用于过滤器和过滤过程的过程控制系统和方法技术方案

本发明专利技术提供用于控制切向流过滤的系统和方法，包含结合其中层析处理单元等上游处理单元与切向流过滤处理单元流体连通的连接系统使用的控制系统和方法。还包含使用具有渗透液流速控制的单程切向流过滤执行连续浓缩的控制系统和方法。

【技术实现步骤摘要】
用于过滤器和过滤过程的过程控制系统和方法本申请是申请日为2015年5月13日，中国国家申请号为201580024939.4，专利技术名称为“用于过滤器和过滤过程的过程控制系统和方法”的专利技术申请的分案申请。交叉参考本专利技术主张2014年5月13日提交的第61/992,595号美国临时申请案的优先权，并且所述美国临时申请案的全部内容并入本文中。
本专利涉及过程控制系统和方法，并且具体来说，涉及用于过滤器和过滤过程的过程控制系统和方法。
技术介绍
许多产品，例如抗体，更具体地说单克隆抗体，源于细胞。为了制备源于细胞的产品，可以执行一个或多个初始单元操作以去除细胞和任何相关联的细胞碎片从而实现纯化。在纯化之后，可以执行一个或多个后续单元操作以制备用于给药的产品。初始和后续单元操作中均可包含过滤，如下文将在制备源于细胞的产品的整体过程的一般描述的上下文中所阐述。参考可以用于制备抗体或免疫球蛋白等医用级细胞外表达产品的商业规模的单元操作，可以使用离心或过滤等初始分离操作来去除细胞和细胞碎片。离心涉及对液体溶液或悬浮液应用离心力(相对于轴线)，以使溶液或悬浮液的较稠密的组分更远离轴线转移，而溶液或悬浮液的不那么稠密的组分朝向轴线转移(或至少远离轴线转移得不如稠密的组分那么远)。过滤是压力驱动的过程，根据组分之间的大小差异使用薄膜来分离液体溶液或悬浮液中的组分。当在细胞分离采集应用中使用时，过滤可以被称为微滤。取决于溶液或悬浮液中最初的细胞和/或细胞碎片的量，或取决于离心或初级过滤过程已经分离开细胞和/或细胞碎片的程度，上文提及的离心或过滤中的任一者可以前接或后接一个或多个(额外)过滤单元操作。一旦已经令人满意地去除了细胞和细胞碎片，就可以使用被称为层析的过程在一个或多个装置(所述装置可以呈一列或多列的形式)中执行纯化。层析包括在被称为流动相的第一相与被称为固定相的第二相之间的相互作用。时常，流动相中的所关注产品结合到固定相，且接着使用溶剂(被称为洗脱液)将产品从固定相分离。其它时候，所关注产品在流动相中流过，而污染物结合到固定相。流动相与固定相之间的相互作用的确切性质与所使用的层析类型不同。离子交换层析依靠所关注产品的带电分子(或污染物)与带反向电荷的固相之间的吸引力。例如，在阳离子交换层析中，带正电分子附着到带负电固相。亲和性层析包括使用特异性结合到产品(即，靶分子)或污染物的配体。关于所关注的抗体或免疫球蛋白产品，配体可以是相关联抗原。一旦已经完成纯化，就可以在将从层析装置洗脱的产品给药至患者之前输送进行进一步处理，包含例如以药学上可接受的赋形剂形式配制蛋白和/或执行过滤。例如，可以执行过滤以去除存在的任何病毒，从而确保源于生物技术的治疗剂的病毒安全性。另外，可以对产品执行过滤以将产品浓缩成医用等级并将产品脱盐。虽然过滤的目的仍旧是分离较大组分与较小组分，但是与所执行的用于从产品中去除细胞和细胞碎片的预纯化过滤不同，后纯化过滤从产品中去除小型肽和盐以便增加产品的浓度。还可以使用此过滤将产品脱盐，或引入稳定的药物配方用于在填充之前存储产品(即，缓冲液更换或替换)。当在此背景中使用时，过滤可以被称为超过滤。上文描述的过滤可以是死端过程或交叉流或切向流过程。在死端过滤器中，待分离的液体溶液或悬浮液(或供液)的流动垂直于薄膜。交叉流过滤器中的大多数供液流动与薄膜表面相切或跨过所述表面。切向流过滤(或TFF)相对于死端过滤具有某些优点。具体来说，在切向流过滤期间薄膜表面上积聚的材料(也被称为滞留膜层)减到最少，从而增加了过滤器可以运作的时间长度。因此，切向流过滤可以应用于连续过程应用，原因在于供液可以被连续地供应到过滤器中并通过过滤器。在某些应用中可以使用被称为单程切向流过滤的特定类型的切向流过滤。传统TFF包括引导供液多次通过过滤装置(或平行布置的多个过滤装置)，而SPTFF包括以单程引导供液通过过滤装置。根据某些实施例，SPTFF过滤装置可以包含单个薄膜。根据其它实施例，SPTFF过滤装置可以由串联连接的多个薄膜卡盒界定，一个阶段的滞留液作为供液被引导到接下来的阶段中。卡盒可以与多个支架或分流器板相连接。替代地，可以设计外壳以接收多个薄膜，所述外壳提供用于连接个别薄膜的途径。如下文详细阐述，本专利技术阐述用于过滤器和过滤(具体地说，切向流过滤器和过滤)的改进的过程控制系统和方法，包含传统装置和方法的有利替代方案。
技术实现思路
根据本专利技术的方面，一种过程控制系统包含：一个或多个上游处理单元，其各自操作流速；连接到所述一个或多个上游处理单元的贮槽；具有进口、渗透液出口和连接到贮槽的滞留液出口的过滤器；具有连接到贮槽的进口和连接到过滤器的进口的出口的供液泵；以及设置在渗透液出口处用于确定渗透液出口处的流速的传感器。所述系统还包含控制系统，其耦合到传感器和上游过程，并且经调适以根据渗透液出口处的流速控制所述一个或多个上游处理单元中的一个或多个的流速。根据本专利技术的另一方面，提供一种结合一个或多个上游处理单元、连接到所述一个或多个上游处理单元的贮槽、以及具有进口、渗透液出口和连接到贮槽的滞留液出口的切向流过滤器使用的过程控制方法。所述方法包含感测渗透液出口处的流速，并且根据渗透液出口处的流速控制所述一个或多个上游处理单元中的一个或多个的流速。根据本专利技术的又一方面，一种过程控制系统包含：一个或多个上游处理单元，其各自操作流速；连接到所述一个或多个上游处理单元的贮槽；具有进口、渗透液出口和连接到贮槽的滞留液出口的过滤器；具有连接到贮槽的进口和连接到过滤器的进口的出口的供液泵；以及设置在渗透液出口处用于确定渗透液出口处的流速的传感器。所述系统还包含控制系统，其耦合到传感器和供液泵，并且经调适以根据渗透液出口处的流速控制供液泵。根据本专利技术的又一方面，提供一种结合一个或多个上游处理单元、连接到所述一个或多个上游处理单元的贮槽、以及具有进口、渗透液出口和连接到贮槽的滞留液出口的切向流过滤器使用的过程控制方法。所述方法包含感测渗透液出口处的流速，并且根据渗透液出口处的流速将材料从贮槽泵送到过滤器中。根据本专利技术的再一方面，一种过程控制系统包含：一个或多个上游处理单元，其各自操作流速；连接到所述一个或多个上游处理单元的贮槽；具有进口、渗透液出口和连接到贮槽的滞留液出口的过滤器；具有连接到贮槽的进口和连接到过滤器的进口的出口的供液泵；以及设置在渗透液出口处用于确定渗透液出口处的流速的传感器。所述系统还包含控制系统，其耦合到传感器和供液泵，并且经调适以根据渗透液出口处的流速控制供液泵直到达到针对供液泵的预定流速，并且经调适以在达到针对供液泵的预定流速之后根据渗透液出口处的流速控制所述一个或多个上游处理单元中的一个或多个的流速。根据本专利技术的另一方面，提供一种结合各自具有流速的一个或多个上游处理单元、连接到所述一个或多个上游处理单元的贮槽、以及具有进口、渗透液出口和连接到贮槽的滞留液出口的过滤器使用的过程控制方法。所述方法包含感测渗透液出口处的流速，根据渗透液出口本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种过程控制系统，其包括：/n微滤单元；/n单程切向流过滤器，其具有进口、渗透液出口和滞留液出口；/n供液泵，其具有连接到所述微滤单元的进口和连接到所述过滤器的所述进口的出口；/n渗透液泵，其具有连接到所述过滤器的所述渗透液出口的进口；以及/n控制系统，其耦合到所述渗透液泵，并且经调适以控制所述渗透液泵以改变流速减小系数，其中所述流速减小系数是供液流速与滞留液流速的比率。/n

【技术特征摘要】
20140513 US 61/9925951.一种过程控制系统，其包括：
微滤单元；
单程切向流过滤器，其具有进口、渗透液出口和滞留液出口；
供液泵，其具有连接到所述微滤单元的进口和连接到所述过滤器的所述进口的出口；
渗透液泵，其具有连接到所述过滤器的所述渗透液出口的进口；以及
控制系统，其耦合到所述渗透液泵，并且经调适以控制所述渗透液泵以改变流速减小系数，其中所述流速减小系数是供液流速与滞留液流速的比率。


2.根据权利要求1所述的过程控制系统，其中所述控制系统经调适以控制所述渗透液泵以改变所述流速减小系数从而实现目标体积减小因子，其中所述体积减小因子是累计供液体积与累计滞留液体积的比率。


3.根据权利要求1所述的过程控制系统，其中所述控制系统经调适以控制所述渗透液泵从而以一系列逐步变化来改变所述流速减小系数。


4.根据权利要求3所述的过程控制系统，其中所述控制系统经调适以控制所述渗透液泵从而以一系列逐步增加来改变所述流速减小系数。


5.根据权利要求1所述的过程控制系统，其中所述控制系统经调适以控制所述渗透液泵从而连续地改变所述流速减小系数。


6.根据权利要求1所述的过程控制系统，其中所述控制系统经调适以操作所述渗透液泵以提供第一流速减小系数，随后变为不同于所述第一流速减小系数的第二流速减小系数，并且操作所述渗透液泵以提供所述第二流速减小系数。


7.根据权利要求1所述的过程控制系统，其中所述控制系统包括至少一个处理器，所述至少一个处理器经编程以控制所述渗透液泵从而改变所述流速减小系数。


8.根据权利要求7所述的过程控制系统，其中所述至少一个处理器经编程以控制所述渗透液泵以改变所述流速减小系数从而实现目标体积减小因子，其中所述体积减小因子是累计供液体积与累计滞留液体积的比率。


9.根据权利要求7所述的过程控制系统，其中所述至少一个处理器经编程以控制所述渗透液泵从而以一系列逐步变化来改变所述流速减小系数。


10.根据权利要求9所述的过程控制系统，其中所述至少一个处理器经编程以控制所述渗透液泵从而以一系列逐步增加来改变所述流速减小系数。


11.根据权利要求7所述的过程控制系统，其中所述至少一个处理器经编程以控制所述渗...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·格夫罗，R·W·施维卡特，K·佩蒂，G·弗兰克，C·萨尔斯特伦特普斯马，A·C·赫维希三世，J·E·舒尔茨，
申请(专利权)人：美国安进公司，
类型：发明
国别省市：美国;US