 인자 VIII, 인자 VX, 및 섬유소원(fibrinogen)등의 혈액 응고 인자와 같은 다른 성분의 경우, 감성은 주로 생물학적 기능의 손실 형태로 나타난다. 이와 관련하여 언급될 수 있는 다른 형태의 손상으로는 단백질 케톤 산화 생성물의 형성을 들 수 있다. 그러나, 통상적으로 잔류 시간은, 원하는 성분에 대해 발생 가능한 손상을 최소화하기 위해 원하는 log10kill에 필요한 최소 잔류 시간에 다소 근접하도록 선택될 것이라는 것을 이해할 수 있을 것이다.
또한, 감성(減性)은 상기 UV 방사선 조사의 효과뿐만 아니라, 상기 UV 방사선 조사원의 근접으로 인해 야기될 수 있는 과열로부터 발생될 수 있다. 특히, 본발명의 장점은, 이전의 공지된 얇은 통로(전형적으로는, 1 mm의 두께) UV 방사선 조사 시스템에서 사용되는 경우 보다 상당히 큰 실질적인 통로 직경과 함께 꽤 신속한 유체 흐름을 사용하면 매우 철저한 혼합 동작에 의해 흡수된 열 에너지가 신속하게 분산되는 비교적 실질적인 유체 흐름이 제공되어 어떤 추가의 유체 냉각 수단이 필요없이 유체의 전체 또는 국부적인 가열 현상이 실질적으로 방지되는 효과가 있다는 점이다. 그러나, 램프의 튜브벽의 온도의 제한을 돕도록 상기 UV 방사선 조사원에 최소한의 일부 냉각 장치(보조 공기 흐름 냉각부가 편리함)가 설치되는 것이 바람직하다.
최소 4 mm, 유리하기로는 최소 6 mm, 바람직하기로는 최소 10 mm, 예컨대, 15-40 mm, 바람직하기로는 20-30 mm의 통로 직경이 사용되는 것이 바람직하다. 상기한 큰 통로 직경을 사용하는 경우의 또 다른 중요한 장점은, 보다 효율적인 UV 방사선 조사원 장치의 사용이 용이해진다는 점이다. 전형적으로, 상기 UV 방사선 조사원은 25 또는 35 mm의 직경을 갖는 가늘고 긴 저압 방전관의 형태를 취하지만, 원칙적으로는 매질 및 고압 방전관과 같은 더 높은 강도의 UV 방사선 조사원이 사용될 수도 있다. 상기 고 강도의 UV 방사선 조사원은 비교적 높은 작동 온도로 인해 방전관의 냉각이 필요하다는 단점이 있다. 상기 UV 방사선 조사원의 튜브는 상기 유체 통로내에서 환상(環狀)의 UV 방사선 조사 영역속에 UV 방사선을 효율적으로 최대한 전달하기 위한 환상 배열 구조로 사용되는 것이 바람직하다. 매우 작은 직경의 유체 통로를 사용하면, 광원 튜브를 적절한 기하학적 장치속에 배치할 수 없게 된다. 상기 유체 통로내의 상기 UV 방사선 조사 영역에서 수용되는 실제 UV방사선 플럭스는, 특히 유체 통로벽의 광학 효과 및 상기 UV 방사선 조사원 튜브와 상기 환상의 UV 방사선 조사 영역간의 다소 복잡한 기하학적 구조 관계로 인해, 상기 UV 방사선 조사원 튜브에서 방사되는 플럭스와 다소 복잡한 관계를 갖게 된다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러나, log10kill과 잔류 시간사이의 관계를 정의하는 공식의 "플럭스" 성분이 주어진 장치 구성에 대해 실질적으로 일정하게 유지되고, 유량, 도관 직경 및 OD와 같은 주요 변수가 용이하게 측정될 수 있는 한, 상기 플럭스 성분의 정확한 값을 알 필요는 없다. 더욱이, 플럭스의 순간 변화가 후술되는 화학 광량 측정(actinometry) 기술에 의해 편리하게 모니터링될 수 있다. 상기 도관은 플라스틱과 같은 한 가지 이상의 생물학적으로 양립 가능하고/허용 가능한 물질, 생물학적 불활성 물질 또는 금속 합금, 또는 유리로 형성될 수 있다. 상기 도관은 PTFE, PMMA, PMA, PE, PEP, PVDF, 플루오르화 폴리머 또는 PVC와 같은 플라스틱 물질로 형성되는 것이 바람직하다.
일반적으로, 상기 UV 투과 도관벽 수단은 200-400 nm의 파장 영역에서 전자기 방사선에 대해 투명하다. 상기 도관은 220-280 nm의 파장 영역에서 투명한 것이 보다 바람직하지만, 254 nm의 파장에서의 UV 투과도가 매우 바람직하다. 상기 장치의 UV 투과 벽은 산화 실리콘을 함유한 유리와 같은 무기 물질로 제조될 수도 있다. Spectrosil 및 Vitreosil이라는 상표명으로 판매되는 것과 같은 유리가 사용되는 것이 바람직하다. 이와는 달이, 상기 UV 투과 벽 수단은 유기 폴리머(중합체), 공중합체 등과 같은 플라스틱으로 형성될 수도 있지만, 그 재료는(Cellophane이라는 상표명으로 판매되는) 셀룰로즈 생성물, PTFE, FEP, PVC 및 PE에 한정되지는 않는다. 일반적으로, 이들 물질은 약 1-0.5 mm의 전형적인 벽 두께에 대해 15-80%의 UV 전도 특성을 갖지만, 실제로는, (더 큰 UV 전도 특성을 갖는) 최소 0.1 mm, 바람직하기로는 최소 0.25 mm의 훨씬 얇은 벽두께가 사용될 수 있다. 상기 도관 벽에 사용되는 벽 재질 및 벽두께는 최소 60%, 바람직하기로는 최소 70%의 UV 전도율을 갖도록 선택되는 것이 바람직하다. 벽 재질이 FEP인 경우, 150㎛의 벽 두께가 약 75%의 UV280전도율을 갖는 것이 편리한 것으로 확인되었다.
상기 정류 혼합 수단은 경계면 발생기 형태로 구성됨으로써, 유체가 상기 장치의 입구에 있는 유체를 다수의 서브스트림으로 분할하는 상기 혼합기 요소를 통과한 다음, 상기 서브스트림을 재배향시켜 재결합하고, 이러한 과정은 원하는 혼합 정도가 달성될 때까지 또 다른 혼합기 요소들을 사용하여 반복 수행되는 것이 바람직하다. 반대 작용 방향(좌측-우측-좌측 등등)의 교호 혼합기 요소를 갖는 신장된 나선형 나사 부재 형태로 된 정류 혼합 수단이 사용되는 것이 유리하다. 이러한 유형의 정류 혼합 수단은, 수 년 동안 식품 및 화학 제품 제조의 다양한 목적을 위해 공지되어 왔고 사용되어 왔으며, 특히, 미국 뉴저지주 Robbinsville에 소재한 TAH Industries Inc., KENICS KM이라는 상표명으로 판매하는 미국 매사추세츠주 Andover 북부에 소재한 Chemineer Inc., POSIMIXER라는 상표명으로 판매하는 영국 Wellingborough에 소재한 Liquid Control Ltd., 로 부터 상업적으로 입수 가능하고, 이전에 분할된 유체 흐름의 스트림의 반복된 분할을 통해 유체 흐름을 분할하여 공식 D = 2n(여기서, D는 유체 흐름의 분할 수이고, n은 혼합기 요소의 개수임)에 따라 유체 흐름 분할의 기하학적 진행을 발생시키는 과정; 유체 흐름을 반전시켜 상기 정류 혼합 수단의 종축주위에서의 회전 방향을 각각의 혼합기 요소에서 반전시키는 과정(시계 방향-시계반대 방향-시계 방향 등); 유체가 상기 장치의 혼합기 요소에서의 분리된 각각의 유체 흐름의 중심으로의 유체 근접이, 새로운 혼합기 요소의 가장자리와 유체가 접할 경우 방사상의 외측방향으로 추진될 때 발생하는 유체의 반전 및 전환으로 인해 야기되는 방사상의 유체 혼합 과정; 및 (축방향의 유체 흐름 단면의 확립에 대응하는) 축방향의 분화(分化: differentiation)를 억제하는 과정을 포함하는 다수의 상이한 혼합 효과의 조합의 결과로서 매우 집중적인 혼합 동작을 제공한다.
이와 관련하여, 특히, 단일 통과 장치를 사용할 경우, 상기 정류 혼합 수단은 상기 UV 방사선 조사 영역에서 유체의 상이한 부분들에 대해 잔류 시간에 큰 변화가 일어나지 않도록 상기 통로의 직경에 걸쳐 유량에 큰 차이가 발생하지 않는 유체의 흐름을 제공하는 형태로 구성되어야 한다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 길이 방향 및 축 방향의 유체 혼합 동작이 크게 발생하지 않고 효과적으로 거의 완벽한 방사상의 유체 혼합 동작이 발생하는 상기한 유형의 유체 흐름은 "플러그 흐름(plug flow)"으로 알려져 있고, 전술한 나선형의 정류 혼합 수단은 특히 상기 플러그 흐름을 제공함에 있어서 효과적이다.
상기 정류 혼합 수단은 손상에 대해 거의 화학작용을 일으키지 않고 내성이있는 다양한 물질로 형성될 수 있다. 일반적으로, 상기 물질은 유독성이 없어야 하고, UV 방사선 조사에 의한, 처리중인 유체에 의한, 그리고 세척을 목적으로 사용될 필요가 있는 유체 처리에 의한 감성(減性)에 대해 저항력이 있어야 한다. 상기 정류 혼합 수단의 적절한 재질로는 스테인레스 스틸과 같은 불활성 금속 및 내성 플라스틱 물질을 들 수 있다. PVDF(플루오르화 폴리비닐리덴)은 특히 UV 방사선에 매우 내성이 있는 적절한 플라스틱 물질이다.
또한, 전술한 혼합기 요소의 특수 형태는 높은 유량 및/또는 보다 효율적인 혼합 동작과 같은 추가 장점을 제공할 수 있고, 이와 관련하여, 특허받은 TAH Industries의 정류 혼합기의 애플 코어(apple core) 단면을 가진 나선형 혼합기 요소가 언급될 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
특히, 더 높은 유량을 사용하면, 상기 유체 흐름에 의해 상기 혼합기 요소에 다소 중요한 축방향의 힘이 가해진다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 일반적으로, 축방향의 변위에 대해 상기 혼합기 요소들의 위치가 안정되게 유지되는 것이 바람직하다. 유리관 유체 통로를 사용하는 경우, 상기와 같은 혼합기 요소들의 위치 안정은 축방향의 제동부역할을 수행하는 방사상으로 내향하여 연장하는 돌기부를 형성함으로써 달성될 수도 있다. 플라스틱 도관 유체 통로를 사용하는 경우, 상기 도관은 열처리에 의해 상기 혼합기 요소주위에 용이하게 수축 형성되어, 상기 도관의 직경이 줄어들고 그 결과, 상기 혼합기 요소들의 방사상 외측부가 꽉 조여지고, 어느 정도 축방향으로 이격되어 있는 상기 혼합기 효소들의 외측부들사이에 방사상으로 내향하여 돌출된다.
유체 공급 수단은 상기 장치의 입구의 상류부에 위치하는 펌프가 될 수도 있다. 이와는 달리, 유체는 중력 공급 장치에 의해 상기 장치에 공급될 수도 있다. 상기 유체 공급 수단은 유체의 유량을 앞에서 정의된 한계값내에서 원하는 잔류 시간을 제공하는 값으로 조절하기 위한 가조절 유량 제어 수단을 구비하는 것이 바람직하다.
상기 UV 방사선 조사 영역에서의 전체 잔류 시간은 혈액 기반 유체에 대해 1-100초, 바람직하기로는 2-16초, 유리하기로는 8-14초가 되는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 유체의 UV 방사선 조사 방법이 제공되고, 상기 방법은,
(a) 본 발명의 장치를 제공하는 단계; 및
(b) 상기 유체를 상기 장치에 통과시키고, 상기 장치내의 상기 유체를 UV 방사선으로 조사하는 단계를 포함하고,
상기 유체는, UV 방사선 조사 영역에서의 유체의 잔류 시간이 16초보다 크지 않고, 바람직하기로는 기껏해야 8초가 될 정도의 유량으로 상기 장치를 통과하는 것을 특징으로 한다.
특히, 관류 처리 방법에 있어서, 상기 장치를 통과중인 유체가 수용하는 UV 조사 선량의 농도를 최소한 어느 정도까지 모니터함으로써, 사실상 유체가 안전하게 처리됨을 확신하게 되어 상기 UV 방사선 조사원이 그 출력 및 상기 UV 방사선 조사 영역에서 수용되는 플럭스를 부분적으로 감소시키지 않게 되고, 이러한 사실은 반드시 시각적인 검사를 통해 감지할 필요는 없다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
UVC 및 기타 다른 상업적으로 입수 가능한 UV 방사선 조사 램프에서 방사되는 UV 방사선은 다소 정량적으로 화학적 반응을 유도하는데 사용되고 그에 따라, 시간의 경과에 따라 수용되는 전체 UV 방사선이 측정될 수 있음을 확인하였다. 따라서, 본 발명의 또 다른 일면에 따라, UV 조사 장치의 UV 방사선 조사 영역을 통해 흐르는 유체가 수용하는 UV 방사선을 모니터링하는 방법이 제공되고, 상기 방법은, 주어진 UV 방사선 조사선량으로 조사시, 소정 파장에서의 흡수도 변화에 의해 나타나는 실질적 정량 화학 반응에 노출되는 광량 측정 용액을 제공하는 단계; 상기 장치내에서 바이러스 방사선 조사를 위해 유체의 UV 방사선 조사를 위한 상기 UV 조사 장치의 사용전후에, 상기 광량 측정 용액의 샘플을 상기 UV 조사 장치에 통과시키는 단계; 및 상기 광량 측정 용액의 흡수도 변화값들을 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
다양한 광량 측정 용액이 본 발명에 따라 사용될 수도 있다. 특히 알칼리성 금속, 알칼리 토류 금속 및 요드화 암모늄염이 편리하고, 여기서, 요드화물은 352 nm의 파장에서 분광 측광적으로 측정 가능한 황색을 지닌 요드로 변환된다. 더욱이, 상기 UV 방사선 조사 선량에 대한 요드화 용액의 감수성은, 예컨대, 시트로산염 또는 붕산염과 같은 적절한 산성 또는 알칼리성 완충제를 사용하여 편리하게 pHf를 조절함으로써 제어될 수도 있고, 여기서, 낮은 수치의 pH는 높은 감수성을 제공한다. 또 다른 광량 측정 용액으로는 UV 방사선으로 조사시 UMP 수화물로 변환되는 수성 우리딘 모노포스페이트(UMP)을 들 수 있다(Marx 등의 광화학 및 광생물학63 541-546(1996)).
가장 효과적이고 효율적인 바이러스 킬(viral kill)은 일반적으로 약 254 nm의 파장을 갖는 UVC와 같은 비교적 짧은 파장의 UV 방사선으로 얻어지는 반면, 서로 다른 다양한 파장을 제공하는 다양한 방사선 조사원이 사용될 수도 있고, 상기 파장의 일부는 UV 스펙트럼밖에 그리고, 가시 스펙트럼내에 존재할 수도 있다. 종래의 UVC 방사선 조사원의 한 가지 한계점은, 비교적 낮은 에너지로 형성된다는 점이다. 따라서, 매질 및 고압 수은 증기 램프, 및 크세논 스트로브 램프(실제로, 연속적으로 작동할 수 없는 높은 에너지로 형성되고 방사선 조사원 등에 대한 손상을 방지하기 위해 신속하게 펄스화되고 스트로브되어야 함)와 같은 다른 고 에너지의 방사선 소스를 사용하여 긴 파장의 UV를 갖는 방사선, 예컨대, UVA 및 UVB 및/또는 백색 및/또는 다른 가시 스펙트럼 광을 포함하는 방사선을 제공하는 것이 바람직할 수 있다.
이제, 본 발명을 첨부 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 입구(4)를 갖는 제 1 단부(3) 및 출구(6)를 갖는 제 2 단부(4)를 구비하는 관상(管狀) 용기(이하는, "도관"이라 한다.)(2)를 포함하는 본 발명의 장치(1)를 도시한 것이다. 화살표 A는 사용시 상기 장치 속으로 유입되는 액체의유동 방향을 나타내고, 화살표 B는 사용시 상기 장치로부터 유출되는 액체의 유동 방향을 나타낸다. 상기 장치의 사용중에 유체를 상기 도관(2)을 통과시키기 위한 유체 공급 수단(7)이 설치된다. 상기 유체 공급 수단(7)은 일반적으로 원하는 유량으로 상기 장치를 통해 상기 유체를 펌핑할 수 있는 펌프, 예컨대, 연동 펌프 또는 기어 펌프이다.
본 발명의 또 다른 장치의 대체 구조(도 3 참조)의 경우, 상기 유체는 상기 유체의 저장 탱크(7)를 상기 장치(1)의 입구(3) 및 출구(5)의 레벨 위의 레벨에서 유지되도록 배치함으로써 상기 장치(1)에 공급될 수 있다. 이러한 구조로 인해, 상기 유체는 중력의 영향하에 상기 저장 탱크(7)로 부터 상기 도관(2)을 통해 상기 저장 탱크(7)의 레벨 아래에 위치한 상기 출구(5)까지 흐를 수 있다.
상기 장치(1)의 상기 도관(2)은 실리카 도관벽 수단(8)의 형태를 취한다. 상기 도관(2)은 실질적인 원통형 모양을 취하고 있고, 약 50 cm의 길이, 6 mm의 내경 및 약 1 mm의 벽 두께를 갖는다.
반사 하우징(10) 내부에 설치되는 4개의 각도상으로 분포되는 UV-C 램프(9)가 상기 실리카 도관 벽 수단(8)으로 부터 약 5 mm 분리된 채 상기 벽 수단 주위에 근접하게 배치된다. 이 경우, 적절한 램프들은 지정 TUV-15W하에서 15 W의 정격 출력, 약 48.5 cm의 길이, 및 약 28 mm의 직경을 갖는 영국, 크로이던의 필립스 라이팅사로부터 상업적으로 입수 가능한 램프들이다. 상기 유체의 상기 UV 방사선에의 노출을 제어하는 것과 관련하여, 이것은 대향 배치되는 상기 UVC 램프(9) 사이의 UV 투과 벽 도관(2)의 임의 영역(본 명세서에서는 "UV 방사선 조사 영역"이라고도 지칭됨)내에서의 유체(16)의 잔류 시간관점에서 보면 편리하게 모니터링된다. 그러나, 상기 도관(2)의 벽에 인접한 상기 UV 방사선 조사 영역내에서의 잔류 시간에 대응하는, 상기 유체의 일부가 실제로 조사되는 실질적인 기간은 이하에서 논의되는 것과 같이, 상기 유체의 OD 및 상기 도관(2)의 직경과 같은 인자들에 따른 차이만큼 상기 UV 방사선 조사 영역에서의 잔류 시간보다 다소 짧을 것이라는 것을 이해할 수 있을 것이다.
정류 혼합기(11)가 상기 도관(2)의 길이를 따라 연장 배치되고, 상호간에 90도만큼 각도 상쇄되고 선택적으로 제공되는 40쌍의 나사 요소들을 구비한 채 길이방향으로 배열되는 80개의 일련의 혼합기 요소(12)를 포함한다. 본 발명에서 사용된 상기 혼합 장치는 그 재료가 폴리아미드로 이루어졌고, 상기 실리카 도관(2) 내부에서 강제끼움 방식으로 결합되도록 6 mm의 외경을 갖는다. 상기 혼합 장치는 지정 TUV-15W하에서 영국, 웰링보로우의 미터믹스 시스템즈사로부터 상업적으로 입수 가능한 혼합 장치이다. 상기 장치의 혼합기 요소(12)는, 사용시 상기 유체가 매우 철저하게 혼합되어 상기 유체의 주요 몸체의 상이한 유체 부분들이 UV 조사될 상기 도관(2)의 벽(8)에 인접한 다소 어두운 UV 방사선 조사 영역(12) 내부에서 성공적으로 유입되도록 형성되고 배치된다. 이러한 방식으로, 거의 모든 유체가 유사한 미생물 불활성화 레벨의 상기 UV 방사선에 노출된다.
상기 도관(2)을 통해 흐르는 유체의 유량을 제어하기 위해, 상기 펌프(7)는 펌핑속도를 조절하기 위한 제어 수단(14)을 구비한다. 상기 장치를 통과하는 유체의 부피를 모니터하기 위해 코리올리 질량 유량 방식(Coriolis mass flow type)의유량계(15)가 설치되고, 이 유량계(15)는 상기 펌프 제어 수단(14)에 직접적인 입력을 제공하는데 사용되거나, 수동으로 상기 제어 수단(14)을 조절하도록 조작자에 의해 사용가능한 판독 기능을 단순히 제공할 수 있다. 처리될 유체는 처음에는 저장 탱크(17)내에 배치되고, 처리 후에는 살균 용기(18)내에 축적된다.
상기 도관벽(8)과 접촉하거나 근접하는 유체의 양은 소정 시간에 상기 도관(2)내에 존재하는 유체의 전체 부피에 비해 비교적 작고, 그 결과로서, 상기 유체는 UV 방사선 조사 과정중에 거의 자체 냉각 처리됨으로써, 상기 도관벽에 인접한 어두운 UV 방사선 조사 영역에 있는 유체는, 인해 유체가 한 쪽 혼합기 요소(12)에서 다른 쪽 인접 혼합기 요소를 통과함에 따라 상기 유체가 재혼합될 때 상기 UV 방사선 조사 영역(13)의 방사상으로 안쪽으로 향하는 상기 도관(2)내부의 유체와 상기 UV 방사선 조사중에 얻어진 많은 열을 교환된다. 이러한 냉각 효과는 UV 방사선 조사 과정중에 상기 유체의 성분들에 대한 열 손상을 최소화시켜준다. 원한다면, 상기 도관(2)의 입구(4) 및 출구(5)에 배치되는 온도 탐침(19,20)을 통해 임의의 온도 상승을 모니터링할 수 있다. 실제로, 이러한 온도 상승은 일반적으로 약 1 내지 2℃로 제한된다.
후술되는 바와 같이, UV 방사선의 플럭스의 절대값 또는 플루언스(Fluence)가 본 발명의 성공적인 동작에 중요한 인자로 작용하진 않지만, 이것은 도 1의 장치에 대해 다음과 같은 방식으로 평가되었다. 상기 장치는, 파이프 표면으로부터 7 mm의 간격을 두고 있는 6 mm i.d. 보어(8 mm o.d.) 실리카 파이프와 공동 선형관계에 있는 4 ×28 mm o.d. 램프군을 구비한다. 상기 도관(2)의 표면으로부터 7 mm떨어져 보정 전자 광도계를 사용한 램프의 측정된 플러스 출력은 11.8 mW/cm2였지만, 상기 파이프 및 도관이 만곡됨에 따라 그 표면들은 평행하지 못하고 결국 플럭스는 상기 도관의 원주 주위에서 균일하지 못하며 평균 강도는 제조업자들이 작성한 극성 도표로부터 피크값의 약 85%인 것으로 측정되었다. 두 번째로, 상기 도관 내부의 플럭스는 광 흡수, 상기 도관벽 및 표면에서의 빛의 산란 및 반사에 의해 감소된다. 본 발명에서 사용된 실리카의 등급에 대한 제조업자들의 데이터는 254 nm의 플럭스의 약 85%가 투과됨으로써, 상기 도관의 내표면에서의 광 플럭스는 11.8 ×0.85 ×0.85 mW/cm2또는 8.5 mW/cm2로 평가될 수 있다는 것을 의미한다. 이와 마찬가지로, 상기 도관의 표면으로부터 5 mm 떨어진 간격을 두고 측정된 25 mW/cm2의 플럭스를 갖는, 18 mm i.d.의 플라스틱 파이프주위의 5 ×40 mm o.d. 도관군(TUV-115W RVHO)을 사용한 도 3의 장치의 경우, 상기 파이프 표면(90%)에서의 조명의 비균일성 및 pFEP 파이프(제조업자가 정한 데이터에 따른 254 nm의 75%)의 투과율을 허용한 후, 상기 파이프 또는 도관의 내표면에서의 측정된 플럭스는 25.0 ×0.9 ×0.75 = 16.9 mW/cm2이다.
도 3 및 도 4는 도 1 및 도 2의 실시예의 장치 및 그 UV 방사선 조사부에 대응하는 부품들을 도시한 본 발명의 또 다른 장치의 개략도이다. 이 경우, 상기 도관(2)은 (상기 혼합기 요소(12)상에서 열 수축 끼움 공정을 수행한 후 약 18 mm로 감소된) 20 mm의 내경 및 0.15 mm의 벽 두께를 각각 갖고 있고 U자 도관커넥터(24)에 의해 연속하여 상호 연결되는 FEP(플루오르화 에틸렌 프로필렌)으로 이루어지는 3개의 1.28 m 길이의 도관(21-23)의 형태로 구성된다. 이 경우, 상기 유체 공급 수단은 단순히 중력하에 처리될 유체를 공급하도록 형성되고 배열되는 높은 위치에 있는 저장 탱크(25)의 형태로 구성된다. 상기 장치의 UVC 방사선 조사원은 지정 TUV-115X RVHO하에서 필립스 라이팅사로 부터 상업적으로 입수 가능한 115W의 정격 출력을 각각 갖고 40 nm의 직경 및 1.2 m의 길이를 갖는 8개의 UVC 램프(26) 어레이를 포함한다. 상기 램프(26)는 4개의 각도 상으로 분배되는 램프가 상기 각각의 도관(21-23)주위에 위치하도록 배열된다. 처리된 유체는 다시 살균 용기(18)속에 축적된다.
일반적으로, 전술한 장치는 적어도 4인 φx 174 log10kill값 및 18 mm의 내경을 갖는 도관을 사용하여 시간당 약 25 OD254를 갖는 60 내지 250 리터의 유체를 효율적으로 UV-조사하는데 사용될 수 있다.
유량이 혼합기의 효율에 미치는 효과는, 도 1의 그것에 대응하는 구조에서 6 mm i.d. 도관으로 처리되는 경우 유량에 따른 φx 174 박테리오파지에 대한 Log10kill 또는 Log10감소값(RLV)의 변화를 도시한 도 5 및 도 6에서 설명된다. 도 5는 (체적측정의) 유량에 대한 LRV의 변화를 도시한 그래프이다. 도 6에서는 동일한 실험 결과가 도시되지만, 이 경우, 유량은 상기 도관(2)의 조사된 길이의 상부측 단부에서 하부측 단부를 유체가 통과함에 따라 상기 유체에 대한 대응 잔류 시간측면에서 그래프로 계산된다. 도 6에서는, 2 내지 14초, 14초 이상(32 ml/min의 유량에 대응함)의 잔류 시간에서 잔류 시간의 감소(낮은 유량에 대응함)에 따라 LRV가 지속적으로 그리고 실질적으로 증가하는 반면, LRV의 증가율이 크게 줄어든다는 것은 32 ml/min이상의 유량에 대해 얻어지는 매우 효율적인 혼합 조건의 분열을 의미한다. 이러한 실질적인 효과는 상기 유체의 바람직한 성분들에 대한 손상 증가율이 크게 비례하게 되고 이것은 특히 바람지하지 못하다. (13 mm i.d.에 대해 약 230 ml/min; 및 18 mm i.d.에 대해 약 1000 ml/min의 효율적인 혼합을 위한 보다 큰 직경의 도관 및 표시된 최소 유량에 대한 유사한 실험들이 수행되었다). 일반적으로, 이상적인 혼합에 대한 최소 유량은 다음과 같은 방정식에 의해 계산될 수 있다:
유량(ml/min) = 1.185 x (r)3
여기서, r은 반경(단위: mm)이다. 상기 방정식을 사용하면, 다음과 같은 최소 유량이 유도될 수 있다:
| 도관 직경(mm) | 도관 반경(mm) | 최소 유량(ml/min) |
| 6 | 3 | 32 |
| 12 | 6 | 256 |
| 18 | 9 | 865 |
| 24 | 12 | 2050 |
도 7은 6 mm i.d. 도관에서 30 ml/min의 유량을 갖는, 도 1에 예시된 것과 같은 장치를 사용하여 LRV에 대해 공급 유체가 미치는 효과를 그래프로 도시한 것이다. 우선, 혼합기 요소가 상기 도관내부에 전혀 배치되지 않는 경우 LRV는 여전히 단일 수자인 OD 값에 따라 매우 급격히 하강하고, 약 5 내지 10의 OD 위에서의유용한 LRV의 경우 전혀 하강하지 않는다. 상기 도관의 내부가 혼합기 요소(80개의 각 혼합기 요소)들로 채워져 있는 경우, 4 정도의 LRV은 약 50의 OD 값까지 유지된다. (더욱이 유사한 LRV 값들은, 잔류 시간을 증가시킴으로써, 즉, 이것이 상기 직경의 도관에 적용가능한 약 30 ml/min의 최소 유량이하로 떨어지지 않는 한, 상기 도관의 길이를 증가시키거나 유량을 감소시킴으로써 보다 높은 OD 유체로 얻어질 수 있다). 마지막으로, 본 발명에 따른 단순화된 관계에 따라 예측되는 유체의 OD에 대한 LRV의 변화 예측이 도시된다. 도면에서 명백히 알 수 있는 바와 같이, 유체의 OD 값의 넓은 범위에 걸쳐 예측된 변화와 실제 실험상으로 정해지는 변화간에 매우 양호한 일치점이 존재한다. 7 이상의 LRV 값은, 미생물의 적정량이 그 미생물의 입력된 적정량을 초과하는 경우 일반적으로는 측정될 수 없기 때문에 실제로는 매우 무의미하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
도 8 및 도 9의 장치(31)는 광학부(32) 및 전기부(33)를 포함한다. 상기 광학부(32)는, 동심적으로 정렬되는 환상 배열의 4개 저압 수은 방전 램프(37)에 의해 에워싸인 처리 유체(36)를 위한 하나의 UV 투명 유체 파이프(35)로 각각 구성되는 5개의 수직 장착용 카세트(34)(도 9 참조)를 구비한다. 상기 각 카세트(34)는 구불구불한 유체 경로를 제공하기 위해 상부 및 하부가 교대로 상호 연결되어 있다. 사용된 램프들은 상기 램프의 표면에서 약 100 mW/cm2의 UV-C 파워 출력(파워 출력의 약 85%는 254 nm의 방사 라인에 포함됨)를 제공하는, 1,200 mm의 길이와 35 mm 직경의 필립스 TUV-115W RVHO이다.
처리 UV 투명 유체 파이프(35)는 열 수축성 듀퐁 플루오레탄 폴리머(열 수축전에 Holscot FET 벽 두께가 0.25 mm이고, 내경(i.d.)이 22 mm임)로 제조되었다. 상기 1.2 m 길이의 파이프는, 좌우교호 유동 방식으로 순차적으로 조립되는 20 mm 직경의 72개 쌍의 나선형 혼합기 요소(38)(Metermix Pt No.123-608 in PVDF)와 느슨하게 조립되었고, 열총(heat gun)으로 110℃로 가열한 후 플라스틱 파이프가 최종 20.5 mm의 내경(i.d.)으로 수축되었다. 상기 각각의 처리 UV 투과 유체 파이프(35)는 (Metron Technology-Fluoroware Ultrapur Fittings G12-12-FN-1) 위생 연결 클램프를 사용하여 반원형으로 굽어진 i.d. 20 mm 직경의 스테인레스 스틸 파이프(38)(Memtech 스테인레스 스틸 플랜지)상호 연결되었다. 각각의 처리 파이프 단면의 원주 주위에는, 6개의 3 mm ×20 mm 크기의 nitrile Viton (TM) 합성 고무 "O" 링(39)이 상기 파이프의 길이를 따라 동일한 간격으로 이격 배치되어 스페이서의 역할을 수행하고 각 처리 UV 투과 유체 파이프(35)와 4개의 주변 램프(37)간의 정렬 상태를 보장해 준다.
상기 램프들은 청소 및 유지를 위한 용이한 접근을 허용하도록 하기 위해 고립 및 광학적으로 엄격한 밀봉 기능을 제공하는 외부 스테인레스 스틸 캐비넷(42)의 경첩 도어 조립체(41)상에 설치된다. 상기 램프(37)의 전기 접속부(43)는 상기 광학부(32)로부터 방수 단부캡(44)을 통해 상기 전기부(33)속으로 배치된다. 상기 램프(37)의 전원 공급부(45) 이외에, 상기 전기부는 램프 전압 강하 및 전류의 연속적인 측정에 의해 각각의 램프 성능을 모니터링하기 위한 램프 모니터링 수단(46)을 구비한다. 또한, 램프 출력은 254 nm의 간섭 필터를 장착한 실리콘 광다이오드 센서(47)에 의해 독립적으로 각각 모니터링된다.
상기 처리 유체의 유량은 0.5 내지 5.0 L/min에 걸쳐 유량 제어기(49)를 구비한 기어 펌프(48)(Eurotherm Drive IPC 102/80B-4AC에 의해 구동되는 SSP Rotary Lobe Pump Pt No. SR/2/018/S5)를 통해 제어되고, 유량은 질량 유량계(50)(Hamall-Crone, Coriolis Mass Flow Meter MFM4085 K/F)로 독립적으로 측정되어 설정된 유량이 처리 수행을 통해 정확하게 유지될 수 있다. 4.5 % 알부민에 대한 전형적인 조건하에서, 유량은 4.2 L/min +/- 20%로 설정되고, 이것은 약 4 시간내에 1000 리터의 알부민을 처리하게 될 것이다. 상기 펌프에서 배출되는 바로 그 시점에서의 공급 유체의 압력 및 유량계 이전의 공급 유체의 압력은 압력계(541), 및 온도 센서(52,53)를 사용한 유입 및 유출 연결부에서의 온도에 의해 연속적으로 모니터링된다. 상기 광학부내의 공기 온도역시 밀봉 재순환식 공기 조절 장치(54)에 의해 모니터링 및 제어된다. 상기 처리 동작은 SCADA(감독 제어 및 데이터 획득:Supervisory Control and Data Acquisition) 처리 플랜트 제어 시스템 또는 개인용 컴퓨터(56)에 직접 인터페이싱될 수 있는 프로그램 가능한 논리 제어기(55)에 의해 감독 및 모니터링된다. 유체 처리 동작사이에, 내부 유체 경로가 1N NaOH에 의해 깨끗이 청소되고 살균 처리되며, 사용하지 않을 경우에, 상기 유체 경로는 살균 발열원이 없는 물로 채워진 상태로 유지된다.
본 발명의 또 다른 바람직한 특징 및 장점들은 설명을 위해 제공되는 본 발명의 장치의 사용에 대한 하기의 실시예들을 통해 명백해 질 것이다.
실시예 1. 인간 혈청 알부민(HSA)의 방사선 조사(照射)
쇼크 등 이후에 혈액량을 회복하기 위한 일상약에 사용되는 표준 HSA 4.5%w/v 수용액(OD254= 24.5)이, 고인 플라즈마로부터 준비되었고, 여기에 박테리오파지 ΦX174(108/ml 전염 선량)가 주입되었다. 상기 수용액은 제조 스케일의 UV 방사선 조사 장치(약 254 mm의 파장에서 최대 방사 에너지를 갖는 UVC 램프를 사용함)(일반적으로 전술한 바와 같이 도 3 및 도 4의 장치와 유사함)를 통해 펌핑되었다. 상기 유체는 연속적으로 배열되는 3개의 18 mm i.d.FEP 도관(각각의 길이가 1.28 m이고 80개의 혼합기 요소를 포함함)을 4.2 L/min의 유량으로 통과하였다. 상기 도관 표면에서 UV 방사선 조사 강도를 측정하기 위해 교정 광도계에 의한 테스트가 사용되었고, 이것은 25 mW/cm2으로 확인되었다. 플럭스 방사선 조사 레벨의 안정성은, 수용성 요드화 나트륨(1% w/v)을 사용하고 하기 실시예 5에서 추가로 설명될 (352 nm에서 흡수도의 증가를 통해) 자유 요드의 발생을 모니터링하는 화학 광량측정(chemical actinometry)에 의해 UV 방사선 조사 이전과 이후에 확인되었다.
결과
이러한 장치를 통해 1000L HSA 4.5%가 4 시간이내에 처리될 수 있었고, 종래의 파지 분석(phage assay)에 의해 결정된 4.5의 박테리오파지 로그 킬(log kill)이 달성된다. 일반적으로, UV 방사선 조사를 통해 알부민 이합체양(albumin dimer fraction)(겔 여과기(8)에 의해 측정됨)이 5.4%의 최초 레벨에서 6.1%로 증가하였다.
겔 여과 처리106 이후에는, 8%의 알부민 이합체 총량 레벨(겔 여과기에 의해측정된 분자량 〉2 x 106Da를 갖는 성분들)이 불변하였다. 20℃의 시작 온도를 갖는 유체의 UV 방사선 조사 이후의 온도 증가는 일반적으로 약 1℃ 로 제한되었다.
실시예 2. 인간 플라즈마의 방사선 조사
ΦX174(양:108pfu/ml)가 주입된 고인 인간 플라즈마(OD254= 55.0)는, 일반적으로 도 1 및 도 2의 장치와 유사한 연구실 규모의 방사선 조사 장치(254 nm)를 통해 펌핑되었다. 상기 유체는 10 mW/cm2의 도관 표면에서 특히 UV 방사선 조사 기능을 제공하는 4개의 UVC 램프에 의해 에워싸인 단일의 6 mm i.d. 실리카 도관(그 길이가 48.5 cm이고, 80개의 혼합기 요소들을 포함함)를 통과하였다. 이때, 유량은 40 ml/min(2.4L/h)였고, 이것은 상기 UV 램프사이의 도관 부분의 방사선 조사 영역내부에서 11.1 초의 잔류 시간을 제공한다. 램프의 방사선 조사 강도 및 복사 조도(輻射 照度)는 실시예 1에서 설명된 것과 같이 결정되었다.
결과
일반적으로, 실시예 1에서 설명된 과정을 이용하여 결정된 LRV는 3.6 내지 4.0이었다. UV 방사선 조사 이후 약 20℃의 시작 온도에 따른 유체의 온도 상승은 1℃였다. 클로팅 분석(clotting assays)에 의해 결정되는 것과 같이 유지되는 생물학적 활동 상태에 기초한 플라즈마 성분들의 재생율은 다음과 같다:
FVIII의 경우:80-90%이고, FV의 경우: 75-80%이며, 섬유소원의 경우: 75-80%이다.
실시예 3. 인간 면역 감마 글로불린(IgG)의 방사선 조사
ΦX174(양:108pfu/ml)가 주입된 IgG(150g/L; OD254= 200)는, 냉각 저장 탱크(40℃에서)속에 배치되었고, 24 단계와 동일한 기간(상기 도관내부의 UV 방사선 조사 영역에서 106초의 전체 잔류 시간에 대응함)가 경과할 때까지 100 ml/min의 유량으로 실시예 2에서 설명된 장치를 통해 재순환되었다. 램프의 방사선 조사 강도 및 복사 조도는 실시예 1의 경우와 같이 결정되었다.
결과
일반적으로, LRV(전술한 경우와 같이 결정됨)는 4.2였고, 알부민 이합체 총량 레벨(분자량 〉2 x 106Da)(전술한 경우와 같이 결정됨)은 4.7%에서 5.2%로 증가하였다. 기능 분석시, UV 조사된 IgG는 앤티-스트렙토리신 O 항원(anti-streptolysin O antigen) 레벨의 10 내지 15% 감소, 및 앤티-루벨라 항체(anti-rubella antibody) 레벨의 10% 감소를 보였다.
실시예 4. 포유류 바이러스의 불활성화
인간 혈청 알부민(4.5%의 농도)의 샘플들은 선택된 포유류 바이러스가 주입되었고 실시예 2에서 설명된 것과 유사한 장치 및 과정을 사용하여 처리되되 상기 UVC 램프들사이의 도관부의 UV 방사선 조사 영역내부에서 14초의 잔류 시간을 제공하는 30 ml/min의 약간 느린 유량으로 처리되었다. 상기 포유류 바이러스는 특히, 열 처리 및/또는 용매 세제 처리에 대한 이들 바이러스의 일반적 내성 측면에서 선택되었다. 비록, 전술한 바와 같이, 서로 다른 각각의 바이러스는 일반적으로 UV방사선 조사에 대한 민감도는 서로 다르더라도, 이들 샘플은 모두 동일한 조건하에서 30 ml/min의 유량으로 처리되었다.
결과
처리된 바이러스에 대해 얻어진 LRV는 표 2에 나타나 있다.
표 2. 포유류 바이러스에 대한 LRVs
| 바이러스 | 게놈/유형 | LRV |
| Sindnbis | Ss RNA | 〉3.2 |
| SLFV(Semliki Forest Virus) | Ss RNA | 〉4.3 |
| SV40(Simian Virus 40) | Ds DNA | 4.2 |
| CPV(Canine Parvorvirus) | ss DNA | 〉6.0 |
| Reovirus-3 | ds RNA | 3.6 |
| HSV(Herpes Simple Virus) | ds DNA | 2.5 |
| φX174 | Ss DNA | 6.2 |
E coli 박테리오파지 φX174의 절대 및 상대 감도는 표 1 및 표 2에 나타난 기타 다른 바이러스의 상대적 가능 킬(kill)을 예측하기 위한 내부 표준으로서 표시될 수 있다는 사실을 표 1 및 표 2를 통해 알 수 있을 것이다. 따라서, 예컨대, 표 1에서는, 아데노바이러스(Adenovirus) 3의 감도와 박테리오파지 (E.coli) (φX174)의 감도를 비교함으로써 임의로 주어진 일련의 방사선 조사 조건에 대해, 아데노바이러스의 로그 킬은 상기 박테리오파지의 그것의 두배가 될 것이고, 전염성 간염의 로그 킬은 박테리오파지의 그것의 약 절반이 될 것이라는 것을 예측할 수 있다. 이와 마찬가지로, 상기 실시예 4의 결과표에서, 임의로 주어진 일련의 방사선 조사 조건하에서, 개과 동물의 파르보바이러스(canine parvovirus)의 로그 킬은 박테리오파지 φX174의 로그 킬과 동일하거나 이보다 큰 반면, sindbis의 로그 킬은 박테리오파지 phiX174의 로그 킬의 약 절반이 될 것이라는 것을 예측할 수 있다. 따라서, 임의의 주어진 생성물 및 일련의 실행 조건에서 박테리오파지φX174의 스파이크를 포함하고 실제 로그 킬을 측정함으로써, 기타 다른 바이러스의 가능 로그 킬을 예측할 수 있다. 예컨대, 4.2 +/- 0.2의 고정 조건하에서 φX174의 로그 킬을 재생 가능하게 획득함으로써, 전술한 예측에서 우수한 확신 정도를 제공할 수 있다.
실시예 5. 1%의 요드화 나트륨을 사용한 화학 광량측정
모니터링된 알부민 유체의 처리를 위해 사용된 것과 동일한 조건하에서, 상기 방사선 조사 장치를 통해 5 mM tris-HCl pH 7.5의 1% (w/v) 요드화 나트륨이 펌핑 처리되었다. 4.5%의 인간 혈청 알부민의 경우, 요드화 나트륨 용액이 4.2 L/min의 유량으로 (이미 설명된) 제조 규모의 장치를 통해 펌핑 처리될 것이다. 사용적(死容積)과 동일한 체적의 용액이 폐기되었고, (UV 방사선 조사 이후에 2 시간정도 수행되도록) 약 300 nm의 파장에서 분광 광도 측정을 위해 약 300 ml의 방사선 조사된 요드화 나트륨 샘플이 축적되었다. 상기 장치는 UV 방사선 조사 처리를 위해 알부민 유체를 통과하기 전에 함염물(含鹽物: saline)로 세척 처리되었다. 상기 알부민 유체에 대한 UV 방사선 조사 과정을 완료한 후, 광량 측정 과정이 전술한 방식으로 반복 수행되었다. 1.0의 OD352는 100 mJ/cm2에 해당한다.
더욱이, 필요하다면, 사용된 실험 조건에 알맞도록 요드화 광량 측정 시약의 감도를 변경할 수 있다. 따라서, 50 mM tris pH 7.5의 1% (w/v) 요드화 나트륨(NaI)이 사용되지만, 이 시약의 감도는 pH를 예컨대 3.0으로 감소시킴으로써 상당히 증가되거나, 구연산염 또는 붕산염과 같은 완충제로 상기 pH를 9.2로 증가시킴으로써 상당히 감소될 수 있다. 이러한 요드화 광량 측정 시약은, Jagger,J.에 의해 설명된 바 있는 페리옥살산화 칼륨 시약(뉴저지주, prentice-Hall 출판사(1967년)에서 발행한 "Introduction to Research in Ultraviolet Photobiology"(137-139쪽)의 페리옥살산화 칼륨 광량 측정(potassium ferrioxalate reagent))을 사용하여 절대 단위(mJ/cm2)로 교정될 수 있다. 예컨대, 알루미늄 호일을 포장함으로써 48.6 cm 길이의 6 mm i.d. 실리카 도관을 사용하고 파이프의 조명 길이를 2.5, 5.0, 7.0 cm 등으로 제한하는 도 1 및 도 2의 장치와 같은 소형 연구실 규모의 장치로 비교 공정이 매우 편리하게 수행된다. 그 이유는 페리옥살산화 칼륨 시약의 감도가 pH 7.5에서 상기 요드화 광량 측정 시약의 감도보다 크기 때문이다. 플루언스(플럭스 × 잔류 시간(단위: 초))에 대응하는 352 nm에서 요드화 용액의 광학 밀도(단위: mJ/cm2)와 관련한 그래프가 구성될 수 있다. 관찰된 플루언스를 조명(방사선 조사)부에서의 임의의 입자 잔류 시간(단위: 초)으로 나눔으로써 각 기계 구성에 대한 플럭스값을 얻을 수 있다. 도 6은 요드화물 A352nm 값을 플루언스로 변환하기 위해 얻은 교정 곡선을 도시한 것으로서, 이것은 상기 기계와는 독립적이어야 하지만, 요드화 광량 측정 시약의 pH에 따라 변할 것이다. 본 명세서에서 설명되는 요드화 광량 측정 시약을 사용하는 경우 기존의 방법에 비해 중요한 장점이 발생한다. 우리딘 모노포스페이트 시약(uridine monophospate reagent)와는 달리, 요드화 광량 측정 시약은 노출시 광학 밀도의 증가를 가져오고, 스펙트럼 변화는 육안으로 볼 수 있어, 조작자에게 상기 장치의 기능 수정을경고한다. 색 변화는 즉각적으로 이루어지고, 페리옥살산화 방법을 위해 필요시 적정(滴定)을 위해 오프 라인으로 샘플링될 필요가 없고, 이렇게 함으로써 예컨대, 유체 분광 광도계를 사용하여 연속적이거나 간헐적인 자동 온 라인 광량 측정이 허용된다. 상기 요드화 광량 측정 시약의 또 다른 장점은, 상기 공정에서 사용될 피폭선량(被曝線量)에 부합하도록 감도가 조절됨으로써, 매우 실질적인 응용분야에서 오프 라인 규모로 되기 쉬운 상기 페리옥살산화 칼륨 시약과는 달리 폭넓은 동적 범위가 허용된다는 점이다. 상기 요드화 광량 측정 시약의 또 다른 장점은, 가격이 저렴하고 사용하기에 앞서 대량으로 준비하고 저장하기에 용이하여 산업 환경에서 실물 처리 장치를 교정하거나 모니터링할 때 대규모 분량 수행에 편리하다.
실시예 6 내지 실시예 9. 인간 혈청 알부민의 방사선 조사
하기 공정들은 본 발명의 방법 및 장치에 따른 로그 킬 관계을 위해 필요한 파라미터를 측정하고 결정하는데 사용되었다.
본 연구에서 인간 혈청 알부민 용액(4.5% 및 20% v/v)의 점도는, 유체내에서 실린더 또는 디스크를 회전시키고 유도 운동에 대한 비스코스 저항을 극복하는데 필요한 토크(torque)를 측정하는 상업적으로 입수 가능한 Synchro-lectric 점도계(미국, 매사츄세츠주, Stoughton소재 브룩필드 공학 연구소)에 의해 측정되었다. 이러한 점도 측정은, 베릴륨 구리 스프링을 통해 "스프린들(sprindle)"이라 불리는 침지(浸漬) 요소를 구동시킴으로써 달성된다(점도계 다이얼의 적색 포인터의 위치에 의해 표시되는 상기 스프링의 감긴 정도는 임의로 주어진 속도 및 스프린들에 대한 유체의 점도에 비례한다). 상기 점도는 4.5% HA의 경우 1.36 cp이고, 20% HA의 경우 5.0 cp가 되는 것으로 확인되었다.
4.5% 및 20% 인간 혈청 알부민 용액의 밀도는, 주어진 온도에서의 공지된 분량의 단백질 용액의 중량을 측정하고 그 밀도를 계산함으로써, 20℃에서 각각 1010 및 1051 kg/m3가 되는 것으로 확인되었다.
실시예 6. 4.5% HA 경우의 최소 유량 결정
4.5% 인간 혈청 알부민군은 일반적으로 일련의 서로 다른 유량으로 실시예 2에서 설명된 것과 같이 방사선 조사되었다. 로그 킬(LRV)은 도 10에 도시된 바와 같이 매 수행시 결정되었고, 유량으로부터 결정된 잔류 시간(초)에 대해 그래프로 표시되었다. 얻어진 측정치(이하에서 주어짐)로부터 결정되는 것과 같이 본 발명에 따른 일반적인 관계로 부터 예측되는 로그 킬이 또한 도시되고, 이 로그 킬을 통해, 약 10초의 잔류 시간이상에서는 실험 로그 킬이 실제로 예측 로그 킬에서 벗어나 있고, 잔류 시간의 증가(유량의 감소에 대응)에 따라 로그 킬이 약간 증가한다는 것을 알 수 있다. 밀도, 점도 및 상기 잔류 시간에 대응하는 선형 유량을 고려해 보면, 로그 킬이 예측으로 부터 벗어나는 현상이 약 50의 레이놀드 수에서 발생하였다는 것이 확인되었다.
결과-(6 mm 내경 및 36 cm 길이의 실리카 유리 도관을 구비한 4x15w UVC 램프를 사용한 UV 방사선 조사에 대한 결과)
| (용적측정)유량(ml/min) | 로그 킬(log kill) | 레이놀드 수 |
| 5 | 7 | 13.1 |
| 10 | 6 | 26.2 |
| 20 | 5.4 | 52.4 |
| 32 | 4.8 | 83.9 |
| 45 | 4.1 | 118.0 |
| 174 | 2.3 | 456.3 |
상기 최소 유량의 결정을 사용하면, 하기 관계식을 사용하여 다른 도관의 직경 및 유체에 대한 최소 유량(Unim)을 예측할 수 있다:
관계식: Unim= 50 μ/dρ(여기서, μ, d, ρ는 모드 전술한 경우와 동일한 의미를 갖는다.)
| 용액 | 파이프 ID(mm) | 최소 유량(ml/min) |
| 4.5% HA | 10 | 33 |
| 4.5% HA | 13 | 43 |
| 4.5% HA | 20 | 67 |
| 20% HA | 6 | 74 |
| 20% HA | 10 | 123 |
| 20% HA | 13 | 160 |
| 20% HA | 20 | 246 |
실시예 7. 광량 측정법을 사용한 최소 유량 결정
194 cm 길이와 6 mm ID의 실리카 도관에서 서로 다른 유량을 사용하여 pH7의 1% 요드화 나트륨 용액이 전술한 바와 같이 방사선 조사되었다. 상기 조사된 요드화 나트륨 용액의 최종 흡수도값이 잔류 시간(초)의 형태로 유량에 대해 그래프로 표시되었다. 도 11에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 흡수도는 잔류 시간의 증가(방사선 노출 시간의 증가에 대응함)에 따라 선형적으로 증가하고, 이때, 약 60초의 잔류 시간은 약 30 ml/min의 유량에 대응하고, 상기 30 ml/min의 유량은 약 50초의 잔류 시간인 경우의 레이놀드 수에 대응한다. 유량의 감소 및 레이놀드 수의 감소에 대응하는 잔류 시간의 증가에 따라, 흡수도의 증가율이 실질적으로 감소하고, 이것은 바로 혼합 효율성의 감소를 의미한다.
실시예 8. 로그 킬과 유체 방사선 조사 처리 파라미터간의 관계에서의 유체 특성 함수의 결정
고 광학 밀도(OD)의 유체에 대한 UV 방사선 조사는, 유체 속으로의 UV 침투 깊이 및 효과적인 방사선 조사 영역에서의 UV 방사선을 수용하는 전체 유체 통로 용적의 크기, 및 상기 방사선 조사 영역의 유체를 상기 통로 중앙의 유체의 주흐름으로 교체하는 것에 따라 좌우된다. 상기 유체의 교체는 이용된 혼합 수단에 의해 결정된다. 본 실시예에서 사용된 종류의 정류(靜流) 혼합기를 사용하면, (유체 통로의 방사상의 내측부와 외측부사이에서의) 매우 효율적인 방사상 혼합이 얻어지고, 이것은 혼합중인 유체의 레이놀드 수의 함수(즉, f(Re))이다. 이점을 고려하면, 구해진 로그 킬은 하기 관계식에 의해 결정된다:
Log kill = k f(Re)I(ρ/μ)(L/Re)/OD.d
여기서, μ는 유체의 점도(단위: cρ)이고, ρ는 유체 밀도(단위: kg/m3)이고, d는 유체 통로의 직경(단위: mm)이고, Re는 레이놀드 수이고, L은 유효 방사선 조사 통로 길이이고, OD는 통로의 내벽에서의 강도를 갖는 유체의 광학 밀도(단위: mW/cm2)이다.
상기 관계식은 다음과 같이 표현될 수 있다:
kf(Re) = log kill ×OD.d /(L/Re) ×I(ρ/μ),
즉, kf(Re) = K Rem으로 표현될 수 있다.
여기서, 상수 K 및 지수 m은 연구실 규모(도 1 및 도 2) 및 대규모 장치(도 3 및 도 4)를 사용하여 실험 로그 킬 측정값 및 다른 파라미터의 값들로부터 구해졌다. 동일한 형태(기하학적 구조)의 정류 혼합기가 상기 두 가지 장치에서 사용됨에 따라, 상기 지수 m은 회귀 분석(regression)중에 상기 두 가지 장치에 대해 동일하게 유지되었다. 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 회귀 분석은 0.5-0.7의 일련의 m값에서 수행되었고, 최상 적정값은 약 0.6의 m값으로 확인되었다. (주석-50 이하의 레이놀드 수에 대응하는 저 유량에서 덜 효율적인 혼합측면에서 볼 때, 상기 저 유량에서 얻어진 측정값은 그 중요성이 덜했다.) 상기 지수 m값에 대해 0.6이 얻어짐에 따라, 로그 킬을 예측하기 위한 관계식은 다음과 같은 형태로 표현된다:
log kill = K Tm(ρ/μ)L/OD.d Re0.4
여기서, K는 UV 방사선 조사에 의한 불활성화에 대한 바이러스 유형의 감도 및 UV 방사선 조사원의 출력 파워에 따라 결정되고, 몇몇 테스트 실행으로 부터 결정될 수 있다. (여기서, Tm은 도관벽의 상대적인 UV 투과성이다. 즉, Tm= k'I이고, 여기서, I는 전술한 경우와 동일한 의미이고, k'은 특수 UV 방사선 조사원 및 사용된 실험 장비에 대응하는 상수이다.)
실시예 9. 인간 174혈청 알부민의 방사선 조사
박테리오파지 φX174 (108/ml 감염 선량이 주입된 표준 HA 4.5% w/v 수용액(OD254= 12.8)이 전술한 바와 같은 도 1 및 도 2의 장치와 유사한 실험실 규모의 장치에서 서로 다른 잔류 시간에 대응하는 상이한 유량 범위를 각각 포함하는 두 가지 일련의 실험으로 처리되었다. 점도 및 밀도는 전술한 바와 같이 결정되었다. 얻어진 실험상의 로그 킬은 도 14에 도시된 바와 같은 잔류 시간에 대해 그래프로 표시되었고, 상기 유체의 점도 및 밀도 데이터, 레이놀드 수 함수 파라미터(m = 0.6, K = 0.117), 및 장치 파라미터(d = 6 mm, L = 36 cm, 혼합기 요소의 용적: 50%)를 사용하여 본 발명에 따른 일반적인 관계식으로부터 예측된 로그 킬(연속 선)과 비교 처리되었다. 도 14에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 두 가지 일련의 로그 킬 측정치들은 상기 예측된 로그 킬과 유사한 형태 및 값과 근접하다.
상기 잔류 시간의 증가는, 유체의 유량 및 속도 u를 변경시키기 보다 유량의 변화없이 상기 UV 방사선 조사 영역을 통과하는 유체 통로의 개수를 증가시킴으로써 달성될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이 경우, 상기 레이놀드 수에 변화가 일어나지 않게 되고, 로그 킬과 잔류 시간간의 관계는 도 15에 도시된 것과 같이 선형으로 비례하고, 이것은 18 mm ID FEP 유체 통로 도관을 구비한 대규모 장치에 20% w/v 인간 혈청 알부민 용액을 사용하여 얻어진 실험 결과값과 비교된다.
전술한 실시예들은 본 발명의 범위에 한정되지 않고, 하기 특허청구의 범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 일탈하지 않는 범위 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변경될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
본 발명은 유제품 제조, 증류 및 양조를 포함하는 음료 산업, 및 하수 처리 및 정화를 포함하는 물 처리 산업 분야에서 바이러스, 곰팡이, 효모, 및 인간 또는 인간이 아닌 생명체의 혈액 및 혈액에서 유도된 생성물은 물론, 예컨대, 형질 전환 동물에서 추출된 우유와 같은 여러 가지 다른 체액들, 및 이러한 체액들 또는 그성분들의 대체물로 사용하기 위해 제조된 합성 유체에서 발견될 수도 있는 기타 다른 유사 생물들을 포함하는 미생물 및 림프구의 불활성화에 이용될 수 있다. 또한, 본 발명의 경우, 거의 모든 생물학적 유체가 충분한 양의 UV 방사선을 수용하도록 하기 위해, UV 방사선 조사중에 처리될 상기 유체를 집중적으로 혼합함으로써 상기 UV 방사선 조사 과정의 효율성이 향상될 수 있다.
Claims (22)
- 원하는 성분 및 오염 미생물이 포함된 생물학적 유체의 UV 방사선 조사에 사용하기 위한 장치에 있어서,상기 장치의 사용중에, 폐기처분 가능한 UV 투과 물질로 이루어지고 방사선 조사 영역내에서 UV 방사선 조사원에 근접해 있는 벽 수단과, 입구 및 출구를 구비한 종축방향으로 연장하는 도관; 및상기 입구와 출구 사이에서 연장하되 실질적인 단절이 없는 유체 흐름 통로를 한정하여 상기 장치의 사용시에 상기 유체 흐름 통로를 따라 흐르는 유체에 발생하는 난류 현상을 방지하도록 형성 및 배열되고, 상기 UV 방사선 조사원으로부터 방사된 UV 방사선을 수용하기 위해 상기 UV 투과 벽 수단에 인접한 방사선 조사 영역을 구비하는 통로 수단을 포함하고,상기 통로 수단은, 상기 장치의 사용시에 상기 유체의 흐름이 상기 유체를 분할 및 혼합하는 혼합 동작에 노출되도록 하기 위해 다수의 혼합기 요소를 갖고 적어도 상기 UV 방사선 조사 영역의 상기 유체 흐름 통로를 따라 연장하는 정류 혼합 수단을 구비하고, 상기 도관이 적어도 4 mm의 내경을 갖고, 상기 장치가 상기 도관을 통해 유체를 통과시키기 위해 형성 및 배열되는 유체 공급 수단을 구비함으로써, 상기 유체 흐름이 적어도 20 가지의 상기 혼합 동작에 노출되되,실제 로그 킬(log kill)과 최대 유체 잔류 시간에 대응하는 최소 유량 이상이 얻어지는 증가된 잔류 시간을 갖는 하기의 관계식에 의해 예측되는 로그 킬간의실질적인 밀접한 관계의 유지로 표시되는 효율적인 혼합에 필요한 상기 UV 방사선 조사 영역내에서 상기 최대 유체 잔류 시간에 대응하는 최소 유량 보다 작지 않은 유량 및 상기 오염 미생물의 원하는 로그 킬(바람직하기로는, 상기 오염 미생물의 4 로그 킬에 필요한 값보다 작지 않고, 일반적으로는 1초, 예컨대, 10초 보다 작지 않음)을 제공함으로써 상기 오염 미생물을 효과적으로 불활성화시키는데 필요한 상기 UV 방사선 조사 영역 내에서 최소 잔류 시간에 대응하는 최대 유량 보다 크지 않고 상기 원하는 성분의 중대한 감성(減性)이 발생하는 유량보다 크기 않은, 바람직하기로는, 10% 집합(aggregation)(바람직하기로는, 기껏해야 약 1%) 및/또는 상기 원하는 성분의 생물학적 활동의 20% 손실이 발생하는 유량 보다 크기 않은 유량으로 상기 혼합 동작에 노출되고,상기 UV 방사선 조사 영역에서의 최소 잔류 시간은, 관계식,Log10kill = K ×플럭스(Flux) ×잔류 시간 ×Z/OD ×도관 직경(여기서, 플럭스는 상기 통로 벽의 바로 안쪽의 상기 UV 방사선 조사 영역에서 상기 유체 흐름을 포함하는 상기 통로상으로 입사되는 UV 조사량(단위: mW cm-2)을 나타내고; OD는 실질적인 바이러스 불활성화가 발생하는 영역의 UV 방사선 조사 파장(전형적으로는, 250 내지 280 ㎛)에서의 상기 유체의 광학 밀도를 나타내며; K는 실험상으로 유도된 상수이고; 도관 직경은 상기 UV 방사선 조사 영역에서의 상기 도관의 내경(단위: cm)임); 및Z = u(ρ/μ)/Rem(여기서, u는 유체의 유속(단위: cm/sec)이고, ρ는 유체의 밀도(단위: ㎏/㎥)이고, μ는 유체의 점도(단위: cp)이고, Re는 공식 Re = duρ/μ(여기서, d, u, ρ및 μ는 전술한 관계식의 그것과 동일한 의미를 가짐)에 의해 정의되는 값을 갖는 유체의 레이놀드 수이고, m은 실험상으로 결정된 값을 갖는 정류 혼합 시스템의 특성을 나타냄)에 따라 정의됨으로써, 상기 장치의 사용시, 상기 유체 전체가 유사 미생물 불활성화 레벨의 상기 UV 방사선 조사에 노출되는 동시에 상기 유체의 상기 원하는 성분에 대한 손상을 최소화하는 것을 특징으로 하는 유체에 대한 UV 방사선 조사 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 장치는, 로그 킬과 최대 유체 잔류 시간에 대응하는 최소 유량 이상이 얻어지는 잔류 시간간의 실질적인 선형 관계의 유지로 표시되는 효율적인 혼합에 필요한 상기 UV 방사선 조사 영역내에서 상기 최대 유체 잔류 시간에 대응하는 최소 유량 보다 작지 않은 유량을 제공함은 물론, 잔류 시간이 관계식,Log10kill = K ×플럭스 ×잔류 시간/OD ×도관 직경(여기서, 플럭스는 상기 UV 방사선 조사 영역에서 유체 흐름을 포함하는 상기 통로상으로 입사되는 UV 조사량(단위: mW cm-2)을 나타내고; OD는 상기 미생물 불활성화 UV 방사선 조사 파장(전형적으로는, 250 내지 280㎛)에서의 상기 유체의 광학 밀도를 나타내며; K는 실험상으로 유도된 상수이고; 도관 직경은 상기 UV 방사선 조사 영역의 상기 도관의 내경(단위: cm)을 나타냄)에 따라 정의되는 상기 UV 방사선 조사 영역내에서의 (최소) 잔류 시간과 함께 상기 UV 방사선 조사 영역을 통해 흐르는 상기 유체의 통로를 통해 달성되는 (최소의) 원하는 로그 킬 비율을 제공하도록, 형성되고 배열되는 것을 특징으로 하는 유체에 대한 UV 방사선 조사 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 정류 혼합 수단이 50-500개의 혼합기 요소를 구비하는 것을 특징으로 하는 유체에 대한 UV 방사선 조사 장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도관이 최소 6 mm의 내경을 가지는 것을 특징으로 하는 유체에 대한 UV 방사선 조사 장치.
- 제 4 항에 있어서, 상기 도관이 최소 10 mm의 내경을 가지는 것을 특징으로 하는 유체에 대한 UV 방사선 조사 장치.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도관벽 수단이 220-280 nm의 파장에 걸쳐 UV 방사선에 투과성인 것을 특징으로 하는 유체에 대한 UV 방사선 조사 장치.
- 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 UV 방사선 조사영역의유효 길이(단일 통과 시스템에서 실제 UV 방사선 조사 영역의 길이에 대응함)가 최소 유효 UV 방사선 조사 영역 길이의 100-1000%인 것을 특징으로 하는 유체에 대한 UV 방사선 조사 장치.
- 제 7 항에 있어서, 상기 유효 UV 방사선 조사 영역 길이가 상기 최소 유효 UV 방사선 조사 영역 길이의 150-700%인 것을 특징으로 하는 유체에 대한 UV 방사선 조사 장치.
- 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유체 공급 수단이 펌프 수단인 것을 특징으로 하는 유체에 대한 UV 방사선 조사 장치.
- 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유체 공급 수단이, 원하는 유체의 유량을 제공하기 위해 상기 장치의 사용시 조절 가능한 가조절 유량 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 유체에 대한 UV 방사선 조사 장치.
- 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유체 공급 수단이, 상기 장치의 사용시 1-100초 이내의 유체 잔류시간을 제공하도록 형성되고 배열되는 것을 특징으로 하는 유체에 대한 UV 방사선 조사 장치.
- 제 11 항에 있어서, 상기 유체 잔류 시간이 2-16초 이내인 것을 특징으로 하는 유체에 대한 UV 방사선 조사 장치.
- 유체에 UV 방사선을 조사하는 방법에 있어서,(a) 청구항 1에 따른 장치를 제공하는 단계; 및(b) 상기 유체를 상기 장치에 통과시키고, 상기 장치내의 상기 유체를 UV 방사선으로 조사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체에 대한 UV 방사선 조사 방법.
- 제 13 항에 있어서, 상기 유체가, UV 방사선 조사 영역에서의 상기 유체의 잔류 시간이 1-100초가 될 정도의 유량으로 상기 장치를 통과하는 것을 특징으로 하는 유체에 대한 UV 방사선 조사 방법.
- 제 14 항에 있어서, 상기 잔류 시간이 2-16초인 것을 특징으로 하는 유체에 대한 UV 방사선 조사 방법.
- 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 보호제를 상기 유체속에 유입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체에 대한 UV 방사선 조사 방법.
- 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 따른 UV 방사선 조사 방법 및 최소하나의 다른 미생물 불활성화 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 생물학적 유체 살균 방법.
- 제 17 항에 있어서, 상기 최소 하나의 다른 미생물 불활성화 방법은 열 처리 및 세척제 처리로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 생물학적 유체 살균 방법.
- UV 조사 장치의 UV 방사선 조사 영역을 통해 흐르는 유체가 수용하는 UV 방사선을 모니터링하는 방법에 있어서,주어진 UV 방사선 조사 선량으로 조사시, 소정 파장에서의 흡수도 변화에 의해 나타나는 실질적 정량 화학 반응에 노출되는 광량 측정 용액을 제공하는 단계;상기 장치내에서 바이러스 방사선 조사를 위해 유체의 UV 방사선 조사를 위한 상기 UV 조사 장치의 사용전후에, 상기 광량 측정 용액의 샘플을 상기 UV 조사 장치에 통과시키는 단계; 및상기 광량 측정 용액의 흡수도 변화값들을 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체가 수용하는 UV 방사선 모니터링 방법.
- 제 19 항에 있어서, 상기 광량 측정 용액이, 알칼리성 금속, 알칼리 토류 금속, 요드화 암모늄염, 및 수성 우리딘 모노포스페이트로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 유체가 수용하는 UV 방사선 모니터링 방법.
- 제 20 항에 있어서, 상기 광량 측정 용액이 수성 요드화 나트륨을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체가 수용하는 UV 방사선 모니터링 방법.
- 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광량 측정 용액이 pH 완충제를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체가 수용하는 UV 방사선 모니터링 방법.
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| JP4116429B2 (ja) * | 2000-11-13 | 2008-07-09 | バイエル アクチェンゲゼルシャフト | 紫外線放射を用いて流体中の微生物を不活性化する方法 |
| US20030127603A1 (en) * | 2001-05-15 | 2003-07-10 | Bernard Horowitz | Apparatus for the inactivation of pathogens in protein-containing fluids and uses thereof |
| GB0117571D0 (en) * | 2001-07-19 | 2001-09-12 | Common Services Agency | UV irradiation control |
| KR20040035858A (ko) | 2001-09-20 | 2004-04-29 | 트로잰 테크놀로지스 인코포레이티드 | 리액터의 나선형 어레이를 포함하는 유체 처리 시스템 |
| US20030086817A1 (en) * | 2001-11-06 | 2003-05-08 | Horton Isaac B. | Blood purification system |
| GB0209920D0 (en) * | 2002-05-01 | 2002-06-05 | John Yair Designs Ltd | Fluid purification |
| WO2003092746A1 (en) * | 2002-05-03 | 2003-11-13 | Gambro, Inc. | Fluid mixing and irradiation device and method of using the device especially for biological fluids |
| US6972415B2 (en) * | 2002-09-26 | 2005-12-06 | R-Can Environmental Inc. | Fluid treatment system with UV sensor and intelligent driver |
| ES2453105T3 (es) * | 2003-02-27 | 2014-04-04 | Baxter International Inc. | Dispositivo para la calibración en un método para la inactivación certificable de patógenos por irradiación en un fluido biológico |
| GB0304874D0 (en) * | 2003-03-04 | 2003-04-09 | Iatros Ltd | Radiation monitor |
| US20040256329A1 (en) * | 2003-06-13 | 2004-12-23 | Peter Meserol | Photodynamic biological fluid pathogen inactivation/filtering apparatus and method |
| US8029739B2 (en) * | 2003-07-30 | 2011-10-04 | Tennant Company | Ultraviolet sanitation device |
| WO2005084720A1 (en) * | 2004-03-10 | 2005-09-15 | Trojan Technologies Inc. | System for predicting reduction in concentration of a target material in a flow of fluid |
| US8296071B2 (en) | 2004-03-15 | 2012-10-23 | Terumo Bct Biotechnologies, Llc | Methods for uniformly treating biological samples with electromagnetic radiation |
| ATE532535T1 (de) * | 2004-06-15 | 2011-11-15 | S I D E A Italia S R L | Verbessertes gerät für die kaltsterilisation einer flüssigkeit durch ultraviolette strahlen |
| US7993580B2 (en) * | 2004-08-24 | 2011-08-09 | Baxter International Inc. | Methods for the inactivation of microorganisms in biological fluids, flow through reactors and methods of controlling the light sum dose to effectively inactivate microorganisms in batch reactors |
| WO2006029083A2 (en) * | 2004-09-02 | 2006-03-16 | Richard Tomalesky | Apparatus and method of sterile filling of containers |
| WO2007108332A1 (ja) * | 2006-03-13 | 2007-09-27 | School Corporation, Azabu University Medicine Educational Institution | 流動微小物質用の輻射線線量計、及び輻射線線量の測定方法 |
| US10232064B2 (en) | 2006-10-04 | 2019-03-19 | National Cheng Kung University | Method for sterilizing biological materials |
| WO2009024154A1 (en) * | 2007-08-17 | 2009-02-26 | Grundfos Management A/S | Method and unit for processing fluid |
| WO2009052831A1 (en) * | 2007-10-26 | 2009-04-30 | Grundfos Management A/S | A fluid treatment unit comprising a radiation source |
| EP2356079A1 (en) * | 2008-10-07 | 2011-08-17 | Sveuciliste U Dubrovniku | Method and a ship plant for inactivation of planktonic organisms in water ballast by hydrodynamic forces |
| GB0820644D0 (en) * | 2008-11-12 | 2008-12-17 | Statiflo Internat Ltd | UV Irradiation apparatus and method |
| FR2941866B1 (fr) * | 2009-02-09 | 2011-05-13 | Maco Pharma Sa | Procede pour modifier les proprietes d'un fluide par irradiation et systeme pour sa mise en oeuvre |
| US9394901B2 (en) * | 2010-06-16 | 2016-07-19 | Kevin Thomas Hill | Pumping systems |
| EP2399614A1 (en) * | 2010-06-22 | 2011-12-28 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Device for subjecting a fluid to a disinfecting treatment by exposing the fluid to ultraviolet light |
| CN102564837A (zh) * | 2010-12-20 | 2012-07-11 | 北京吉天仪器有限公司 | 新型紫外前处理装置 |
| US8399854B1 (en) | 2011-08-24 | 2013-03-19 | Derek G. Crawford | Combination scale and germicidal sterilization apparatus |
| EA034347B1 (ru) | 2011-10-26 | 2020-01-30 | Амген Инк. | Способ инактивации вирусов при получении антител |
| EP2682168A1 (en) * | 2012-07-02 | 2014-01-08 | Millipore Corporation | Purification of biological molecules |
| US9244013B2 (en) * | 2012-06-29 | 2016-01-26 | Johnson & Johnson Vision Care, Inc. | Method of quantifying UV disinfecting doses applied to an ophthalmic lens using indicators |
| US20140091044A1 (en) * | 2012-09-28 | 2014-04-03 | Enaqua | Individualized intelligent control of lamps in an ultraviolet fluid disinfection system |
| CN102920335B (zh) * | 2012-11-05 | 2014-10-22 | 沁园集团股份有限公司 | 一种全自动即热冲泡机 |
| CN102920338B (zh) * | 2012-11-22 | 2015-01-07 | 天津理工大学 | 一种即热型饮水机 |
| CN102920339B (zh) * | 2012-11-22 | 2015-01-07 | 天津理工大学 | 一种热管式即热型饮水机 |
| WO2014085690A1 (en) * | 2012-11-29 | 2014-06-05 | Pure Blue Tech Inc. | Device and method for reducing microbes in water used for industrial applications |
| GB201302035D0 (en) * | 2013-02-05 | 2013-03-20 | Ipurtech Ltd | UV Apparatus |
| DK3131589T3 (da) * | 2014-04-15 | 2023-08-07 | Boehringer Ingelheim Int | Fremgangsmåde og anvendelse til fortløbende inaktivering af en virus under tilvejebringelse af et biologisk produkt |
| CN105268386B (zh) * | 2014-06-03 | 2021-03-12 | 传感器电子技术股份有限公司 | 紫外透明外壳 |
| US10099944B2 (en) | 2014-06-03 | 2018-10-16 | Sensor Electronic Technology, Inc. | Ultraviolet transparent enclosure |
| US9265876B1 (en) * | 2014-10-22 | 2016-02-23 | Hemalux Technologies LLC | Systems and methods for pathogen inactivation in blood using UV irradiation while minimizing heat transfer thereto |
| WO2016110829A1 (en) * | 2015-01-11 | 2016-07-14 | Mgt Industries Ltd. | Radiation treatment system and method |
| JP6826836B2 (ja) * | 2016-08-09 | 2021-02-10 | 旭化成株式会社 | 紫外線照射装置 |
| MX2019001859A (es) | 2016-08-16 | 2019-08-29 | Genzyme Corp | Metodos de procesamiento de un fluido que incluye una proteina terapeutica recombinante y uso de los mismos. |
| KR102286414B1 (ko) | 2017-05-11 | 2021-08-06 | 이엠디 밀리포어 코포레이션 | 연속 유동 시스템에서 좁은 체류 시간 분포를 유지하기 위한 기계적 방법 |
| CA3062519A1 (en) * | 2017-05-11 | 2018-11-15 | Emd Millipore Corporation | Method of maintaining narrow residence time distributions in continuous flow systems using solid material packet interfaces |
| IL253336A0 (en) * | 2017-07-05 | 2017-09-28 | Koren Mordechai | Liquid handling system and method |
| CN113166702A (zh) * | 2018-10-08 | 2021-07-23 | 勃林格殷格翰国际公司 | 确定连续病毒灭活反应器的关键工艺参数及设计和制造其的***和方法 |
| EP3744352A1 (en) * | 2019-02-26 | 2020-12-02 | Germitec | Independent monitoring circuit for a disinfection system |
| WO2023106971A1 (ru) * | 2021-12-07 | 2023-06-15 | Гаррий Дмитриевич IVASHCHENKO | Устройство для патогенной редукции компонентов крови |
| JP7445812B1 (ja) | 2023-08-24 | 2024-03-07 | 株式会社日立パワーソリューションズ | Ｘ線照射システム、ｘ線照射方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8630102D0 (en) | 1986-12-17 | 1987-01-28 | Gunn A | Blood processing device |
| US5418130A (en) * | 1990-04-16 | 1995-05-23 | Cryopharm Corporation | Method of inactivation of viral and bacterial blood contaminants |
| US5124131A (en) * | 1990-12-10 | 1992-06-23 | Ultraviolet Energy Generators, Inc. | Compact high-throughput ultraviolet processing chamber |
| DE9104387U1 (de) * | 1991-04-10 | 1992-08-06 | THERA Patent GmbH & Co. KG Gesellschaft für industrielle Schutzrechte, 82229 Seefeld | Bestrahlungsgerät für Flüssigkeiten |
| US5652001A (en) | 1993-05-24 | 1997-07-29 | Courtaulds Fibres Limited | Spinnerette |
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