RU2021127961A - Способ отделения биомолекул - Google Patents

Claims (71)

1. Способ отделения биомолекулы от клеточной культуры, включающий следующие стадии:

(a) обеспечение магнитных частиц, содержащих лиганды, способные связывать биомолекулу;

(b) приведение клеточной культуры, содержащей биомолекулу, в контакт с магнитными частицами с получением магнитных частиц, содержащих связанную биомолекулу;

(c) удерживание магнитных частиц с помощью магнитного поля в магнитном сепараторе;

(d) при необходимости, промывание магнитных частиц промывочной жидкостью;

(e) перемешивание магнитных частиц по меньшей мере в одной плоскости магнитного сепаратора с образованием псевдоожиженного слоя магнитных частиц в магнитном сепараторе;

(f) обеспечение потока элюирующей жидкости в направлении, по существу перпендикулярном указанной по меньшей мере одной плоскости, для элюирования связанной биомолекулы из магнитных частиц при удержании магнитных частиц с помощью магнитного поля в магнитном сепараторе.

2. Способ по п. 1, в котором стадия (е) включает перемешивание магнитных частиц путем изменения интенсивности магнитного поля, например, путем приложения переменного магнитного поля.

3. Способ отделения биомолекулы от клеточной культуры или от биологического раствора, включающий следующие стадии:

(a) обеспечение магнитных частиц, содержащих лиганды, способные связывать биомолекулу;

(b) приведение клеточной культуры или биологического раствора, содержащего биомолекулу, в контакт с магнитными частицами с получением магнитных частиц, содержащих связанную биомолекулу;

(c) удерживание магнитных частиц с помощью магнитного поля в магнитном сепараторе;

(d) при необходимости, промывание магнитных частиц промывочной жидкостью;

(e1) обеспечение потока элюирующей жидкости через магнитный сепаратор для элюирования связанной биомолекулы из магнитных частиц при удержании магнитных частиц с помощью магнитного поля в магнитном сепараторе;

(f1) направление биомолекулы, элюированной из магнитного сепаратора, в устройство для мембранной хроматографии;

(g1) отделение биомолекулы от примесей и/или загрязняющих веществ с помощью мембранной хроматографии.

4. Способ по п. 3, в котором стадия (e1) включает:

(e1a) перемешивание магнитных частиц по меньшей мере в одной плоскости магнитного сепаратора с образованием псевдоожиженного слоя магнитных частиц в магнитном сепараторе;

(e1b) обеспечение потока элюирующей жидкости в направлении, по существу перпендикулярном указанной по меньшей мере одной плоскости, для элюирования связанной биомолекулы из магнитных частиц.

5. Способ по п. 4, в котором стадия (e1a) включает перемешивание магнитных частиц путем изменения интенсивности магнитного поля, например, путем приложения переменного магнитного поля.

6. Способ по любому из пп. 3-5, в котором время пребывания биомолекулы в устройстве для мембранной хроматографии на стадии (g1) находится в диапазоне от примерно 0,5 с до примерно 6 мин, предпочтительно от примерно 1 с примерно до 30 с.

7. Способ по любому из пп. 3-6, в котором магнитный сепаратор соединен с хроматографической системой, которая обеспечивает поток элюирующей жидкости и, при необходимости, поток промывочной жидкости через устройство для мембранной хроматографии.

8. Способ по любому из пп. 3-7, в котором устройство для мембранной хроматографии содержит хроматографический материал, содержащий одно или более полимерных нановолокон, полученных способом электроформования, которые при использовании образуют неподвижную фазу, содержащую множество пор, через которые может проникать подвижная фаза.

9. Способ по п. 8, в котором неподвижная фаза имеет форму мембраны.

10. Способ по любому из пп. 3-9, в котором устройство для мембранной хроматографии содержит по меньшей мере одну адсорбционную мембрану.

11. Способ по п. 10, в котором адсорбционная мембрана содержит полимерные нановолокна.

12. Способ по п. 10 или 11, в котором мембрана содержит нетканое полотно из полимерных нановолокон.

13. Способ по любому из пп. 8, 9 и 11, 12, в котором полимер выбран из группы, состоящей из полисульфонов, полиамидов, нейлона, полиакриловой кислоты, полиметакриловой кислоты, полиакрилонитрила, полистирола и полиэтиленоксида, и их смесей.

14. Способ по любому из пп. 8, 9 и 11, 12, в котором полимер представляет собой целлюлозный полимер, такой как, например, выбранный из группы, состоящей из целлюлозы и частичных производных целлюлозы, в частности, сложного эфира целлюлозы, сшитой целлюлозы, привитой целлюлозы или целлюлозы, связанной с лигандом.

15. Способ по любому из пп. 3-14, в котором устройство для мембранной хроматографии содержит хроматографический материал, функционализированный (i) положительно заряженной группой, такой как, например, четвертичная аминогруппа, четвертичная аммониевая группа или аминогруппа, или (ii) отрицательно заряженной группой, такой как, например, сульфонатная или карбоксилатная группы.

16. Способ по любому из пп. 3-15, в котором устройство для мембранной хроматографии содержит хроматографический материал, функционализированный мультимодальным лигандом, выбранным из группы, состоящей из мультимодального анионообменного лиганда и мультимодального катионообменного лиганда.

17. Способ по п. 16, в котором мультимодальний анионообменный лиганд представляет собой лиганд N-бензил-N-метилэтаноламина, связанный с носителем, причем указанный носитель связан с атомом азота лиганда через линкер.

18. Способ по любому из пп. 3-14, в котором устройство для мембранной хроматографии содержит хроматографический материал, функционализированный (i) ионообменной группой, (ii) лигандом на основе аффинного пептида/белка, (iii) лигандом гидрофобного взаимодействия, (iv) лигандом IMAC или (v) лигандом на основе ДНК, таким как, например, Oligo dT.

19. Способ по любому из пп. 3-18, в котором мембранная хроматография на стадии (g1) представляет собой проточную мембранную хроматографию.

20. Способ по любому из пп. 8-19, в котором поток элюирующей жидкости через мембрану или хроматографический материал является нормальным потоком или тангенциальным потоком.

21. Способ по любому из пп. 3-20, дополнительно включающий выполнение между стадией (e1) и стадией (f1) корректировки рН элюирующей жидкости, разбавления элюирующей жидкости или корректировки проводимости элюирующей жидкости.

22. Способ по любому из пп. 3-21, в котором устройство (101) для мембранной хроматографии содержит:

- по меньшей мере один блок (103) хроматографического материала, содержащий материал для конвекционной хроматографии;

- по меньшей мере, одну систему (107) распределения текучей среды, которая выполнена с возможностью распределения текучей среды, поступающей по меньшей мере в один блок (103) хроматографического материала и выходящей из него;

- вход (115);

- по меньшей мере один входной канал (117) для текучей среды, соединяющий вход с по меньшей мере одним блоком (103) хроматографического материала через систему (107) распределения текучей среды;

- выход (119); и

- по меньшей мере один выходной канал (121) для текучей среды, соединяющий выход (119) с по меньшей мере одним блоком (103) хроматографического материала через систему (107) распределения текучей среды;

при этом по меньшей мере некоторые части указанного устройства (101) для мембранной хроматографии герметично соединены друг с другом, оставляя по меньшей мере вход (115) и выход (119) открытыми.

23. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором стадии (b) или (с) включают добавление магнитных частиц в магнитный сепаратор, содержащий по меньшей мере одну мешалку, например, множество мешалок, и стадии (е) или (e1a) включают перемешивание магнитных частиц путем включения мешалки (мешалок).

24. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором стадия (d) включает следующие подстадии:

(d1) перемешивание магнитных частиц по меньшей мере в одной плоскости с образованием псевдоожиженного слоя магнитных частиц, и

(d2) обеспечение потока промывочной жидкости в направлении, по существу перпендикулярном указанной по меньшей мере одной плоскости, для удаления клеточной культуры при удержании магнитных частиц в магнитном поле.

25. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором стадии (е) или (e1a) включают перемешивание магнитных частиц во множестве по существу параллельных плоскостей магнитного сепаратора с образованием множества псевдоожиженных слоев магнитных частиц, и в котором стадии (f) или (e1b) включают обеспечение потока элюирующей жидкости в направлении, по существу перпендикулярном указанному множеству плоскостей.

26. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором биомолекулу элюируют максимум 10 объемами слоя элюирующей жидкости, например, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 или 1 объемом слоя; предпочтительно максимум 4 объемами слоя, более предпочтительно максимум 3 объемами слоя.

27. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором по меньшей мере стадии (c)-(f) или (c)-(e1), например, стадии (b)-(f) или (b)-(e1), выполняют в магнитном сепараторе, причем магнитный сепаратор предпочтительно представляет собой систему разделения в высокоградиентном магнитном поле.

28. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором стадия (b) включает:

(i) добавление магнитных частиц в магнитный сепаратор с последующим добавлением исходного материала из клеточной культуры в магнитный сепаратор, или

(ii) добавление исходного материала из смеси клеточной культуры и магнитных частиц, содержащих связанную биомолекулу, в магнитный сепаратор.

29. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором стадии (b)-(f) или (b)-(e1) проводят в комбинированном биореакторном сосуде/контакторе и магнитном сепараторе.

30. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором стадия (d) включает следующие подстадии:

(i) отключение магнитного поля;

(ii) повторное суспендирование магнитных частиц;

(iii) приведение магнитных частиц в контакт с частью промывочной жидкости;

(iv) удерживание магнитных частиц с помощью магнитного поля; и

(v) удаление промывочной жидкости от удерживаемых магнитных частиц.

31. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором стадию (d) повторяют по меньшей мере один раз перед переходом к стадиям (е) или (e1).

32. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором линейная скорость потока элюирующей жидкости на стадии (f) или (e1) находится в диапазоне от 10 до 3000 см/ч на стадии (f), предпочтительно в диапазоне от 50 до 600 см/ч.

33. Способ по любому из пп. 23-32, в котором скорость мешалки (мешалок) на стадиях (е) или (e1a) находится в диапазоне от 15 до 1500 об/мин, предпочтительно в диапазоне от 50 до 300 об/мин.

34. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором магнитный сепаратор соединен с хроматографической системой.

35. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором магнитные частицы имеют объемно-взвешенный средний диаметр (d50, v) в диапазоне от 8 до 300 мкм, предпочтительно в диапазоне от 37 до 100 мкм.

36. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором магнитные частицы имеют среднюю плотность 1,05-1,20 г/мл для осажденных частиц.

37. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором каждая из магнитных частиц содержит пористую полимерную матрицу и одну или более магнитных гранул, внедренных в пористую полимерную матрицу.

38. Способ по п. 37, в котором каждая из магнитных частиц содержит 5-15 мас.% магнитных гранул.

39. Способ по любому из пп. 37, 38, в котором магнитные гранулы имеют объемно-взвешенный средний диаметр (d50, v) от 1 до 5 мкм.

40. Способ по любому из пп. 37-39, в котором в каждой из магнитных частиц концентрация магнитных гранул в центральной области частицы составляет по меньшей мере 200% от концентрации в поверхностной области частицы, при этом центральная область определена как имеющая расстояние >0,2 радиуса частицы от поверхности частицы, а поверхностная область определена, как имеющая расстояние <0,2 радиуса частицы от поверхности частицы.