用于除去蛋白質聚集體的具有磺酸基團的膜制造技術

本發明專利技術涉及具有高電荷密度的帶負電荷的微孔過濾介質，其包括多孔基質和位于所述基質的內表面和外表面上的聚合的交聯的聚合物涂層。所述涂層可以由反應物溶液形成，所述反應物溶液包含帶負電荷的可交聯的可聚合的丙烯酰氨基烷基單體和丙烯酰氨基交聯劑，在所述基質上原位聚合。所述帶負電荷的微孔過濾介質適合用作從蛋白質溶液選擇性地除去蛋白質聚集體的預過濾膜。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術總體涉及用于從蛋白質溶液中除去生物物質的介質。更具體而言，本專利技術涉及用聚合的交聯涂層組合物飽和的帶負電荷的濾膜以及制備和使用所述濾膜的方法。
技術介紹
在衍生自完整有機體或哺乳動物細胞培養物來源的基于蛋白質的治療性生物分子的生產過程中除去蛋白質聚集體和病毒顆粒是經常遇到的分離任務。例如，衍生自血漿的蛋白質溶液例如免疫球蛋白(IgG)和其他蛋白質(天然的或重組的)例如單克隆抗體 (mAb)、肽、糖和/或核酸通常包含堵塞并且污染病毒截留濾器等的蛋白質聚集體，其包含蛋白質三聚體或更大的蛋白質聚合物。通過過濾從蛋白質溶液除去病毒顆粒的常見問題是使用相對低容量的超濾濾器， 這顯著增加成本并且減慢過濾操作。由于病毒顆粒的尺寸僅比蛋白質分子的尺寸大約3-5 倍，即約25nm對約5-lOnm，所以不得不仔細選擇濾器的孔徑使其處于這些個體的尺寸之間，通常約20nm。因此，約大于三聚體或更大的蛋白質聚合物的蛋白質聚集體以及變性蛋白質、脂質、甘油三酯等不能通過典型的病毒截留濾器，引起孔阻塞并且顯著降低濾器的容量 (通量)。即使在0. 01-0. 的低濃度下這些不需要的和不期望的組分也會快速堵塞病毒截留濾器。但是，由于不斷增加的溶液效價，蛋白質聚集仍然是基于蛋白質的治療性生物分子的生物加工生產中日益嚴峻的問題。蛋白質聚集體在純化過程的不同階段形成，并且為了維持病毒截留濾器足夠的通量，需要在蛋白質聚集體到達病毒截留濾器之前將其除去。 從蛋白質溶液選擇性除去約大于三聚體或更大的蛋白質聚合物的蛋白質聚集體的可選擇方法包括使用昂貴的凝膠色譜或者分子排阻色譜。選擇性除去蛋白質聚集體的最方便的方式是使蛋白質和/或其他生物分子的溶液在到達位于下游的病毒顆粒超濾截留濾器之前通過上游的過濾介質，由此在上游選擇性截留蛋白質聚集體，允許蛋白質溶液中的蛋白質單體流過病毒截留濾器。從蛋白質溶液除去蛋白質聚集體和病毒顆粒的一種方法包括兩步超濾法，在各步驟中使用超濾膜。參見例如Antoniou的第6，365，395號美國專利，其中在第一過濾步驟中在上游從蛋白質溶液除去蛋白質聚集體，在第二過濾步驟中，在下游從不含蛋白質聚集體的蛋白質溶液除去病毒顆粒。Siwak等人的第7，118，675號美國專利教導了用于從蛋白質流除去蛋白質聚集體和病毒顆粒的另一種兩步過濾法，其中首先將蛋白質流通過一層或多層吸附性深層濾器、 帶電荷的或表面改性的多孔膜或者小的色譜介質床過濾，以產生不含蛋白質聚集體的蛋白質流。之后是使回收的溶液經過超濾膜以除去病毒顆粒的第二步驟。可用于預處理蛋白質流的一種方法采用使用與無機助濾劑組合的纖維素介質的深層過濾。例如，可商購自Millipore Corporation的Viresolve Prefilter當被用于在病毒過濾前預處理蛋白質流時可增加細小病毒濾器的通量。但是，該預濾器表現出對苛性堿處理的抗性不足以及相對較高的有機可提取物。由于經常需要使用苛性堿溶液清潔或消毒病毒濾器，因此當將病毒濾器與預濾器組合時如果可以通過相同的處理將二者串聯消毒則該消毒方法將變得顯著地更有效和經濟。因此，期望提供能夠抵抗暴露于苛性堿水溶液 (例如0. IN NaOH 1小時)而不損失預過濾性質的用于蛋白質溶液的預處理介質。另外，通常在蛋白質純化過程后期進行病毒過濾，此時需要將進入流體流的有機可提取物的量最小化。基于纖維素和助濾劑的深層濾器已顯示出與膜相比顯著更高水平的可提取物，并因此就生物分子等的后期純化而言可能具有潛在問題。因此，期望提供過濾介質以及使用和制備所述過濾介質的方法和裝置，用于通過上游的預過濾方法從包含蛋白質和/或生物分子的溶液中除去蛋白質聚集體和其他堵塞性和結垢性組分，所述預過濾方法避免下游過濾介質(例如與下游的從包含蛋白質和/或生物分子的溶液超濾除去病毒顆粒聯合使用的那些下游過濾介質)的過早堵塞。通過本文提供的本專利技術的描述，本專利技術的這些優點以及另外的專利技術特征將是顯而易見的。
技術實現思路
對應于上述與在衍生自完整有機體或哺乳動物細胞培養物來源的生物分子和基于蛋白質的治療性生物分子的生產中除去蛋白質聚集體和病毒顆粒相關的需要，本專利技術在某些實施方案中教導了具有高電荷密度的帶負電荷的微孔過濾介質，其具有苛性堿穩定性 (即可以抵抗被堿性溶液的降解)并且適合用于在超濾除去病毒顆粒的上游從蛋白質溶液選擇性除去蛋白質聚集體。本專利技術在某些實施方案中教導了在進行下游的蛋白質流的病毒過濾或其他生物加工步驟之前在上游從蛋白質流除去蛋白質聚集體。在上游除去蛋白質聚集體可減少否則會出現在下游病毒濾器的污染和堵塞，由此增加它們的通量和流量。在某些實施方案中，本專利技術教導了用于從蛋白質溶液除去蛋白質聚集體的一次性的帶負電荷的微孔介質，由此省去了與在使用間隔清潔和儲存過濾介質相關的費用，還省去了與根據政府管理機構的要求驗證此類清潔操作相關的費用和時間。在某些實施方案中，本專利技術提供具有高電荷密度的帶負電荷的經涂覆的微孔介質，其包括微孔基質和交聯的涂層組合物，所述交聯的涂層組合物通過暴露于電子束并且在不存在化學聚合自由基引發劑的條件下在該基質的外表面和內表面上原位聚合。所述交聯的涂層組合物優選由帶負電荷的自由基可聚合的丙烯酰氨基烷基單體和丙烯酰氨基交聯劑形成。在某些實施方案中，本專利技術提供具有高電荷密度的帶負電荷的經涂覆的微孔介質，其包括微孔基質和交聯的涂層組合物，所述交聯的涂層組合物由具有包含帶負電荷的懸垂的磺酸的基團及其鹽的可聚合的多官能丙烯酰氨基烷基單體和多官能丙烯酰氨基交聯劑形成，在所述基質的外表面和內表面原位聚合。盡管聚合優選地在不存在化學聚合自由基引發劑的條件下通過將單體/交聯劑/介質系統暴露于電離輻射例如電子束而引發， 但是也可使用適合的化學聚合自由基引發劑以引發聚合。在另一個實施方案中，本專利技術教導了帶負電荷的經涂覆的微孔介質，其包括微孔基質和由反應物溶液形成的交聯的涂層組合物，所述反應物溶液包含2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸(AMPQ單體及其鹽的可聚合的單體和N，N’ -亞甲基雙丙烯酰胺(MBAm)交聯劑， 在所述基質的內表面和外表面上原位聚合。所得聚合的交聯的涂層組合物僅包含酰胺-酰胺交聯鍵。在另一個實施方案中，本專利技術教導了帶負電荷的經涂覆的微孔膜，其包括微孔基質和AMPS及其鹽的交聯的聚合涂層組合物，其中所述交聯的涂層組合物在所述基質的內表面和外表面上原位聚合。在另一個實施方案中，本專利技術教導了微孔膜，其具有覆蓋所述微孔基質的全部內表面和外表面的聚合的交聯的涂層組合物，還包含補加的改性單體，其優選地以少于帶負電荷的包含磺酸的基團單體或交聯劑的量存在。在其他實施方案中，本專利技術提供了經涂覆的微孔膜，適合用于預過濾裝置中，用于從終端常規過濾(NFF)法中的蛋白質溶液選擇性除去蛋白質聚集體。將蛋白質溶液通過包括一層或多層本文教導的經涂覆的微孔膜的過濾介質預過濾，以回收幾乎不含蛋白質聚集體的蛋白質溶液。在其他實施方案中，本專利技術提供了制備具有高電荷密度的帶負電荷的經涂覆的微孔介質的方法，其中所述微孔基質用交聯的涂層組合物涂覆，與交聯的涂層組合物接觸，或用交聯的涂層組合物飽和，所述交聯的涂層組合物包含帶負電荷的包含磺酸基團的可聚合的丙烯酰氨基烷基單體和丙烯酰氨基交本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．帶負電荷的過濾介質，其包括：用帶負電荷的聚合的交聯的丙烯酰氨基烷基涂層涂覆的多孔基質，所述涂層通過暴露于電子束并且在不存在化學聚合自由基引發劑的條件下在所述基質表面原位聚合，其中所述涂層由具有一個或多個帶負電荷的懸垂基團的可聚合的丙烯酰氨基烷基單體和丙烯酰氨基交聯劑形成。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：M·科茲洛夫，
申請(專利權)人：米利波爾公司，
類型：發明
國別省市：US