[发明专利]通过伯胺使病毒和/或蛋白质与核酸分离

说明书

本申请要求于2010年4月20日提交的美国临时申请号61/325,954的优先权，所述美国临时申请的公开内容通过援引并入本文。

发明背景

本文公开的实施方案涉及用伯胺使病毒和/或蛋白质与核酸分离。

强阴离子交换剂例如基于季铵离子的那些用于例如下游处理中，作为用于捕获液体例如生物学液体特别是制造生物治疗药物的溶液中存在的带负电荷大杂质的精制（polishing）介质，所述杂质例如内毒素、病毒、核酸和宿主细胞蛋白质（HCP）。通常，阴离子交换剂已以珠形式提供且使用，例如可从GE Healthcare Bio-Sciences AB获得的Q Sepharose^?。然而，基于珠的系统的通过量局限性可以需要大体积柱以有效捕获杂质。

基于膜的层析系统（也称为膜吸着剂（sorber））具有与对流膜孔直接附着的配体，从而消除了内部孔扩散对大量转运(mass transport)的作用。此外，具有与有效流动分配器偶联的紧密膜孔径分布的微孔膜基底的使用可以使轴分散降到最低，且提供所有活性位点的均匀利用。因此，膜吸着剂介质的大量转移速率可以比基于珠的标准层析介质的那种大一个数量级，允许高效率和高通量分离。因为与用基于珠的介质填充的柱比较，单个或甚至叠加膜是非常薄的，所以沿着层析床发现减少压降，从而允许流速和生产率增加。所需结合容量通过使用足够内部表面积的膜达到，产生具有极大径高比（d/h）的装置配置。

适当设计的膜吸着剂具有为基于珠的标准制备型树脂10–100倍好的层析效率。因此，为了在膜吸着剂上达到相同水平的分离，可以利用10倍小的床高。1-5 mm的床高对于膜吸着剂是标准的，与用于基于珠的系统的10-30 cm床高比较。由于大体积膜吸着剂所需的极端柱长宽比，装置设计是关键的。为了维持与膜吸着剂有关的固有性能优点，需要适当的入口和出口分配器以有效且高效利用可用的膜体积。膜吸着剂技术理想地适合于本申请。

膜吸着剂是高度多孔、互联的介质，当溶液流过其孔时，其具有去除（吸附和/或吸收）溶液的某些组分的能力。膜吸着剂的性质及其在所需应用中表现良好的能力依赖于介质（骨架）的多孔结构以及暴露于溶液的表面性质。一般地，首先由聚合物形成多孔介质，所述聚合物在水中不溶解或膨胀并且具有可接受的机械性质。多孔介质优选是通过本领域众所周知的相分离法制备的多孔膜片。参见例如，Zeman LJ，Zydney AL，Microfiltration and Ultrafiltration：Principles and Applications，New York：Marcel Dekker，1996。中空纤维和管状膜也是可接受的骨架。通常需要分开的处理步骤，以修饰所形成的多孔结构的外部或正面表面和内部孔表面，以赋予所需吸附性质。因为膜结构通常由疏水聚合物形成，所以表面修饰步骤的另一个目的也是使得表面亲水或水可湿润。

存在修饰膜的外部或正面表面和内部孔表面的许多方法。本领域技术人员将容易地认识到涉及吸附、等离子体氧化、原位自由基聚合、移植和包被的示例性方法。这些方法大多数导致在膜表面上形成单层样结构，这大部分时间达到使得其亲水的目的，然而未能赋予可接受的吸附性质，例如对于被吸附物的高容量。容量定义为由给定介质体积可以保留的被吸附物的量（重量）。只要所有吸附在膜表面上发生，该容量就受膜表面积限制。通过其性质，与层析珠比较，微孔膜具有较少表面积。增加表面积的一个方法是减少孔径，这明显导致流量中的显著丧失。例如，在0.65 um聚乙烯膜（Entegris Corp，Billerica MA）上的最大限度（单层）蛋白质吸附是约20 mg/ml，与表面相互作用类型无关。这明显小于例如具有约80 mg/ml的一般容量的琼脂糖层析珠。

驱动吸附的表面相互作用类型由其中使用给定膜吸着剂产物的具体应用限定。例如，共同未决的申请系列号12/221,496公开了高容量、高亲和力吸着剂，其去除来自单克隆抗体（MABs）溶液的病毒、核酸、内毒素和宿主细胞蛋白质（HCPs）。这些杂质趋于具有比MABs低的等电点，这意味着在特定pH下它们将是带负电荷的，而MAB将是带正电荷的。需要阴离子交换剂即具有正电荷且吸引阴离子的介质，以去除这些杂质。许多化学部分在水溶液中具有正电荷，包括伯、仲和叔胺，以及季铵盐。胺在低于11的pH下是带正电荷的，而铵盐在所有pH下都具有正电荷，所以这些基团通常分别被称为弱和强阴离子交换剂。