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CN117942791A - 病毒去除膜以及其制造方法和使用方法 - Google Patents

病毒去除膜以及其制造方法和使用方法 Download PDF

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CN117942791A
CN117942791A CN202311406115.6A CN202311406115A CN117942791A CN 117942791 A CN117942791 A CN 117942791A CN 202311406115 A CN202311406115 A CN 202311406115A CN 117942791 A CN117942791 A CN 117942791A
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CN
China
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virus
membrane
film
polymer
hydrophobic
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CN202311406115.6A
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塚本启介
松本享典
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Asahi Kasei Medical Co Ltd
Original Assignee
Asahi Kasei Medical Co Ltd
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Abstract

病毒去除膜以及其制造方法和使用方法。[课题]提供病毒去除膜等。[解决手段]一种病毒去除膜,其包含疏水性高分子和亲水性高分子,所述病毒去除膜在2.0bar下以0.1g/m2过滤了平均粒径为30nm、多分散指数为0.10的蛋白质聚集体时的污垢阻力kf与膜阻力km之比kf/km为0.04以上且1.0以下,通过Proteostat染色而观察到的前述聚集体的捕捉宽度为4μm以上且10μm以下,所述病毒去除膜的猪细小病毒的对数去除率为4.0以上,所述病毒去除膜的厚度不均比为1.2以下。

Description

病毒去除膜以及其制造方法和使用方法
技术领域
本发明涉及病毒去除膜以及其制造方法和使用方法。
背景技术
近年,由于副作用少以及治疗效果高,作为药物,使用了血浆分馏制剂和生物药物的治疗普及。但是,血浆分馏制剂源自人血液、生物药物源自动物细胞,因此存在病毒等病原性物质混入到药物的危险。
为了防止病毒对药物的混入,必须进行病毒的去除或灭活。作为病毒的去除或灭活法,可列举出加热处理、光学处理和化学药品处理等。由于蛋白质的变性、病毒的灭活效率和化学药品的混入等问题,不会受到病毒的热性质和化学性质的限制、对全部病毒有效的膜过滤方法受到关注。
作为应该去除或灭活的病毒,可列举出直径25~30nm的脊髓灰质炎病毒、作为最小的病毒的直径18~24nm的细小病毒,对于比较大的病毒而言,可列举出直径80~100nm的HIV病毒。近年,特别是对于细小病毒等小的病毒的去除的需求升高。
对病毒去除膜要求的第一性能为安全性。作为安全性,可列举出在血浆分馏制剂和生物药物中不会混入病毒等病原性物质的安全性、不会混入源自病毒去除膜的溶出物等异物的安全性。
作为不会混入病毒等病原性物质的安全性,利用病毒去除膜将病毒充分去除是重要的。非专利文献1中,将小鼠微小病毒、猪细小病毒作为目标的清除率(LRV)被设为4。
另外,作为不会混入溶出物等异物的安全性,不会从病毒去除膜释放出溶出物是重要的。
对病毒去除膜要求的第二性能为生产率。生产率指的是有效地回收5nm尺寸的白蛋白和10nm尺寸的球蛋白等蛋白质。孔径为数nm左右的超滤膜和血液透析膜、以及进一步小孔径的反渗透膜,由于在过滤时蛋白质堵塞孔,作为病毒去除膜不合适。特别是为了将细小病毒等小的病毒去除的情况下,病毒的尺寸与蛋白质的尺寸接近,因此难以兼顾上述的安全性和生产率。
专利文献1中公开了使用了由再生纤维素形成的膜的病毒去除方法。
专利文献2中公开了,对利用热致相分离法制膜的由聚偏二氟乙烯(PVDF)形成的膜通过接枝聚合法将表面进行亲水化而成的病毒去除膜。
另外,专利文献3中公开了,具有对于PhiX174的至少4.0的初期的病毒对数去除率(LRV)、表面被羟基烷基纤维素涂覆而成的病毒去除膜。
专利文献4中公开了,由聚砜系高分子和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的混合状态制膜而成的病毒去除膜。
专利文献5中公开了,在聚砜系高分子与乙烯吡咯烷酮和乙酸乙烯酯的共聚物的混合膜涂覆多糖类或多糖类衍生物而成的病毒去除膜。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第4024041号公报
专利文献2:国际公开第2004/035180号
专利文献3:日本专利第4504963号公报
专利文献4:国际公开第2011/111679号
专利文献5:日本专利第5403444号公报
非专利文献
非专利文献1:PDA Journal of GMP and Validation in Japan,Vol.7,No.1,p.44(2005)
非专利文献2:Kayukawa.T等人、Particle-based analysis elucidates thereal retention capacities of virus filters and enables optimal virusclearance study design with evaluation systems of diverse virologicalcharacteristics Biotechnol.Prog.2022,38,(2),e3237.
发明内容
发明要解决的问题
病毒去除膜由于蛋白质的聚集体而产生堵塞,意味着过滤溶液的透过速度的通量(Flux)急剧降低。Flux降低使蛋白质回收的效率显著降低,另外难以预测蛋白质处理,但是由于聚集体所导致的Flux降低抑制的研究不充分,蛋白质处理的预测指的是达到目标的蛋白质处理量为止的时间、单位时间可以处理的蛋白质量的预测等。
成为病毒去除膜的主要的过滤对象的目的蛋白质为作为血浆分馏制剂和生物药物中含有的生理活性物质的免疫球蛋白,免疫球蛋白分子尺寸为约10nm。血浆分馏制剂和生物药物中由于选择稳定性高的蛋白质,工序中有可能产生的蛋白质聚集体没那么大,主要的尺寸为30nm以下。另外,即使产生各种尺寸的聚集体,与目的蛋白质相比大幅不同的尺寸的聚集体也会由于尺寸、电荷等物性大幅不同而容易通过病毒去除工序以前的工序去除。另一方面,例如30nm以下的与目的蛋白质接近的尺寸的聚集体由于物性与目的蛋白质相比没有大幅不同,因此不易通过病毒去除工序以前的工序去除。因此,在药物纯化工序的最后阶段中使用的病毒去除工序中,混入30nm以下的聚集体的可能性高。对由于30nm以下的聚集体所导致的堵塞具有耐性的病毒去除膜,可以实现有效的蛋白质回收、另外容易预测蛋白质处理。
另外,即使为利用相同的制造方法制作的病毒去除膜、膜厚也有可能产生偏差。这种偏差作为通过最大膜厚/最小膜厚算出的厚度不均比表示。厚度不均比越接近1则膜厚的偏差越小、厚度不均比越大则膜厚的偏差越大。若厚度不均比大则在过滤中,溶液没有均匀地流动而蛋白质回收效率产生偏差。蛋白质回收效率在恒压过滤中相当于达到目标蛋白质处理量的时间。也就是说,在恒压过滤中,若蛋白质回收效率产生偏差则达到目标蛋白质处理量的时间产生偏差。由此,制造工序的需要时间变动,难以稳定地供给制剂。另外,难以预测蛋白质处理。由于厚度不均比大而在过滤中溶液没有均匀地流动的情况下,溶液集中于膜厚小的部位,病毒部分地对该部位的负荷量增加。因此,有可能由该部位产生病毒泄漏。定量上,厚度不均比为1.5以上时特别成为问题。
本发明要解决的问题在于,提供对于溶液中含有的病毒的去除发挥充分的性能、抑制由于溶液中含有的蛋白质聚集体所导致的通量(Flux)降低、蛋白质的透过性优异、抑制蛋白质回收效率的偏差、另外容易预测蛋白质处理的病毒去除膜(多孔膜)、病毒去除膜的制造方法以及使用了病毒去除膜的病毒去除方法。
用于解决问题的方案
本发明人等为了解决上述问题而深入研究,结果发现,通过特定结构的病毒去除膜,可以解决上述问题,从而完成了本发明。另外,在空气间隙(air gap)部中,通过制膜原液接触的蒸气的绝对湿度的不均消除,可以制造前述特定结构的病毒去除膜。
即,本发明如以下所述。
[1]
一种病毒去除膜,其包含疏水性高分子和亲水性高分子,
所述病毒去除膜在2.0bar下以0.1g/m2过滤了平均粒径为30nm、多分散指数为0.10的蛋白质聚集体时的污垢阻力kf与膜阻力km之比kf/km为0.04以上且1.0以下,
通过Proteostat染色而观察到的前述聚集体的捕捉宽度为4μm以上且10μm以下,
所述病毒去除膜的猪细小病毒的对数去除率为4.0以上,
所述病毒去除膜的厚度不均比为1.2以下。
[2]
根据[1]所述的病毒去除膜,其中,前述疏水性高分子为选自由聚烯烃、聚酰胺、聚酰亚胺、聚酯、聚酮、聚偏二氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈和聚砜系高分子组成的组中的至少一种。
[3]
根据[1]或[2]所述的病毒去除膜,其中,前述亲水性高分子为选自由乙烯基系聚合物、多糖类、乙二醇与疏水性单体的嵌段共聚物、乙二醇与丙二醇或苯基乙二醇(1-Phenylethane-1,2-diol)的无规共聚物或嵌段共聚物、聚乙二醇的一末端或两末端被疏水基团取代而非水溶化的高分子、经过亲水化的聚对苯二甲酸乙二醇酯、经过亲水化的聚醚砜、和在前述疏水性高分子中导入亲水基团而得到的亲水性高分子组成的组中的至少一种。
[4]
根据[1]~[3]中任一项所述的病毒去除膜,其中,前述膜的形状为中空纤维。
[5]
根据[1]~[3]中任一项所述的病毒去除膜,其中,前述膜的形状为平膜。
[6]
一种病毒去除膜的制造方法,所述病毒去除膜包含疏水性高分子和亲水性高分子,所述制造方法包括以下的工序:
将含有疏水性高分子的制膜原液喷出到空气间隙部的工序,
向前述空气间隙部以与制膜原液的喷出方向相反方向的流动供给蒸气,
前述蒸气的绝对湿度为3~34g/m3
前述蒸气的风量为0.5~3L/分钟,
前述空气间隙部的空气间隙距离为5~40cm。
[7]
根据[6]所述的制造方法,其中,前述空气间隙部中的前述制膜原液的停留时间为0.02~6.0秒。
[8]
根据[6]或[7]所述的制造方法,其中,被喷出到前述空气间隙部的前述制膜原液被导入到凝固液。
[9]
根据[6]~[8]中任一项所述的制造方法,其中,前述疏水性高分子为选自由聚烯烃、聚酰胺、聚酰亚胺、聚酯、聚酮、聚偏二氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈和聚砜系高分子组成的组中的至少一种。
[10]
根据[6]~[9]中任一项所述的制造方法,其中,前述亲水性高分子为选自由乙烯基系聚合物、多糖类、乙二醇与疏水性单体的嵌段共聚物、乙二醇与丙二醇或苯基乙二醇的无规共聚物或嵌段共聚物、聚乙二醇的一末端或两末端被疏水基团取代而非水溶化的高分子、经过亲水化的聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚醚砜、和在前述疏水性高分子中导入亲水基团而得到的亲水性高分子组成的组中的至少一种。
[11]
一种使用病毒去除膜从含有病毒颗粒的蛋白质溶液去除前述病毒颗粒的方法,
所述病毒去除膜包含疏水性高分子和亲水性高分子,
所述病毒去除膜在2.0bar下以0.1g/m2过滤了平均粒径为30nm、多分散指数为0.10的蛋白质聚集体时的污垢阻力kf与膜阻力km之比kf/km为0.04以上且1.0以下,
通过Proteostat染色而观察到的前述聚集体的捕捉宽度为4μm以上且10μm以下,
所述病毒去除膜的猪细小病毒的对数去除率为4.0以上,
所述病毒去除膜的厚度不均比为1.2以下。
发明的效果
根据本发明,提供对于溶液中含有的病毒等的去除发挥充分的性能、抑制由于溶液中含有的蛋白质聚集体所导致的Flux降低、蛋白质的透过性优异、抑制蛋白质回收效率的偏差、另外容易预测蛋白质处理的病毒去除膜、病毒去除膜的制造方法以及使用了病毒去除膜的病毒去除方法。
具体实施方式
以下对用于实施本发明的方式(以下称为“本实施方式”)进行说明。本发明不被以下的实施方式限定,可以在其主旨的范围内进行各种变形。
本实施方式的病毒去除膜含有疏水性高分子和非水溶性的亲水性高分子。
本实施方式的病毒去除膜的形状没有特别限定,例如可以为中空纤维膜的形状、也可以为平膜的形状。病毒去除膜为中空纤维膜的情况下,优选将多根中空纤维膜捆束来使用。病毒去除膜为平膜的情况下,可以单独使用1张平膜、也可以将多张平膜重叠来使用。病毒去除膜含有多张平膜的情况下,作为其整体(即,作为多张平膜的组合),优选满足病毒去除膜的后述的各种物性。
本实施方式中,作为成为膜基材的疏水性高分子,可列举出例如聚烯烃、聚酰胺、聚酰亚胺、聚酯、聚酮、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈和聚砜系高分子等。
从高的制膜性、膜结构控制的观点考虑,优选为聚砜系高分子。
疏水性高分子可以单独使用或混合2种以上来使用。
作为聚砜系高分子,可列举出例如具有下述式1所示的重复单元的聚砜(PSf)、和具有下述式2所示的重复单元的聚醚砜(PES),优选为聚醚砜。
式1:
式2:
作为聚砜系高分子,在式1、式2的结构中可以含有官能团、烷基等取代基,烃骨架的氢原子可以被卤素等其他原子、取代基取代。
聚砜系高分子可以单独使用或混合2种以上来使用。
本实施方式的病毒去除膜含有非水溶性的亲水性高分子。
从防止由于因蛋白质的吸附所导致的膜的堵塞而过滤速度急剧降低的观点考虑,本实施方式的病毒去除膜,通过在含有疏水性高分子的基材膜的细孔表面存在非水溶性的亲水性高分子而被亲水化。
作为基材膜的亲水化方法,可列举出由疏水性高分子形成的基材膜制膜后的涂覆、接枝反应、和交联反应等。另外,也可以在疏水性高分子和亲水性高分子的混合制膜后通过涂覆、接枝反应、交联反应等而将基材膜进行亲水化。
本实施方式中,将在高分子薄膜上接触PBS(由日水制药社市售的Dulbecco’s PBS(-)粉末“Nissui”9.6g溶解于水、并使总量形成1L的PBS)时的接触角形成90度以下的高分子称为亲水性高分子。
本实施方式中,亲水性高分子的接触角优选为60度以下、更优选接触角40度以下。含有接触角为60度以下的亲水性高分子的情况下,病毒去除膜容易被水润湿,含有接触角为40度以下的亲水性高分子的情况下,容易被水润湿的倾向进一步显著。
接触角指的是在薄膜表面落下水滴时,水滴表面形成的角度,利用JIS R3257定义。
本实施方式中,非水溶性指的是使用以形成有效膜面积3.3cm2的方式装配的过滤器,通过2.0bar的恒压死端过滤,将25℃的纯水过滤100mL的情况下,溶出率为0.1%以下。
溶出率通过以下的方法算出。
将25℃的纯水过滤100mL得到滤液,将该滤液回收、浓缩。使用所得到的浓缩液,利用总有机碳计TOC-L(岛津制作所社制)测定碳量,算出源自膜的溶出率。
本实施方式中,非水溶性的亲水性高分子指的是满足上述接触角和溶出率的物质。非水溶性的亲水性高分子除了包含物质自身为非水溶性的亲水性高分子之外,也包含即使为水溶性的亲水性高分子、在制造工序中经过非水溶化的亲水性高分子。即,即使为水溶性的亲水性高分子,若为满足上述接触角的物质,通过在制造工序中经过非水溶化而在装配过滤器后的恒压死端过滤中满足上述溶出率,则也包含于本实施方式中的非水溶性的亲水性高分子。
从防止作为溶质的蛋白质的吸附的观点考虑,非水溶性的亲水性高分子优选为电中性。
本实施方式中,电中性指的是分子内不具有电荷、或分子内的阳离子和阴离子等量。
作为非水溶性的亲水性高分子,可列举出例如乙烯基系聚合物。
作为乙烯基系聚合物,可列举出例如甲基丙烯酸羟基乙酯、甲基丙烯酸羟基丙酯、甲基丙烯酸二羟基乙酯、二甘醇甲基丙烯酸酯、三甘醇甲基丙烯酸酯的均聚物;甲基丙烯酸羟基乙酯、甲基丙烯酸羟基丙酯、甲基丙烯酸二羟基乙酯、二甘醇甲基丙烯酸酯、三甘醇甲基丙烯酸酯、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、乙烯吡咯烷酮、丙烯酰胺、二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸葡糖氧基乙酯、3-磺丙基甲基丙烯酰氧基乙基二甲基铵甜菜碱(MPC)、2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱、1-羧基二甲基甲基丙烯酰氧基乙基甲烷铵等的均聚物;苯乙烯、乙烯、丙烯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙基己酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸甲氧基乙酯等疏水性单体、和甲基丙烯酸羟基乙酯、甲基丙烯酸羟基丙酯、甲基丙烯酸二羟基乙酯、二甘醇甲基丙烯酸酯、三甘醇甲基丙烯酸酯、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、乙烯吡咯烷酮、丙烯酰胺、二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸葡糖氧基乙酯、3-磺丙基甲基丙烯酰氧基乙基二甲基铵甜菜碱、2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱、1-羧基二甲基甲基丙烯酰氧基乙基甲烷铵等亲水性单体的无规共聚物、接枝型共聚物和嵌段型共聚物等。
另外,作为乙烯基系聚合物,可列举出例如甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯等阳离子性单体、和丙烯酸、甲基丙烯酸、乙烯基磺酸、甲基丙烯酸磺丙酯、甲基丙烯酸磷酰氧基乙酯等阴离子性单体、和上述疏水性单体的共聚物等,也可以为以形成电中性的方式等量含有阴离子性单体和阳离子性单体的聚合物。
作为非水溶性的亲水性高分子,也可例示出作为多糖类的纤维素等、作为其衍生物的纤维素三乙酸酯等。另外,作为多糖类或其衍生物,也包含将羟基烷基纤维素等(例如羟丙基纤维素(HPC))进行交联处理而成的物质。
作为非水溶性的亲水性高分子,可以为聚乙二醇及其衍生物,也可以为乙二醇和上述疏水性单体的嵌段共聚物、乙二醇、和丙二醇、苯基乙二醇等的无规共聚物、嵌段共聚物。另外,也可以将聚乙二醇和上述共聚物的一末端或两末端利用疏水基团取代、进行非水溶化。
作为聚乙二醇的一末端或两末端被疏水基团取代的化合物,可列举出α,ω-二苄基聚乙二醇、α,ω-二(十二烷基)聚乙二醇等,另外,也可以为聚乙二醇和分子内的两末端具有卤素基的二氯二苯基砜等疏水性单体的共聚物等。
作为非水溶性的亲水性高分子,也可例示出通过缩聚而得到的、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚砜等的主链中的氢原子被亲水基团取代、经过亲水化的聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚砜等。作为经过亲水化的聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚砜等,主链中的氢原子可以被阴离子基团、阳离子基团取代,阴离子基团、阳离子基团可以等量。
也可以为双酚A型、酚醛清漆型环氧树脂的环氧基被开环而成的非水溶性的亲水性高分子、在环氧基导入乙烯基聚合物、聚乙二醇等而成的非水溶性的亲水性高分子。
另外,也可以为经过硅烷偶联的非水溶性的亲水性高分子。
非水溶性的亲水性高分子可以单独使用或混合2种以上来使用。
作为非水溶性的亲水性高分子,从制造的容易程度的观点考虑,优选为甲基丙烯酸羟基乙酯、甲基丙烯酸羟基丙酯、甲基丙烯酸二羟基乙酯的均聚物;3-磺丙基甲基丙烯酰氧基乙基二甲基铵甜菜碱(SB)、2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱、1-羧基二甲基甲基丙烯酰氧基乙基甲烷铵等亲水性单体、和甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙基己酯的疏水性单体的无规共聚物,从涂布非水溶性的亲水性高分子时的涂布液的溶剂的选择容易程度、涂布液中的分散性和操作性的观点考虑,更优选为甲基丙烯酸羟基乙酯、甲基丙烯酸羟基丙酯的均聚物;3-磺丙基甲基丙烯酰氧基乙基二甲基铵甜菜碱、2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱等亲水性单体、和甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙基己酯等疏水性单体的无规共聚物。
作为将水溶性的亲水性高分子在膜的制造过程中进行非水溶化而成的非水溶性的亲水性高分子,例如可以在疏水性高分子的基材膜涂覆侧链具有叠氮基的单体和2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱等亲水性单体共聚而成的水溶性的亲水性高分子后,进行热处理,由此在基材膜共价键合水溶性的亲水性高分子,从而将水溶性的亲水性高分子进行非水溶化。另外,也可以对疏水性高分子的基材膜接枝聚合丙烯酸2-羟基烷基酯等亲水性单体。
作为本实施方式的病毒去除膜、或作为本实施方式中的基材膜,可以为将亲水性高分子和疏水性高分子混合制膜而成。
混合制膜中使用的亲水性高分子,若在良溶剂中与疏水性高分子相容则没有特别限定,作为亲水性高分子,优选为聚乙烯吡咯烷酮或含有乙烯吡咯烷酮的共聚物。
作为聚乙烯吡咯烷酮,具体而言,可列举出由BASF公司市售的LUVITEC(商品名)K60、K80、K85、K90等,优选为LUVITEC(商品名)K80、K85、K90。
作为含有乙烯吡咯烷酮的共聚物,从与疏水性高分子的相容性、蛋白质对膜表面的相互作用的抑制的观点考虑,优选为乙烯吡咯烷酮和乙酸乙烯酯的共聚物。
从蛋白质对膜表面的吸附、与聚砜系高分子的膜中的相互作用的观点考虑,乙烯吡咯烷酮和乙酸乙烯酯的共聚比优选为6:4~9:1。
作为乙烯吡咯烷酮和乙酸乙烯酯的共聚物,具体而言,可列举出由BASF公司市售的LUVISKOL(商品名)VA64、VA73等。
亲水性高分子可以单独使用或混合2种以上来使用。
本实施方式中,从抑制过滤中从膜溶出异物这种观点考虑,在混合制膜时使用水溶性的亲水性高分子的情况下,优选在混合制膜后利用热水洗涤。通过洗涤,将与疏水高分子的互相缠绕不充分的亲水性高分子从膜中去除,过滤中的溶出得到抑制。
作为利用热水的洗涤,可以进行高压热水处理、涂布后的温水处理。
病毒去除膜的内径和膜厚通过对病毒去除膜的垂直割断面利用实体显微镜进行拍摄来求出。垂直割断面通过利用剃刀刃将病毒去除膜切割来制造。
对于膜厚,为了不会形成局部的值,病毒去除膜为平膜的情况下,例如设为将10张平膜各自的“1张平膜的膜厚”平均而得到的值。1张平膜的膜厚设为对100μm的平膜每10μm测定10处膜厚、将它们平均而得到的值。
本实施方式中,通过为可以在高的过滤压下操作、并且过滤中的经时性的Flux降低得到抑制的病毒去除膜,以高效率回收蛋白质、可以容易地预测蛋白质处理量。
另外,本实施方式的病毒去除膜通过纯水的透水量高,可以以更高效率回收蛋白质。
本实施方式中,通过使用具有耐压性的疏水性高分子作为基材,能够在高的过滤压下进行操作。
另外,本实施方式中,将1.5质量%的免疫球蛋白G在2.0bar下从膜的内表面侧向外表面侧恒压过滤时的、免疫球蛋白G累积透过量在180分钟时为4.0kg/m2以上,可以进行高效的蛋白质的回收。本实施方式中,将1.5质量%的免疫球蛋白在2.0bar下恒压过滤时的、180分钟的累积免疫球蛋白G透过量通过作为后述的“(4)免疫球蛋白(IgG)的过滤试验”在实施例中记载的方法测定。
另外,本实施方式中,将1.5质量%的免疫球蛋白G在2.0bar下从中空纤维的内表面侧向外表面侧恒压过滤时的、从过滤开始50分钟后起直至经过60分钟后为止的免疫球蛋白G Flux F60相对于从过滤开始起直至经过10分钟后为止的免疫球蛋白G Flux F10之比(F60/F10)为0.75以上,Flux降低小,由此容易预测直至处理到目标蛋白质处理量为止的时间。
纯水的透水量也成为蛋白质溶液的过滤速度Flux的基准。蛋白质溶液与纯水相比溶液的粘度升高,因此与纯水的透水量相比降低,但是纯水的透水量越高则蛋白质溶液的过滤速度越高。因此,本实施方式中,通过提高纯水的透水量,可以形成能够实现更高效率的蛋白质的回收的病毒去除膜。
本实施方式的病毒去除膜的纯水的透水量优选为180~500L/m2/h/bar。
通过纯水的透水量为180L/m2/h/bar以上,可以实现高效的蛋白质的回收。另外,通过纯水的透水量为500L/m2/h/bar以下,可以发挥持续性的病毒去除性能。
本实施方式中,纯水的透水量通过作为后述的“(3)透水量测定”在实施例中记载的方法测定。
纯水的透水量例如可以通过变更病毒去除膜的制造工序中的、对空气间隙部供给的蒸气的绝对湿度、供给蒸气的风量、空气间隙部的长度来调节。具体而言,若提高蒸气的绝对湿度、提高蒸气的供给风量、或增长空气间隙部,则存在透水量增多的倾向。
在血浆分馏制剂、生物药物的使用了膜的纯化工序中,通常过滤进行1小时以上、也有时进行3小时以上。为了高效率地回收蛋白质,Flux长时间不会降低是重要的。但是,通常若将蛋白质过滤,则Flux经时性地降低,存在滤液回收量降低的倾向。认为这是起因于过滤中、经时性的孔的堵塞(闭塞)。经时性地被堵塞的孔增加时,膜中含有的可以捕捉病毒的孔数减少。因此认为,Flux经时性地降低,即使初期的病毒去除能力高,也会由于孔的堵塞而产生病毒去除性能经时性地降低的危险。
病毒去除膜由于蛋白质的聚集体而产生堵塞、Flux急剧降低。Flux降低显著降低蛋白质回收的效率,但是由于聚集体所导致的Flux降低抑制的研究不充分。作为主要的过滤对象生理活性物质的免疫球蛋白的分子尺寸为约10nm。制剂由于选择稳定性高的蛋白质,因此工序中有可能产生的聚集体没那么大、主要的尺寸为30nm以下。另外,即使产生各种尺寸的聚集体,大幅偏离目的蛋白质的尺寸的聚集体由于尺寸、电荷等物性大幅不同,因此容易利用病毒去除工序以前的工序去除。另一方面,例如30nm以下的与目的蛋白质接近的尺寸的聚集体,不易利用物性与目的蛋白质接近的病毒去除工序以前的工序去除。因此,在来到药物纯化工序的最后阶段的病毒去除工序混入30nm以下的聚集体的可能性高。对于由于30nm以下的聚集体所导致的堵塞具有耐性的病毒去除膜,可以实现有效的蛋白质回收、另外容易预测蛋白质处理。
在病毒去除膜中在2.0bar的压力下以0.1g/m2过滤了含有利用动态光散射法测定的Z均粒径为30nm、多分散指数为0.10的蛋白质聚集体的5μg/ml的溶液时的污垢阻力设为“kf”、膜阻力设为“km“。本发明中的kf/km的值没有特别限定,可以合适地例示出以下。即,作为下限,优选为0.04以上、更优选0.06以上、0.08以上、0.10以上。作为上限,优选为1.0以下、更优选0.95以下、0.9以下。作为范围,优选为0.04~1.0、更优选0.06~0.95、0.08~0.90。通过kf/km为0.04以上且1以下,可以抑制Flux经时性的降低,实现高效率的蛋白质的回收、并且也实现持续的病毒去除性能的发挥,由此可以形成对于溶液中含有的病毒等的去除发挥充分的性能的蛋白质处理用膜。
污垢阻力kf和膜阻力km如以下那样算出。通常Flux和阻力将A作为常数利用式(1)表示。
Flux=A/(km+kf)…(1)
若在聚集体过滤之前将不含有聚集体的缓冲液(buffer)过滤时的Flux设为F0,则由于buffer过滤时没有堵塞而kf=0、
将其代入到(1)形成km=A/F0、
若将其代入到(1)则导出
kf=A/Flux-A/F0
形成
kf/km=(F0-Flux)/Flux
kf/km通过buffer过滤时的Flux和聚集体过滤各时刻的Flux表示。本实施方式中,聚集体过滤中的kf/km通过作为后述的“(5)聚集体过滤试验”在实施例中记载的方法测定。
kf/km例如可以通过变更病毒去除膜的制造工序中的、供给到空气间隙部的蒸气的绝对湿度、供给蒸气的风量、空气间隙部的长度来调节。
病毒去除膜中的聚集体堵塞机理认为如以下那样。含有聚集体的溶液透过相对于透过方向垂直的捕捉面多层均重叠而成的聚集体捕捉层。该面之中的孔的尺寸存在分布,利用比聚集体的尺寸小的孔捕捉聚集体。由该机理,若捕捉面内的孔的尺寸的分布窄则仅利用该面捕捉聚集体,因此迅速产生堵塞。另一方面,若捕捉面内的孔的尺寸的分布宽则可以利用多个面捕捉聚集体,各面的比聚集体大的孔不会捕捉聚集体而持续保持流路,因此不易产生堵塞。捕捉面内的孔的尺寸的分布可以作为捕捉聚集体的宽度(在病毒去除膜中捕捉聚集体的范围)间接性地观测到。聚集体捕捉宽度越宽则越不易产生堵塞、捕捉宽度越窄则越容易产生堵塞。但是,利用病毒去除性低的膜时也不能捕捉聚集体,因此聚集体捕捉宽度变窄。病毒去除膜中的聚集体的捕捉宽度可以利用Proteostat将聚集体特异性地染色来测定。
本发明中的病毒去除膜的聚集体的捕捉宽度没有特别限定,可以合适地例示出以下。即,作为下限,从防止由于堵塞而蛋白质回收效率降低的观点考虑,优选为4μm以上、进一步优选5μm以上。作为上限,从防止由于纯水透水量的降低所导致的蛋白质回收效率的降低的观点考虑,优选为10μm以下、进一步优选9μm以下。作为范围,优选为4~10μm、进一步优选5~9μm。通过聚集体的捕捉宽度设为4μm以上且10μm以下,没有堵塞、蛋白质回收效率不会降低。
聚集体的捕捉宽度通过作为后述的“(7)聚集体捕捉宽度的测定”在实施例中记载的方法测定。
聚集体的捕捉宽度例如可以通过变更病毒去除膜的制造工序中的、供给到空气间隙部的蒸气的绝对湿度、供给蒸气的风量、空气间隙部的长度来调节。具体而言,若提高蒸气的绝对湿度、提高蒸气的供给风量、或延长空气间隙部,则存在聚集体的捕捉宽度变宽的倾向。
即使为利用相同的制造方法制作的病毒去除膜、膜厚有可能产生偏差。该偏差作为利用最大膜厚/最小膜厚算出的厚度不均比表示。本发明中的病毒去除膜的厚度不均比没有特别限定,可以合适地例示出以下。即,作为下限,优选为1.0以上。作为上限,优选为1.2以下、进一步优选1.1以下。作为范围,优选为1.0~1.2、进一步优选1.0~1.1。厚度不均比越接近1则膜厚的偏差越小、厚度不均比越大则膜厚的偏差越大。若厚度不均比大则过滤中,溶液没有均匀地流动而蛋白质回收效率产生偏差。蛋白质回收效率在恒压过滤中相当于达到目标蛋白质处理量的时间。即,若在恒压过滤中,蛋白质回收效率产生偏差,则达到目标蛋白质处理量的时间产生偏差。由此,制造工序的需要时间变动、难以进行制剂的稳定的供给。另外,难以预测蛋白质处理。本实施方式中,蛋白质回收效率的偏差通过作为后述的“(6)蛋白质回收效率的偏差的计算”在实施例中记载的方法测定。蛋白质回收效率的偏差优选不超过0.10。为了蛋白质回收效率的偏差不超过0.10,优选将厚度不均比设为1.2以下。
另外,由于厚度不均比大而过滤中、溶液没有均匀地流动的情况下,溶液集中于膜厚小的部位,对该部位的病毒的负荷量局部地增大。因此,有可能由该部位泄漏病毒。因此,优选为厚度不均比小而溶液均匀地流动这种膜。
本实施方式中,厚度不均比通过作为后述的“(2)厚度不均比的计算”在实施例中记载的方法测定。
厚度不均比例如可以通过变更病毒去除膜的制造工序中的、供给到空气间隙部的蒸气的绝对湿度、供给蒸气的风量、空气间隙部的长度来调节。
细小病毒清除率通过以下的实验求出。
(1)过滤溶液的制备
使用由日本血液制剂机构市售的献血静脉球蛋白IH 5%静注(2.5g/50mL),以溶液的免疫球蛋白G浓度形成15g/L、氯化钠浓度形成0.1M、pH形成4.5的方式制备溶液。向该溶液中加标(spike)0.5体积%的猪细小病毒(PPV)溶液而得到的溶液设为过滤溶液。
(2)膜的灭菌
对以有效膜面积形成3.3cm2的方式装配的过滤器在122℃下进行60分钟高压蒸气灭菌处理。
(3)过滤
以死端方式对(1)中调整的过滤溶液在2.0bar的恒定压力下进行120分钟过滤。
(4)病毒清除率
利用病毒分析测定将过滤溶液过滤而得到的滤液的滴定度(Titer)(TCID50值)。PPV的病毒清除率通过LRV=Log(TCID50)/mL(过滤溶液))-Log(TCID50)/mL(滤液))算出。LRV优选为4.0以上。
细小病毒清除率通过作为后述的“(8)猪细小病毒清除率测定”在实施例中记载的方法测定。
对于细小病毒清除率,例如可以通过变更病毒去除膜的制造工序中的、供给到空气间隙部的蒸气的绝对湿度、供给蒸气的风量、空气间隙部的长度来调节。具体而言,若降低蒸气的绝对湿度、降低蒸气的供给风量、或缩短空气间隙部则存在清除率增大的倾向。
本实施方式中,病毒去除膜的形状没有特别限定,例如病毒去除膜形成作为中空纤维形状的多孔膜的多孔中空纤维膜的情况下,可以如以下那样制造。将使用聚砜系高分子作为疏水性高分子的情况作为例子以下进行说明。
例如将聚砜系高分子、溶剂、非溶剂混合溶解、脱泡,形成制膜原液,与芯液一起从双重管喷嘴(喷丝头)的环状部、中心部同时喷出,经过空气间隙部导到凝固浴中而形成膜。对所得到的膜在水洗后进行卷取、内液抽出、热处理、干燥。然后进行亲水化处理。
制膜原液中使用的溶剂若为N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、二甲基亚砜、ε-己内酰胺等聚砜系高分子的良溶剂,则可以广泛使用,优选为NMP、DMF、DMAc等酰胺系溶剂、更优选NMP。
制膜原液中优选添加非溶剂。作为制膜原液中使用的非溶剂,可列举出甘油、水、二醇化合物等、优选二醇化合物。
二醇化合物指的是在分子的两末端具有羟基的化合物,作为二醇化合物,优选为具有下述式3所示、重复单元n为1以上的乙二醇结构的化合物。
作为二醇化合物,可列举出二甘醇(DEG)、三甘醇(TriEG)、四乙二醇(TetraEG)、聚乙二醇(PEG)等,优选为DEG、TriEG、TetraEG、更优选TriEG。
式3:
详细的机理不清楚,但是通过向制膜原液中添加非溶剂,制膜原液的粘度升高,抑制凝固液中的溶剂、非溶剂的扩散速度,由此控制凝固、容易进行作为病毒去除膜优选的结构控制,适于所希望的结构形成。
制膜原液中的溶剂/非溶剂之比按质量比计优选为40/60~80/20。
从膜强度、透过性能的观点考虑,制膜原液中的聚砜系高分子的浓度优选为15~35质量%、更优选20~30质量%。
制膜原液通过将聚砜系高分子、良溶剂、非溶剂在一定温度下搅拌的同时溶解来得到。此时的温度高于常温、优选为30~80℃。含有叔以下的氮的化合物(NMP、DMF、DMAc)由于在空气中被氧化、若加温则进一步容易进行氧化,因此制膜原液的制备优选在非活性气体气氛下进行。作为非活性气体,可列举出氮气、氩气等,从生产成本的观点考虑,优选为氮气。
从防止纺丝中的断头、制膜后的大孔隙形成抑制的观点考虑,制膜原液制备优选进行脱泡。
脱泡工序可以如以下那样进行。将加入有完全溶解的制膜原液的槽内减压至2kPa、静置1小时以上。重复该操作7次以上。为了提高脱泡效率,可以在脱泡中搅拌溶液。
制膜原液在直至从喷丝头喷出之前为止优选将异物去除。通过去除异物,可以防止纺丝中的断头、进行膜的结构控制。为了防止从制膜原液槽的衬垫等混入异物,也优选在将制膜原液从喷丝头喷出之前,设置过滤器。可以以多段方式设置孔径不同的过滤器,没有特别限定,例如从接近制膜原液槽侧,依次设置孔径30μm的筛网过滤器、孔径10μm的筛网过滤器是合适的。
制膜时使用的芯液的组成优选使用与制膜原液、凝固液中使用的良溶剂相同的成分。
例如若作为制膜原液的溶剂使用NMP、作为凝固液的良溶剂/非溶剂使用NMP/水,则芯液优选由NMP和水构成。
若芯液中的溶剂的量增多,则减慢凝固的进行,具有缓慢进行膜结构形成的效果,若水增多则具有加快凝固的进行的效果。为了适当地进行凝固、控制膜结构而得到病毒去除膜的优选的膜结构,优选按质量比计使芯液中的良溶剂/水的比率为60/40~80/20。
为了形成适当的孔径,喷丝头温度优选为25~50℃。
制膜原液从喷丝头喷出后,经过空气间隙部而被导入到凝固浴。空气间隙部的停留时间优选为0.02~6.0秒。通过停留时间设为0.02秒以上,直至导入凝固浴为止的凝固充分、可以形成适当的孔径。通过停留时间设为6.0秒以下,可以防止凝固过度进行、能够实现凝固浴中的精密的膜结构控制。
在空气间隙部以与制膜原液的喷出方向相反方向的流动进行蒸气供给。由此可以对原液不断供给经过调湿的蒸气。在空气间隙部通过扩散由蒸气向制膜原液供给水分。空气间隙部的适当的水分供给促进被喷出的原液的外表面侧的空气间隙部的相分离,可以使外表面侧以均匀的状态适当固化。其结果,能够实现稳定的纺丝,可以抑制厚度不均比。另外存在下述倾向:水分供给量越多则越进行相分离、膜的孔径越大,若少则不进行相分离而膜的孔径减小。
被供给的蒸气的绝对湿度优选为3~34g/m3、更优选5~30g/m3。若绝对湿度小于前述下限则水分供给量不充分,不能将外表面侧适当固化,厚度不均比增大。另外,聚集体捕捉宽度变窄、容易产生堵塞。另一方面,若绝对湿度大于前述上限则水分供给量增多,由此病毒捕捉层的孔径增大、病毒去除性降低。
蒸气供给的风量优选为0.5~3L/分钟,若风量小于0.5L/分钟则水分供给量不充分,不能将外表面侧适当地固化,厚度不均比增大。另外,聚集体捕捉宽度变窄、容易产生堵塞。另一方面,若风量大于3L/分钟则产生揺丝、厚度不均比增大。
空气间隙部的长度优选为5~40cm,若空气间隙部小于5cm则水分供给量不充分、不能将外表面侧适当地固化、厚度不均比增大。另外,聚集体捕捉宽度变窄、容易产生堵塞。另一方面,若空气间隙部大于40cm则空气间隙部的水分供给量增多,由此病毒捕捉层的孔径增大、病毒去除性降低。
纺丝速度若为得到没有缺陷的膜的条件则没有特别限制,但是为了使凝固浴中的膜和凝固浴的液体交换缓慢、进行膜结构控制,优选尽可能慢。因此从生产率、溶剂交换的观点考虑,优选为4~15m/分钟。
牵伸比指的是牵引速度与从喷丝头的制膜原液喷出线速度之比。牵伸比高意味着从喷丝头喷出后的拉伸比高。
通常利用湿式相分离法制膜时,制膜原液经过空气间隙部、从凝固浴出来时,大部分的膜结构得到确定。膜内部由通过高分子链互相缠绕而形成的实部和形成不存在高分子的孔隙部的虚部构成。详细的机理不清楚,但是若在凝固完成之前膜被过度拉伸,也就是说,若在高分子链互相缠绕之前被过度拉伸,则高分子链的互相缠绕被撕裂,孔隙部连接,由此形成过大的孔,或者孔隙部被分割,由此形成过小的孔。过大的孔成为病毒泄漏的原因、过小的孔成为堵塞的原因。
从结构控制的观点考虑,牵伸比优选尽可能小,牵伸比优选为1.1~6、更优选1.1~4。
对于凝固浴的组成,由于良溶剂具有减慢凝固的效果、水具有加快凝固的效果,因此为了以适当的速度进行凝固、形成适当的致密层的厚度、得到优选孔径的膜,良溶剂/水之比按质量比计优选为50/50~5/95。另外,凝固浴温度从孔径控制的观点考虑优选为0~50℃。
对从凝固浴提升的膜利用温水进行洗涤。
水洗工序中,优选切实地去除良溶剂和非溶剂。若在膜含有溶剂的状态下进行干燥,则干燥中,膜内溶剂被浓缩,聚砜系高分子溶解或溶胀,由此有可能改变膜结构。
为了提高应该去除的溶剂、非溶剂的扩散速度,提高水洗效率,温水的温度优选为50℃以上。
为了充分地进行水洗,膜的水洗浴中的停留时间优选为10~300秒。
从水洗浴提升的膜利用卷取机被卷取于卷线轴。此时,若将膜在空气中卷取,则膜缓慢干燥,虽然少,但是存在膜收缩的情况。作为相同的膜结构,为了形成均匀的膜,优选将膜在水中卷取。
被卷取于卷线轴的膜,将两端部切断、形成束、以不会松弛的方式把持于支承体。接着将被把持的膜在热水处理工序中浸渍于热水中、进行洗涤。
在被卷取于卷线轴的状态的膜的中空部残留有白浊的液体。该液体中漂浮有纳米~微米尺寸的聚砜系高分子的颗粒。若没有去除该白浊液、将膜干燥,则这种细颗粒堵塞膜的孔,膜性能有可能降低,因此优选去除中空部内液。
热水处理工序中,由于也从膜内侧进行洗涤,因此将利用水洗工序去除不完的良溶剂、非溶剂有效地去除。
热水处理工序中的热水的温度优选为50~100℃、洗涤时间优选为30~120分钟。
热水优选在洗涤中更换数次。
被卷取的膜优选进行高压热水处理。具体而言,优选在将膜完全浸渍于水的状态下装入到高压蒸气灭菌机,在120℃以上处理2~6小时。详细的机理不清楚,但是通过高压热水处理,不仅将微残留于膜中的溶剂、非溶剂完全去除,而且致密层区域中的聚砜系高分子的互相缠绕、存在状态被最合适化。
通过将经过高压热水处理的膜干燥,完成由聚砜系高分子形成的基材膜。干燥方法为风干、减压干燥、热风干燥等,没有特别限制,但是优选以在干燥中、膜不会收缩的方式在将膜的两端固定的状态下进行干燥。
基材膜经过涂布工序而形成本实施方式的病毒去除膜。
例如通过涂覆进行亲水化处理的情况下,涂布工序包括基材膜对涂布液的浸渍工序、经过浸渍的基材膜的脱液工序、经过脱液的基材膜的干燥工序。
在浸渍工序中,将基材膜浸渍于亲水性高分子溶液。涂布液的溶剂若为亲水性高分子的良溶剂、聚砜系高分子的不良溶剂则没有特别限制,优选为醇。
对于涂布液中的非水溶性的亲水性高分子的浓度,从通过亲水性高分子将基材膜的孔表面充分覆盖、抑制由于过滤中的蛋白质的吸附所导致的经时性的Flux降低的观点考虑,优选为1.0质量%以上,从以适当的厚度覆盖、孔径不会过小、防止Flux降低的观点考虑,优选为10.0质量%以下。
基材膜对涂布液的浸渍时间优选为8~24小时。
以规定时间浸渍于涂布液的基材膜,在脱液工序中,通过离心操作将附着于膜的中空部和外周的多余的涂布液脱液。从防止由于残留的亲水性高分子所导致的干燥后的膜彼此的粘合的观点考虑,优选将离心操作时的离心力设为10G以上、将离心操作时间设为30分钟以上。
通过将经过脱液的膜干燥,可以得到本实施方式的病毒去除膜。干燥方法没有特别限定,由于最有效而优选为真空干燥。
从过滤器加工的容易程度观点考虑,病毒去除膜的内径优选为200~400μm、膜厚优选为30~80μm。
[实施例]
以下通过实施例对本发明进行详细说明,但是本发明不被以下的实施例限定。实施例中示出的试验方法如以下所述。
(1)内径、膜厚的测定和内表面积的计算
病毒去除膜的内径和膜厚通过对病毒去除膜的垂直割断面利用实体显微镜进行拍摄来求出。垂直割断面通过利用剃刀刃将形成束的中空纤维切割来制造。另外,平膜的割断面将经过冰包埋的平膜垂直割断来制造。
内径设为将20根中空纤维各自的“1根中空纤维的内径”平均而得到的值。对于1根中空纤维的内径,将1根中空纤维的垂直割断面的图像向中空纤维的圆周方向分割90次,求出90点的内径,设为其平均值。
膜厚设为将20根的中空纤维各自的“1根中空纤维的膜厚”平均而得到的值。对于1根中空纤维的膜厚,将1根中空纤维的垂直割断面的图像向中空纤维的圆周方向分割90次,求出90点的膜厚,设为其平均值。
另外,内表面积由内径和膜的有效长度算出。
(2)厚度不均比的计算
对于多孔中空纤维膜的1根的厚度不均比,通过在以1根中空纤维求出90点的膜厚中,确认最大值(Dmax)和最小值(Dmin),将最大值除以最小值来算出。厚度不均比设为将20根的中空纤维各自的“1根中空纤维的厚度不均比”平均而得到的值。
厚度不均比=Dmax/Dmin
(3)透水量测定
对通过使用以有效膜面积形成3.3cm2的方式装配的过滤器、进行1.0bar的恒压死端过滤得到的25℃的纯水的过滤量以n=10进行测定,由过滤时间算出透水量。
(4)免疫球蛋白(IgG)的过滤试验
对以有效膜面积形成3.3cm2的方式装配的过滤器在122℃下进行60分钟高压蒸气灭菌处理。使用由日本血液制剂机构市售的献血静脉球蛋白IH 5%静注(2.5g/50mL),以溶液的免疫球蛋白G浓度形成15g/L、氯化钠浓度形成0.1M、pH形成4.5的方式将溶液利用注射用水稀释来制备。对所制备的溶液以死端方式在196kPa的恒定压力下进行180分钟过滤。180分钟的累积免疫球蛋白G透过量由180分钟的滤液回收量、过滤器的膜面积算出。
另外,测定从过滤开始50分钟后起直至经过60分钟后为止的免疫球蛋白G FluxF60相对于从过滤开始起直至经过10分钟后为止的免疫球蛋白G Flux F10之比(F60/F10)。
(5)聚集体过滤试验
将献血静脉球蛋白IH 5%静注(2.5g/50mL)在60℃下加热3小时,由此制作热变性聚集体。利用0.22μm除菌过滤器进行前处理,通过使用了AKTA avant25(Cytiva)的尺寸排阻色谱将聚集体进行尺寸分级。使用Sephacryl300HR16/60(Cytiva)柱。作为流动相,使用10mM乙酸缓冲液pH 4.5、300mM ArgHCl。流速设为1.0ml/分钟。采集洗脱体积41.2ml~42.2ml的级分。由DLS测定可知,多分散指数为0.097、Z均粒径为29.9nm。将所得到的聚集体级分利用10mM乙酸缓冲液pH 4.5、300mM ArgHCl稀释到5ug/ml。
通过利用与上述“(4)免疫球蛋白(IgG)的过滤试验”相同的方法制成的过滤器,将10mM乙酸缓冲液pH 4.5、300mM ArgHCl在过滤压力2.0bar下过滤15分钟,将此时的平均Flux设为初期Flux(F0)。然后,将5ug/ml的聚集体溶液在过滤压力2.0bar下过滤3小时,基于上述式[kf/km=(F0-Flux)/Flux]测定kf/km。
(6)蛋白质回收效率的偏差
使用多个利用与上述“(4)免疫球蛋白(IgG)的过滤试验”相同的方法制成的过滤器,进行与“(4)免疫球蛋白(IgG)的过滤试验”相同的过滤,将过滤开始后90分钟时刻的1.5%免疫球蛋白G处理量的标准偏差除以过滤开始后90分钟时刻的1.5%免疫球蛋白G处理量的平均得到的值作为蛋白质回收效率的偏差算出。
(7)聚集体捕捉宽度的测定
将在上述“(5)聚集体过滤试验”中过滤后过滤器拆卸,取出膜,将其在4℃下浸渍于4%低聚甲醛·磷酸缓冲液一晩,由此将被捕捉的聚集体固定化。接着浸渍于水。将水置换后的膜冷冻包埋于OCT复合物,使用Leica CM1950(Leica)由过滤后的膜制作8μm的切片。
将切片利用水洗涤4次,接着利用PBS-T洗涤4次。添加利用Dako AntibodyDiluent稀释到1000倍的Proteostat(Enzo lifesience),在暗处室温下静置40分钟。然后利用PBS-T洗涤4次,进行切片化。对经过切片化的染色切片使用Leica DMi8(Leica)进行观察。激发波长设为552nm、观察波长设为578nm。另外曝光时间设为10ms。由所得到的图像测定聚集体的捕捉宽度。
(8)猪细小病毒清除率测定
在上述“(4)免疫球蛋白(IgG)的过滤试验”中制备的溶液加标(spike)0.5体积%的PPV溶液而成的溶液作为过滤溶液。PPV使用利用非专利文献2中记载的方法纯化的PPV。对所制备的过滤溶液以死端方式在2.0bar的恒定压力下进行120分钟过滤。
利用病毒分析测定滤液的滴定度(Titer)(TCID50值)。PPV的病毒清除率通过LRV=Log(TCID50)/mL(过滤溶液)-Log(TCID50)/mL(滤液)算出。
(制造例)
实施例中使用的聚甲基丙烯酸羟基乙酯(PHEMA)、2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱和甲基丙烯酸正丁酯的共聚物(PMPC-PBMA)、甲基丙烯酸2-(N-3-磺丙基-N,N-二甲基铵)乙酯和甲基丙烯酸正丁酯的共聚物,通过引发剂使用α,α-偶氮双异丁腈(关东化学社制)、利用常规的自由基聚合来合成。
另外,聚乙二醇-b-聚苯乙烯(PEG-PSt)根据Biomaterials,Vol.20,p.963(1999)合成。
(实施例1)
将PES(BASF公司制ULTRASON(注册商标)E6020P)24质量份、NMP(KISHIDACHEMICAL Co.,Ltd.制)36质量份、TriEG(关东化学社制)40质量份在35℃下混合后,重复2kPa下的减压脱泡7次得到的溶液作为制膜原液。从双重管喷嘴的环状部,将喷丝头温度设定于35℃来喷出制膜原液,从中心部喷出NMP 75质量份、水25质量份的混合液作为芯液。被喷出的制膜原液和芯液经过以与喷出方向相反方向的流动进行相对湿度30%的蒸气供给的空气间隙部,被导入到18℃、加入有包含NMP 25质量份、水75质量份的凝固液的凝固浴。
由凝固浴抽出的膜在设定于55℃的水洗槽进行纳尔逊辊(NELSON ROLL)移动后,在水中使用卷线轴卷取。纺丝速度设为5m/分钟、牵伸比设为2。
被卷取的膜在卷线轴的两端部切断、形成束、以不会松弛的方式把持于支承体,浸渍于80℃的热水,洗涤60分钟。对经过洗涤的膜在128℃、3小时的条件下进行高压热水处理后,进行真空干燥,由此得到中空纤维状的基材膜。
将所得到的中空纤维状的基材膜浸渍于重均分子量80kDa的聚甲基丙烯酸羟基乙酯(甲基丙烯酸羟基乙酯(关东化学社制)制造)2.5质量份、甲醇97.5质量份的涂布液中24小时后,以12.5G进行30分钟离心脱液。离心脱液后,真空干燥18小时,得到中空纤维状的多孔膜。
实施例和比较例的纺丝条件如表1和表2所示。另外,所得到的多孔膜的(1)~(8)的测定结果如表3和表4所示。
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]

Claims (11)

1.一种病毒去除膜,其包含疏水性高分子和亲水性高分子,
所述病毒去除膜在2.0bar下以0.1g/m2过滤了平均粒径为30nm、多分散指数为0.10的蛋白质聚集体时的污垢阻力kf与膜阻力km之比kf/km为0.04以上且1.0以下,
通过Proteostat染色而观察到的所述聚集体的捕捉宽度为4μm以上且10μm以下,
所述病毒去除膜的猪细小病毒的对数去除率为4.0以上,
所述病毒去除膜的厚度不均比为1.2以下。
2.根据权利要求1所述的病毒去除膜,其中,所述疏水性高分子为选自由聚烯烃、聚酰胺、聚酰亚胺、聚酯、聚酮、聚偏二氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈和聚砜系高分子组成的组中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的病毒去除膜,其中,所述亲水性高分子为选自由乙烯基系聚合物、多糖类、乙二醇与疏水性单体的嵌段共聚物、乙二醇与丙二醇或苯基乙二醇的无规共聚物或嵌段共聚物、聚乙二醇的一末端或两末端被疏水基团取代而非水溶化的高分子、经过亲水化的聚对苯二甲酸乙二醇酯、经过亲水化的聚醚砜、和在所述疏水性高分子中导入亲水基团而得到的亲水性高分子组成的组中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的病毒去除膜,其中,所述膜的形状为中空纤维。
5.根据权利要求1所述的病毒去除膜,其中,所述膜的形状为平膜。
6.一种病毒去除膜的制造方法,所述病毒去除膜包含疏水性高分子和亲水性高分子,所述制造方法包括以下的工序:
将含有疏水性高分子的制膜原液喷出到空气间隙部的工序,
向所述空气间隙部以与制膜原液的喷出方向相反方向的流动供给蒸气,
所述蒸气的绝对湿度为3~34g/m3
所述蒸气的风量为0.5~3L/分钟,
所述空气间隙部的空气间隙距离为5~40cm。
7.根据权利要求6所述的制造方法,其中,所述空气间隙部中的所述制膜原液的停留时间为0.02~6.0秒。
8.根据权利要求6所述的制造方法,其中,被喷出到所述空气间隙部的所述制膜原液被导入到凝固液。
9.根据权利要求6所述的制造方法,其中,所述疏水性高分子为选自由聚烯烃、聚酰胺、聚酰亚胺、聚酯、聚酮、聚偏二氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈和聚砜系高分子组成的组中的至少一种。
10.根据权利要求6所述的制造方法,其中,所述亲水性高分子为选自由乙烯基系聚合物、多糖类、乙二醇与疏水性单体的嵌段共聚物、乙二醇与丙二醇或苯基乙二醇的无规共聚物或嵌段共聚物、聚乙二醇的一末端或两末端被疏水基团取代而非水溶化的高分子、经过亲水化的聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚醚砜、和在所述疏水性高分子中导入亲水基团而得到的亲水性高分子组成的组中的至少一种。
11.一种使用病毒去除膜从含有病毒颗粒的蛋白质溶液去除所述病毒颗粒的方法,
所述病毒去除膜包含疏水性高分子和亲水性高分子,
所述病毒去除膜在2.0bar下以0.1g/m2过滤了平均粒径为30nm、多分散指数为0.10的蛋白质聚集体时的污垢阻力kf与膜阻力km之比kf/km为0.04以上且1.0以下,
通过Proteostat染色而观察到的所述聚集体的捕捉宽度为4μm以上且10μm以下,
所述病毒去除膜的猪细小病毒的对数去除率为4.0以上,
所述病毒去除膜的厚度不均比为1.2以下。
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