[发明专利]用于化合物分离的切向流动过滤设备、系统和方法

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求2006年3月31日提交的美国临时申请号60/788,125的优 先权权益，其整体被引入本文作为参考。

介绍

本文使用的章节标题仅仅用于组织目的，而不应该被解释为以任何方 式限制所描述的主题。

技术领域

本发明涉及用于从水性流体(aqueous fluid)分离、回收和/或纯化蛋白 质、肽、核酸、生物制造的聚合物和其它化合物的设备、系统和方法。水性流体 可包括具有或不具有细胞或其它原材料的发酵液。可通过真菌、酵母、细菌、哺 乳动物、昆虫或植物细胞的发酵产生发酵液。

背景技术

微量过滤已被用于分离生物培养液或其它液体中的化合物。饮料工业 已经使用微量过滤来净化(澄清)啤酒和白酒，在乳品工业中，微量过滤可被用于例 如干酪乳清或奶的加工。微量过滤近来也被应用到生物技术工业，虽然对于产品 的分离和纯化略微更加谨慎。一个实例是在Couto等的美国专利申请号US 2004/0167320A1中提供的，其中讨论通过切向流动过滤加工溶液，其能增强期望 的分子从原料流的净化、浓缩和分馏。

Laustsen等的美国专利申请号US20020020668A1讨论源自发酵的产品 的微量过滤过程，其包括在微量过滤过程之前或在微量过滤过程期间，将活性炭 加入到源自发酵的产品的溶液中，微量过滤过程的温度从25℃至65℃。在 WO2004/029076中，Christensen等讨论包括高温的微量过滤方法。

另外，关于微量过滤的信息可在科学文献中找到。实例包括但不限于 V.Chen et al.，Journal of Membrane Science125(1997)109-122；和L.Palacio，et al， Chemical Engineering(2003)35-41。

各种技术的主要缺陷是需要反复加入原料以完成过滤或分离。在转鼓 真空滤器(RDVF)和压滤机/压膜机(membrane press)的情况中，助滤剂例如硅藻土或 dicalite(一种过滤机预涂层)可被用来促进颗粒的分离，并且离心可利用絮凝助剂 (盐或带电聚合物以增加粒度)使用差异颗粒密度来产生分离。这可明显增加生产成 本，并且可能必须修改这些材料以提供允许通过的特定最大粒度。

一些方法可被暴露于环境，并且增加产物污染的风险以及操作者暴露 于助滤剂、原料培养液和产物的风险。暴露的个体可能发生过敏或其它不良反应。 因此，环境工程控制可能需要被设计和安装。此外，由这些技术产生的分离的蛋 白质馏分与通过本文描述的微量过滤方法产生的馏分相比可具有大得多的粒度分 布和更低的纯度。前述方法的描述可在科学文献例如W.Aehle，ed.：Enzymes in industry：Production and Applications.Weinheim，F.R.D.，New York，2004，1-12中找 到。

柱层析是可用于生物培养液纯化的技术。该方法可提供高度纯化的产 物，然而，生产经济情况一般比上述方法高几个数量级，并且在所述方法没有重 要调整的情况下，层析不能处理颗粒物，例如膨胀床柱。在需要高产量和低成本 的产业中，膨胀床没有被广泛采用。