(57)【要約】【課題】有用物質が含まれている液体に混入しているウイルスを適切に不活化することが可能なウイルス不活化方法及びウイルス不活化装置を提供する。【解決手段】ウイルス不活化方法は、ウイルスが含まれている液体を圧力容器１０に充填し、圧力媒体を導入し、液体の静水圧でウイルスを不活化し、不活化された液体を、圧力容器１０に設けられた開口のうち、圧力媒体を通じた開口と同一の開口（１０ｂ）を通じて排出する。ウイルス不活化装置１は、液体の静水圧でウイルスを不活化するための圧力容器１０と、ウイルスが含まれている液体を供給する供給管２０と、圧力媒体を導入する圧力媒体導入管３０と、不活化された液体を排出する排出管４０と、バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３とを備え、排出管４０は、圧力媒体導入管３０が連通している開口と同一の開口（１０ｂ）に連通している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウイルスが含まれている液体を圧力容器に充填し、
前記液体が充填されている前記圧力容器に加圧した圧力媒体を導入し、
前記圧力容器に保持されている液体の静水圧で前記ウイルスを不活化し、
前記圧力容器に保持されている不活化された前記液体を、前記圧力媒体を通じた前記圧力容器の開口と同一の開口を通じて前記圧力容器から排出するウイルス不活化方法。
【請求項２】
請求項１に記載のウイルス不活化方法において、
前記圧力容器に保持されている不活化された前記液体を、前記圧力容器に気体を圧送し、前記気体で押し出して排出するウイルス不活化方法。
【請求項３】
請求項２に記載のウイルス不活化方法において、
前記気体が、ウイルスが含まれている前記液体を通じた前記圧力容器の開口と同一の開口を通じて圧送されるウイルス不活化方法。
【請求項４】
請求項２に記載のウイルス不活化方法において、
前記気体が、ウイルスが含まれている前記液体を通じた前記圧力容器の開口とは異なる開口を通じて圧送されるウイルス不活化方法。
【請求項５】
請求項１に記載のウイルス不活化方法において、
前記圧力容器に充填された前記液体を、２５０ＭＰａ以上４００ＭＰａ以下の圧力に加圧するウイルス不活化方法。
【請求項６】
請求項１に記載のウイルス不活化方法において、
ウイルスが含まれている前記液体を複数の圧力容器に分配して充填し、
前記液体が充填されている前記圧力容器のそれぞれに加圧した圧力媒体を導入し、
前記圧力容器のそれぞれに保持されている液体の静水圧で前記ウイルスを不活化し、
前記圧力容器のそれぞれに保持されている不活化された前記液体を、前記圧力媒体を通じた前記圧力容器の開口と同一の開口を通じて前記圧力容器のそれぞれから排出するウイルス不活化方法。
【請求項７】
請求項１に記載のウイルス不活化方法において、
ウイルスが含まれている前記液体が、温度応答性高分子の作用を利用したアフィニティクロマトグラフィに供して得た精製液であるウイルス不活化方法。
【請求項８】
請求項１に記載のウイルス不活化方法において、
ウイルスが含まれている前記液体が、抗体を含む液体であり、
抗体を含む前記液体が、抗体産生細胞を培養した培養液の上清をアフィニティクロマトグラフィに供して粗精製液を回収し、前記粗精製液を陽イオン交換クロマトグラフィに供して中間精製液を回収した後、前記中間精製液を陰イオン交換クロマトグラフィに供して得た最終精製液であるウイルス不活化方法。
【請求項９】
液体の静水圧でウイルスを不活化するための圧力容器と、
ウイルスが含まれている液体を前記圧力容器に供給する供給管と、
前記圧力容器に加圧した圧力媒体を導入する圧力媒体導入管と、
前記圧力容器に保持されている不活化された前記液体を前記圧力容器から排出する排出管と、
前記供給管を開閉自在な第１バルブと、
前記圧力媒体導入管を開閉自在な第２バルブと、
前記排出管を開閉自在な第３バルブと、
を備え、
前記排出管は、前記圧力媒体導入管が連通している前記圧力容器の開口と同一の開口に連通しているウイルス不活化装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のウイルス不活化装置において、
前記圧力容器に気体を圧送する気体圧送管と、
前記気体圧送管を開閉自在な第４バルブと、
を更に備えたウイルス不活化装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載のウイルス不活化装置において、
前記気体圧送管が、前記供給管が連通している前記圧力容器の開口と同一の開口に連通しているウイルス不活化装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載のウイルス不活化装置において、
前記気体圧送管が、前記供給管が連通している前記圧力容器の開口とは異なる開口に連通しているウイルス不活化装置。
【請求項１３】
請求項９に記載のウイルス不活化装置において、
前記圧力媒体導入管が、前記圧力媒体を２５０ＭＰａ以上の圧力に加圧可能な高圧ポンプを備えているウイルス不活化装置。
【請求項１４】
請求項９に記載のウイルス不活化装置において、
前記圧力容器が、並列状に複数備えられ、
複数の前記圧力容器のそれぞれは、前記供給管、前記圧力媒体導入管及び前記排出管と接続されており、
前記排出管は、前記圧力媒体導入管が連通している複数の前記圧力容器のそれぞれの開口と同一の開口に連通しているウイルス不活化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医薬品、飲食品等の生物由来の製品に混入するウイルスを不活化するウイルス不活化方法及びウイルス不活化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医薬品、飲食品、化粧品等の各種の製品の製造工程では、細胞を培養する操作が行われることがある。例えば、バイオ医薬品の製造工程においては、目的の有用物質を産生する能力を持つ細胞が培養タンク等を使用して液体培養される。そして、細胞によって産生された有用物質が培養液から精製されて、生物由来の成分を含むバイオ医薬品が製品化されている。
【０００３】
バイオ医薬品のような生物由来の製品は、製造の過程で微生物やウイルスが混入する虞が高く、これらが混入することにより、製品の安全性や品質が損なわれる。そのため、生物由来の製品は、多くの場合、製造工程中で滅菌処理やウイルス不活化処理を施されている。滅菌処理やウイルス不活化処理の方法としては、加熱処理、酸処理、紫外線処理、ガンマ線処理等がある。
【０００４】
抗体医薬は、バイオ医薬品の一種であり、近年、盛んに開発が進められている。抗体医薬は、抗体産生能を持つ動物細胞を培養し、培養液中に産生された抗体を、アフィニティクロマトグラフィ等により精製して製剤化するのが一般的である。アフィニティリガンドとしては、抗体に対して特異的な親和性を有するプロテインＡ等が用いられている。
【０００５】
アフィニティクロマトグラフィによる精製では、プロテインＡ等を担持したアフィニティカラムに培養液が通され、培養液中に産生された抗体が、中性条件の下でプロテインＡ等に選択的に吸着する。そして、吸着した抗体は、抗体以外の夾雑物が洗浄、除去された後、酸性条件の下で溶離して回収される。抗体を回収するに際しては、多くの場合、ｐＨ３以下程度の酸性の溶離液が、カラム内に数時間にわたって保持される。このような操作により、酸処理によるウイルス不活化処理が、抗体の溶出と兼ねて行われている。
【０００６】
抗体のようなタンパク質性の有用物質が含まれている培養液をウイルス不活化処理すると、有用物質が加熱処理や酸処理によって変性し、製品の品質が低下するという問題がある。そこで、製品の品質を確保しつつウイルスを確実に不活化する条件について種々の検討がなされている。例えば、特許文献１には、タンパク質の調製物の溶液を＋４５℃〜＋９５℃、０．１〜２０秒の滞留時間で加熱することでウイルス不活化処理する技術が開示されている。また、特許文献２には、タンパク質等への影響少なくＣ型肝炎ウイルスを不活化する方法として、強度が２０ｍＷ／ｃｍ２のＵＶ−Ｃを１分以上照射する方法が開示されている。
【０００７】
また、従来、ウイルス不活化方法としては、加熱処理、紫外線処理等の他に、マイクロバブル処理、化学処理等についても検討がなされている。例えば、非特許文献１には、人工的にネコカリシウイルスを取り込ませた牡蠣を、オゾンナノバブル水中で６時間処理した結果、牡蠣自体は生存したまま、ウイルス感染価が低下したことが報告されている。また、非特許文献２には、５０００ｐｐｍ以上の次亜塩素酸ナトリウムをネコカリシウイルスに１分間作用させた結果、ウイルス活性が検出限界以下に低下したことが報告されている。
【０００８】
また、飲食品の分野において、製品に混入する虞がある微生物を、高圧処理によって滅菌する技術が開発されている。例えば、非特許文献３には、処理室に充填した液状処理品を圧力媒体を介して加圧し、高圧処理によって殺菌を行う処理システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平０６−０６５０９１号公報
【特許文献２】特開２００９−００５５８９号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】高橋正好ら，「微細気泡の最新技術」，株式会社エヌ・ティー・エス，２００６年１１月，ｐ４３−４９
【非特許文献２】J.C. Doultree, J.D. Druce, C.J. Birch, D.S. Bowden, J.A. Marshall, “Inactivation of feline calicivirus, a Norwalk virus surrogate”, The Journal of Hospital Infection (1999), Vol. 41, Issue 1, p51-57
【非特許文献３】「高温・高圧利用技術  高圧食品技術」、［online］、株式会社神戸製鋼所、［２０１６年４月１３日検索］、インターネット（URL: http://www.kobelco.co.jp/products/ip/technology/food.html）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来、一般的に用いられている、加熱処理、酸処理等によるウイルス不活化方法では、特許文献１に開示されるように処理時間を短くしたとしても、被処理液に含まれている有用物質の重度の劣化が避けられないという問題がある。また、特許文献２に開示されるような紫外線処理や、ガンマ線処理によるウイルス不活化処理も、有用物質を変性させたり、分解物を新たに生成したりする問題がある。そのため、加熱処理、酸処理、紫外線処理、ガンマ線処理等によるウイルス不活化方法は、抗体のように変性し易い有用物質を含んでおり、有用物質の変性や分解物の生成が製品品質に影響し易い液体の処理には適していない。
【００１２】
また、非特許文献１に開示されるようなマイクロバブル処理や、非特許文献２に開示されるような化学処理によるウイルス不活化処理も、有用物質を変性させる虞があるし、被処理液にオゾン、次亜塩素酸塩等の新たな異物を混入させてしまうという問題がある。処理に用いたオゾン、次亜塩素酸塩や、これらによる分解で生じた分解物については、製造工程中で除去しておく必要があるため、製造工程が複雑化したり、製品化に要する時間が長期化したりしてしまう。また、非特許文献３に開示されるように高圧処理を行う方法も考えられるが、高圧で処理した液体が圧力解放されるときには、減圧に伴って強いせん断力が生じるため、有用物質が変性してしまう虞が高い。
【００１３】
そこで、本発明は、有用物質が含まれている液体に混入しているウイルスを適切に不活化することが可能なウイルス不活化方法及びウイルス不活化装置を提供することを目的とする。
【００１４】
前記課題を解決するために本発明に係るウイルス不活化方法は、ウイルスが含まれている液体を圧力容器に充填し、前記液体が充填されている前記圧力容器に加圧した圧力媒体を導入し、前記圧力容器に保持されている液体の静水圧で前記ウイルスを不活化し、前記圧力容器に保持されている不活化された前記液体を、前記圧力媒体を通じた前記圧力容器の開口と同一の開口を通じて前記圧力容器から排出する。
【００１５】
また、本発明に係るウイルス不活化装置は、液体の静水圧でウイルスを不活化するための圧力容器と、ウイルスが含まれている液体を前記圧力容器に供給する供給管と、前記圧力容器に加圧した圧力媒体を導入する圧力媒体導入管と、前記圧力容器に保持されている不活化された前記液体を前記圧力容器から排出する排出管と、前記供給管を開閉自在な第１バルブと、前記圧力媒体導入管を開閉自在な第２バルブと、前記排出管を開閉自在な第３バルブと、を備え、前記排出管は、前記圧力媒体導入管が連通している前記圧力容器の開口と同一の開口に連通している。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るウイルス不活化方法及びウイルス不活化装置は、有用物質が含まれている液体に混入しているウイルスを適切に不活化することを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係るウイルス不活化装置を模式的に示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るウイルス不活化方法の被処理液を充填する工程を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るウイルス不活化方法の圧力媒体を導入する工程を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るウイルス不活化方法の静水圧で不活化する工程を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るウイルス不活化方法の処理済液を排出する工程を示す図である。
【図６】第１変形例に係るウイルス不活化装置を模式的に示す図である。
【図７】第１変形例に係るウイルス不活化方法の圧力媒体を導入する工程を示す図である。
【図８】第１変形例に係るウイルス不活化方法の処理済液を排出する工程を示す図である。
【図９】第２変形例に係るウイルス不活化装置を模式的に示す図である。
【図１０】第２変形例に係るウイルス不活化方法の圧力媒体を導入する工程を示す図である。
【図１１】第２変形例に係るウイルス不活化方法の処理済液を排出する工程を示す図である。
【図１２】第３変形例に係るウイルス不活化装置を模式的に示す図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係るウイルス不活化装置の第１実施例を示す図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係るウイルス不活化装置の第２実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態に係るウイルス不活化方法及びウイルス不活化装置について、図を参照しながら説明する。なお、以下の各図において共通する構成については同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係るウイルス不活化装置を模式的に示す図である。
図１に示すように、ウイルス不活化装置１は、圧力容器１０と、供給管２０と、圧力媒体導入管３０と、排出管４０と、供給管バルブ（第１バルブ）Ｖ１と、圧力媒体導入管バルブ（第２バルブ）Ｖ２と、排出管バルブ（第３バルブ）Ｖ３と、高圧ポンプＰ１と、を備えている。
【００２０】
図１に示すウイルス不活化装置１は、ウイルスが含まれている液体を静水圧を利用してウイルス不活化処理する装置である。ウイルス不活化装置１では、ウイルスが含まれている液体（被処理液）を高圧に加圧した圧力媒体で圧縮し、その液体中に高い静水圧を発生させることによってウイルスを破壊する。ウイルスが含まれている液体（被処理液）を、このような高い静水圧を利用して処理することにより、ウイルスが不活化されて感染性が失われた液体（処理済液）が得られる。
【００２１】
圧力容器１０は、内部に導入された被処理液を高圧下に保持し、液体の静水圧でウイルスを不活化するために備えられる。圧力容器１０は、ステンレス鋼製等の耐圧性の容器とされる。圧力容器１０の最高許容圧力は、少なくとも２５０ＭＰａ以上、好ましくは４００ＭＰａ以上とされる。
【００２２】
圧力容器１０は、例えば、管径に比して管長が長く、高いアスペクト比を有する管状の圧力配管として設けることができる。図１に示す圧力容器１０は、両端に開口を有しており、圧力容器１０の一端側には、被処理液が流入する開口（入口１０ａ）、他端側には、処理済液が流出する開口（出口１０ｂ）が設けられている。
【００２３】
圧力容器１０は、内部に発生させる静水圧の大きさ、被処理液の総処理量、ウイルス不活化処理に割り当て可能な処理時間等に基いて、適宜の寸法に設けることができる。例えば、圧力配管については、管径（内径）を数ｍｍから数ｃｍ、管長を数ｍから数百ｍに設けることが可能である。圧力配管は、直線状、螺旋状、湾曲状、環状等の適宜の管形状にして使用することができる。
【００２４】
圧力容器１０は、両端の開口が、鉛直方向について同じ高さに配置されていてもよいし、静水圧差を生じ得る、互いに異なる高さに配置されていてもよい。但し、被処理液の充填や処理済液の排出を重力を利用して容易に行う観点からは、被処理液が流入する開口が相対的に高い位置となるように配置することが好ましい。
【００２５】
供給管２０は、ウイルスが含まれている液体（被処理液）を圧力容器１０に供給するために備えられている。供給管２０は、被処理液を供給する被処理液ヘッダと圧力容器１０との間を接続しており、圧力容器１０の入口１０ａに連通している。被処理液は、供給管２０を被処理液ヘッダから圧力容器１０に向けて通流し、入口１０ａを通じて圧力容器１０の内部に充填されるようになっている。
【００２６】
供給管バルブＶ１は、供給管２０に設けられており、供給管２０の管路を開閉自在に設けられている。供給管バルブＶ１は、充填管２０の管路が閉鎖されたとき、圧力容器１０の内圧を保つことができる耐圧性の高圧弁等である。供給管バルブＶ１の最高許容圧力は、少なくとも２５０ＭＰａ以上、好ましくは４００ＭＰａ以上とされる。供給管バルブＶ１としては、例えば、高圧用のニードルバルブ、ボールバルブ等を用いることができる。
【００２７】
圧力媒体導入管３０は、圧力容器１０に加圧した水等の圧力媒体を導入するために備えられている。圧力媒体導入管３０は、圧力媒体を供給する圧力媒体ヘッダと圧力容器１０との間を接続しており、圧力容器１０の出口１０ｂに連通している。圧力媒体導入管３０には、圧力媒体を２５０ＭＰａ以上の圧力に加圧可能な高圧ポンプＰ１が備えられている。圧力媒体は、圧力媒体導入管３０を圧力媒体ヘッダから圧力容器１０に向けて通流し、高圧ポンプＰ１によって高圧に加圧された後、出口１０ｂを通じて圧力容器１０の内部に導入されるようになっている。
【００２８】
圧力媒体としては、例えば、精製水、蒸留水、純水等の水や、水溶液等を用いることができる。水溶液としては、例えば、緩衝液、電解質水溶液、界面活性剤水溶液、アミノ酸水溶液、糖水溶液等の生物学的毒性が低い溶液が挙げられる。これらの溶液は、滅菌されると共に、発熱性物質が排除されていることが好ましい。
【００２９】
緩衝液としては、例えば、酢酸、酢酸ナトリウム、酢酸ナトリウム水和物、クエン酸、クエン酸水和物、クエン酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム水和物、リン酸、リン酸二水素ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム水和物、リン酸水素二ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム水和物、リン酸ナトリウム等の水溶液が挙げられる。緩衝液を用いることにより、タンパク質性の有用物質について、ｐＨ変動に起因する変性を抑制することができる。電解質水溶液としては、例えば、塩化ナトリウム、乳酸塩、酢酸塩等の水溶液が挙げられる。電解質水溶液を用いることにより、タンパク質性の有用物質の等電点や疎水相互作用等を調整することができるので、タンパク質の凝集体の形成が防止される。
【００３０】
界面活性剤水溶液としては、例えば、モノラウリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、オレイン酸ポリオキシエチレンソルビタン等のソルビタン脂肪酸エステルや、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール等の非イオン性の水溶液が挙げられる。界面活性剤水溶液を用いることにより、タンパク質性の有用物質が圧力容器１０や配管の壁面に吸着するのを防止することができる。アミノ酸水溶液としては、例えば、グリシン、Ｌ−アルギニン、Ｌ−ヒスチジン、ヒスチジン塩酸塩等の水溶液が挙げられる。アミノ酸水溶液を用いることにより、ペプチド結合やジスルフィド結合の開裂等を抑制できるので、タンパク質性の有用物質の劣化が防止される。
【００３１】
糖水溶液としては、例えば、トレハロース（ガラス転移点１０７℃）、マルトース（ガラス転移点９２℃）、スクロース（ガラス転移点６５℃）、Ｄ−マンニトール（ガラス転移点１３０℃）、デキストラン（ガラス転移点１６０℃）等の水溶液が挙げられる。糖水溶液を用いることにより、タンパク質性の有用物質と糖との間に水素結合を形成させることができるので、有用物質が安定化されて劣化し難くなる。特に、処理済液を乾燥処理したときには、タンパク質性の有用物質に結合した糖が、アモルファス状態となる。そのため、糖のガラス転移温度が高いほど、常温付近で行うウイルス不活化処理等において、有用物質の分子運動を抑制する高い効果が得られる。但し、糖は、非還元糖であることが好ましい。糖が還元糖であると、タンパク質性の有用物質と反応し、表面の官能基等が変性する虞がある。
【００３２】
圧力媒体導入管バルブＶ２は、圧力媒体導入管３０に設けられており、圧力媒体導入管３０の管路を開閉自在に設けられている。圧力媒体導入管バルブＶ２は、圧力媒体導入管３０の管路が閉鎖されたとき、圧力容器１０の内圧を保つことができる耐圧性の高圧弁等である。圧力媒体導入管バルブＶ２の最高許容圧力は、少なくとも２５０ＭＰａ以上、好ましくは４００ＭＰａ以上とされる。圧力媒体導入管バルブＶ２としては、例えば、高圧用のニードルバルブ、ボールバルブ等を用いることができる。
【００３３】
排出管４０は、圧力容器１０に保持されているウイルスが不活化された液体（処理済液）を圧力容器１０から排出するために備えられている。排出管４０は、圧力容器１０と処理済液を受けるフラクションタンク等との間を接続しており、圧力媒体導入管３０が連通している圧力容器１０の開口（出口１０ｂ）と同一の開口（出口１０ｂ）に連通している。処理済液は、圧力媒体を通じた開口（出口１０ｂ）と同一の開口（出口１０ｂ）を通じて圧力容器１０から排出され、排出管４０を通流した後、不図示のフラクションタンク等に回収されるようになっている。
【００３４】
排出管バルブＶ３は、排出管４０に設けられており、排出管４０の管路を開閉自在に設けられている。排出管バルブＶ３は、排出管４０の管路が閉鎖されたとき、圧力容器１０の内圧を保つことができる耐圧性の高圧弁等である。排出管バルブＶ３の最高許容圧力は、少なくとも２５０ＭＰａ以上、好ましくは４００ＭＰａ以上とされる。排出管バルブＶ３としては、例えば、高圧用のニードルバルブ、ボールバルブ等を用いることができるが、特に、入出口の中心線が直線的であり、流体抵抗が少ないストレート型のバルブが好ましい。
【００３５】
次に、ウイルス不活化装置１を使用して行うウイルス不活化方法について説明する。
【００３６】
ウイルス不活化装置１において、圧力媒体導入管３０と排出管４０とは、圧力容器１０に設けられた開口のうち、供給管２０が連通している開口（入口１０ａ）とは異なる開口（出口１０ｂ）に互いの管路が合流してそれぞれ連通している。そのため、ウイルス不活化装置１を使用して行うウイルス不活化方法では、供給管２０を通じた被処理液の導入と、排出管４０を通じた処理済液の排出とが、圧力容器１０に対して互いに順方向の液流方向となるように行われる。
【００３７】
図２は、本発明の一実施形態に係るウイルス不活化方法の被処理液を充填する工程を示す図、図３は、圧力媒体を導入する工程を示す図、図４は、静水圧で不活化する工程を示す図、図５は、処理済液を排出する工程を示す図である。
【００３８】
本実施形態に係るウイルス不活化方法では、はじめに、図２に示すように、ウイルスが含まれている液体（被処理液）を圧力容器１０に充填する。圧力容器１０に被処理液を充填するとき、供給管バルブＶ１は、開放された状態（図において白抜きで示す）、圧力媒体導入管バルブＶ２と排出管バルブＶ３とは、閉鎖された状態（図において黒塗りで示す）である。被処理液は、圧力容器１０の内部に入口１０ａを通じて充填される。そして、被処理液が圧力容器１０の内部に略満杯の状態まで満たされた後、供給管バルブＶ１が閉鎖される。
【００３９】
続いて、図３に示すように、ウイルスが含まれている液体（被処理液）が充填されている圧力容器１０に、加圧した水等の圧力媒体を導入する。圧力容器１０に圧力媒体を導入するとき、閉鎖されていた圧力媒体導入管バルブＶ２は開放される。圧力媒体は、高圧ポンプＰ１によって高圧に加圧された後に、被処理液が充填された圧力容器１０の内部に出口１０ｂを通じて導入される。そして、圧力容器１０に充填されている被処理液が、圧力媒体による圧力で圧縮され、圧力容器１０に保持されている液体に高い静水圧が掛かる状態で、圧力媒体導入管バルブＶ２が閉鎖される。
【００４０】
続いて、図４に示すように、圧力媒体が導入された圧力容器１０の内部の圧力を維持し、圧力容器１０に保持されている液体の静水圧で被処理液に含まれているウイルスを不活化する。被処理液に含まれているウイルスを不活化するとき、開放されていた圧力媒体導入管バルブＶ２は閉鎖される。被処理液は、圧力媒体と共に圧力容器１０の内部に所定時間にわたって保持され、混入している虞があるウイルスが確実に不活化される。
【００４１】
一般に、エンベロープを有するウイルスは、常温において、１００ＭＰａ以上の圧力で破壊される。エンベロープを構成する脂質二重膜に高圧が掛かると、体積を小さくする方向に平衡が移動し、１００ＭＰａ以上の圧力では、形状を維持できなくなるためである。一方、エンベロープを有しないウイルスは、常温において、２５０ＭＰａ以上の圧力で破壊される。ウイルスの外殻を成すカプシドは、水が圧縮されて約１０％以上の体積変化を生じると破壊される、という知見が本発明者によるウイルス観察から得られている。水は非圧縮性流体であるものの、常温において、約２５０ＭＰａ以上の圧力を掛けると、１０％以上の体積変化を生じさせることができる。
【００４２】
したがって、ウイルス不活化処理においては、圧力容器１０に充填されたウイルスが含まれている液体（被処理液）を、常温において、絶対圧で２５０ＭＰａ以上４００ＭＰａ以下の圧力に加圧することが好ましい。被処理液を２５０ＭＰａ以上の圧力に加圧することにより、エンベロープの有無にかかわらずウイルスの全体を不活化することができる。一方、４００ＭＰａ以下の圧力であると、被処理液がタンパク質性の有用物質を含む場合に、静水圧で高次構造等が失われるのを避けることができる。
【００４３】
ウイルス不活化処理においては、圧力容器１０に充填されたウイルスが含まれている液体（被処理液）を、０℃以上３０℃以下の温度に保持することが好ましい。被処理液を３０℃以下の温度に保持すれば、被処理液に含まれている有用物質が高熱に晒されなくて済むので、有用物質の熱変性が抑制される。また、被処理液を０℃以上の温度に保持すれば、水等の圧力媒体が極度に高粘度化しなくて済むので、強いせん断力や摩擦力が発生し難くなり、物理的刺激や摩擦熱による有用物質の変性が抑制される。
【００４４】
ウイルス不活化処理においては、圧力容器１０に充填されたウイルスが含まれている液体（被処理液）を、２５０ＭＰａ以上の圧力の下で、５分以上保持することが好ましい。被処理液を高圧下に５分以上保持すれば、被処理液に混入している虞があるウイルスの全部を、確実にウイルス不活化処理することができる。
【００４５】
続いて、図５に示すように、圧力容器１０に保持されているウイルスが不活化された液体（処理済液）を、圧力媒体を通じた圧力容器１０の開口（出口１０ｂ）と同一の開口（出口１０ｂ）を通じて圧力容器１０から排出管バルブＶ３を介して排出する。圧力容器１０に保持されている処理済液を排出するとき、閉鎖されていた排出管バルブＶ３は開放される。ウイルス不活化処理された処理済液と圧力媒体とは、互いに十分に混ざり合う以前に、圧力容器１０の内部から出口１０ｂを通じて排出され、ウイルスが不活化された処理済液が回収される。
【００４６】
以上のウイルス不活化装置及びウイルス不活化方法によれば、有用物質が含まれている液体を圧力容器に充填し、その圧力容器に圧力媒体を導入することによって、圧力容器に保持されている液体に高い静水圧を掛けることができる。静水圧を利用したウイルス不活化処理によると、加熱処理、酸処理、紫外線処理、ガンマ線処理等とは異なり、物質自体の変性が低度に抑えられるため、有用物質が含まれている液体に混入しているウイルスを、有用物質の劣化少なく不活化させることができる。
【００４７】
また、以上のウイルス不活化装置及びウイルス不活化方法によると、有用物質が含まれている被処理液をウイルス不活化処理した後、ウイルスが不活化された処理済液が、圧力媒体を通じた開口と同一の開口を通じて排出される。つまり、圧力容器に高圧で保持されている処理済液と、圧力媒体とを、互いに十分に混ざり合う以前に、圧力容器から順に排出させることができる。圧力容器に高圧で保持されている液体が、バルブの開放を契機として急激に減圧されつつ排出される過程では、流れの乱流化、衝突、キャビテーション等による強いせん断力や、摩擦による高熱が加わる虞が高い。しかし、前記のウイルス不活化装置及びウイルス不活化方法によると、有用物質が含まれていない圧力媒体が、有用物質が含まれている処理済液よりも先に排出され、急減圧されながら、排出管や、高い流体抵抗を及ぼす排出管バルブを先に通過する。そして、有用物質が含まれている処理済液は、その後に排出され、緩減圧しながら、排出管や排出管バルブを緩速で通過することになる。そのため、ウイルス不活化処理された液体に含まれている有用物質が、せん断力等の物理的刺激や摩擦による高熱で、大きく劣化するのを避けることができる。
【００４８】
また、以上のウイルス不活化装置及びウイルス不活化方法によると、供給管を通じた被処理液の導入と、排出管を通じた処理済液の排出とが、圧力容器に対して互いに順方向の液流方向となるように行われる。そのため、圧力容器を鉛直方向に立てることで、液体を重力により流下させて充填と排出の両方を行うことが可能である。液体を重力により流下させることで、充填や排出のための動力が不要となるし、充填や排出のために加えられた外力で有用物質が強い物理的刺激を受けるのを避けることができる。
【００４９】
次に、本発明の変形例に係るウイルス不活化方法及びウイルス不活化装置について、図を参照しながら説明する。
【００５０】
図６は、第１変形例に係るウイルス不活化装置を模式的に示す図である。
図６に示すように、ウイルス不活化装置は、圧力容器１０に空気等の気体を圧送する気体圧送管５０を備え、圧力容器１０に保持されているウイルスが不活化された液体（処理済液）を、圧力容器１０に気体を圧送し、被処理液の導入方向と順方向に気体で押し出して排出する装置（第１変形例に係るウイルス不活化装置２）とすることもできる。
【００５１】
第１変形例に係るウイルス不活化装置２は、前記のウイルス不活化装置１と同様に、圧力容器１０と、供給管２０と、圧力媒体導入管３０と、排出管４０と、供給管バルブ（第１バルブ）Ｖ１と、圧力媒体導入管バルブ（第２バルブ）Ｖ２と、排出管バルブ（第３バルブ）Ｖ３と、高圧ポンプＰ１と、を備えており、更に、気体圧送管５０と、気体圧送管バルブ（第４バルブ）Ｖ４と、を備えている。
【００５２】
気体圧送管５０は、空気等の気体を供給するガスヘッダと圧力容器１０との間を接続しており、供給管２０が連通している圧力容器１０の開口（入口１０ａ）と同一の開口（入口１０ａ）に連通している。空気等の気体は、気体圧送管５０を空気ヘッダから圧力容器１０に向けて通流し、入口１０ａを通じて圧力容器１０の内部に圧送されるようになっている。
【００５３】
気体圧送管バルブＶ４は、気体圧送管５０に設けられており、気体圧送管５０の管路を開閉自在に設けられている。気体圧送管バルブＶ４は、気体圧送管５０の管路が供給管２０の管路と共に閉鎖されたとき、圧力容器１０の内圧を保つことができる耐圧性の高圧弁等である。気体圧送管バルブＶ４の最高許容圧力は、少なくとも２５０ＭＰａ以上、好ましくは４００ＭＰａ以上とされる。気体圧送管バルブＶ４としては、例えば、高圧用のニードルバルブ、ボールバルブ等を用いることができる。
【００５４】
次に、第１変形例に係るウイルス不活化装置２を使用して行うウイルス不活化方法について説明する。
【００５５】
ウイルス不活化装置２において、気体圧送管５０は、供給管２０が連通している開口（入口１０ａ）と同一の開口（入口１０ａ）に互いの管路が合流して連通している。一方、圧力媒体導入管３０と排出管４０とは、圧力容器１０に設けられた開口のうち、供給管２０が連通している開口（入口１０ａ）とは異なる開口（出口１０ｂ）に互いの管路が合流してそれぞれ連通している。そのため、ウイルス不活化装置２を使用して行うウイルス不活化方法では、供給管２０を通じた被処理液の導入と、排出管４０を通じた処理済液の排出とが、圧力容器１０に対して互いに順方向の液流方向となるように行われる。
【００５６】
図７は、第１変形例に係るウイルス不活化方法の圧力媒体を導入する工程を示す図、図８は、処理済液を排出する工程を示す図である。
【００５７】
ウイルス不活化装置２を使用して行う第１変形例に係るウイルス不活化方法では、はじめに、前記のウイルス不活化装置１と同様に、ウイルスが含まれている液体（被処理液）を圧力容器１０に充填する。圧力容器１０に被処理液を充填するとき、供給管バルブＶ１は、開放された状態、圧力媒体導入管バルブＶ２と排出管バルブＶ３と気体圧送管バルブＶ４とは、閉鎖された状態である（図２参照）。そして、被処理液が圧力容器１０の内部に満たされた後、供給管バルブＶ１が閉鎖される。
【００５８】
続いて、図７に示すように、ウイルスが含まれている液体（被処理液）が充填されている圧力容器１０に加圧した水等の圧力媒体を導入する。圧力容器１０に圧力媒体を導入するとき、供給管バルブＶ１と排出管バルブＶ３と気体圧送管バルブＶ４とは、閉鎖された状態である。一方、閉鎖されていた圧力媒体導入管バルブＶ２は開放される。そして、前記のウイルス不活化装置１と同様に、圧力媒体導入管バルブＶ２が閉鎖された後、圧力容器１０に充填された被処理液に含まれているウイルスが静水圧で不活化される。
【００５９】
続いて、図８に示すように、圧力容器１０に保持されているウイルスが不活化された液体（処理済液）を、圧力容器１０に気体を圧送し、気体で押し出して排出する。圧力容器１０に保持されている処理済液を排出するとき、閉鎖されていた排出管バルブＶ３と気体圧送管バルブＶ４は開放される。空気等の気体は、ウイルスが含まれている被処理液を通じた圧力容器１０の開口（入口１０ａ）と同一の開口（入口１０ａ）を通じて圧送される。そして、ウイルス不活化処理された処理済液と圧力媒体とは、互いに十分に混ざり合う以前に、圧力媒体を通じた圧力容器１０の開口（出口１０ｂ）と同一の開口（出口１０ｂ）を通じて圧力容器１０から排出管バルブＶ３を介して排出される。
【００６０】
以上のウイルス不活化装置及びウイルス不活化方法によると、供給管を通じた被処理液の導入と、排出管を通じた処理済液の排出とが、圧力容器に対して互いに順方向の液流方向となるように行われ、ウイルスが不活化された処理済液が、圧力容器から気体で押し出されて強制的に排出される。そのため、圧力容器の鉛直方向に対する向きや、圧力容器の管径等にかかわらず、ウイルスが不活化された処理済液を、残留少なく回収することができる。また、圧力配管に圧送される気体は、液体を重力により流下させながら気体で押し出す場合や、管径に比して管長が極端に長い圧力容器を用いる場合等に、圧力容器に保持されている処理済液を、脈動が少ない一定した速度で排出させることができる。そのため、処理済液が排出される過程で、強いせん断力等が発生するのを抑制することができる。
【００６１】
図９は、第２変形例に係るウイルス不活化装置を模式的に示す図である。
図９に示すように、ウイルス不活化装置は、圧力容器１０に気体を圧送する気体圧送管５０を備え、圧力容器１０に保持されているウイルスが不活化された液体（処理済液）を、圧力容器１０に気体を圧送し、被処理液の導入方向と反対方向に気体で押し出して排出する装置（第２変形例に係るウイルス不活化装置３）とすることもできる。
【００６２】
第２変形例に係るウイルス不活化装置３は、前記のウイルス不活化装置２と同様に、圧力容器１０と、供給管２０と、圧力媒体導入管３０と、排出管４０と、供給管バルブ（第１バルブ）Ｖ１と、圧力媒体導入管バルブ（第２バルブ）Ｖ２と、排出管バルブ（第３バルブ）Ｖ３と、高圧ポンプＰ１と、気体圧送管５０と、気体圧送管バルブ（第４バルブ）Ｖ４と、を備えている。
【００６３】
図９に示す圧力容器１０は、両端に開口を有しており、圧力容器１０の一端側には、被処理液が流入し、且つ、処理済液が流出する開口（入出口１０ｃ）、他端側には、空気（気体）が流入する開口（通気口１０ｄ）が設けられている。
【００６４】
ウイルス不活化装置３において、供給管２０は、被処理液を供給する被処理液ヘッダと圧力容器１０との間を接続しており、圧力容器１０の入出口１０ｃに連通している。また、圧力媒体導入管３０は、圧力媒体を供給する圧力媒体ヘッダと圧力容器１０との間を接続しており、圧力容器１０の入出口１０ｃに連通している。また、排出管４０は、圧力容器１０と処理済液を受けるフラクションタンク等との間を接続しており、圧力媒体導入管３０が連通している圧力容器１０の開口（入出口１０ｃ）と同一の開口（入出口１０ｃ）に連通している。
【００６５】
次に、第２変形例に係るウイルス不活化装置３を使用して行うウイルス不活化方法について説明する。
【００６６】
ウイルス不活化装置３において、圧力媒体導入管３０と排出管４０とは、供給管２０が連通している開口（入出口１０ｃ）と同一の開口（入出口１０ｃ）に互いの管路が合流して連通している。一方、気体圧送管５０は、圧力容器１０に設けられた開口のうち、供給管２０が連通している開口（入出口１０ｃ）とは異なる開口（通気口１０ｄ）に連通している。そのため、ウイルス不活化装置３を使用して行うウイルス不活化方法では、供給管２０を通じた被処理液の導入と、排出管４０を通じた処理済液の排出とが、圧力容器１０に対して互いに反対方向の液流方向となるように行われる。
【００６７】
図１０は、第２変形例に係るウイルス不活化方法の圧力媒体を導入する工程を示す図、図１１は、処理済液を排出する工程を示す図である。
【００６８】
ウイルス不活化装置３を使用して行う第２変形例に係るウイルス不活化方法では、はじめに、前記のウイルス不活化装置２と同様に、ウイルスが含まれている液体（被処理液）を圧力容器１０に充填する。圧力容器１０に被処理液を充填するとき、供給管バルブＶ１は、開放された状態、圧力媒体導入管バルブＶ２と排出管バルブＶ３と気体圧送管バルブＶ４とは、閉鎖された状態である（図２参照）。そして、被処理液が圧力容器１０の内部に満たされた後、供給管バルブＶ１が閉鎖される。
【００６９】
続いて、図１０に示すように、ウイルスが含まれている液体（被処理液）が充填されている圧力容器１０に加圧した水等の圧力媒体を導入する。圧力容器１０に圧力媒体を導入するとき、供給管バルブＶ１と排出管バルブＶ３と気体圧送管バルブＶ４とは、閉鎖された状態である。一方、閉鎖されていた圧力媒体導入管バルブＶ２は開放される。そして、前記のウイルス不活化装置２と同様に、圧力媒体導入管バルブＶ２が閉鎖された後、圧力容器１０に充填された被処理液に含まれているウイルスが静水圧で不活化される。
【００７０】
続いて、図１１に示すように、圧力容器１０に保持されているウイルスが不活化された液体（処理済液）を、圧力容器１０に気体を圧送し、気体で押し出して排出する。圧力容器１０に保持されている処理済液を排出するとき、閉鎖されていた排出管バルブＶ３と気体圧送管バルブＶ４は開放される。空気等の気体は、ウイルスが含まれている液体（被処理液）を通じた圧力容器１０の開口（入出口１０ｃ）とは異なる開口（通気口１０ｄ）を通じて圧送される。そして、ウイルス不活化処理された処理済液と圧力媒体とは、互いに十分に混ざり合う以前に、圧力媒体を通じた圧力容器１０の開口（入出口１０ｃ）と同一の開口（入出口１０ｃ）を通じて圧力容器１０から排出管バルブＶ３を介して排出される。
【００７１】
以上のウイルス不活化装置及びウイルス不活化方法によると、供給管を通じた被処理液の導入と、排出管を通じた処理済液の排出とが、圧力容器に対して互いに反対方向の液流方向となるように行われるにもかかわらず、ウイルスが不活化された処理済液が、圧力容器から気体で押し出されて強制的に排出される。そのため、圧力容器の鉛直方向に対する向きや、圧力容器の管径等にかかわらず、ウイルスが不活化された処理済液を、残留少なく回収することができる。また、被処理液の導入と、処理済液の排出とが、圧力容器に設けられた同一の開口を通じて行われるため、圧力容器１０の両端に同程度の大きさの開口を設ける必要が無く、圧力容器１０を内部の圧力を維持し易い構造にすることができる。また、圧力配管に圧送される気体は、管径に比して管長が極端に長い圧力容器を用いる場合等に、圧力容器に保持されている処理済液を、脈動が少ない一定した速度で排出させることができる。そのため、処理済液が排出される過程で、強いせん断力等が発生するのを抑制することができる。
【００７２】
図１２は、第３変形例に係るウイルス不活化装置を模式的に示す図である。
図１２に示すように、ウイルス不活化装置は、液体の静水圧でウイルスを不活化するための圧力容器１０を並列状に複数備え、大量の液体（被処理液）のウイルス不活化処理をナンバリングアップにより対応する装置（第３変形例に係るウイルス不活化装置４）とすることもできる。
【００７３】
第３変形例に係るウイルス不活化装置４は、前記のウイルス不活化装置１と同様に、圧力容器１０と、供給管２０と、圧力媒体導入管３０と、排出管４０と、供給管バルブ（第１バルブ）Ｖ１と、圧力媒体導入管バルブ（第２バルブ）Ｖ２と、排出管バルブ（第３バルブ）Ｖ３と、高圧ポンプＰ１と、を備えている。圧力容器１０としては、複数の圧力容器（１０１、１０２・・・１０ｎ）が、互いに並列状に備えられている。
【００７４】
並列状に備えられた複数の圧力容器（１０１、１０２・・・１０ｎ）のそれぞれは、分岐を有する配管を介して、供給管２０、圧力媒体導入管３０、及び、排出管４０と接続されている。供給管２０は、分岐を有する配管を介して入口１０ａに連通している。一方、圧力媒体導入管３０と排出管４０とは、分岐を有する配管を介して出口１０ｂに連通している。すなわち、排出管４０は、圧力媒体導入管３０が連通している開口（出口１０ｂ）と同一の開口（出口１０ｂ）に連通している。
【００７５】
ウイルス不活化装置４を使用して行うウイルス不活化方法では、はじめに、ウイルスが含まれている被処理液を、複数の圧力容器（１０１、１０２・・・１０ｎ）のそれぞれに分配して充填する。続いて、ウイルスが含まれている被処理液が充填されている複数の圧力容器（１０１、１０２・・・１０ｎ）のそれぞれに、加圧した水等の圧力媒体を導入する。その後、前記のウイルス不活化装置１と同様に、複数の圧力容器（１０１、１０２・・・１０ｎ）のそれぞれに保持されている液体の静水圧で、被処理液に含まれているウイルスを不活化し、ウイルスが不活化された処理済液を、圧力媒体を通じた開口（出口１０ｂ）と同一の開口（出口１０ｂ）を通じて排出し、ウイルスが不活化された処理済液を回収する。
【００７６】
ウイルス不活化装置４に備える圧力容器（１０１、１０２・・・１０ｎ）のナンバリングアップの数は、４以上とすることが好ましい。例えば、圧力容器１０の管長が１００ｍ、管径が１ｃｍである場合、１０００Ｌの被処理液をウイルス不活化処理するには、１２７．４回程度のバッチ処理が必要になる。よって、１回の処理における被処理液の保持時間を５分以上に設定すると、１０００Ｌの被処理液をウイルス不活化処理するのに、１０時間以上を要することになり、一般に３時間程度で行われている酸処理と比較して、約３倍以上の処理時間が掛かってしまう。したがって、圧力容器１０の管長や管径にかかわらず従来よりも短時間で処理を行うためには、少なくとも４以上の圧力容器１０を備えることが好ましい。
【００７７】
以上のウイルス不活化装置及びウイルス不活化方法によると、ウイルスが含まれている被処理液が複数の圧力容器に分配されて同時に処理されるので、大量の液体を短時間でウイルス不活化処理することができる。そのため、ウイルスが含まれている被処理液をウイルス不活化処理に供する前に、長時間待機させる必要が無くなり、被処理液に含まれている有用物質が貯蔵中に劣化するのを最小限に抑制することができる。また、大量の液体を短時間でウイルス不活化処理することができるため、圧力容器を大容量化する必要が無く、ウイルスに対して確実に静水圧を掛けることが可能になる。
【００７８】
次に、本発明のウイルス不活化方法及びウイルス不活化装置の実施例について、図を参照しながら説明する。
【００７９】
図１３は、本発明の一実施形態に係るウイルス不活化装置の第１実施例を示す図である。
図１３に示すように、前記のウイルス不活化装置は、温度応答性高分子の作用を利用して精製を行うアフィニティカラム１２０の後段に配置して使用することができる。アフィニティカラム１２０の後段において、供給管２０は、アフィニティカラム１２０の出口と圧力容器１０との間を接続するように連結される。有用物質を含んでおり、ウイルスが混入している虞がある液体（被処理液）は、アフィニティカラム１２０に供給されて、有用物質を精製の標的物質としてアフィニティ精製される。その後、有用物質が精製された被処理液は、圧力容器１０に充填されてウイルス不活化処理される。
【００８０】
アフィニティカラム１２０には、担体と、担体に結合した温度応答性高分子と、温度応答性高分子に結合しており、標的物質に特異的に結合する結合性物質と、を含む充填剤が充填される。温度応答性高分子は、温度変化に応じて立体構造を可逆的に変化させる性質を有する高分子である。温度変化が生じると、温度応答性高分子の立体構造が変化し、標的物質と結合性物質との結合の親和性も大きく変化する。そのため、温度変化を生じさせることによって、標的物質と結合性物質とを自在に結合させたり解離させたりすることができる。
【００８１】
温度応答性高分子としては、例えば、ポリリシン、ポリグルタミン酸、ポリアスパラギン等のポリアミノ酸や、これらに側鎖が導入されたポリアミノ酸が挙げられる。側鎖としては、両親媒性基、疎水性基及び親水性基のいずれを導入することも可能である。両親媒性基としては、例えば、吉草酸、酪酸等が挙げられる。また、疎水性基としては、例えば、ドデシルアミン等のアルキルアミンが挙げられる。また、親水性基としては、例えば、３−アミノプロパノール等のアミノアルコールが挙げられる。ポリアミノ酸は、側鎖として疎水性基及び親水性基を共に有することが好ましい。
【００８２】
温度応答性高分子の立体構造の変化は、０〜６０℃の範囲で生じることが好ましく、４〜４０℃の範囲で生じることがより好ましい。また、温度応答性高分子は、低温側で標的物質と結合可能な立体構造を形成し、高温側で標的物質と結合不能な立体構造を形成することが好ましい。このような性質を有していると、標的物質が精製の過程で長時間にわたって高温に晒されなくて済む。また、精製前の被処理液では無く、少量の溶出液を加熱して、温度応答性高分子の立体構造を変化させることができるため、加熱コストも削減できる。なお、温度応答性高分子の立体構造に変化が生じる温度は、分子量、側鎖等を変更することによって調節することができる。ポリアミノ酸についての分子量は、例えば、１〜２０ｋＤａが好ましく、２〜１８ｋＤａがより好ましく、３〜１６ｋＤａがさらに好ましい。
【００８３】
温度応答性高分子の具体例としては、ドデシルアミン側鎖を有するモノマー単位と、アミノアルコール側鎖を有するモノマー単位と、を含むポリアスパラギンが挙げられる。このようなポリアミノ酸は、分子の立体構造の変化を０〜６０℃の範囲で生じさせることができるため、例えば、２０℃以下の低温にして標的物質と結合性物質とを結合させたり、３７℃程度の高温にして標的物質と結合性物質とを解離させたりすることが可能である。
【００８４】
結合性物質は、有用物質に対して特異的に結合可能な物質であれば、低分子及び高分子のいずれであってもよい。例えば、抗体、酵素、生理活性物質等に特異的に結合可能なペプチド、タンパク質等を用いることができるが、特に、抗体に対する結合能を有するプロテインＡやプロテインＧが好ましく用いられる。結合性物質と標的物質との結合の結合力は、温度応答性高分子の立体構造の変化により、可逆的に吸脱着が可能な程度であればよい。
【００８５】
アフィニティカラム１２０においては、被処理液に含まれている有用物質が、結合工程と、洗浄工程と、分離工程と、溶出工程と、を経て精製される。
【００８６】
結合工程では、有用物質が含まれている被処理液をアフィニティカラム１２０に通じ、有用物質を結合性物質に結合させる。結合工程における温度は、温度応答性高分子が標的物質である有用物質と結合可能な立体構造を形成する温度とされる。例えば、０〜６０℃、好ましくは２〜２０℃、より好ましくは４〜１０℃である。また、結合工程におけるｐＨは、例えば、５〜９、好ましくは６〜８とされる。
【００８７】
洗浄工程では、互いに結合している有用物質と結合性物質とを解離させること無く、夾雑物を洗浄して除去する。例えば、緩衝液をアフィニティカラム１２０に通じ、カラム内に非特異的に吸着している夾雑物等を除去する。洗浄工程における温度及びｐＨの条件は、結合工程における条件と同程度とすることができる。
【００８８】
分離工程では、温度応答性高分子に温度変化を与えて、結合性物質に結合している有用物質を解離させる。例えば、温度及びｐＨを所定の範囲に調整した緩衝液をアフィニティカラム１２０に通じたり、アフィニティカラム１２０の温度を調温することによって温度変化を与える。分離工程における温度は、温度応答性高分子が標的物質である有用物質と結合不能な立体構造を形成する温度とされる。例えば、０〜６０℃、好ましくは２０〜５０℃、より好ましくは３５〜４０℃である。また、結合工程におけるｐＨは、例えば、５〜９、好ましくは６〜８とされる。
【００８９】
溶出工程では、結合性物質から解離した有用物質をアフィニティカラム１２０から溶出させる。例えば、温度及びｐＨを所定の範囲に調整した緩衝液をアフィニティカラム１２０に通じ、カラム内の有用物質を緩衝液に溶出させて回収する。溶出工程における温度及びｐＨの条件は、分離工程における条件と同程度とすることができる。
【００９０】
続いて、アフィニティカラム１２０において精製された精製液は、ウイルス不活化装置１の圧力容器１０に充填される。そして、水等の圧力媒体が導入され、液体の静水圧を利用してウイルスが不活化される。その後、処理済液が、圧力媒体を通じた圧力容器１０の開口（出口１０ｂ）と同一の開口（出口１０ｂ）を通じて圧力容器１０から排出される。
【００９１】
このように、ウイルス不活化装置をアフィニティカラム１２０の後段で使用すると、温度応答性高分子の作用を利用して精製した精製液が、液体の静水圧でウイルス不活化処理される。アフィニティカラム１２０においては、有用物質の吸脱着が、温和な温度範囲、且つ、中性付近のｐＨで行われるため、有用物質を溶出させるのに酸等が使用されなくて済む。そして、ウイルス不活化処理においては、静水圧が利用されるため、加熱処理、酸処理、紫外線処理、ガンマ線処理等によるウイルス不活化方法とは異なり、有用物質自体の変性が低度で済む。よって、ウイルス不活化装置１をアフィニティカラム１２０の後段で使用すると、有用物質を大きく劣化させること無く、混入しているウイルスが不活化された精製液を得ることができる。
【００９２】
図１４は、本発明の一実施形態に係るウイルス不活化装置の第２実施例を示す図である。
図１４に示すように、前記のウイルス不活化装置１は、抗体精製システムＳに組み込んで使用することができる。図１４に示す抗体精製システムＳにおいて、ウイルス不活化装置１は、温度応答性高分子の作用を利用して精製を行うアフィニティカラム１２０の後段と、イオン交換クロマトグラフィを行う精製カラム３２０の後段に配置されている。
【００９３】
図１４に示すように、抗体精製システムＳは、アフィニティクロマトグラフィによる精製を行うアフィニティ精製部１００と、陽イオン交換体を使用した陽イオン交換クロマトグラフィによる精製を行う陽イオン交換精製部２００と、陰イオン交換体を使用した陰イオン交換クロマトグラフィによる精製を行う陰イオン交換精製部３００と、濾過処理を行う膜分離部４００とによって構成されている。
【００９４】
アフィニティ精製部１００は、抗体産生細胞の培養を行う培養工程の後段に配置されている。アフィニティ精製部１００は、培養液を受ける培養液受けタンク１１０と、温度応答性高分子の作用を利用して精製を行うアフィニティカラム１２０と、カラムからの溶出画分を受けるフラクションタンク１３０と、濾過フィルタＦと、アフィニティクロマトグラフィにより精製された粗精製液を受ける受けタンク１４０とをこの順に備えて構成されている。
【００９５】
アフィニティ精製部１００において、ウイルス不活化装置１は、アフィニティカラム１２０の直後に配置されている。アフィニティ精製部１００には、所望の抗体産生細胞を培養した培養液が、細胞や粗大夾雑物を分離除去された後、培養室から送られてくる。そして、培養液の上清は、受けタンク１１０に受けられた後、アフィニティカラム１２０において、結合工程、洗浄工程、分離工程及び溶出工程を経て粗精製される。宿主細胞由来のタンパク質、ＤＮＡ、ＲＮＡ等や、培地由来のアルブミン等の夾雑物は、洗浄工程においてドレーンを通じて廃棄される。一方、抗体が粗精製された粗精製液は、溶出工程においてフラクションタンク１３０に回収される。
【００９６】
陽イオン交換精製部２００は、アフィニティ精製部１００の後段に配置されている。陽イオン交換精製部２００は、陽イオン交換クロマトグラフィによる精製を行う陽イオン交換カラム２２０と、カラムからの溶出画分を受けるフラクションタンク２３０とをこの順に備えて構成されている。
【００９７】
陽イオン交換精製部２００には、抗体が粗精製された粗精製液が、アフィニティ精製部１００から送られてくる。そして、粗精製液は、平衡化された陽イオン交換カラム２２０に通されて中間精製され、依然として分離されていない夾雑物や、担体から脱落したプロテインＡ等や、抗体の凝集体、多量体、荷電変化体等が排除される。その後、抗体が精製された中間精製液は、フラクションタンク２３０に回収される。
【００９８】
陰イオン交換精製部３００は、陽イオン交換精製部２００の後段に配置されている。陰イオン交換精製部３００は、陰イオン交換クロマトグラフィによる精製を行う陰イオン交換カラム３２０と、カラムからの溶出画分を受けるフラクションタンク３３０とをこの順に備えて構成されている。
【００９９】
陰イオン交換精製部３００には、抗体が精製された中間精製液が、陽イオン交換精製部２００から送られてくる。そして、中間精製液は、平衡化された陰イオン交換カラム３２０に通されて最終精製され、依然として分離されていないタンパク質、核酸等の夾雑物や、エンドトキシン等が排除される。その後、抗体が精製された最終精製液は、フラクションタンク３３０に回収される。
【０１００】
膜分離部４００は、陰イオン交換精製部３００の後段に配置されている。膜分離部４００は、最終精製液を受ける精製液受けタンク４１０と、抗体を濃縮するために限外濾過を行う濾過装置４２０と、２段の濾過フィルタＦと、限外濾過及び２段の除菌処理の濾液をそれぞれ受ける３台のフラクションタンク４３０，４４０，４５０を順に備えて構成されている。
【０１０１】
膜分離部４００において、ウイルス不活化装置１は、濾過装置４２０の直前に配置されている。膜分離部４００には、抗体が精製された最終精製液が、陰イオン交換精製部３００から送られてくる。そして、最終精製液は、ウイルス不活化装置１によってウイルスが不活化された後、濾過装置４２０により限外濾過されて、濃縮されると共に残留している夾雑物等が排除される。その後、濾過フィルタＦにより濾過されて充填室に送られ、抗体医薬等として製剤化される。
【０１０２】
このように、ウイルス不活化装置を抗体精製システムＳに組み込んで使用すると、温度応答性高分子の作用を利用したアフィニティクロマトグラフィで精製した精製液や、イオン交換クロマトグラフィで精製した精製液が、被処理液としてウイルス不活化装置１に供給されてウイルス不活化処理される。温度応答性高分子の作用を利用するアフィニティカラム１２０においては、抗体の吸脱着を、温和な温度範囲、且つ、中性付近のｐＨで行うことが可能であるため、抗体を溶出させるのに酸等を使用する必要が無い。また、陽イオン交換カラム２２０や陰イオン交換カラム３２０においては、溶出条件を中性寄りのｐＨにすることで、抗体が変性し易い極端なｐＨ条件を避けることができる。そして、ウイルス不活化処理においては、静水圧が利用されるため、加熱処理、酸処理、紫外線処理、ガンマ線処理等によるウイルス不活化方法とは異なり、抗体自体の変性が低度で済む。よって、ウイルス不活化装置１が組み込まれた抗体精製システムＳによると、抗体を大きく劣化させること無く、混入しているウイルスが不活化された抗体精製液を得ることができる。
【０１０３】
以上、本発明の実施形態、変形例及び実施例について説明したが、本発明は、前記の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。例えば、本発明は、必ずしも前記の実施形態や変形例が備える全ての構成を備えるものに限定されるものではない。或る実施形態や変形例の構成の一部を他の実施形態や変形例の構成に置き換えたり、或る実施形態や変形例の構成の一部を他の実施形態や変形例に追加したり、或る実施形態や変形例の構成の一部を省略したりすることも可能である。
【０１０４】
例えば、前記のウイルス不活化装置１，２，３のいずれを第３変形例に係るウイルス不活化装置４のようにナンバリングアップしてもよい。また、第２変形例に係るウイルス不活化装置３について、気体圧送管５０、気体圧送管バルブ（第４バルブ）Ｖ４を省略し、気体を圧送しない方式としてもよい。
【０１０５】
また、前記の実施形態や変形例においては、圧力容器１０として圧力配管が備えられている。しかしながら、圧力容器１０は、圧力配管型に限られず、タンク型等であってもよい。また、供給管２０、圧力媒体導入管３０、排出管４０及び気体圧送管５０は、特に限定されない限り、圧力配管１０に対して任意の開口に接続したり、任意に分岐又は合流させたりすることができる。また、給管バルブＶ１、圧力媒体導入管バルブＶ２、排出管バルブＶ３及び気体圧送管バルブＶ４は、個々の配管における通流を開放及び遮断し得る限り、その配管上に備えてもよいし、その配管の延長上に備えてもよい。例えば、ナンバリングアップしたウイルス不活化装置４においては、複数の圧力容器１０毎に各バルブを備えてもよい。
【０１０６】
また、前記の実施例においては、ウイルス不活化装置として圧力容器１０として、実施形態に係るウイルス不活化装置１が備えられている。しかしながら、ウイルス不活化装置は、前記のウイルス不活化装置２，３，４やその他の構成の装置であってもよい。また、ウイルス不活化装置は、アフィニティクロマトグラフィに代えて、陽イオン交換クロマトグラフィ、陰イオン交換クロマトグラフィ、疎水性相互作用クロマトグラフィ、ゲル濾過クロマトグラフィ、吸着クロマトグラフィ等の各種の精製を行うカラムの後段に配置してもよい。
【０１０７】
また、前記の抗体精製システムＳにおいて、陽イオン交換精製部２００と陰イオン交換精製部３００とは、順序が反対であってもよい。そして、このような抗体精製システムＳにおいて、ウイルス不活化装置は、アフィニティカラム１２０の後段のみ、又は、陽イオン交換カラム２２０若しくは陰イオン交換カラム３２０の後段のみに備えられてもよい。
【符号の説明】
【０１０８】
１  ウイルス不活化装置
１０  圧力容器
１０ａ  入口
１０ｂ  出口
１０ｃ  入出口
１０ｄ  通気口
２０  供給管
３０  圧力媒体導入管
４０  排出管
５０  気体圧送管
Ｖ１  供給管バルブ（第１バルブ）
Ｖ２  圧力媒体導入管バルブ（第２バルブ）
Ｖ３  排出管バルブ（第３バルブ）
Ｖ４  気体圧送管バルブ（第４バルブ）
Ｐ１  高圧ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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