JP2017127283A - 培養生産物の処理装置、培養生産物の処理方法、及び培養生産物の精製装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来の低ｐＨ処理に代わるウイルス不活性化処理を効率良く行うことのできる培養生産物の処理装置及び培養生産物の処理方法を提供する。また、培養生産物の処理装置を備えた培養生産物の精製装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る培養生産物の処理装置３は、細胞が除去されており、且つ培養生産物を含んでいる培養液を通流する流入口５ｂ及び流出口５ｃを備えた扁平な流路部５と、前記流路部５の一方の面に接触又は近接させて設けられており、前記培養液を加熱する加熱部６と、前記流路部５の他方の面において、前記加熱部６と対向する位置に接触又は近接させて設けられており、前記培養液に紫外線を照射する紫外線照射部８と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】本発明に係る培養生産物の処理装置３は、細胞が除去されており、且つ培養生産物を含んでいる培養液を通流する流入口５ｂ及び流出口５ｃを備えた扁平な流路部５と、前記流路部５の一方の面に接触又は近接させて設けられており、前記培養液を加熱する加熱部６と、前記流路部５の他方の面において、前記加熱部６と対向する位置に接触又は近接させて設けられており、前記培養液に紫外線を照射する紫外線照射部８と、を備える。
【選択図】図１
Description
本発明は、培養生産物の処理装置、培養生産物の処理方法、及び培養生産物の精製装置に関する。
例えば、バイオ医薬品や飲料品、食料品の製造工程において、微生物、細胞、菌類等の生体細胞を培養する培養法が用いられている。バイオ医薬品の場合、培養に用いた生体細胞に内在するウイルスや製造工程における偶然の混入によるウイルスのほか、生体細胞の培養に使用する培地成分に由来するウイルスの混入等のリスクがある。細胞を培養した培養液から抗体タンパク質等の培養生産物を回収する精製工程においては、培養生産物の安全性を確保するために、培養液に混入する可能性のある細菌を確実に低減する滅菌処理及びウイルスを確実に低減する不活化処理が必要とされる。ここで、ウイルスの不活化処理とは、ウイルスの感染力を失わせる処理を意味する。
従来、抗体精製には、一般的にアフィニティリガンドとして微生物由来のＦｃリセプターであるプロテインＡを固定化したアフィニティクロマトグラフが用いられている。抗体精製の際は、中性条件下でプロテインＡに抗体を吸着させて、非吸着成分を洗浄、除去した後、ｐＨ３以下の酸性条件下で吸着抗体をリガンドから溶離させて回収する。このような低ｐＨ条件は、ウイルスの不活化処理も兼用できるため、一般的には、酸性の溶離液を低ｐＨ条件で保持することによってウイルスの不活化処理（本明細書において「低ｐＨ処理」という。）を行っている。
しかし、低ｐＨ処理を行うと、抗体の高次構造が変化し、抗体が失活したり、凝集体を生成したりして、抗体の品質が低下するおそれがあることが知られている。近年では、低ｐＨ処理による抗体の失活や凝集体の生成を回避するため、温度によって吸脱着特性が異なる温度応答性のアフィニティクロマトグラフなどの機能性担体の開発も進められているが、このような機能性担体を用いる場合、低ｐＨ処理に代わるウイルス不活化処理が必要となる。
そのようなウイルス不活化処理として、例えば、特許文献１に記載の発明が提案されている。この特許文献１には、熱処理とＵＶ照射処理を組み合わせて適用することで、流体媒体を滅菌し、場合によりウイルスを不活性化する連続方法が記載されている。また、この特許文献１には、連続方法において流体媒体の熱処理を４０〜１３５℃の滅菌温度で行い、照射処理を５〜３００Ｗ／ｍ２の照射密度で行う旨記載されている。
また、この特許文献１には、熱処理反応器とＵＶ照射反応器の各々が、硬質で、まっすぐな円筒形の支持体の壁に対して、緊密に引き入れられる、変形可能な、らせん状の輪郭を有する中空円筒から作られている旨記載されている。そして、特許文献１には、熱処理反応器とＵＶ照射反応器の各々が、流体媒体が通過する滅菌及び／又は不活性化チャンバーを含んで成る旨、及び熱処理反応器の円筒形の支持体は熱伝導性材料から作られ、ＵＶ照射反応器の円筒形の支持体はＵＶ照射に対し透明である旨記載されている。
しかしながら、特許文献１に記載の発明（例えば装置）においては、熱処理反応器とＵＶ照射反応器を各々設けているので、これらの処理を同時に行うことができず、ウイルス不活性化処理を効率良く行うことができないおそれがあった。
本発明は前記状況に鑑みてなされたものであり、従来の低ｐＨ処理に代わるウイルス不活性化処理を効率良く行うことのできる培養生産物の処理装置及び培養生産物の処理方法を提供することを課題とする。また、本発明は、培養生産物の処理装置を備えた培養生産物の精製装置を提供することを課題とする。
前記課題を解決した本発明に係る培養生産物の処理装置は、細胞が除去されており、且つ培養生産物を含んでいる培養液を通流する流入口及び流出口を備えた扁平な流路部と、前記流路部の一方の面に接触又は近接させて設けられており、前記培養液を加熱する加熱部と、前記流路部の他方の面において、前記加熱部と対向する位置に接触又は近接させて設けられており、前記培養液に紫外線を照射する紫外線照射部と、を備える。
また、本発明に係る培養生産物の処理方法は、細胞が除去されており、且つ培養生産物を含んでいる培養液を通流する流入口及び流出口を備えた扁平な流路部と、前記流路部の一方の面に接触又は近接させて設けられており、前記培養液を加熱する加熱部と、前記流路部の他方の面において、前記加熱部と対向する位置に接触又は近接させて設けられており、前記培養液に紫外線を照射する紫外線照射部と、を備える培養生産物の処理装置を用いて前記培養生産物を処理する方法であり、前記流路部内の培養液を前記加熱部で加熱しつつ、前記紫外線照射部から前記流路部内の培養液に前記紫外線を照射する。
さらに、本発明に係る培養生産物の精製装置は、細胞を培養して生産した培養生産物を精製する装置であり、前記細胞が除去されており、且つ培養生産物を含む培養液を通流する流入口及び流出口を備えた扁平な流路部と、前記流路部の一方の面に接触又は近接させて設けられており、前記培養液を加熱する加熱部と、前記流路部の他方の面において、前記加熱部と対向する位置に接触又は近接させて設けられており、前記加熱部による前記培養液の加熱と共に紫外線を照射する紫外線照射部と、を備える培養生産物の処理装置と、前記培養液の流れ方向を基準として、前記培養生産物の処理装置の前及び後の少なくとも一方にクロマトグラフと、を有する。
本発明に係る培養生産物の処理装置、培養生産物の処理方法、及び培養生産物の精製装置は、従来の低ｐＨ処理に代わるウイルス不活性化処理を効率良く行うことができる。
以下、適宜図面を参照して、本発明に係る培養生産物の処理装置、培養生産物の処理方法、及び培養生産物の精製装置を実施するための形態について詳細に説明する。
［培養生産物の精製装置］
説明の便宜上、はじめに、本発明に係る培養生産物の精製装置（単に「精製装置」と呼称することもある）について説明する。図１は、本発明に係る精製装置１０の全体構成を説明する概略図である。
説明の便宜上、はじめに、本発明に係る培養生産物の精製装置（単に「精製装置」と呼称することもある）について説明する。図１は、本発明に係る精製装置１０の全体構成を説明する概略図である。
図１に示す精製装置１０は、細胞を培養して生産した培養生産物を精製する装置である。この精製装置１０は、医薬品や健康食品（飲料品や食料品）等の主原料となる物質を生産する微生物や動植物の細胞を培養することによって得られた培養生産物を精製する際に適用することができる。
培養対象となる細胞としては、動物細胞、植物細胞、光合成細菌、微細藻類、ラン藻類、昆虫細胞、細菌、酵母、真菌及び藻類等を挙げることができる。特に、抗体や酵素等のタンパク質を生産する動物細胞を培養対象とすることが好ましい。細胞を培養する培地は特に限定されることなく培養対象となる細胞に応じて適宜のものを用いることができるが、液体培地であることが好ましい。
生産対象の物質となる培養生産物としては、例えば、抗体や酵素等のタンパク質、低分子化合物、高分子化合物等の生理活性物質等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。また、β−カロテンやアスタキサンチン等のカロチノイド、クロロフィルやバクテリオクロロフィル等の色素、食品や化粧品などの着色等に使用されるフィコシアニン等のフィコビリン蛋白質、脂肪酸等の生理活性物質も生産対象の物質となる培養生産物として挙げることができる。
図１に示すように、本発明に係る精製装置１０は、後に説明する本発明に係る培養生産物の処理装置（単に「処理装置」と呼称することもある）３と、クロマトグラフ９と、を有している。具体的には、精製装置１０は、図１に示すように、培養槽１と、第１の貯留槽２ａと、処理装置３と、クロマトグラフ９と、第２の貯留槽２ｂと、を有している。これらの構成要素はそれぞれこの順で配置されており、各構成要素は移送配管チューブＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４でそれぞれ接続されている。すなわち、培養槽１と第１の貯留槽２ａは、移送配管チューブＴ１で接続されており、第１の貯留槽２ａと処理装置３は、移送配管チューブＴ２で接続されている。また、処理装置３とクロマトグラフ９は、移送配管チューブＴ３で接続されており、クロマトグラフ９と第２の貯留槽２ｂは、移送配管チューブＴ４で接続されている。移送配管チューブＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４は、培養液を汚染することなく無菌的に送液することができるものであればどのようなものも用いることができる。また、本発明で用いるクロマトグラフ９としては、例えば、温度応答性のアフィニティクロマトグラフ、高速液体クロマトグラフ（High Performance Liquid Chromatograph；ＨＰＬＣ）、イオン交換クロマトグラフ等を挙げることができる。
なお、図１では、培養液の洗浄を行うクロマトグラフ９が、処理装置３の後（処理装置３と第２の貯留槽２ｂとの間）に設けられている様子を図示しているが、クロマトグラフ９の配置位置はこれに限定されない。クロマトグラフ９は、精製装置１０内を通流する培養液の流れ方向を基準として、精製装置１０内における当該処理装置３の前及び後の少なくとも一方に設けることができる。例えば、培養槽１と第１の貯留槽２ａの間、すなわち、移送配管チューブＴ１上に配置することができるし、第１の貯留槽２ａと処理装置３の間、すなわち、移送配管チューブＴ２上に配置することができる。クロマトグラフ９は、必要に応じて処理装置３の前及び後の両方に設けることができることは言うまでもない。つまり、図１に示すように、処理装置３と第２の貯留槽２ｂとの間にクロマトグラフ９を配置すると共に、移送配管チューブＴ１上及び／又は移送配管チューブＴ２上にクロマトグラフ９を配置することができる。生産対象の物質となる培養生産物が抗体であって、クロマトグラフ９として温度応答性のアフィニティクロマトグラフ９を採用する場合は、処理装置３の前に設けるのが好ましい。このようにすると、当該温度応答性のアフィニティクロマトグラフ９によって処理装置３の前で培養液の洗浄を行うことができる。そのため、一部のウイルスや培養液に含まれるタンパク質、アミノ酸といった紫外線を吸収する物質を培養液から予め除去することが可能であり、紫外線照射部８による照射効率を向上することができる（紫外線及び紫外線照射部８については後述する）。
培養槽１は、前記した培養対象となる細胞を培養し、培養生産物を生産させる容器である。培養槽１は、目的の細胞を培養するために予め組成を調製した培地を用いて、最適な温度と撹拌を維持した状態で培養する。図１中には図示していないが、培養槽１には不可欠であるところの、空気、酸素、窒素及び炭酸ガス等のガス供給設備、温水冷水供給設備及び給排水設備、さらに、流加培養に際しては培養中に添加する添加培地の供給設備等を具備している。
第１の貯留槽２ａは、培養槽１で培養した培養液を一時的に貯留する容器である。第２の貯留槽２ｂは、処理装置３で処理した培養液を一時的に貯留する容器である。第１の貯留槽２ａ及び第２の貯留槽２ｂは、ステンレス製やガラス製等とすることができるが、予めガンマ線、紫外線、エチレンオキシドガス等によって滅菌されて無菌状態を維持し、気体や液体等の内容物がほぼ抜かれて清浄な状態で提供されている市販のシングルユースのバッグを用いることもできる。
処理装置３は後に詳述するように、ウイルスの不活性化処理を行う装置である。
処理装置３は後に詳述するように、ウイルスの不活性化処理を行う装置である。
また、本発明に係る精製装置１０は、必要に応じて細胞を破砕する細胞破砕部、細胞や破砕した細胞の細胞壁、細胞膜、タンパク質等の不要物を取り除くろ過フィルタや連続遠心分離機等を備えることができる（いずれも図示せず）。これらの構成要素はこの設置順で処理装置３の前に設けるのが好ましい。このようにすると、培養液を清澄化することができるため、後記するように、処理装置３において効率良く紫外線を照射することが可能となる。つまり、培養液の濁りによって紫外線が十分に照射されなくなるという事態を回避することが可能となる。なお、これらの構成要素は移送配管チューブＴ１上に設けるのがより好ましい。このようにすると、第１の貯留槽２ａ内を清浄に保つことができる。
［培養生産物の処理装置］
次に、本発明に係る処理装置３の一態様について説明する。既に説明しているように、この処理装置３は前記した精製装置１０内に設けられる。
図１に示すように、この処理装置３は、流路部５と、加熱部６と、紫外線照射部８と、を備えている。流路部５を通流する培養液は、細胞が除去されており、且つ培養生産物を含んだものである。
次に、本発明に係る処理装置３の一態様について説明する。既に説明しているように、この処理装置３は前記した精製装置１０内に設けられる。
図１に示すように、この処理装置３は、流路部５と、加熱部６と、紫外線照射部８と、を備えている。流路部５を通流する培養液は、細胞が除去されており、且つ培養生産物を含んだものである。
流路部５は、ハウジング部４ａとハウジング部４ｂに覆われるようにして形成されている。また、流路部５は、培養液を通流する流入口５ｂ及び流出口５ｃを備えた扁平な形状を成している。ここで、本明細書において扁平な形状とは、平面方向の寸法（縦方向の寸法及び横方向の寸法）が長く、高さ方向（ハウジング部４ａとハウジング部４ｂの間の厚み方向の寸法）が短い形状をいう。流路部５の平面方向の寸法は問わないが、厚み方向の寸法は、後記する加熱部６による流路部５内の培養液の加熱、及び紫外線照射部８による流路部５内の培養液への紫外線の照射が適切に行われるように設定するのが好ましい。流路部５の厚み方向の寸法は、例えば、０．５〜１０ｃｍとするのが好ましく、１〜５ｃｍに設定するのがより好ましい。
加熱部６は、流路部５の一方の面に接触又は近接させて設けられており、流路部５内の培養液を加熱する。加熱部６は、電気ヒータ等で構成することができる。加熱部６による培養液の加熱温度は、培養生産物の熱変性を生じさせない温度以下とするのが好ましい。培養生産物の熱変性を生じさせない温度は培養生産物によって異なり、培養生産物に合わせて適宜に設定可能であり、例えば、８０℃などとすることができるが、７５℃や６５℃などとすることもできる。加熱部６による培養液の加熱温度の上限をこれらのように設定すると、例えば、培養生産物が抗体タンパク質である場合であっても、培養液中のウイルスの不活化処理を行いつつ、熱変性によって活性を損なってしまうといった事態を回避することができる。なお、加熱部６による培養液の加熱温度の下限は、例えば、６０℃とするのが好ましい。
ここで、不活化処理の対象となるウイルスに関して、加熱等の滅菌処理に対して比較的抵抗性が高いとされる非エンベロープ・ウイルスに属するウイルス１２種について熱失活特性を調べた文献（Nims, RW and Plavsic, M.：Intra-family and inter-family comparisons for viral susceptibility to hest inactivation：J. Microb.Biochem.Technol.,5,136-141 (2013)）がある。当該文献では、加熱７０℃、加熱処理時間１分間でＬＲＶ（対数減少指数）が４以上の不活化効果を示すウイルスとして、Caliciviridae科（Feline calicivirus、Murine norovirus）、Picornaviridae科（Foot and mouth disease virus (strain OPN)、Hepatitis A virus、Coxsackie B-5 (Faulker strain)）、Birnaviridae科（Infectious pancreatic necrosis virus、Infectious bursal disease virus）が報告されている。一方、当該文献には、Parvoviridae科（Mouse minute virus、Bovine parvovirus、Canine parvovirus）のウイルスは、ＬＲＶ＝４以上のウイルス不活化効果を得るために、加熱７０℃では加熱時間が４０分以上を要すると報告されている。加熱時間が１分以下で、ＬＲＶ＝４以上のウイルス不活化効果を得るためには、加熱温度は約１１０℃が必要とされる。そのため、本発明に係る処理装置３は、ウイルスの不活性化処理にあたって、このような情報を勘案して加熱温度及び加熱時間を設定することができる。ここで、本発明に係る処理装置３によれば、培養液中のウイルスの不活化処理と同時に殺菌・滅菌処理を行うことができることは言うまでもない。
なお、培養液の流れ方向を基準として、加熱部６の下流には培養液を冷却するための冷却部７を備えているのが好ましい。当該冷却部７による培養液の冷却温度は、培養生産物の熱安定性、及び後工程での処理に応じて任意に設定することができる。冷却部７は適宜の手段によって成すことができる。例えば、冷却部７は、流路部５に接触させて培養液の熱を吸収する冷却ブロックと、この冷却ブロックと接続され、水等の冷却媒体を流通させるチューブと、このチューブと接続され、冷却媒体を循環させるポンプと、前記したチューブと接続され、冷却媒体を冷却するラジエータと、ラジエータに空気を送るファンと、で構成することができる。また、例えば、冷却部７は、気流を発生させるファンを設けただけの構成とすることもできる。このようにすると、簡易な構成であるため、低コスト化を図ることができる。
紫外線照射部８は、流路部５の他方の面において、加熱部６と対向する位置に接触又は近接させて設けられており、流路部５内の培養液に紫外線を照射する。本発明では、このような構成とすることにより、ウイルス不活化処理を効果的に行うことを可能としている。紫外線照射部８は、図１に示すように、紫外線（紫外光）を発する紫外線源８ａと、紫外線源８ａから発した紫外線を反射させて培養液に効率的に照射する紫外線反射部８ｂと、で構成するのが好ましいが、紫外線反射部８ｂは設けなくてもよい。紫外線の波長は、ウイルスの不活性化に最も効果的とされている２５４ｎｍとするのが好ましいが、いわゆる紫外線に分類される範囲であればこれよりも波長の短い紫外線及び波長の長い紫外線を用いることができる。紫外線源８ａとしては、例えば、低圧水銀ランプや紫外線ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等を用いることができる。不活化に必要となる紫外線照射量はウイルス種によって異なり、概ね５０〜１０００Ｊ／ｍ２の範囲であるが、抗体等のタンパク質に有害な影響を与えない照射量として、１００〜５００Ｊ／ｍ２となるように光源の照射光強度と照射時間を設定することが好ましい。例えば、紫外線照射光強度が１０Ｗ／ｍ２の紫外線照射光源を用いる場合、照射時間が１０〜５０秒となるように培養液の流速を設定するのが好ましい。紫外線照射強度をこの範囲で設定するとより確実にウイルスの不活性化処理を行うことができる。
そして、前記構成の処理装置３は、紫外線照射部８による培養液への紫外線の照射を、加熱部６による培養液の加熱と同時に行う。そのため、処理装置３は、流路部５内を流通する培養液中のウイルスの不活性化処理を効率良く行うことができる。つまり、この処理装置３によれば、従来の低ｐＨ処理に代わるウイルス不活性化処理を効率良く行うことができる。
本発明においては、加熱部６で培養液を加熱するため、加熱部６と接触又は近接するハウジング部４ｂは、熱伝導性の良い金属や石英ガラス等を用いて形成するのが好ましい。また、紫外線照射部８で培養液に紫外線を照射するため、紫外線照射部８と接触又は近接するハウジング部４ａは、紫外線に対して透過性を有する石英ガラスや樹脂等を用いて形成するのが好ましい。
また、処理装置３による処理時間は、ウイルスを不活性化することができる範囲で任意に設定することができる。つまり、処理装置３による処理時間は、加熱温度、紫外線の照射時間、照射強度等の条件に応じて適宜設定することができる。特に、加熱温度と紫外線照射強度、及び処理時間の設定は、細胞の培養環境において混入が予想されるウイルス種について、ウイルス不活化の特性を評価したうえで設定することが好ましい。特に限定されるものではないが、処理装置３による処理時間の目安として、例えば、流路部５の流入口５ｂから流出口５ｃまでの培養液の滞留時間を３０秒以上３０分以下とすることが挙げられる。このようにすると、確実なウイルスの不活性化処理を行うことができる。なお、より確実なウイルスの不活性化処理と、効率的な処理の観点から、当該滞留時間は１分以上２０分以下とするのが好ましい。
ここで、図２Ａ及び図２Ｂは、流路ガイド５ａの形成例を示す概略図である。流路ガイド５ａは、図２Ａに示すように、培養液の流れ方向に準じるように、流れ方向に対して平行な方向となるように１つ以上設けることができる。また、流路ガイド５ａは、図２Ｂに示すように、培養液の流れが蛇行するように、流れ方向に対して直角な方向となるように１つ以上設けることができる。このように、流路部５に培養液の流れ方向をガイドする流路ガイド５ａを設けることによって、処理装置３による処理時間を調整することができる。なお、流路ガイド５ａの取り付け長さ及び方向、取り付け本数等は、処理する培養液の量と、加熱温度及び処理時間、紫外線照射時間等を考慮して設定することが好ましい。
また、処理装置３による処理時間は、精製装置１０及び処理装置３において培養液を送液させるポンプの圧力を制御することによって調整することもできる。流路ガイド５ａは、ハウジング部４ａ及び／又はハウジング部４ｂから流路部５内に向けて設けられた板材等で形成することができる。培養液を送液させるポンプとしては、例えば、チューブポンプ、ローラーポンプ、ペリスタルティックポンプ等が用いられる。
次に、図３Ａ及び図３Ｂを参照して、本発明に係る処理装置３の一変形例について説明する。図３Ａ及び図３Ｂに示す処理装置３は、前記した加熱部６、流路部５及び紫外線照射部８を１つのユニットＵとして、当該ユニットＵを２以上並列に設けた（積層化した）ものである。
例えば、図３Ａに示すように、前記ユニットを単に３つ並列に設けた処理装置３とすることができる。この処理装置３によれば、複数のユニットで同時に処理を行うことができるので、ウイルス不活性化処理の処理能力を向上させることができる（例えば、ユニット数を２つにすれば処理能力を２倍にすることができ、ユニット数を３つにすれば処理能力を３倍にすることができる）。
例えば、図３Ａに示すように、前記ユニットを単に３つ並列に設けた処理装置３とすることができる。この処理装置３によれば、複数のユニットで同時に処理を行うことができるので、ウイルス不活性化処理の処理能力を向上させることができる（例えば、ユニット数を２つにすれば処理能力を２倍にすることができ、ユニット数を３つにすれば処理能力を３倍にすることができる）。
また、図３Ｂに示す処理装置３では、前記ユニットＵを４つ設けた例を図示している。当該変形例について具体的に説明すると、図３Ｂ中の上側２つのユニットＵが、紫外線照射部８を中心としてその外側に流路部５、５を配置し、さらにその外側に加熱部６、６を配置した構成となっている。つまり、この２つのユニットＵは、ユニット間において紫外線照射部８を共用する形式で構成されている。そして、図３Ｂ中の下側２つのユニットＵもこれと同様の構成となっている。なお、図３Ｂ中の中央２つのユニットＵにおいては、上側の流路部５と下側の流路部５の間に配置された加熱部６を共用する形式で構成されている。このように、図３Ｂに示す処理装置３とすれば、加熱部６及び紫外線照射部８を複数のユニットＵ（２つのユニットＵ）で共用する構成となっているので、装置のコンパクト化を図ることができる。また、この処理装置３によれば、加熱部６及び紫外線照射部８を複数のユニットＵで共用するので加熱及び紫外線の照射を同時に行うことができる。そのため、この処理装置３によれば、ウイルス不活性化処理を効率的に行うことができるだけでなく、省エネルギー化を図ることができる。
次に、図４を参照して、本発明に係る処理装置３の他の変形例について説明する。図４に示す処理装置３は、流路部５が可撓性を有するバッグ１１と、このバッグ１１を覆うハウジング部４ａ、４ｂと、を有して構成されている。そして、このハウジング部４ａの内側には、前記したバッグ１１の一部を閉じて培養液の流れ方向をガイドする流路ガイド５ａが設けられている。なお、図４では、ハウジング部４ａの内側に設ける流路ガイド５ａの一例として、図２Ｂに示した形式で、つまり、培養液の流れが蛇行するように設けられているが、図２Ａに示した形式で設けることができることは言うまでもない。また、この変形例においては、ハウジング部４ａ、４ｂ内へのバッグ１１の出し入れを可能とするため、ヒンジ等により開閉可能に構成されている。このような構成とすると、ハウジング部４ａ、４ｂ内にバッグ１１を入れ、ハウジング部４ａ、４ｂを閉じてバッグ１１を挟み込んだときに、前記した流路ガイド５ａによって流路を形成することができる。
可撓性を有するバッグ１１は、例えば、エチレン・ビニル・アセテートやエチル・ビニル・アルコール等の多層フィルムで構成された各社市販の医薬品包装用途のシングルユースのバッグ１１を用いることができる。このようなシングルユースのバッグ１１は、予めガンマ線、紫外線、エチレンオキシドガス等によって滅菌されて無菌状態を維持し、気体や液体等の内容物がほぼ抜かれて清浄な状態で提供されているので、本発明に好適に用いることができる。また、このようなシングルユースのバッグ１１を用いると、ステンレス製やガラス製の流路部５を採用する場合と比較して、滅菌、洗浄の工程が不要であり、無菌スチーム発生装置や無菌洗浄水等の付帯設備を不要とすることができる。そのため、操作性の簡便化、装置の簡略化を図ることができ、また、これにより運転コストの低減を図ることができる。
以上に説明した本発明に係る処理装置３及び当該処理装置３を有する精製装置１０は、培養液を加熱する加熱部６と、培養液に紫外線を照射する紫外線照射部８と、を有しており、加熱処理と紫外線照射処理を同時に行うので、従来の低ｐＨ処理に代わるウイルス不活性化処理を効率良く行うことができる。
［培養生産物の処理方法］
次に、本発明に係る培養生産物の処理方法（単に「処理方法」と呼称することもある）について説明する。本発明に係る処理方法は、前記した処理装置３を用いて培養生産物を処理する。処理装置３の備える構成要素である流路部５、加熱部６、及び紫外線照射部８などについては前記したとおりであるので説明を省略する。また、処理方法の説明において、処理装置３で説明したものと同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。
次に、本発明に係る培養生産物の処理方法（単に「処理方法」と呼称することもある）について説明する。本発明に係る処理方法は、前記した処理装置３を用いて培養生産物を処理する。処理装置３の備える構成要素である流路部５、加熱部６、及び紫外線照射部８などについては前記したとおりであるので説明を省略する。また、処理方法の説明において、処理装置３で説明したものと同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。
本発明に係る処理方法は、はじめに、培養槽１で細胞を培養し、培養生産物を含む培養液を得る。次いで、細胞破砕部やろ過フィルタ、連続遠心分離機等を用いて培養液から少なくとも細胞を除去する。そして、細胞が除去され、且つ培養生産物を含んでいる培養液を第１の貯留槽２ａに貯留する。次いで、第１の貯留槽２ａから処理装置３に培養液を移送し、加熱部６による加熱と、紫外線照射部８による紫外線の照射と、を同時に行い、ウイルス不活性化処理を行う。ウイルス不活性化処理が行われた培養液は、クロマトグラフ９で洗浄され、第２の貯留槽２ｂに貯留される。
ここで、本発明に係る処理方法においては、加熱部６による培養液の加熱温度は、培養生産物の熱変性を生じさせない温度以下とするのが好ましい。培養生産物の熱変性を生じさせない温度は培養生産物によって異なり、培養生産物に合わせて適宜に設定可能であり、例えば、８０℃などとすることができるが、７５℃や６５℃などとすることもできる。加熱部６による培養液の加熱温度の上限をこれらのように設定すると、例えば、培養生産物が抗体タンパク質である場合であっても、培養液中のウイルスの不活化処理を行いつつ、熱変性によって活性を損なってしまうといった事態を回避することができる。なお、加熱部６による培養液の加熱温度の下限は、例えば、６０℃とするのが好ましい。
また、本発明に係る処理方法においては、流路部５の流入口５ｂから流出口５ｃまでの培養液の滞留時間を３０秒以上３０分以下とすることが好ましい。このようにすると、確実なウイルスの不活性化処理を行うことができる。なお、より確実なウイルスの不活性化処理と、効率的な処理の観点から、当該滞留時間は１分以上２０分以下とするのが好ましい。
さらに、本発明に係る処理方法においては、紫外線の波長を２５４ｎｍとするのが好ましい。このようにすると、ウイルスの不活性化を効果的に行うことができる。なお、紫外線の波長はこれに限定されるものではなく、いわゆる紫外線に分類される範囲であればこれよりも波長の短い紫外線及び波長の長い紫外線を用いることができる。
このように、本発明に係る処理方法は、前記した処理装置３を用いて培養液に対して加熱処理と紫外線照射処理を同時に行うので、従来の低ｐＨ処理に代わるウイルス不活性化処理を効率良く行うことができる。
以上、本発明の一実施形態に係る培養生産物の処理装置、培養生産物の処理方法、及び培養生産物の精製装置について詳細に説明したが本発明の主旨はこれに限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、バッグ１１には、予め溶着等により流路ガイド５ａを形成しておいてもよい。
なお、前記した実施形態は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
１０ 精製装置（培養生産物の精製装置）
１ 培養槽
２ａ 第１の貯留槽
２ｂ 第２の貯留槽
３ 処理装置（培養生産物の処理装置）
４ａ ハウジング部
４ｂ ハウジング部
５ 流路部
５ａ 流路ガイド
５ｂ 流入口
５ｃ 流出口
６ 加熱部
７ 冷却部
８ 紫外線照射部
８ａ 紫外線源
８ｂ 紫外線反射部
９ クロマトグラフ
１ 培養槽
２ａ 第１の貯留槽
２ｂ 第２の貯留槽
３ 処理装置（培養生産物の処理装置）
４ａ ハウジング部
４ｂ ハウジング部
５ 流路部
５ａ 流路ガイド
５ｂ 流入口
５ｃ 流出口
６ 加熱部
７ 冷却部
８ 紫外線照射部
８ａ 紫外線源
８ｂ 紫外線反射部
９ クロマトグラフ
Claims (15)
- 細胞が除去されており、且つ培養生産物を含んでいる培養液を通流する流入口及び流出口を備えた扁平な流路部と、
前記流路部の一方の面に接触又は近接させて設けられており、前記培養液を加熱する加熱部と、
前記流路部の他方の面において、前記加熱部と対向する位置に接触又は近接させて設けられており、前記培養液に紫外線を照射する紫外線照射部と、を備えることを特徴とする培養生産物の処理装置。 - 前記加熱部による前記培養液の加熱温度が、前記培養生産物の熱変性を生じさせない温度以下であることを特徴とする請求項１に記載の培養生産物の処理装置。
- 前記培養生産物の熱変性を生じさせない温度が８０℃であることを特徴とする請求項２に記載の培養生産物の処理装置。
- 前記流入口から前記流出口までの前記培養液の滞留時間が３０秒以上３０分以下であることを特徴とする請求項１に記載の培養生産物の処理装置。
- 前記紫外線の波長が２５４ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の培養生産物の処理装置。
- 前記流路部に前記培養液の流れ方向をガイドする流路ガイドが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の培養生産物の処理装置。
- 前記加熱部、前記流路部及び前記紫外線照射部を１つのユニットとして、当該ユニットを２以上並列に設けたことを特徴とする請求項１に記載の培養生産物の処理装置。
- 前記流路部が、可撓性を有するバッグと、前記バッグを覆うハウジング部と、を有しており、
前記ハウジング部の内側には、前記バッグの一部を閉じて前記培養液の流れ方向をガイドする流路ガイドが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の培養生産物の処理装置。 - 前記培養生産物が抗体タンパク質であることを特徴とする請求項１に記載の培養生産物の処理装置。
- 細胞が除去されており、且つ培養生産物を含んでいる培養液を通流する流入口及び流出口を備えた扁平な流路部と、
前記流路部の一方の面に接触又は近接させて設けられており、前記培養液を加熱する加熱部と、
前記流路部の他方の面において、前記加熱部と対向する位置に接触又は近接させて設けられており、前記培養液に紫外線を照射する紫外線照射部と、
を備える培養生産物の処理装置を用いて前記培養生産物を処理する方法であり、
前記流路部内の培養液を前記加熱部で加熱しつつ、前記紫外線照射部から前記流路部内の培養液に前記紫外線を照射することを特徴とする培養生産物の処理方法。 - 前記加熱部による前記培養液の加熱温度が、前記培養生産物の熱変性を生じさせない温度以下であることを特徴とする請求項１０に記載の培養生産物の処理方法。
- 前記培養生産物の熱変性を生じさせない温度が８０℃であることを特徴とする請求項１１に記載の培養生産物の処理方法。
- 前記流入口から前記流出口までの前記培養液の滞留時間が３０秒以上３０分以下であることを特徴とする請求項１０に記載の培養生産物の処理方法。
- 前記紫外線の波長が２５４ｎｍであることを特徴とする請求項１０に記載の培養生産物の処理方法。
- 細胞を培養して生産した培養生産物を精製する装置であり、
前記細胞が除去されており、且つ培養生産物を含む培養液を通流する流入口及び流出口を備えた扁平な流路部と、前記流路部の一方の面に接触又は近接させて設けられており、前記培養液を加熱する加熱部と、前記流路部の他方の面において、前記加熱部と対向する位置に接触又は近接させて設けられており、前記加熱部による前記培養液の加熱と共に紫外線を照射する紫外線照射部と、を備える培養生産物の処理装置と、
前記培養液の流れ方向を基準として、前記培養生産物の処理装置の前及び後の少なくとも一方にクロマトグラフと、を有することを特徴とする培養生産物の精製装置。
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