KR20130041074A

KR20130041074A - 액체 배지의 바이러스 불활성화를 위한 장치

Info

Publication number: KR20130041074A
Application number: KR1020137000387A
Authority: KR
Inventors: 무투쿠마르 다나세크하란
Original assignee: 젠자임 코포레이션
Priority date: 2010-06-07
Filing date: 2011-06-06
Publication date: 2013-04-24
Also published as: KR101481394B1; AU2011265099B2; EP2575901A1; JP5769802B2; CN103068408B; US20130078702A1; MX2012014206A; BR112012031145A2; AU2011265099A1; JP2013534816A; SG10201504436QA; US9441196B2; CN103068408A; CA2801774A1; SG185747A1; MX338064B; WO2011156281A1; NZ603970A

Abstract

액체 배지의 바이러스 불활성화를 가능케 하는 장치(100)는 외부 실린더(120) 및 내부 실린더(130)로 구성된 하나의 동축 실린더(110), 액체 배지 입구(140), 하나 이상의 C형 자외선 방출기(145), 및 액체 배지 출구(150)를 포함한다. 내부 실린더는 내부 실린더의 외경 및 외부 실린더의 내경 간 갭(160)을 형성하도록 채택된 외경을 갖는다. 배지는 갭을 따라 실질적으로 사이클론 유로로 흐른다. 하나 이상의 C형 자외선 방출기는 내부 실린더 내부에 놓인다. 출구는 입구 반대편의 외부 실린더의 말단에서 또는 인접하여 외부 실린더에 연결된다.

Description

액체 배지의 바이러스 불활성화를 위한 장치{DEVICE FOR VIRAL INACTIVATION OF LIQUID MEDIA}

관련 출원

본 출원은 2010.06.07.자로 출원한 U.S. 가출원 번호 61/352,276의 수혜를 청구한다. 상기 출원의 전체 교시들은 본원에 참조로 도입된다.

치료적 또는 비치료적 목적들을 위한 바이오약제들의 적용에 있어 바이러스 오염물질들을 방지하기 위해, 바이오약제 제조 공정들의 모든 단계들에 걸쳐 바이러스 완화는 국제 또는 국내 규제처들에 의해 확립되는 점점 더 엄격해지고 있는 요건이다. 바이오약제 제품 조성물들로부터 대형 또는 소형, 외피보유 또는 비외피보유 바이러스 입자들을 불활성화하고/하거나 제거하기 위해 몇몇 방법들이 채용되어 왔다. 이러한 방법들의 예들에는 여과(예로 20nm 여과, Q막 크로마토그래피, 뎁스 필터 기술), 열(예로 고온 단시간(HTST) 파스퇴르화), 화학물질(예로 용매들-세제들 또는 화학적 제제들의 첨가), 또는 방사선(예로 자외선 또는 감마선 조사)이 포함된다. 이들 방법들은 이들의 낮은 처리율 및/또는 높은 비용으로 인해 바이오약제 제조 공정 하류에서 주로 이용되었다. 1일 최대 20,000L 이상을 처리하는 바이오약제 제조 공정으로의 세포 배양 배지 입력분의 바이러스 불활성화는 기존 방법들의 시간 및 비용의 관점에서 금지될 것이다. 일부 방법들, 예컨대 자외선 C(UVC) 조사는 예를 들어 수 처리와는 달리 배지(특히 혈청 함유 배지)의 과노출이 해로울 수 있어서 그 조사는 배지에 균일하게 전달되고 상대적으로 좁은 범위로 조절되어야 하므로 바이오약제 제조 공정들로의 적용이 어렵다. 배지, 특히 혈청 함유 배지의 자외선 조사에 대한 추가적 어려움은 배지의 UVC 범위(예로 254nm)에서의 UV 투과도가 상기 파장 범위에서 예를 들어 물의 UV 투과도보다 상당히 더 낮다는데 있다. 또한, 고처리율 바이오약제 제조에 이용되는 장치들이 세정 및 멸균화(예로 원위치 세정(clean-in-place, CIP) 및 원위치 증기화(steam-in-place, SIP) 절차들)하기 쉬운 성분들을 함유하는 것이 바람직하다. 따라서 바이오약제 및 다른 용도들을 위해 낮은 투과도 액체 배지의 고처리율 바이러스 불활성화를 가능케 하는 방법들 및 장치들이 필요하다.

발명의 요약

본 발명은 일반적으로 액체 배지의 고처리율 바이러스 불활성화를 가능케하는 방법들 및 장치들에 관한 것이다.

하나의 구현예에서, 고흡광도 액체 배지의 바이러스 불활성화를 가능케 하는 장치는 외부 실린더 및 외부 실린더와 동축인 내부 실린더로 구성된 하나 이상의 동축 실린더(길이, 내경, 및 외경의 치수에 대해)를 포함한다. 장치는 추가로 배지 입구, 하나 이상의 C형 자외선 방출기, 및 배지 출구를 포함한다. 내부 실린더는 외부 실린더의 길이와 실질적으로 동일한 길이 및 내부 실린더의 외경 및 외부 실린더의 내경 간 갭을 형성하도록 채택된 외경을 갖는다. 액체 배지는 갭을 따라 실질적으로 사이클론 유로로 흐른다. 배지 입구는 외부 실린더의 말단에서 또는 인접하여 외부 실린더에 연결된다. 입구는 갭을 따른 실질적으로 사이클론 유로를 따라 배지가 흐르도록 구성된다. 하나 이상의 C형 자외선 방출기는 처리될 배지를 향해 C형 자외선을 방출하여 배지 중 바이러스들을 불활성화하도록 내부 실린더 내부에 놓인다. 출구는 입구 반대편의 외부 실린더의 말단에서 또는 인접하여 외부 실린더에 연결된다. 추가 구현예에서, 처리될 배지는 세포 배양 배지이다. 다른 추가 구현예에서, 처리될 배지는 혈청을 함유한다.

다른 구현예에서, 고흡광도 액체 배지 중 바이러스들의 불활성화 방법은 내부 실린더의 외경 및 외부 실린더의 내경 간에 실린더 길이를 따라 갭을 포함하는 하나 이상의 동축 실린더 내로의 액체 배지의 도입을 포함한다. 배지는 갭을 따른 실질적으로 사이클론 유로를 따라 액체 배지가 흐르도록 구성된 입구를 통해 도입된다. 방법은 추가로 액체 배지쪽으로 C형 자외선을 방출함으로써 배지 중 바이러스들을 불활성화하도록 내부 실린더 내부에 배치된 하나 이상의 C형 자외선 방출기로 배지를 조사하는 것을 포함한다. 이어서 방법은 입구 반대편의 외부 실린더 말단에 인접한 외부 실린더에 연결된 배지 출구를 통해 배지를 흘리는 것을 포함한다. 추가 구현예에서, 처리될 배지는 세포 배양 배지이다. 다른 추가 구현예에서, 처리될 배지는 혈청을 함유한다.

본 발명은 바이오약제 공정들을 위한 액체 배지의 고처리율 바이러스 불활성화 및 세정 절차들에 대한 적용가능성(예로 원위치 세정(CIP) 및 원위치 증기화(SIP))과 같은 여러 장점들을 갖는다. 본 발명의 장치들의 다른 장점은 제한되거나 맞춤화된 공간 요건들에 맞춰질 수 있는 구조들의 유연성이다.

상기는 동반 도면들로 예시되는 바와 같이 본 발명의 예시적 구현예들의 하기 더욱 구체적인 설명으로부터 자명할 것이며, 여기서 유사 참조 문자들은 상이한 도면들에 걸쳐 동일 부분들을 나타낸다. 도면들은 반드시 같은 비율인 것은 아니며, 대신 본 발명의 구현예들의 예시로서 강조된다.
도 1a는 하나의 동축 실린더를 포함하는 본 발명에 따른 액체 배지의 바이러스 불활성화용 장치 투시도의 도식적 예시이다.
도 1b는 도 1a에 나타낸 장치의 입구 및 동축 실린더의 횡단면들의 도식적 예시이다.
도 1c는 도 1a에 나타낸 장치의 입구 및 동축 실린더의 측면도의 도식적 예시이다.
도 1d는 둘 다 본 발명에 따른 직사각형 횡단면들 및 둥근 모서리들을 갖는 접선 입구 및 출구를 갖는 액체 배지의 바이러스 활성화용 장치 투시도의 도식적 예시이다.
도 1e는 본 발명에 따른 사이클론 유로의 도식적 예시이다.
도 1f는 2개의 동축 실린더들 및 각각의 동축 실린더 주위 하우징을 포함하는 본 발명에 따른 액체 배지의 바이러스 불활성화용 장치에 대한 구체예의 도식적 예시이다.
도 2는 C형 자외선의 다중 방출기들을 갖는 동축 실린더 횡단면의 도식적 예시이다.
도 3은 동축 실린더를 따른 갭 내부 정적 혼합 요소들의 도식적 예시이다.
도 4는 2개의 수직 적층 동축 실린더들을 갖는 본 발명에 따른 세포 배양 배지의 바이러스 불활성화용 장치 측면도의 도식적 예시이다.
도 5a는 본 발명에 따른 입력 매니폴드 및 출력 매니폴드 간 2개 열들의 동축 실린더들 적층의 도식적 예시이다.
도 5b는 본 발명에 따른 입력 매니폴드 및 출력 매니폴드 간 4개 열들의 동축 실린더들 적층의 도식적 예시이다.
도 6은 본 발명에 따른 입력 매니폴드 및 출력 매니폴드 간 2개 열들의 동축 실린더들 수평 적층의 도식적 예시이다.
도 7a는 본 발명에 따른 수평 및 수직 적층된 4개 동축 실린더들의 도식적 예시이다.
도 7b는 도 7a에 나타낸 장치를 통한 액체 배지 흐름의 도식적 예시이다.
도 8은 본 발명에 따른 세포 배양 배지의 바이러스 불활성화용 장치 평면도의 도식적 예시이다; W = 세척/플러싱 밸브, F = 유속 조절 밸브, D = 선량 측정기.
도 9는 모델 개발을 위한 워크플로우의 도식적 예시이다.
도 10은 물, 무혈청 세포 배양 배지, 및 혈청-함유(10부피%) 세포 배양 배지에 대한 석영 슬리브로부터의 방사 거리의 함수인 254nm에서의 조사 강도 그래프이다.
도 11은 실시예 2에 기재된 장치의 도식적 예시이다.
도 12는 실시예 2에 기재된 장치에서 사이클론 유로들의 도식적 예시이다.
도 13은 실시예 2(5mm 갭, 3.8lpm(1gpm)) 및 실시예 3(3mm 갭, 4.75lpm(1.25gpm) 및 9.5lpm(2.5gpm))에 기재된 장치에서 무혈청 세포 배양 배지에 대한 UV 선량의 함수인 빈도(노출된 세포 배양 배지%)의 그래프이다.
도 14는 실시예 2(5mm 갭, 3.8lpm(1gpm)) 및 실시예 3(3mm 갭, 4.75lpm(1.25gpm) 및 9.5lpm(2.5gpm))에 기재된 장치에서 무혈청 세포 배양 배지에 대한 UV 선량의 함수인 입자들%(축적 선량)의 그래프이다.
도 15는 실시예 2(5mm 갭, 1.9lpm(0.5gpm)) 및 실시예 3(3mm 갭, 2.4lpm(0.631gpm) 및 3.8lpm(1gpm))에 기재된 장치에서 혈청-함유 세포 배양 배지에 대한 UV 선량의 함수인 빈도(노출된 세포 배양 배지%)의 그래프이다.
도 16은 실시예 2(5mm 갭, 1.9lpm(0.5gpm)) 및 실시예 3(3mm 갭, 2.4lpm(0.631gpm) 및 3.8lpm(1gpm))에 기재된 장치에서 혈청-함유 세포 배양 배지에 대한 UV 선량의 함수인 입자들%(축적 선량)의 그래프이다.
도 17은 실시예 4에 기재된 UVC 처리 설정의 도식적 예시이다.
도 18a 및 18b는 표준화 전(도 18a) 및 후(도 18b) 조절된 시료들에 대한 형광 분포들의 그래프들이다.
도 19는 평행빔 적정 실험들에서 수득한 다양한 균일 선량 수준들에서의 형광 분포들의 그래프이다.
도 20a 및 20b는 수중 평행빔 적정 실험들에서 다양한 UV 다변성들에 대해 수득한 형광 분포들 평균들의 그래프들이다.
도 21은 3 상이한 유속들에서 UVC 반응기 중 UV광에 노출된 시료들의 형광 분포들의 그래프이다.
도 22a, 22b, 및 22c는 β _j , Γ _j,i , 및 α _i 의 정의들의 시각적 예시들이다.
도 23은 표 2에 나타낸 비율로 적정 시료들을 수학적으로 혼합하여 수득한 2개의 평가 형광 분포들의 그래프이다.
도 24는 2개의 평가 사례에 대한 실제 및 예측 UV 선량 분포들의 대조 그래프이다.
도 25a, 25b, 및 25c는 하기에 대해 형광 분포의 함수인 UVC 반응기를 통한 세포 배양 배지에서의 UV 선량 분포들의 그래프들이다: 도 25a-1 유속 = 2.75lpm, 예측 평균 UV 선량 = 91mJ/cm²; 도 25a-2 실험적 평균 UV 선량 = 82mJ/cm²; 도 25b-1 유속 = 4.75lpm, 예측 평균 UV 선량 = 53mJ/cm²; 도 25b-2 실험적 평균 UV 선량 = 52mJ/cm²; 도 25c-1 유속 = 7.6lpm, 예측 평균 UV 선량 = 35mJ/cm²; 도 25c-2 실험적 평균 UV 선량 = 50mJ/cm².
도 26a, 26b, 및 26c는 하기에 대해 형광 분포의 함수인 UVC 반응기를 통한 세포 배양 배지 중 10% DBS의 UV 선량 분포들의 그래프들이다: 도 26a-1 유속 = 2.2lpm, 예측 평균 UV 선량 = 89mJ/cm²; 도 26a-2 실험적 평균 UV 선량 = 47mJ/cm²; 도 26b-1 유속 = 3.8lpm, 예측 평균 UV 선량 = 53mJ/cm²; 도 26b-2 실험적 평균 UV 선량 = 36mJ/cm²; 도 26c-1 유속 = 6lpm, 예측 평균 UV 선량 = 34mJ/cm²; 도 26c-2 실험적 평균 UV 선량 = 28mJ/cm².
도 27은 수중 비타민 C 용액의 UVC 흡광도 측정치들의 그래프이다.
도 28a 및 28b는 하기에 대해 형광 분포의 함수인 UVC 반응기를 통한 0.1g/L(4.7흡광도 단위들의 흡광도) 비타민 C 용액의 UV 선량 분포들의 그래프들이다: 도 28a-1 유속 = 2.2lpm, 예측 평균 UV 선량 = 104mJ/cm²; 도 28a-2 실험적 평균 UV 선량 = 81mJ/cm²; 도 28b-1 유속 = 3.8lpm, 예측 평균 UV 선량 = 61mJ/cm²; 도 28b-2 실험적 평균 UV 선량 = 63mJ/cm².
도 29a, 29b, 및 29c는 하기에 대해 형광 분포의 함수인 UVC 반응기를 통한 0.04g/L(1.94흡광도 단위들의 흡광도) 비타민 C 용액의 UV 선량 분포들의 그래프들이다: 도 29a-1 유속 = 2.75lpm, 예측 평균 UV 선량 = 91mJ/cm²; 도 29a-2 실험적 평균 UV 선량 = 81mJ/cm²; 도 29b-1 유속 = 4.75lpm, 예측 평균 UV 선량 = 53mJ/cm²; 도 29b-2 실험적 평균 UV 선량 = 60mJ/cm²; 도 29c-1 유속 = 7.6lpm, 예측 평균 UV 선량 = 35mJ/cm²; 도 29c-2 실험적 평균 UV 선량 = 47mJ/cm².

본 발명의 상세한 설명

본 발명은 일반적으로 액체의 고처리율 처리에 관한 것이다. 특정 측면에서, 본 발명은 액체 배지의 고처리율 바이러스 불활성화를 가능케 하는 방법들 및 장치들에 관한 것이다. 본원에서 사용되는 액체 배지는 완충액들, 소화액들, 주사 용액들, 생물학적 유체들, 혈청, 배지, 바이오처리 용액들, 동물-성분 함유 용액들, 및 인간 또는 수의학 용도를 위한 치료제들을 비제한적으로 포함하는, 바이러스 오염을 제거하거나 잠재적 오염을 방지하는데 바람직한 임의의 액체 또는 용액을 포함한다. 하나의 구현예에서, 바이오처리 용액은 세포 배양 배지, 조건화 배지, 크로마토그래피 용액(예컨대 세척 또는 용출 완충액), 또는 제형화 용액이다. 하나의 구현예에서, 액체 배지는 세포 배양 배지(예로 혈청-함유 세포 배양 배지 또는 무혈청 세포 배양 배지)이다. 다른 구현예에서, 액체 배지는 하나 이상의 치료적 단백질, 예컨대 모노클로날 항체, 재조합 단백질, 또는 효소를 함유하는 액체이다.

본원에서 사용되는 액체의 "고처리율" 처리는 약 0.5lpm(분 당 리터) 내지 약 50lpm, 또는 약 0.5lpm 내지 약 5lpm, 또는 약 5lpm 내지 약 10lpm, 또는 약 10lpm 내지 약 50lpm 범위 유속에서의 처리를 의미한다. 특정 구현예들에서, 고유속은 약 1lpm, 또는 2lpm, 또는 3lpm, 또는 4lpm, 또는 5lpm, 또는 10lpm, 또는 20lpm, 또는 30lpm, 또는 40lpm, 또는 50lpm이다.

바이러스들은 외피보유 바이러스들, 예를 들어 HIV, BIV, 소 백혈병, C형 간염, B형 간염, G형 간염, 헤르페스바이러스, 캐쉬 밸리 바이러스, 폭스바이러스, 인플루엔자 바이러스, 파라인플루엔자 바이러스, 알파바이러스, 보르나바이러스, 소수포 구내염 바이러스, 보로나바이러스, PRRSV, LDHEV, BVDV, 및 플라비바이러스, 및 비외피보유 바이러스들, 예를 들어 A형 간염, E형 간염, 파보바이러스, 칼리시바이러스, 베시바이러스, 아스트로바이러스, 피코나바이러스, 엔테로바이러스, 리노바이러스, 코부바이러스, 테스코바이러스, 시르코바이러스, 아데노바이러스, 레오바이러스, 및 로타바이러스를 포함한다. 본 발명의 하나의 구현예에서, 본 발명의 장치 또는 방법은 외피보유 바이러스의 불활성화를 위해 이용된다. 본 발명의 다른 구현예에서, 본 발명의 장치 또는 방법은 비외피보유 바이러스를 불활성화할 수 있다. 바이러스 불활성화란 본 발명의 장치 및 방법들이 미처리 대조 배지 중 바이러스들의 농도에 비해 바이러스들의 농도를 적어도 2 로그 감소, 바람직하게는 적어도 3 로그 감소, 더욱 바람직하게는 적어도 4 로그 감소, 가장 바람직하게는 적어도 5 로그 이상 감소시킬 수 있다는 것을 의미한다. 당업자는 바이러스 감소 측정이 당분야에서의 일반적 관행, 예컨대 측정된 양의 공지 바이러스를 첨가한 미처리 대조군을 제공하고, 미처리 대조군을 본 발명의 장치 또는 방법들의 처리 후 획득되는 수준과 비교하는 것에 근거할 수 있다는 것을 인지할 것이다. [Wang, J., Mauser, A., Chao, S.-F., Remington, K., Treckmann, R., Kaiser, K., Pifat, D., and Hotta, J., Virus inactivation and protein recovery in a novel ultraviolet -C reactor, Vox Sanguinis 86: 230-238 (2004); Chevrefils, G., Ing, B., Caron, E., Wright, H., Sakamoto, G., Payment, P., Benoit, B., and Cairns, W., UV Dose Required to Achieve Incremental Log Inactivation of Bacteria , Protozoa and Viruses, IUVA News 8(1): 38-45 (2006)]을 참고하라.

도 1a에 나타낸 하나의 구현예에서, 액체, 예컨대 세포 배양 배지의 바이러스 불활성화용 장치 100은 외부 실린더 120 및 외부 실린더와 동축인 내부 실린더 130으로 구성된 하나의 동축 실린더 110(길이, 내경, 및 외경의 치수에 대해)을 포함한다. 외부 실린더 120 및 내부 실린더 130의 길이들은 용도에 따라 변할 수 있다. 비제한적으로 특정 구현예들에서, 외부 실린더 120의 길이는 약 25cm 내지 약 100cm, 또는 약 35cm 내지 약 90cm, 또는 약 45cm 내지 약 80cm, 또는 약 55cm 내지 약 70cm의 범위일 수 있다. 장치는 추가로 액체 배지 입구 140, 내부 실린더 130 내부의 하나 이상의 C형 자외선 방출기 145(동축 실린더 110의 횡단면에서 도 1b에 나타냄), 및 액체 배지 출구 150을 포함한다. 내부 실린더 130은 외부 실린더 120의 길이와 실질적으로 동일한 길이 및 도 1b에 나타낸 바와 같이 내부 실린더 130의 외경 및 외부 실린더 120의 내경 간 갭 160을 형성하도록 채택된 외경 120을 갖는다. 갭 160은 약 1mm 내지 약 5mm의 범위일 수 있다. 특정 측면들에서, 갭은 약 1mm, 약 2mm, 약 3mm, 약 4mm, 또는 약 5mm이다. 액체 배지는 갭 160의 전체 또는 상당부를 따라 도 1e에 나타낸 실질적으로 사이클론 유로로 흐른다. 사이클론 유로는 동축 실린더 110의 축에 수직인 갭 160을 따라 횡단면에서 이차적 소용돌이 흐름을 포함할 수 있다.

갭은 또한 선택적으로 도 3에 나타낸 정적 혼합 요소들 165, 예컨대 배플들 또는 흐름 디플렉터들을 포함할 수 있다. 본원에서 기재된 바와 같이, 액체는 고처리율로 갭 160을 통해 흐를 수 있다. 비제한적으로 특정 구현예들에서, 갭 160을 따른 액체 배지의 유속은 약 0.5lpm 내지 약 50lpm, 또는 약 5lpm 내지 약 40lpm, 또는 약 10lpm 내지 약 30lpm의 범위일 수 있다.

도 1a로 돌아가서, 액체 배지 입구 140은 바람직하게는 외부 실린더 120의 말단에서 또는 인접하여 외부 실린더 120에 연결된다. 입구 140은 갭 160을 따른 실질적으로 사이클론 유로로 액체 배지가 흐르도록 구성된다. 도 1b에 나타낸 바와 같이, 입구 140은 입구 140을 따른 중심선 170이 외부 실린더 120의 외경에서 또는 인접하여 위치 185에서 입구 140을 따라 중심선 170에 수직인 외부 실린더 120의 반지름 180과 교차하도록 배치된다. 하나의 측면에서, 입구 140은 도 1b에 나타낸 바와 같이 외부 실린더 120 및/또는 내부 실린더 130에 대한 접선이다.

외부 실린더 120에 대한 입구 140의 접선 연결은 갭 160을 따른 사이클론 흐름을 생성하거나 증강시킨다. 당분야 숙련자가 인지할 바와 같이, 갭을 따른 사이클론 흐름을 증강시키거나 유지하기 위해 다른 수단들이 이용될 수 있다. 예를 들어, 사이클론 흐름을 증강시키는 다른 기능은 도 1c에 나타낸 입구 140의 연결부 및 외부 실린더 120의 말단(즉 입구가 배치된 외부 실린더의 말단) 간 공간을 최소화한다. 도 1f는 2개의 동축 실린더들 110 및 각각의 동축 실린더 110 주위 하우징 105를 포함하는 장치 100의 구체예의 예시이다. 하우징 105는 내부 실린더 120 및 외부 실린더 130 간 O-링 밀봉부들 115를 포함한다.

입구 140을 따른 중심선 170은 외부 실린더 120의 반지름 180과 함께 도 1b에서 90°로 나타낸 방사상 각 r을 형성한다. 방사상 각 r은 약 90°내지 약 150°또는 약 100°내지 약 140°또는 약 110°내지 약 130°의 범위일 수 있다.

도 1c에 나타낸 바와 같이, 입구 140을 따른 중심선 170에 평행한 선은 외부 실린더 120의 축 190과 함께 도 1c에서 90°로 나타낸 축 각 a를 형성한다. 축 각 a는 약 30°내지 약 90°또는 약 40°내지 약 80°또는 약 50°내지 약 70°범위일 수 있다.

입구 140은 도 1b에서 삽입부에 나타낸 바와 같이 다양한 형태들, 예컨대 직사각형, 사각형, 타원형, 또는 원형 횡단면을 가질 수 있다. 직사각형 횡단면을 갖는 입구 140을 또한 도 1d에 나타낸다. 직사각형 또는 사각형 횡단면을 갖는 입구 140은 또한 도 1d에서 직사각형 횡단면에 대해 나타낸 바와 같은 둥근 모서리들을 포함할 수 있다.

도 1b에 나타낸 바와 같이, 하나 이상의 C형 자외선 방출기 145는 C형 자외선으로 처리될 액체 배지쪽으로 C형 자외선을 방출하여 액체 배지, 예컨대 세포 배양 배지 중 바이러스들을 불활성화하도록 내부 실린더 130 내부에 배치된다. 하나 이상의 방출기 145는 약 1.6cm 내지 약 2.54cm 범위의 지름을 가질 수 있다. 특정 측면들에서, 하나 이상의 방출기 145는 1.6cm, 1.7cm, 1.8cm, 1.9cm, 2.0cm, 2.1cm, 2.2cm, 2.3cm, 2.4cm, 2.5cm, 및 2.54cm의 지름을 가질 수 있다. 다중 방출기들 145는 내부 실린더 130의 내부에 배치될 수 있다. 특정 측면들에서, 1개 방출기 내지 8개 방출기들, 예컨대 2개 방출기들, 3개 방출기들, 4개 방출기들, 5개 방출기들, 6개 방출기들, 또는 7개 방출기들은 내부 실린더 130 내부에 배치될 수 있다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 7개 방출기들 145는 내부 실린더 130 내부에 균일하게 분포된다. 하나 이상의 C형 자외선(UVC) 방출기 145는, 예를 들어 모두 시판되는 저압 UVC 램프 또는 중압 UVC 램프일 수 있다. 예로 Heraeus Noblelight LLC, Duluth, GA의 UV 램프들을 참고하라. 하나 이상의 방출기 145는 약 200nm 내지 약 280nm(UVC 범위 또는 C형), 또는 약 210nm 내지 약 270nm, 또는 약 220nm 내지 약 260nm, 또는 약 220nm 내지 약 270nm, 또는 약 245nm 내지 약 260nm 범위 파장의 방사선을 방출한다. 하나의 측면에서, 램프는 약 254nm 파장의 단색광이다(UVC 범위 내). 하나 이상의 방출기 145는 약 80W 내지 약 200W 범위의 램프 파워를 가질 수 있다. 특정 측면들에서, 하나 이상의 방출기 145는 약 80W, 또는 약 90W, 또는 약 100W, 또는 약 110W, 또는 약 120W, 또는 약 130W, 또는 약 140W, 또는 약 150W, 또는 약 160W, 또는 약 170W, 또는 약 180W, 또는 약 190W, 또는 약 200W의 램프 파워를 가질 수 있다.

당업자가 인지할 바와 같이, UVC의 침투는 Beer-Lambert 법칙에 따라 거리에 대해 지수적으로 감소한다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 무혈청 세포 배양 배지의 UVC 투과도는 254nm에서 약 0.1%(약 3 흡광도 단위들의 UVC 흡광도)인 반면, 10부피% 혈청-함유 배지의 UVC 투과도는 물에 대한 254nm에서의 UVC 투과도가 70%(약 0.15 흡광도 단위들의 UVC 흡광도)인 것에 대비해 254nm에서 약 0.001%(약 5 흡광도 단위들의 UVC 흡광도)이다. 무혈청 세포 배양 배지의 전형적인 UVC 흡광도는 약 1.5 내지 약 2.5 흡광도 단위들의 범위일 수 있다. 혈청-함유 세포 배양 배지의 전형적인 UVC 흡광도는 혈청 농도에 따라 약 2.5 내지 약 5.5 흡광도 단위들의 범위일 수 있다. 본원에서 사용되는 저투과도(즉 고흡광도) 액체는 약 254nm에서의 UVC 투과도가 약 1% 내지 약 1E-38% 범위(약 2 내지 약 40 흡광도 단위들 범위의 UVC 흡광도), 예컨대 약 254nm에서의 투과도가 약 1% 내지 약 1E-5% 범위(약 2 내지 약 7 흡광도 단위들 범위의 UVC 흡광도), 또는 약 1% 내지 약 1E-8% 범위의 투과도(약 2 내지 약 10 흡광도 단위들 범위의 UVC 흡광도), 또는 약 1% 내지 약 1E-13% 범위의 투과도(약 2 내지 약 15 흡광도 단위들 범위의 UVC 흡광도), 또는 약 1% 내지 약 1E-18% 범위의 투과도(약 2 내지 약 20 흡광도 단위들 범위의 UVC 흡광도), 또는 약 1% 내지 약 1E-23% 범위의 투과도(약 2 내지 약 25 흡광도 단위들 범위의 UVC 흡광도), 또는 약 1% 내지 약 1E-28% 범위의 투과도(약 2 내지 약 30 흡광도 단위들 범위의 UVC 흡광도), 또는 약 1% 내지 약 1E-33% 범위의 투과도(약 2 및 약 35 흡광도 단위들 범위의 UVC 흡광도)인 액체이다.

도 1a로 돌아가서, 출구 150은 바람직하게는 입구 140 반대편의 외부 실린더 120의 말단에서 또는 인접하여 외부 실린더 120에 연결된다. 출구 150은 배출 시 액체 배지(예컨대 세포 배양 배지)의 사이클론 흐름을 생성하거나 유지하기 위해 입구 140과 유사한 구조로 구성될 수 있다. 이러한 구조는 본 발명의 장치가 예컨대 도 4-7에 나타낸 다중 동축 실린더들 110을 포함하는 경우에 특히 유용하다.

외부 실린더 120 및 내부 실린더 130은 다양한 재료들로 제조될 수 있다. 하나의 측면에서, 외부 실린더 120은 바이오약제 처리에 적합한 금속 또는 재료, 예컨대 전형적으로 316L 등급의 스테인리스 스틸로 제조된다. 다른 측면에서, 내부 실린더 130은 UVC 조사에 대해 실질적으로 투명한 재료, 예컨대 불소중합체 및/또는 석영으로 제조된다. 선택적으로, 내부 실린더 130 및 외부 실린더 120은 액체의 사이클론 흐름을 촉진하기 위한 다양한 형태로 성형될 수 있다. 예를 들어, 내부 실린더 130(예로 불소중합체로 제조)은 액체의 사이클론 흐름을 유지하거나 증강시키면서 갭 160을 따른 형태를 제공함으로써 또는 갭 160을 따른 정적 혼합 요소들, 조면들, 또는 융기부들을 제공함으로써 이차적 난류 소용돌이들 또는 회오리들을 통해 방사상 혼합을 증가시키도록 성형될 수 있다. 불소중합체로 제조된 내부 실린더 130은 또한 장치 100의 유지보수 용이성을 위해 처분가능한 것일 수 있다. Class VI 사양들에 부합하고 이에 따라 약학적 용도들을 위해 적합한 불소중합체 재료들의 예들은 비제한적으로 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 플루오로에틸렌-프로필렌(FEP), 및 퍼플루오르알콕시(PFA)[Saint-Gobain Performance Plastics, Akron, OH]를 포함한다.

특정 측면들에서, 장치는 2개의 이상 동축 실린더들을 포함한다. 이들 구현예들에서, 장치는 각각의 동축 실린더들 간 커넥터를 포함한다. 예를 들어 도 4로 돌아가서, 액체(예로 세포 배양 배지)의 바이러스 불활성화용 장치 100은 제 1 동축 실린더 110 및 제 2 동축 실린더 110 간 커넥터 195를 포함한다. 커넥터 195는 제 1 동축 실린더 110으로부터의 배출 시 액체 배지의 사이클론 흐름을 생성하거나 유지하기 위해 본원에 기재된 입구 140과 유사한 구조로 구성될 수 있다.

당업자들이 인지할 바와 같이, 장치 100은 특정 용도(예로 처리될 액체의 양 및 유형 등)에 따라 다중 동축 실린더들을 포함할 수 있다. 도 5A 및 5b에 나타낸 바와 같이, 상기 구현예들은 추가로 하나 이상의 매니폴드들을 포함할 수 있다. 하나의 측면에서, 장치 100은 다중 동축 실린더들 110의 적층을 허용하는 하나 이상의 입구 매니폴드 115, 및 하나 이상의 출구 매니폴드 125를 포함한다. 동축 실린더들 110은 도 4에 나타낸 바와 같이 수직으로 또는 도 6에 나타낸 바와 같이 수평으로, 또는 도 7A 및 도 7b에 나타낸 대응 순서도에 예시된 바와 같이 수직 및 수평 적층의 혼합으로 적층될 수 있다. 다중 동축 실린더들을 포함하는 장치의 한 장점은 제한된 공간들 또는 맞춤화된 공간 요건들에 맞추는 장치의 능력이다. 도 5A, 5b, 및 6에 나타낸 적층 배열들은 매니폴드 상 특정 동축 실린더들 110을 셧-오프하기 위해 추가 밸브들(나타내지 않음)을 포함할 수 있다.

하나의 구현예에서, 동축 실린더들 110의 적층은 장치의 점유공간을 약 5피트×5피트×5피트 이하로 만들 수 있다. 다른 구현예에서, 동축 실린더들 110의 적층은 장치 부피를 약 125세제곱 피트 이하로 만들 수 있다. 다른 구현예에서, 동축 실린더들의 적층(수직, 수평 또는 혼합 방식으로)은 장치가 기존 제조 또는 기타 장비 주위에 맞춰지면서 여전히 처리될 액체 배지의 고처리율을 제공할 수 있게 한다. 더 높은 유속들로의 조정에는 여러 단위들을 평행 연결하는 것이 관여될 수 있다. 예를 들어 하나의 구현예에서, 단지 10개 단위들을 평행 연결하는 것은(본 실시예에서 각 단위는 3mm 갭들을 갖고 및 10lpm에서 작동하는 2개 동축 실린더들을 포함함) 추가적인 입구 곡관 손실들 없이 2.5파운드/제곱 인치(psi)의 압력 강하로 무혈청 세포 배양 배지 처리를 위한 100lpm의 유속을 제공할 수 있다. 하나의 구현예에서, 장치 100의 최대 압력은 여과용 장치와 같이 장치 하류에서 압력을 채용하는(전형적으로 최대 약 30psi를 채용하는) 공정 스트림들에서 장치를 이용할 수 있도록 하기 위해 약 50psi 이하이다. 다른 구현예에서, 장치 100의 최대 압력은 약 25psi 내지 약 50psi 범위이다. 5psi 이하 흐름의 압력 강하로, 100lpm에서의 혈청-함유 세포 배양 배지의 처리가 25개의 평행 동축 실린더들로 달성될 수 있고, 이는 5'×5'×5'의 점유공간에 편안히 맞춰지면서도 약 2500L/h 내지 약 6000L/h 범위의 처리율을 가질 수 있다. 특정 구현예들에서, 처리율 범위는 약 2200L/h, 약 2400L/h, 약 2500L/h, 약 2600L/h, 약 2800L/h, 약 3000L/h, 약 3200L/h, 약 3400L/h, 약 3600L/h, 약 3800L/h, 약 4000L/h, 약 4200L/h, 약 4400L/h, 약 4600L/h, 약 4800L/h, 약 5000L/h, 약 5200L/h, 약 5400L/h, 약 5600L/h, 약 5800L/h, 또는 약 6000L/h일 수 있다.

당업자들이 인지할 바와 같이, 장치는 추가로 다양한 선택적 성분들을 포함할 수 있다. 도 8로 돌아가서, 다른 구현예에서 액체(예로 세포 배양 배지)의 바이러스 불활성화용 장치 200은 장치 100, 및 선택적으로 장치 100을 통해 액체 배지(예로 세포 배양 배지)를 펌핑하기 위한 펌프 210을 포함한다. 대안적으로 액체 보유 탱크 215로부터의 헤드 압력은 장치 100을 통해 액체 배지(예로 세포 배양 배지)를 흘리기 위해 이용될 수 있다. 장치 200은 또한 선택적으로 액체 배지(예로 세포 배양 배지)가 노출된 조사 선량을 나타내는 모니터 220(도 9에 D로 표시함)을, 그리고 또한 선택적으로 하나 이상의 셧오프 밸브들 240을 포함할 수 있다.

조사 선량은 약 5mJ/cm² 내지 약 100mJ/cm², 또는 약 10mJ/cm² 내지 약 90mJ/cm², 또는 약 20mJ/cm² 내지 약 80mJ/cm², 또는 약 30mJ/cm² 내지 약 70mJ/cm², 또는 약 40mJ/cm² 내지 약 60mJ/cm²의 범위일 수 있다. 하나의 측면에서, 비외피보유 바이러스 농도에서 목적하는 적어도 4 로그 감소를 달성하기 위한 최소 조사 선량은 약 20mJ/cm²이다. 다른 측면에서, 바이러스 농도에서 목적하는 적어도 6 로그 감소를 달성하기 위한 최소 조사 선량은 약 30mJ/cm²이다. 다른 측면에서, 바이러스 농도에서 적어도 15 로그 감소를 달성하기 위한 최소 조사 선량(이론적 기준)은 약 50mJ/cm²이다. 장치 200은 또한 선택적으로 후술되는 바와 같이 필요하다면 액체 배지 흐름을 조절하고 선택적으로 잠글 수 있는 액체 배지 유속 조절 밸브 230(도 9에서 F로 표시함)을 포함할 수 있다. 배지 유속은 약 0.5lpm 내지 약 50lpm 범위일 수 있다. 장치 200은 또한 선택적으로 배지의 흐름을 잠그기 위한 장치 100 상류의 셧오프 밸브 240, 및 방사선에 과노출되거나 저노출된 액체 배지(예로 세포 배양 배지)를 플러싱하기 위한 플러싱 시스템 250(도 9에서 W로 표시함)을 포함할 수 있다. 플러싱 시스템 250이 작동하는 경우, 유속 조절 밸브 230이 닫히고 배지는 장치 100 하류의 셧오프 밸브 240을 통해 폐기 또는 다른 보유 탱크로 송부된다. 당분야 숙련자는 장치 200의 선택적 요소들이 다양한 방식들로 구성될 수 있다는 것을 인지할 것이다.

처리될 액체에 따라, 당업자는 갭 치수, 동축 실린더의 길이 및 액체의 유속이 목적하는 바이러스 불활성화 처리를 달성하기 위해 조정될 수 있다는 것을 인지할 것이다. 특정 구현예에서, 3mm 갭 및 입구 그리고 외부 실린더에 대한 접선 커넥터, 및 2개의 직렬 동축 실린더들을 이용해 무혈청 또는 혈청-함유 세포 배양 배지는 약 20 내지 약 30mJ/cm² 범위의 최소 조사 선량에 노출될 수 있고, 약 3 내지 약 5lpm 범위 유속에 대해 및 약 2 내지 약 5 흡광도 단위들 범위의 자외선 흡광도를 갖는 세포 배양 배지에 대해 실린더 당 1개 램프를 포함하는 1 내지 2개 동축 실린더들로 약 90%의 세포 배양 배지가 약 80 내지 약 100mJ/cm² 미만의 조사 선량에 노출되며, 평균 조사 선량은 약 50 내지 약 60mJ/cm² 범위이다.

장치는 다양한 목적들, 예컨대 물 또는 식품 산업들(예를 들어 음료들의 처리)에서 고처리율로 임의 액체 처리를 위해 이용될 수 있다. 하나의 구현예에서, 세포 배양 배지는 본 발명의 방법들 및 장치로 처리될 수 있다.

세포 배양 배지뿐만 아니라 이에 대한 보강물들이 당분야에 널리 공지되어 있다. 매우 다양한 세포 배양 배지가 다양한 공급자들, 예컨대 Life Technologies, Inc.(Carlsbad, CA), Sigma-Aldrich(St. Louis, MO), Thermo Fisher Scientific(Waltham, MA), Becton Dickinson & Co.(Franklin Lakes, NJ)에서 시판된다. 세포 배양 배지는 진핵 세포들, 원핵 세포들 및 시생대 세포들의 배양들을 위해 이용 가능하다. 예를 들어, 세포 배양 배지는 박테리아, 곤충 세포들, 시생대 세포들, 식물 세포들, 효모, 포유류 세포들, 줄기 세포들, 신경 세포들 및 다른 세포 유형들을 위해 이용 가능하다. 세포 배양 배지는 각각 화학적으로 정의된 성분들을 포함할 수 있고(예컨대 화학적으로 정의된 배지 중) 또는 덜 정의된, 예컨대 식물, 동물 또는 광물 원천들로부터의 추출물들인 하나 이상의 성분들을 포함할 수 있다. 당분야에 널리 공지된 바와 같이, 세포 배양 배지는 하나 이상의 영양소들, 예컨대 당들, 염들, 비타민들, 완충액들, 추출물들, 화학물질들 또는 세포 성장, 생산 또는 배양물의 안정화를 보조하는 다른 영양소들로 보강될 수 있다. 당분야에 또한 널리 공지된 바와 같이, 세포 배양 배지는 혈청으로 보강될 수 있다. 예를 들어, 동물 혈청은 세포 배양에서의 용도에 대해 널리 공지되어 있다. 예를 들어, 포유류 세포 배양을 위해 통용되는 동물 혈청들에는 비제한적으로 공여체 소 혈청(DBS), 소 태아 혈청(FBS), 우 태아 혈청(calf serum)이 포함된다.

특정 구현예들에서, 본 발명의 방법들 및 장치들은 바이러스를 사멸시킬 수 있는 UVC 선량들을 세포 배양 배지(보강물 포함 또는 불포함)에 전달하도록 설계된다. 특정 구현예들에서, 본 발명의 방법들 및 장치들은 감염성 제제, 예컨대 바이러스 존재들의 위험성을 완화시킬 수 있는 UVC 선량들을 세포 배양 배지(보강물 포함 또는 불포함)에 전달하도록 설계된다.

특정 측면에서, 세포 배양 배지 중 바이러스들의 불활성화 방법은 내부 실린더의 외경 및 외부 실린더의 내경 간에 실린더 길이를 따라 갭을 포함하는 하나 이상의 동축 실린더 내로 세포 배양 배지를 도입하는 것을 포함한다. 다른 구현예에서, 장치는 다중 동축 실린더들을 포함한다. 다른 구현예에서, 장치는 동축 실린더들의 매니폴드를 포함한다. 배지는 갭을 따른 실질적으로 사이클론 유로를 따라 세포 배양 배지가 흐르도록 구성된 입구를 통해 도입된다. 방법은 추가로 세포 배양 배지쪽으로 C형 자외선을 방출하여 세포 배양 배지 내 바이러스들을 불활성화하도록 세포 배양 배지를 내부 실린더 내부에 배치된 하나 이상의 C형 자외선 방출기로 조사하는 것을 포함한다. 이어서 방법은 입구 반대편의 외부 실린더의 말단에서 또는 인접하여 외부 실린더에 연결된 세포 배양 배지 출구를 통해 세포 배양 배지를 흘리는 것을 포함한다. 하나의 구현예에서, 세포 배양 배지는 약 2부피% 내지 약 12부피% 범위로 혈청을 함유한다. 특정 측면들에서, 세포 배양 배지는 4부피%의 혈청, 6부피%의 혈청, 8부피%의 혈청 또는 10부피%의 혈청을 함유한다. 다른 구현예에서, 세포 배양 배지는 무혈청이다. 다른 구현예들에서, 세포 배양 배지는 동물 유래 성분이 없거나(ADC-프리), 또는 화학적으로 정의된 것이다. 다른 구현예에서, 세포 배양 배지는 유가 배양을 위한 세포 배양 배지이다.

다른 측면에서, 바이러스들의 불활성화 방법은 하나 이상의 치료적 단백질, 예컨대 모노클로날 항체, 효소, 융합 단백질, 또는 재조합 단백질을 포함하는 액체 배지에 대한 바이오약제 공정에서 하류에 적용될 수 있다. 특정 구현예들에서, 액체 배지는 크로마토그래피 액체, 예컨대 세척액, 용출액 또는 수지 함유 용액이다. 다른 구현예들에서, 액체 배지는 치료 단백질의 제형화 또는 재구성 용액이다.

실시예 1 - 5mm 갭을 갖는 장치

도 4에 나타낸 장치 100의 디자인은 유체 역학 및 조사 모델링의 제 1 원칙들에 근거한 컴퓨터 시뮬레이션을 채용한다. 모델 개발의 워크플로우는 도 9에 나타낸다. 먼저, 장치의 상세한 3D 기하 모델을 구축하였다. 장치 100은 유체 측으로부터 램프를 분리하는 석영 튜브로 둘러싸인 그 코어에 UV 램프(튜브 램프)를 함유하는 2개의 UV 처리 챔버들 110으로 구성된다. 액체 배지는 석영 튜브 및 외부 실린더 벽 사이 갭을 따라 흐른다.

컴퓨터 유체 역학(CFD)을 액체 배지의 바이러스 불활성화용 장치의 상기 모델에서 흐름 분포 해결에서의 도구로서 이용하였다[Fluent, Inc., (Lebanon, NH)]. CFD에는 유한 부피 방법을 이용하여 각각의 조절 부피에서 제 1 원칙들에 기반한 흐름 공식들을 수치적으로 푸는 것이 관여된다(반응기 기하구조는 수백만 개의 조절 부피들로 분별화됨) [S. V. Patankar, Numerical Heat Transfer and Fluid Flow, Hemisphere, Washington, DC, 1980].

흐름 솔루션은 예측 흐름 패턴들에 대한 정보를 제공하였으며, 예측 속도들, 압력 강하 및 난류량들에 대한 가시화를 허용하였다. 흐름 솔루션에 이어, 컴퓨터 모델링된 장치에서 방사선 분포를 예측하기 위해 분별 좌표들(DO) 모델로 불리는 방사선 모델을 이용하였다. 컴퓨터 모델 내 각각의 조절 부피에서, DO 모델은 입사광을 설명하고, 처리될 잠재 유체의 흡광도에 근거해 흡광도, 내부 산란 및 외부 산란을 고려하여 상기 유체 요소 또는 조절 부피를 떠나는 생성 방사선을 계산하였다. 흐름 솔루션과 마찬가지로, 상기 컴퓨터 분석은 컴퓨터 모델링된 장치에 걸친 각각의 조절 부피들에 대해 수행되었으므로, 장치 내 예측 UV선의 분포를 제공하였다. 방사선 모델의 경계 조건들에 대해서, 벽면들은 "방산"하여 모든 방향으로 방사선을 반사하는 것으로 가정되었다.

입사광은 UV 램프 와트수와 효율 및 램프 표면적에 근거하여 계산되었다. 전형적인 램프 효율들은 약 30% 내지 약 40% 범위이다. 또한, 램프 표면으로부터 석영 외표면으로 10% 방사선 손실이 가정되고, 이에 따라 입사 강도(Io)가 계산되어 하기 모든 계산들에서 석영 튜브의 전체 길이에 걸쳐 균일하게 분포될 것으로 가정되었다.

최종 단계로서, 가상 추적 입자들(바이러스 입자들, 단백질 입자들, 유체 패킷들을 시뮬레이션)을 입구 표면에서 방출하였다. 4000개 만큼의 입자들이 유체에 의해 이들에게 가해지는 수력학적 힘들에 근거하여 동축 실린더 110을 통해 추적되었다. 입자들은 충분히 작아서(추정 크기 1㎛) 흐름을 따라 이동하였고 길을 따른 혼합 및 UV 선량에 대한 노출의 우수한 지표를 제공하였다.

각각의 입자에 대해, 이것이 장치 100의 동축 실린더 110을 통해 출구 150으로의 여행을 계속함에 따른 UV 선량을 축적하여 기록하였다. UV 선량은 다음과 같이 계산되었다:

UVC 선량(J/m²) = 입사광(W/m²) * 노출 시간(초) (1)

공식 1의 결과는 추적된 입자들 수에 근거한 UVC 선량 분포였으며, 이는 특정된 유속, 배지 흡광도 및 동축 실린더 110의 기하 디자인에 대한 평균 선량, 편차 및 최소 선량을 결정하기 위한 통계적 척도로 이용되었다.

모든 컴퓨터 시뮬레이션들은 Windows XP x64를 실행하는 HP xw8600-Intel Xeon x5450 워크스테이션에서 상업용 CFD 소프트웨어-ANSYS FLUENT™ 버전 6.3.26을 이용하여 수행되었다. 이용된 분석으로 고해상 유한 부피 메쉬(1x10⁶ 초과 조절 부피들), 증가된 정확성을 위한 이차 수치 분별화 및 잔차들의 심도 수렴(1x10^-4) 달성과 같은 모델링 실무들을 구축하였다.

실시예들 2 및 3에서, 실시예 1의 컴퓨터 모델링으로부터의 예측 결과들이 기재된다. 당분야 숙련자가 인지할 바와 같이, Lagrangian 광량측정은 컴퓨터 모델링에 의해 예측되는 UV 선량 분포들을 확인하기 위해 형광 미세소체를 이용하는 방법이다[Anderson, W.A., Zhang, L., Andrews, S.A., Bolton, J.R. A technique for direct measurement of UV fluence distribution, Proceedings of the Water Quality Technology Conference; American Water Works Association: Philadelphia, PA, 2003]. 상기 접근법에서, 형광 입자들은 장치 상류에서 방출되고 입자들은 UV광이 조사될 때 화학적 반응을 거친다. 장치의 유출부에서, 이들 입자들은 UV 선량 노출 분포에 대응하는 이들의 형광도에 대해 유세포측정으로 분석되며, 이에 따라 본원에서 기재된 수학적 모델들에 대한 확인을 제공한다.

실시예 2 - 접선 유입구와 연결기의 5 mm 간격

도 11에 나타내는 반복 설계는 접선 유입구 (140)와 접선 연결기 (195)에 5 mm의 간격을 두어 데드 스팟을 없애고, 혼합을 강화한다. 접선 유입구 및 연결기는 사이클론 흐름 경로를 만들어 혼합이 더 잘 되도록 하여 UV 투여량 분포가 좁아지도록 하는 잠재성을 갖는다. 도 12에 나타내는 예상 흐름 분포는 비록 관의 길이로 나타내지만 흐름 중 초기에는 팽팽한 소용돌이가 결국에는 제거되는 사이클론 흐름 경로를 나타낸다. "5 mm"라고 표지된 이러한 설계의 예상 UV 투여량 분포가 도 13에 나타나 있다. 도 14에 나타낸 예상 누적 분포 결과로 가변성의 직접적인 지표를 제공하며, 누적 분포의 기울기 변화가 가변성의 직접적인 지표이기 때문이다. 이러한 설계에 있어서의 가변성은 약 31.7%이다.

실시예 3 - 접선 유입구와 연결기의 3 mm 간격

이러한 설계는 접선 유입구 (140)과 접선 연결기 (195)에 더해 5 mm 대신 3 mm의 유액 간격 (160)과 관련이 있다. 이러한 설계로부터의 예상 결과를 "3 mm"라고 표지하여 도 13 및 14에 나타냈다. 무혈청 배지에 있어서의 예상 가변성은 매우 좁은 UV 투여량 분포를 제공하는 21.26%까지의 예상되는 실질적 감소를 나타낸다. 도 14에 나타낸 것으로서 가파른 기울기를 갖는 예상 누적 분포로 설계 개선 특징의 강한 지표를 예보한다. 예를 들면, 무혈청 세포 배양 배지의 분 당 2.5 갤런의 유속 (2.5 gpm 또는 9.5 lpm)에 있어서 평균 투여량은 최소 투약이 30 mJ/cm²인 57.8 mJ/cm²(제곱 센티미터 당 밀리 줄)이다. 도 14에 나타낸 것과 같이, 무혈청 세포 배양 배지 14.90%가 75 mJ/cm²의 최대 투약에 노출될 것이며, 무혈청 세포 배양 배지 100%가 100 mJ/cm² 미만의 투여량에 노출될 것이다.

도 15 및 16에 나타낸 혈청 함유(10 부피%) 세포 배양 배지에 있어서 예상은 좁은 UV 투약 분포와 유사하다. 특히 혈청 함유 세포 배양 배지에 있어서, 분포로 롱 테일이 예상되는 반면에 최소 투여량은 통상적으로 20 mJ/cm²으로 남아있다. 3 mm 유액 간격 및 접선 유입구에 있어서의 설계로 투여량 분포가 최소 투여량이 30 mJ/cm²으로 매우 좁은 것이 예상되며, 도 16에 나타낸 것과 같이 평균 투여량이 58 mJ/cm²의 1 gpm(3.8 lpm)의 유속에 있어서는 85 mJ/cm² 미만으로 노출되는 무혈청 세포 배양 배지 90%가 예상된다.

3 mm 액체 간격 및 접선 유입구 및 연결기의 장치가 무혈청 세포 배양 배지 및 혈청 함유 세포 배양 배지 둘 다에 있어서의 충분하게 좁은 UVC 투약 분포를 제공할 것임이 예상된다. 평행 구성의 이러한 유닛 내의 압력 강하는 높은 유속에서도 5 psi의 한계 내에서 잘 진행될 것이 예상된다. 100 lpm의 높은 유속에서의 예상 압력 강하는 2.5 psi이며, 반면에 낮은 유속의 예상 압력 강하는 2.5 psi 미만의 예상 압력 강하를 제공한다. 이러한 설계로 또한 필요한 경우 일련의 동축 실린더 개수를 감소시켜 목적한다면 낮은 압력 강하를 성립시킬 수 있다. 또 다른 측면에서, 이러한 설계로 1 mm로 간격을 감소시키고, 분 당 0.5 리터로 다수의 유닛을 작동시켜 더 낮은 투과도(약 40 흡광도 유닛의 흡광도)의 집중 배치-공급 배지의 처리를 성립시킬 수 있다.

실시예 4 - 3 mm 간격, 및 접선 유입구, 연결기 및 방출구가 있는 UVC 처리 장치

바이러스 불활성화를 확실하기 하기 위한 높은 유속에서의 세포 배양 배지와 같은 높은 흡광도 유액을 다룰 수 있는 반면에 배지 분해를 야기할 수 있는 높은 투여량을 초과하지 않을 수 있는 UVC 반응기의 연구실 규모 프로토타입을 만들고, 시험했다. 시험 방법은 형광 중심체를 사용하는 UV 반응기 비준에 있어서 Bohrerova 등이 개발한 방법을 기초로 하였다. Bohrerova, Z., Bohrer, G., Mohanraj, S.M, Ducoste, J. 및 Linden, K.G., Experimental measurements of Fluence distribution in a UV reactor using Fluorescent microspheres, Environ. Sci. Technol. 39: 8925 - 8930 (2005)를 참고할 수 있다. 상기 방법에서 UV 투여량 노출 분포는 UV 영향 값에 대한 중심체의 형광성의 상관 관계를 통해 수득하였다.

재료 및 방법

UVC 노출(254 nm)에 민감한 형광 중심체는 대략 4.44 × 10⁹ 입자/ml로 평균화된 1 중량% 고형분인 10 mL 용액 중으로, 인디애나주 인디애나폴리스 소재 Division of Vasmo, Inc.인 PolyMicrospheres에서 수득하였다. 상기는 대략 1.6 um의 평균 직경을 갖는다. 이러한 중심체에서는 UV 영향에 비례하는 UVC 방사에 노출되는 경우 광표백이 일어난다. 이러한 의존 관계로 UV 투여량 분포를 측정하는 이러한 중심체를 이용할 수 있다.

배지 중의 형광 중심체의 UVC 처리

배지 제조

실험 2일 전에 세포 배양 배지(약 1.95 흡광도 유닛의 UVC 흡광도) 및 세포 배양 배지를 함유하는 10% 기증 소 혈청(DBS)(약 5.3 흡광도 유닛의 UVC 흡광도)을 냉장실에서 꺼내 상온에서 평형화시킨다. 중심체 스파이크 용액을 제조하기 위해서 세포 배양 배지 500 mL 용액을 2 mL 중심체 용액과 혼합하여 약 1.8 × 10⁷ 중심체/mL의 농도를 수득하였다. 상기 스파이크 용액 병을 알루미늄 호일로 덮어 실험 전 노출을 방지하였다.

UVC 프로토타입 시험

UVC 프로토타입을 3 mm의 유액 간격, 및 약 30''(76 cm)의 내부 및 외부 실린더 길이를 갖는 도 4에 나타내는 설계를 기초로 제작하였다. 이러한 설계는 챔버내로 소용돌이 사이클론 흐름을 유지 및 발생시키기 위해 접선 유입구 및 방출구 및 접선 연결기가 있는 두 개의 처리 챔버(챔버 당 1 램프)로 구성된다. 상기 램프들은 85 W의 와트수 평가를 갖는 254 nm에서 저압 단색광 램프이다. 그러나, UVC 효율성 평가는 단지 약 32.9%였다. 상기 램프들은 대략 길이가 29''(73.5 cm)이다. 석영 표면에서의 방사 유동은 석영 표면적을 기준으로 대략 400 W/m²으로 평가되었으며, 손실의 이유이다.

UVC 반응기는 도 17에 개략적으로 나타낸 것에 따라 설정하였다. 시스템은 배지 백을 연결시키기 전에 탈이온수를 흘렸다.

40, 58 및 100 mJ/cm²의 표적 평균 UV 영향에 도달시키기 위해서, 필요한 유속을 표 1에 나타낸 것과 같이 CFD 예상 전의 외삽법을 기초로 평가했다. 중심체의 희석 용액을 배지가 UVC 반응기에 들어가기 이전에 흐름으로 스파이크하여 약 1 × 10⁵ 중심체/ml 농도를 획득하였다. 이러한 유속을 또한 표 1에 요약하였다.

UVC 반응기는 대략 650 mL의 부피를 갖는다. 중심체의 일정한 방출구 농도를 획득하기 위해서 중심체 스파이크가 시작될 때 99% 워시아웃을 표적으로 하였다. 표 1은 각 유속에 있어서의 계산된 워시아웃 시간을 포함한다. 잘 혼합된 반응기를 전제로 워시아웃 시간은 계산하였다.

표 1: 표적 UV 영향, 중심체 스파이크 유속 및 농도 평형화 용 워시아웃 시간을 충족하기 위한 계산된 부피 유속

	표적 UV 영향 (mJ/cm²)	램프 번호	유속 (L/분)	중심체 스파이크 유속 (mL/분)	워시아웃 시간(초)
세포 배양 배지 (무혈청)	40	1	7.6	42.9	30
	58	1	4.75	26.8	40
	100	1	2.75	15.5	70
혈청 함유 세포 배양 배지(배지 중의 10% DBS)	40	2	6.0	33.9	30
	58	2	3.8	21.5	50
	100	2	2.2	12.4	90

모든 세포 배양 배지의 진행에 있어서 흐름은 표 1에 나타낸 것과 같이 적당한 워시아웃 시간에 도달할 때까지 폐기물 탱크로 진행된다. 다음에 흐름은 3 분 동안 조사 배지 병으로 다시 향하여 매 분 마다 병을 교체한다. 이러한 시스템에는 각 진행 사이에 탈이온수가 흘려보낸다.

각 배지 타입의 제어 진행은 표적 영향 100 mJ/cm2에 사용되는 것과 동일한 펌프 셋팅을 사용해서 두 개의 UV 램프를 꺼 실행하였다.

세포 배양 배지 처리에 있어서, 두 개의 UV 램프 중 하나는 연결시키지 않았다. DBS 함유 배지를 처리하기 위해서 두 개의 램프를 사용하여 표적 투여량을 획득하였다. 램프는 과열을 방지하기 위해서 UVC 유닛을 통해 진행하는 탈이온수로 처리하기 이전에 10분 동안 켠다. 유속은 표 1에 나타낸 것과 같이 진행하였다.

샘플 추출

각 처리 진행 후에 1 L를 각 폐수 병에서 1 L 둥근 병으로 붓고, 나머지는 버린다. 둥근 병들은 알루미늄 호일로 덮어 추가적인 중심체 노출을 방지하고, 냉장실에 보관하였다.

샘플 추출 1일에 세 개의 200 uL 샘플들을 각 세포 배양 배지 폐수 병에서 유동 세포 분석법(FC)을 위해 96-웰 플레이트로 취했다. 각 비처리 배지 중 하나의 샘플(중심체 없음)을 비교 목적으로 포함시켰다.

샘플 추출 2일에 1일 후 4일 실행하고, 두 개의 96-웰 플레이트에 포함된다. 각 스파이크 용액으로부터의 샘플도 또한 포함되며, 또한 각 폐수 병으로부터의 단일 샘플도 1일에 처리하였다. 플레이트 2는 세포 배양 배지의 각 폐수 병으로부터의 단일 샘플을 포함한다.

벤치-비율 보정

UV 영향 및 형광성 사이의 기능적 관계를 결정하기 위해서, 벤치-비율 보정 실험에서는 유사-조준 빔 장치(used a quasi-collimated beam apparatus) 및 10 내지 120 mJ/cm² 범위의 균일한 투여량에 있어서의 수 중의 중심체 용액을 사용하였다. 샘플은 무작위 순서로 3개씩 진행하고, 저장 용액으로부터 꺼냈다.

저장 중심체 용액의 UV 투과도 및 페트리 인자는 샘플 조사 전에 결정하였다. Bolton, J. R. 및 Linden, K. G., Standardization of Methods for Fluence (UV Dose ) Determination in Bench - Scale UV Experiments, J. Environ. Eng., 129(3), 209 (2003)를 참고할 수 있다. 조사 측정은 샘플 노출 전후 바로 실행하였다. 샘플들을 총 부피가 0.32 mL의 60 × 15 mm 페트리 디시 중에서 마이크로 마그네틱 교반 막대기를 사용해서 혼합하였다.

유동 세포 분석법

중심체 중의 형광성 변화는 4개의 레이저가 장착된 BD^TM Biosciences 특수 순서 유동 세포 분석기 LSR II를 사용해서 검출했다. 캘리포니아주 산호세 소재 BD Biosciences. 488 nm 블루 레이저 및 351 nm UV 레이저를 중심체 여기용으로 사용하였다. 산란 광은 블루 레이저로 검출하고, 중심체의 방출 형광성 광은 밴드 패스 필터 407/30 nm를 사용해서 UV 레이저로 수집하였다. 결과는 BD^TM Biosciences DiVa^TM 소프트웨어 및/또는 FlowJo^TM(Tree Star, Inc., Ashland OR) 결과 분석 소프트웨어를 사용해서 처리 및 분석하였고, 또한 추가 처리 및 분석을 위해서는 MATLAB로 보냈다.

UVC 투여량의 CFD 예상

예상 UVC 투여량을 획득하기 위해서 실제 실험에서 상기에서 기재한 CFD 기술을 이용하고 대략 400 W/m²의 석영 표면으로부터 입사 방사 흐름을 가정해서 새로운 계산을 실행하였다. 약 4.7 흡광도 유닛의 흡광도를 갖는 비타민 C 모델 용액에 대한 CFD 계산(하기에 추가로 기재하는 것과 같음)도 또한 실험 결과와 비교하기 위해 실행하였다.

결과 분석

전처리

유동 세포 분석법에서 수득한 원래 결과를 표준화하여 형광성 측정의 매일의 가변성을 해명하였다. 각 제어 샘플용의 형광성 분포 평균(0 mJ/cm² UV 투여량)을 표준화 인자로서 선택하였다. 도 18a 및 18b는 표준화 전(도 18a) 및 후(도 18b)의 물 및 세포 배양 배지의 형광성 분포를 나타낸다.

형광 분포에서 UV 투여량 분포로의 변형

보정 실험에서 얻은 샘플의 형광성 측정으로 단일 UV 투여량에서 조사된 중심체의 군에 있어서의 형광 분포를 알 수 있다. 도 19는 다양한 UV 투여량 수준에서 조사된 샘플의 형광 분포를 나타낸다. 임의의 특정 이론에 의해 뒷밤침되는 것을 바라지는 않지만 이러한 형광성 수준에서의 가변성은 유동 세포 분석 장치의 특성뿐만 아니라 중심체 군내에서의 고유의 유전성에 기여할 것으로 보인다.

도 20a 및 20b에 나타낸 것과 같이, 문헌 및 과학적 예상을 기초로 각 UV 투여량에 있어서의 물 보정 결과의 평균 형광성은 선형 함수와 관련이 있다. 이러한 함수에서의 곡률은 0 내지 20 mJ/cm² 사이의 낮은 투여량에서 주로 나타난다. 도 20a 및 20b에서 나타내는 예상 함수로 낮은 투여량 결과가 과 예측되는 반면에 높은 투여량 결과는 약 12 mJ/cm²의 RMSE로 하위 예상될 수 있다.

보정 결과는 물 중에서 수득되며, 조준 빔 실험이 입자에 대한 균일한 투여량을 요구하기 때문이다. 세포 배양 배지 또는 모델 용액, 예컨대 비타민 C 용액에 보정 곡선을 적용하는 것에서 형광성 결과는 세포 배양 배지에는 적용되지만 물로의 수집된 보정 결과를 설명하기 위해서 물 조절로부터의 상응하는 형광성 판독(UV 투여량 = 0)에 대해서 세포 배양 배지 제어 중의 중심체의 형광성 판독(UV 투여량 = 0)을 기준으로 축척하였다.

다양한 유속에서의 세포 배양 배지용 UVC 반응기로부터 수득되는 샘플의 통상적인 형광성 측정을 도 21에 나타냈다. 결과 분석 방법의 목적은 유속 세포 분석 측정으로부터의 형광성 분포를 알 수 있는 UVC 반응기에 의해 운반되는 투여량 분포를 평가하기 위해서이다. 이러한 평가는 Blatchley et al., Dyed microspheres for quantification of UV dose distributions : photochemical reactor characterization by Lagrangian actinometry, J. Env. Eng. 132: 1390-1403. (2006)에서 개발한 방법을 사용해서 실행하였다. 상기 작가는 1396 페이지에서 하기와 같은 가설을 제안했다:

투여량 분포에 대상이 되는 중심체를 함유하는 샘플에서의 (형광성) 분포는 하기에 기인한다고 생각할 수 있다:

1. UV 투여량 분포;

2. 유동 세포 분석과 관련된 측정 오류; 및

3. 염색된 중심체 중 모집단 이종성.

또한, 오류의 이러한 근원은 독립적이므로, 이들의 효과가 부가적인 것을 알 수 있다.

수학적인 점에서, 연속-흐름 UV 반응기에서 수집된 샘플 중 측정된 (형광성) 분포는 각 개개 투여량 및 투여량 분포에 기인한다고 생각할 수 있는 (형광성) 분포의 회선으로서 나타낼 수 있다는 것을 가정할 수 있다.

하기 Blatchley 등의 수학적 공식

하기 정기는 실시예 4의 결과 분석 중에 사용하였으며, 도 22a, 22b 및 22C에서 그림으로 나타냈다.

i = 투여량 (D) 증가를 계산하기 위한 지표(빈 너비 = 5 mJ/cm²; i = 1,2,..m)

j = 형광성(F1) 증가를 찾기 위한 지표(빈 너비 = 0.02; j = 1,2,..n)

α _i = 투여량 D_i를 수용하는 샘플 중의 입자 분획

β _j = 형광성 F1_j를 방출하는 투여량 D_i를 수용하는 입자 분획

G _ji = 형광성 F1_j를 방출하는 투여량 D_i를 수용하는 입자 분획

수학적으로 가설은 하기 식으로 나타낼 수 있다:

상기 식에서 F1_j를 방출하는 입자 분획 β _j 가 α₀ 내지 α _m 범위의 다양한 UV 투여량에 노출되므로 F1_j를 방출하는 분획의 선형 결합임을 설명한다. j의 다양한 값에 대해 기재된 식 2는 하기와 같은 벡터 형태로 나타낼 수 있는 선형 식 세트를 형성한다:

디콘볼루션의 목적은 벡터 [α]로 나타내는 투여량 분포의 평가를 수득하기 위한 것이다. 각 작동 조건에 있어서, 벡터 [β]는 UVC 반응기로부터의 샘플의 유동 세포 분석으로부터의 형광 분포(도수 분포도)이다.

Blatchey 등의 식을 풀기 위한 접근법

매트릭스 [G]는 보정 실험 중 균일한 UV 투여량에 노출되는 샘플의 유동 세포 분석으로부터의 결과에 대한 와이블 분포를 사용하는 내삽법 알고리즘을 적용하여 계산하였다.

식 시스템을 해결하기 위해서, 또한 UV 투여량 분포(α _i 의 값)가 UVC 투여량 분포의 예상 형태를 기준으로 로그 정상 분포를 따른다는 것을 가정하였다.

식 4는 하기와 같은 반복 패션으로 해결하였다:

1) 로그 정상 분포, 평균 m 및 표준 편차 s의 두 개의 파라미터를 가장하여 UV 투여량 분포, [α] _g 에 대한 초기 추측을 생성하기 위해 가정하였다.

2) 형광성 분포, [β] _g 는 식 4를 사용해서 주어진 [α] _g 에 있어서 계산하였다.

3) 계산된 [β] _g 값을 실험적으로 수득된 [β] 값과 비교하였다.

총 오류는

로 계산하였다.

4) [α] _g 의 표준 편차 및 평균 값을 최적화하여 총 오류를 최소화하였다. 오류가 관용 기준 미만이 될 때까지 단계 1 내지 3을 반복하였다.

단계 1 내지 4는 MATLAB 코드(MathWorks, Natick, MA)를 사용해서 구형하였다.

결과 분석 기술의 입증

이전 섹션에서 기재한 결과 분석 기술을 수학적 회선 실험을 사용해서 입증하였다. 시험 UV 분포는 수학적으로 보정 샘플에 있어서의 형광성 측정으로부터 구성하였다. 보정 샘플에 있어서의 형광성 분포 측정은 수학적으로 이전에 확인한 비율로 혼합하여 새로운 회선 형광성 분포를 만들었다. 두 개의 시험 분포를 표 2에 나타낸 비율로 보정 샘플을 혼합하여 발생시켰다. 수득된 형광성 분포는 표 23에 나타냈다.

표 2: 두 개의 시험 분포의 혼합 비율

UV 투여량	시험 분포 1	시험 분포 2
mJ/cm²	승수	승수
0	0	0
10	0	0
20	0	1
30	1	3
40	4	4
60	10	6
80	4	3
100	1	2
120	0	1

이전 섹션에서 기재한 수학적 기술은 도 23에 나타낸 형광성 분포로부터의 UV 투여량 분포를 계산하기 위해 적용하였다. 결과는 도 24에 나타냈다. 표 2에 나열한 혼합 비율에 상응하는 실제 UV 투여량 분포를 예상 UV 투여량 분포로 동일한 플롯 상에서 플로팅하였다. 실제 및 예상 값 사이에서 매우 양호한 일치가 관찰되었다. 도 24는 상기 작업에서 사용되는 수학적 기술이 형광성 분포 결과로부터의 UV 투여량 분포를 예상하기 위해 사용할 수 있다는 것을 확인해 준다.

결과

F1 분포 결과로부터 평가된 장치를 통한 세포 배양 배지의 UV 투여량 분포를 도 25a, 25b 및 25C에 나타냈다. 각 유속에 대한 그래프는 공정 중 세 군데의 다른 지점을 나타내는 세 개의 상이한 자로 수집된 샘플로부터 수득된 세 개의 상이한 곡선을 보여준다. 자에서 자로의 최소 변화는 UVC 반응기의 안정된 작동을 나타낸다. CFD 시뮬레이션에 의해 예상되는 UV 투여량 분포도 또한 동일한 플롯 상에서 플롯팅하였다. 정확한 실험 조건에 대한 CFD 계산을 사용하여 실험 결과와 비교하였다.

분 당 7.6 리터(LPM)의 높은 유속에서 실험 중 균일한 흐름을 유지하는데 펌핑 문제가 발생하여 세 번째 샘플이 도 25C-1에서 나타낸 것과 같이 유동 세포 분석법에 대한 충분한 중심체를 수용하지 못했다고 생각된다. 결과는 또한 도 20a 및 20b에 나타낸 함수의 특성과 일치하는 높은 유속에서 과-예상되었다.

장치를 통한 세포 배양 배지 중의 10% DBS의 UV 투여량 분포를 F1 분포 결과로부터 평가하고, 도 26a, 26b 및 26C에 나타낸 것과 같이 모델 (CFD)와 비교하였다. 혈청 함유 배지로부터의 관찰은 평균 값을 포함하는 예상 UV 투여량 분포의 예상과 일치하였다.

흐름 및 UVC 방사의 물리적 현상은 유속 및 연구된 흡광도의 범위에서 변화하는 것으로 기대되지 않으므로 모든 실험 UV 평균 투여량이 시종일관 예상된 것 미만으로 관찰된 것은 잠재적으로 차폐 효과를 야기하고, 결과를 혼동시키는 10% DBS 배지 중의 혈청 성분과 중심체의 상호작용 때문이다. 10% DBS 세포 배양 배지와 유사한 흡광도를 갖는 모델 용액을 사용하여 결과에서의 이러한 잠재적인 불일치를 해결했다. 물 중의 비타민 C 용액을 이러한 모델 용액에 있어서의 잠재적인 후모로서 규정하였다. 3개의 상이한 농도의 비타민 C(아스코르브산) 용액은 UV-분광 광도계(Agilent 8453)를 사용해서 시험해서 254 nm에서 흡광도를 측정했다. 도 27에 나타낸 것과 같이 결과로서 비타민 C 용액이 물과 같은 점도 및 밀도를 유지하면서 10% DBS 세포 배양 배지의 흡광도를 흉내 내도록 모델 유액으로서 사용할 수 있다는 것을 확인하였다.

비타민 C 용액의 10 g/L의 저장 용액을 사용해서 약 4.7 흡광도 유닛의 UVC 흡광도를 갖는 0.1 g/L 비타민 C 용액을 제조하였다. 흡광도 값은 용액 흡광도가 UV 노출로 변화하지 않는 것을 확인하기 위해서 UV 조사로 실험하기 이전 및 후에 측정하였다. 모델 용액을 이용한 실험 절차는 세포 배양 조사 실험을 실행하는 절차와 동일하게 했다.

0.1 g/L 비타민 C 용액으로부터의 결과를 4.7의 흡광도 값에 대한 CFD의 예상과 비교하였고, 도 28a 및 28b에 나타냈다. 비타민 C 모델 용액에 의한 모델 결과는 장치가 혈청 함유 배양 배지와 같은 높은 흡광도 유액으로 실험해도 잘 기능한다는 것을 확인하는 실험 결과와 매우 일치했다.

실험은 또한 비타민 C 용액으로 반복하여 무혈청 세포 배양 배지(1.95 흡광도 유닛의 흡광도)를 흉내 냈다. 0.04 g/L 비타민 C 용액의 농도로 1.94 흡광도 유닛의 UVC 흡광도를 제공했고, 상기는 UV 처리 이전에 용액을 샘플 추출하여 확인하였다. 조사 용액 샘플은 UVC 흡광도 측정을 위해 취해 조사에 의해 용액의 흡광도가 변화하지 않은 것을 확인하였다. 모델 용액을 이용한 실험 절차는 세포 배양 조사 실험을 실행하는 절차와 동일하게 했다. 0.04 g/L 비타민 C 용액으로부터의 결과를 CFD 예상과 비교했으며, 도 29a, 29b 및 29C에 나타냈다.

도 25a, 25b 및 25C와 도 29a, 29b 및 29C와 비교하여 확인할 수 있는 것과 같이 비타민 C 모델 용액은 무혈청 세포 배양 배지와 유사한 결과를 생성했으며, 모델 용액으로서 비타민 C를 취하는 접근법을 확인하였다. 관찰된 가변성은 세포 배양 배지와 같은 높은 흡광도 유액에 데이터세트된 수 보정을 연장시키기 위해 사용된 근사값 및 수 보정 결과와의 함수 특성 및 실험 가변성 내에 있었다.

결론

도 4에 나타낸 설계를 기초로 만든 연구실 규모 프로토타입을 세포 배양 배지에 의한 UVC 투여량 분포를 측정하기 위해 형광성 중심체를 사용해서 시험하였다. 유닛은 접선 유입구, 방출구 및 또한 2개의 처리 챔버 용의 접선 연결기와 3 mm 흐름 간격을 갖는다. 결과로 실험적으로 측정된 UV 투여량 분포가 CFD 모델 예상과 매우 근접하게 일치한다는 것을 알 수 있었다. 혈청 함유 세포 배양 배지 결과는 결과를 혼란스럽게 하는 형광성 중심체와 혈청 성분의 상호작용에 의한 것일 수 있는 투여량을 하위 예측했다. 실험은 혈청 함유 세포 배양 배지에 있어서의 모델 유액과 같이 물 중의 비타민 C 용액으로 반복하였으며, 상기는 유사하게 높은 흡광도 값을 제공하기 때문이다. 상기 결과는 CFD 예상과 매우 유사했으며, 이로서 프로토타입은 높은 흡광도 유액 중에서 바이러스를 불활성화시킬 수 있는 UV 투여량을 운반할 수 있다는 것이 확인되었다. 유용한 접근법으로서 비타민 C의 모델 유액은 무혈청 세포 배양 배지에 있어서의 모델 비타민 C 용액을 제조하여 입증되었으며, 결과는 예상과 매우 일치한 것을 확인하였다.

요약하면, UVC 프로토타입 유닛으로 예시되는 것과 같이 본 발명의 장치는 혈청이 있거나 없는 세포 배양 배지와 같은 높은 흡광도 유액에 있어서 예상하는 것으로서 좁은 UVC 투여량 분포를 생성할 수 있다는 것을 확인하였다. 따라서, 본 발명의 장치는 다양한 바이러스를 사멸시키기 위해 요구되는 UVC 투여량을 운반한다.

여기에 인용된 모든 특허, 공개된 적용 및 참고문헌의 관련된 기재는 이의 전문이 참고문헌으로서 포함된다.

본 발명은 특히 이의 실시형태를 참고하여 나타내고 기재한 반면에, 첨부된 청구의 범위에 의해 포함되는 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 형태 및 상세한 사항에 대한 다양한 변화가 가능할 것이라는 것이 당업에 통상의 지식을 가진 사람들에게 명백할 것이다.

Claims

세포 배양 배지의 바이러스를 불활성화시킬 수 있는 장치로서,
a) 하기를 포함하는 하나 이상의 동축 실린더;
i) 길이, 내부 직경 및 외부 직경을 갖는 외부 실린더, 및
ii) 대체로 외부 실린더의 길이와 동일한 길이를 가지며, 내부 실린더의 외부 직경과 외부 실린더의 내부 직경 사이에 간격이 형성되도록 개조된 외부 직경을 갖는 외부 실린더와 동축인 내부 실린더(상기 세포 배양 배지는 상기 외부 실린더를 통해 상기 간격을 따라 대체로 사이클론 흐름 경로로 흐름),
b) 상기 외부 실린더의 말단에 근접하는 외부 실린더에 연결되어 있으며, 상기 간격을 따라 대체로 사이클론 흐름 경로를 따라 상기 세포 배양 배지가 흐르도록 구성되는 세포 배양 배지 유입구;
c) 타입 C 자외선 방사로 처리되는 세포 배양 배지 쪽으로 타입 C 자외선 방사를 방출하여 상기 세포 배양 배지 중의 바이러스를 불활성화시키기 위해 내부 실린더의 내부에 위치하는 타입 C 자외선 방사의 하나 이상의 방사체; 및
d) 상기 유입구 맞은편의 외부 실린더의 말단에 근접하는 외부 실린더에 연결되는 세포 배양 배지 방출구를 포함하는 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 세포 배양 배지는 분 당 약 0.5 리터 내지 분 당 약 50 리터 범위의 유속에서 상기 간격을 따라 흐르는 것인, 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 바이러스는 외피가 있는 바이러스(enveloped viruses), 외피가 없는 바이러스(non-enveloped viruses) 또는 이의 결합물인 것인, 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 장치는 비처리 제어 배지 중의 바이러스 농도와 비교해서 바이러스 농도를 적어도 4 로그 감소시킬 수 있는 것인, 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 장치는 비처리 제어 배지 중의 바이러스 농도와 비교해서 바이러스 농도를 적어도 5 로그 감소시킬 수 있는 것인, 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 유입구는 직사각형 단면을 갖는 것인, 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 유입구는 상기 유입구를 따르는 중심 선이 상기 외부 실린더의 외부 직경에 근접한 위치에서 상기 유입구를 따라 중심 선에 수직의 상기 외부 실린더의 반경을 횡단하며, 상기 유입구를 따르는 상기 중신 선에 평행인 선은 상기 외부 실린더의 반경과의 방사 각 및 상기 외부 실린더의 축과의 축 각을 형성하도록 위치하는 것인, 장치.
청구항 7에 있어서,
상기 유입구는 상기 외부 실린더에 접선하는 것인, 장치.
청구항 7에 있어서,
상기 축 각은 약 30도 내지 약 90도의 범위 내에 있는 것인, 장치.
청구항 9에 있어서,
상기 축 각은 약 90도인 것인, 장치.
청구항 7에 있어서,
상기 방사 각은 약 90도 내지 약 150도의 범위 내에 있는 것인, 장치.
청구항 11에 있어서,
상기 방사 각은 약 90도인 것인, 장치.
청구항 1에 있어서,
방사 투여량은 약 5 mJ/cm² 내지 약 100 mJ/cm²의 범위 내에 있는 것인, 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 타입 C 자외선 방사의 적어도 하나의 방사체는 약 240 nm 내지 약 260 nm 범위의 파장의 방사를 방출하는 것인, 장치.
청구항 14에 있어서,
상기 타입 C 자외선 방사의 적어도 하나의 방사체는 약 254 nm의 파장의 방사를 방출하는 것인, 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 세포 배양 배지는 무혈청 세포 배양 배지를 포함하는 것인, 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 세포 배양 배지는 혈청 함유 세포 배양 배지를 포함하는 것인, 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 내부 실린더는 플루오로폴리머 및 석영으로 이루어진 군으로부터 선택되는 재료로 이루어지는 것인, 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 간격은 정적 혼합 요소들(static mixing elements)을 포함하는 것인, 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 간격은 약 1 mm 내지 약 5 mm의 범위 내에 있는 것인, 장치.
청구항 20에 있어서,
상기 간격은 약 3 mm인 것인, 장치.
청구항 21에 있어서,
상기 유입구는 상기 외부 실린더에 접선하는 것인, 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 세포 배양 배지 방출구는 방출 시 상기 세포 배양 배지의 사이클론 흐름을 생성 또는 유지하도록 구성되는 것인, 장치.
청구항 1에 있어서,
입력 매니포드(input manifold) 및 출력 매니폴드(output manifold), 및 두 개 이상의 동축 실린더들을 추가로 포함하는 것인, 장치.
청구항 1에 있어서,
적어도 제2 동축 실린더에 연결된 적어도 하나의 연결기를 추가로 포함하며, 상기 연결기는 상기 제2 동축 실린더의 대체로 사이클론 흐름 경로를 따라 상기 세포 배양 배지의 사이클론 흐름을 생성 또는 유지하도록 구성되는 것인, 장치.
청구항 25에 있어서,
상기 연결기는 정적 혼합기 요소들(static mixer elements)을 포함하는 것인, 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 외부 실린더 및 상기 내부 실린더의 길이는 약 25 cm 내지 약 100 cm의 범위 내에 있는 것인, 장치.
청구항 1에 있어서,
타입 C 자외선 방사의 방사체 개수는 1개 방사체 내지 8개 방사체의 범위 내에 있는 것인, 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 간격은 흐름 디플렉터들(flow deflectors)을 포함하는 것인, 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 세포 배양 배지가 노출되는 방사 투여량을 나타내는 모니터를 추가로 포함하는 것인, 장치.
청구항 30에 있어서,
세포 배양 배지의 흐름을 끄기 위한 셧-오프 밸브(shut-off valve)를 추가로 포함하는 것인, 장치.
청구항 31에 있어서,
방사에 과-노출되거나 또는 부족-노출된 세포 배양 배지를 없애 버리기 위한 플러싱 시스템(flushing system)을 추가로 포함하는 것인, 장치.
청구항 1에 있어서,
펌프를 추가로 포함하는 것인, 장치.
청구항 1에 있어서,
세포 배양 배지의 유속은 분 당 약 0.5 리터 내지 분 당 약 50 리터의 범위 내에 있는 것인, 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 장치는 약 50 psi 이하로 압력을 조절하는 것인, 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 장치의 풋프린트(footprint)는 약 5 피트 × 5 피트 × 5 피트 이하인 것인, 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 장치의 부피는 약 125 입방 피트 이하인 것인 장치.
세포 배양 배지의 바이러스를 불활성화시킬 수 있는 장치로서,
a) 하기를 포함하는 하나 이상의 동축 실린더;
i) 길이, 내부 직경 및 외부 직경을 갖는 외부 실린더, 및
ii) 대체로 외부 실린더의 길이와 동일한 길이를 가지며, 내부 실린더의 외부 직경과 외부 실린더의 내부 직경 사이에 약 3 mm의 간격이 형성되도록 개조된 외부 직경을 갖는 외부 실린더와 동축인 내부 실린더(상기 세포 배양 배지는 상기 외부 실린더를 통해 상기 간격을 따라 대체로 사이클론 흐름 경로로 흐름),
b) 상기 외부 실린더의 말단에 근접하며, 상기 간격을 따라 대체로 사이클론 흐름 경로를 따라 상기 세포 배양 배지가 흐르도록 하기 위해 상기 외부 실린더에 접선하는 상기 외부 실린더에 연결된 세포 배양 배지 유입구;
c) 타입 C 자외선 방사로 처리되는 세포 배양 배지 쪽으로 타입 C 자외선 방사를 방출하여 상기 세포 배양 배지 중의 바이러스를 불활성화시키기 위해 내부 실린더의 내부에 위치하는 타입 C 자외선 방사의 하나 이상의 방사체; 및
d) 상기 유입구 맞은편의 외부 실린더의 말단에 근접하는 상기 외부 실린더에 연결되는 세포 배양 배지 방출구를 포함하며,
세포 배양 배지 중 약 90%는 약 80 내지 약 100 mJ/cm² 미만의 방사 투여량에 노출되고, 방사의 평균 투여량은 약 50 내지 약 60 mJ/cm²의 범위이며, 유속은 분 당 약 3 내지 약 5 리터의 범위이고, 세포 배양 배지는 실린더 당 1개의 램프를 포함하는 1 내지 2개의 동축 실린더들을 갖는 약 2 내지 약 5 흡광도 유닛 범위의 자외선 흡광도를 갖는, 상기 세포 배양 배지가 약 20 내지 약 30 mJ/cm²의 범위 내의 최소 방사 투여량에 노출되는 것인, 장치.
고 흡광도 액체 배지의 바이러스를 불활성화시킬 수 있는 장치로서,
a) 하기를 포함하는 하나 이상의 동축 실린더;
i) 길이, 내부 직경 및 외부 직경을 갖는 외부 실린더, 및
ii) 대체로 상기 외부 실린더의 길이와 동일한 길이를 가지며, 내부 실린더의 외부 직경과 외부 실린더의 내부 직경 사이에 간격이 형성되도록 개조된 외부 직경을 갖는 외부 실린더와 동축인 내부 실린더(상기 액체 배지는 상기 외부 실린더를 통해 상기 간격을 따라 대체로 사이클론 흐름 경로로 흐름),
b) 상기 외부 실린더에 대한 각에서 상기 외부 실린더의 말단에 근접한 외부 실린더에 연결되며, 상기 간격을 따라 대체로 사이클론 흐름 경로를 따라 상기 액체 배지가 흐르도록 구성된 액체 배지 유입구;
c) 타입 C 자외선 방사로 처리되는 액체 배지 쪽으로 타입 C 자외선 방사를 방출하여 상기 액체 배지 중의 바이러스를 불활성화시키기 위해 내부 실린더의 내부에 위치하는 타입 C 자외선 방사의 하나 이상의 방사체; 및
d) 상기 유입구 맞은편의 외부 실린더의 말단에 근접하는 외부 실린더에 연결되는 액체 배지 방출구를 포함하는 장치.
청구항 39에 있어서,
상기 액체 배지는 치료 단백질을 포함하는 것인, 장치.
청구항 40에 있어서,
상기 치료 단백질은 단일 클론 항체인 것인, 장치.
청구항 40에 있어서,
상기 치료 단백질은 재조합 단백질인 것인, 장치.
청구항 40에 있어서,
상기 치료 단백질은 효소인 것인, 장치.
세포 배양 배지 중의 바이러스를 불활성화시키는 방법으로서,
a) 내부 실린더의 외부 직경 및 외부 실린더의 내부 직경 사이에 간격, 및 외부 실런더의 말단에 근접한 외부 실린더에 연결된 유입구를 통해 외부 실린더의 길이와 대체로 동일한 길이를 형성하도록 구성되고, 상기 간격을 따라 대체로 사이클론 흐름 경로를 따라 상기 세포 배양 배지가 흐르도록 구성되는 외부 직경을 갖는 내부 실린더, 및 길이, 내부 직경 및 외부 직경을 갖는 외부 실린더를 포함하는 적어도 하나의 동축 실린더에 세포 배양 배지를 도입시키는 단계;
b) 상기 간격을 따라 대체로 사이클론 흐름 경로의 간격을 통해 상기 세포 배양 배지가 흐르도록 하는 단계;
c) 상기 세포 배양 배지 쪽으로 타입 C 자외선 방사를 방출시켜 상기 세포 배양 배지 중의 바이러스를 불활성화시키기 위해서 상기 내부 실린더의 내부에 위치하는 타입 C 자외선 방사의 적어도 하나의 방사체로 상기 세포 배양 배지를 조사하는 단계; 및
d) 상기 유입구 맞은편의 외부 실린더의 말단에 근접하는 외부 실린더에 연결되는 세포 배양 배지 방출구를 통해 상기 세포 배양 배지가 흐르도록 하는 단계를 포함하는 방법.
청구항 44에 있어서,
상기 세포 배양 배지는 분 당 약 0.5 리터 내지 분 당 약 50 리터의 범위 내의 유속으로 흐르는 것인, 방법.
청구항 44에 있어서,
상기 바이러스는 외피가 있는 바이러스, 외피가 없는 바이러스 또는 이의 결합물인 것인, 방법.
청구항 44에 있어서,
불활성화로 비처리 제어 배지 중의 바이러스 농도와 비교해서 바이러스 농도가 적어도 4 로그 감소하는 것인, 방법.
청구항 47에 있어서,
불활성화로 비처리 제어 배지 중의 바이러스 농도와 비교해서 바이러스 농도가 적어도 5 로그 감소하는 것인, 방법.
청구항 44에 있어서,
상기 유입구는 직사각형 단면을 갖는 것인, 방법.
청구항 44에 있어서,
상기 유입구는 상기 유입구를 따르는 중심 선이 상기 외부 실린더의 외부 직경에 근접한 위치에서 상기 유입구를 따라 중심 선에 수직으로 상기 외부 실린더의 반경을 횡단하며, 상기 유입구를 따르는 상기 중심 선에 평행인 선은 상기 외부 실린더의 반경과의 방사 각 및 상기 외부 실린더의 축과의 축 각을 형성하도록 위치하는 것인, 방법.
청구항 50에 있어서,
상기 유입구는 상기 외부 실린더에 접선하는 것인, 방법.
청구항 50에 있어서,
상기 축 각은 약 30 도 내지 약 90 도의 범위 내에 있는 것인, 방법.
청구항 52에 있어서,
상기 축 각은 약 90 도인 것인, 방법.
청구항 50에 있어서,
상기 방사 각은 약 90 도 내지 약 150 도의 범위 내에 있는 것인, 방법.
청구항 54에 있어서,
상기 방사 각은 약 90 도인 것인, 방법.
청구항 44에 있어서,
상기 방사 투여량은 약 5 mJ/cm² 내지 약 100 mJ/cm²의 범위 내에 있는 것인 방법.
청구항 44에 있어서,
상기 타입 C 자외선 방사의 적어도 하나의 방사체는 약 240 nm 내지 약 260 nm의 범위 내의 파장의 방사를 방출하는 것인, 방법.
청구항 57에 있어서,
상기 타입 C 자외선 방사의 적어도 하나의 방사체는 약 254 nm 파장의 방사를 방출하는 것인, 방법.
청구항 44에 있어서,
상기 세포 배양 배지는 무혈청 세포 배양 배지를 포함하는 것인, 방법.
청구항 44에 있어서,
상기 세포 배양 배지는 혈청 함유 세포 배양 배지를 포함하는 것인, 방법.
청구항 44에 있어서,
상기 내부 실린더는 플루오로폴리머 및 석영으로 이루어진 군으로부터 선택되는 재료로 이루어지는 것인, 방법.
청구항 44에 있어서,
상기 간격은 정적 혼합 요소들을 포함하는 것인, 방법.
청구항 44에 있어서,
상기 간격은 약 1 mm 내지 약 5 mm의 범위 내에 있는 것인, 방법.
청구항 63에 있어서,
상기 간격은 약 3 mm인 것인, 방법.
청구항 64에 있어서,
상기 유입구는 상기 외부 실린더에 접선하는 것인, 방법.
청구항 44에 있어서,
상기 세포 배양 배지 방출구는 방출 시에 상기 세포 배양 배지의 사이클론 흐름을 생성 또는 유지하도록 구성되는 것인, 방법.
청구항 44에 있어서,
입력 매니폴드 및 출력 매니폴드, 및 적어도 하나의 동축 실린더들을 추가로 포함하는 것인, 방법.
청구항 44에 있어서,
적어도 제2 동축 실린더에 연결된 적어도 하나의 연결기를 추가로 포함하며, 상기 연결기는 상기 제2 동축 실린더의 대체로 사이클론 흐름 경로를 따라 상기 세포 배양 배지의 사이클론 흐름을 생성 또는 유지하도록 구성되는 것인, 방법.
청구항 68에 있어서,
상기 연결기는 정적 혼합기 요소들을 포함하는 것인, 방법.
청구항 44에 있어서,
상기 외부 실린더와 상기 내부 실린더의 길이는 약 25 cm 내지 약 100 cm의 범위 내에 있는 것인, 방법.
청구항 44에 있어서,
타입 C 자외선 방사의 방사체의 개수는 1개 방사체 내지 8개 방사체의 범위 내에 있는 것인, 방법.
청구항 44에 있어서,
상기 간격은 흐름 디플렉터들을 포함하는 것인, 방법.
청구항 44에 있어서,
상기 세포 배양 배지가 노출되는 방사의 투여량을 나타내는 모니터를 추가로 포함하는 것인, 방법.
청구항 73에 있어서,
세포 배양 배지의 흐름을 끄기 위한 셧-오프 밸브를 추가로 포함하는 것인, 방법.
청구항 74에 있어서,
방사에 과-노출되거나 또는 부족-노출된 세포 배양 배지를 없애 버리기 위한 플러싱 시스템을 추가로 포함하는 것인, 방법.
청구항 44에 있어서,
펌프를 추가로 포함하는 것인, 방법.
청구항 44에 있어서,
상기 세포 배양 배지의 유속은 분 당 약 0.5 리터 내지 분 당 약 50 리터의 범위 내에 있는 것인, 방법.
청구항 44에 있어서,
상기 동축 실린더, 유입구 및 방출구는 약 50 psi 이하로 압력을 조절하는 것인, 방법.
청구항 44에 있어서,
상기 동축 실린더, 유입구 및 방출구의 풋프린트는 약 5 피트 × 5 피트 × 5 피트 이하인 것인, 방법.
청구항 44에 있어서,
상기 동축 실린더, 유입구 및 방출구의 부피는 약 125 입방 피트 이하인 것인, 방법.
세포 배양 배지의 바이러스를 불활성화시키는 방법으로서,
a) 내부 실린더의 외부 직경 및 외부 실린더의 내부 직경 사이에 약 3 mm의 간격, 및 상기 간격을 따라 대체로 사이클론 흐름 경로를 따라 상기 세포 배양 배지가 흐르도록 하기 위해 외부 실린더에 접선하고, 상기 외부 실린더의 말단에 근접하는 외부 실린더에 연결된 유입구를 통해 외부 실린더의 길이와 대체로 동일한 길이를 형성하도록 구성된 외부 직경을 갖는 내부 실린더, 및 길이, 내부 직경 및 외부 직경을 갖는 외부 실린더를 포함하는 적어도 하나의 동축 실린더에 세포 배양 배지를 도입시키는 단계;
b) 상기 간격을 따라 대체로 사이클론 흐름 경로의 간격을 통해 상기 세포 배양 배지가 흐르도록 하는 단계;
c) 상기 세포 배양 배지 쪽으로 타입 C 자외선 방사를 방출시켜 상기 세포 배양 배지 중의 바이러스를 불활성화시키기 위해서 상기 내부 실린더의 내부에 위치하는 타입 C 자외선 방사의 적어도 하나의 방사체로 상기 세포 배양 배지를 조사하는 단계; 및
d) 상기 유입구 맞은편의 외부 실린더의 말단에 근접하는 외부 실린더에 연결되는 세포 배양 배지 방출구를 통해 상기 세포 배양 배지가 흐르도록 하는 단계를 포함하며,
방사의 평균 투여량은 약 50 내지 약 60 mJ/cm²의 범위이며, 유속은 분 당 약 3 내지 약 5 리터의 범위이고, 세포 배양 배지는 실린더 당 1개의 램프를 포함하는 1 내지 2개의 동축 실린더들을 갖는 약 2 내지 약 5 흡광도 유닛 범위의 자외선 흡광도를 갖는, 상기 세포 배양 배지가 약 80 내지 약 100 mJ/cm² 미만의 방사 투여량에 노출되는 것인, 방법.
고 흡광도 액체 배지 중의 바이러스를 불활성화시키는 방법으로서,
a) 내부 실린더의 외부 직경 및 외부 실린더의 내부 직경 사이에 간격, 및 외부 실린더의 말단에 근접한 외부 실린더에 연결된 유입구를 통해 외부 실린더의 길이와 대체로 동일한 길이를 형성하도록 구성되고, 상기 간격을 따라 대체로 사이클론 흐름 경로를 따라 상기 액체 배지가 흐르도록 구성되는 외부 직경을 갖는 내부 실린더, 및 길이, 내부 직경 및 외부 직경을 갖는 외부 실린더를 포함하는 적어도 하나의 동축 실린더에 상기 액체 배지를 도입시키는 단계;
b) 상기 간격을 따라 대체로 사이클론 흐름 경로의 간격을 통해 상기 액체 배지가 흐르도록 하는 단계;
c) 상기 액체 배지 쪽으로 타입 C 자외선 방사를 방출시켜 상기 액체 배지 중의 바이러스를 불활성화시키기 위해서 상기 내부 실린더의 내부에 위치하는 타입 C 자외선 방사의 적어도 하나의 방사체로 상기 액체 배지를 조사하는 단계; 및
d) 상기 유입구 맞은편의 외부 실린더의 말단에 근접하는 외부 실린더에 연결되는 액체 배지 방출구를 통해 상기 액체 배지가 흐르도록 하는 단계를 포함하는 방법.
청구항 82에 있어서,
상기 액체 배지는 치료 단백질을 포함하는 것인, 방법.
청구항 83에 있어서,
상기 치료 단백질은 단일 클론 항체인 것인, 방법.
청구항 83에 있어서,
상기 치료 단백질은 재조합 단백질인 것인, 방법.
청구항 83에 있어서,
상기 치료 단백질은 효소인 것인, 방법.