(57)【要約】  本発明は、内部表面がフルオロポリマーを含む容器において分離プロセスが実行される、溶液からのタンパク質分離に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器中でタンパク質溶液からタンパク質を分離する工程を含む方法であって、前記容器が、前記分離工程の間に前記タンパク質溶液と接触する内部表面を有し、前記内部表面がフルオロポリマーを含み、前記溶液中に前記内部表面の１ｃｍ２あたり約５０ｎｇ未満のＦｅ、Ｃｒ、Ｍｏ、ＭｎおよびＮｉ金属をもたらし、それによって実質的に前記金属による汚染のない前記分離工程が実行されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記分離工程が、前記溶液から前記タンパク質を吸着させるための吸着性マトリックス材料と前記溶液を接触させる工程を含み、それによって前記溶液から前記タンパク質を分離することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記吸着性マトリックスによる前記タンパク質の吸着が、タンパク質結合剤、磁荷、イオン電荷および疎水性相互作用よりなる群から選択される少なくとも１つの吸着剤を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記分離工程が、前記マトリックス材料上に吸着された前記タンパク質を溶出して、前記マトリックス材料からそれを除去する工程を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記溶出工程が、前記マトリックス材料と結合した前記タンパク質を緩衝溶液と接触させる工程を含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記フルオロポリマーが溶融流動性であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記フルオロポリマーが過フッ素化されていることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記フルオロポリマーがフッ素処理されていることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
表面がフルオロポリマーを含む内部を有する容器を提供する工程と、前記容器の前記内部にタンパク質溶液を添加する工程と、前記容器の前記内部に位置する吸着性マトリックス材料と前記溶液を接触させて、前記マトリックス材料上に前記溶液中に溶解された前記タンパク質を吸着させる工程と、前記容器の内部から前記溶液の残りを除去して、それによって前記溶液から前記タンパク質を分離する工程とを含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】
前記マトリックス材料上に吸着された前記タンパク質を溶出して、それによって前記マトリックス材料から前記タンパク質を分離することを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
フルオロポリマーを含む前記表面を、前記フルオロポリマーのフッ素化ペレットの溶融製造によって形成することを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記成形が、前記フッ素化ペレットのシートへの溶融製造、および前記シートの前記表面への成形を含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分離タンパク質を汚染することのない、溶液からのタンパク質分離に関する。
【背景技術】
【０００２】
タンパク質が、治療薬、すなわち薬剤であるバイオテクノロジー産業において、バイオプロセス操作によってこれらのタンパク質が得られるが、タンパク質は、水性媒体中で、例えば、しばしば治療タンパク質が１ｇ／リットル以下、時には治療タンパク質が１ｐｐｍ程度の少なさの、非常に希釈された溶液として得られる。しばしば、治療タンパク質と一緒に産生された他のタンパク質も、溶解成分として溶液中に存在する。次いで、溶液の溶媒から（または、単に溶液から）、そして溶液中に存在し得るいずれもの不要タンパク質から、治療タンパク質を分離するために溶液を処理する。治療タンパク質、または存在する場合は不要タンパク質のいずれかを吸着する吸着性マトリックス材料を接触させ、それぞれ、治療タンパク質を溶液から分離し、それによって濃縮された形態の治療タンパク質を得るか、または溶液から不要タンパク質を除去し、それによって溶液中に残存する治療タンパク質を精製するかのいずれかによって、典型的に分離を実行する。
【０００３】
典型的に、マトリックス材料は、基材上に存在するプロテインＡまたはプロテインＧのような結合タンパク質を含む。結合タンパク質は、溶液中に存在する標的タンパク質または他の標的溶解成分を基材に結合し、そして基材は、基材を通してのタンパク質溶液の流動を可能にし、この流動は、蛇行性経路または微細経路あるいはその両方中であるため、標的タンパク質または他の標的溶解成分は、基材上に存在する結合タンパク質と密接に接触し、それによって、溶液が基材を通過する間に、基材内に細孔を含むその表面上に吸着される。結合タンパク質および基材の組み合わせは、典型的に、親和性マトリックスと呼ばれる。親和性マトリックスの基材は、様々な異なる形態であり得、例えば、分離カラムのような容器中のパッキング、または分離が実行される容器の内部を架橋する多孔性膜のような形態であり得る。パッキングは、多孔性ポリマー材料のビーズまたはゲル、あるいはモノリス、すなわち押出された長さのような粒子材料のような形態であり得る。基材は、タンパク質溶液中でのスラリー化のための正磁性材料を含み得る。吸着性マトリックス材料の他の吸着機構としては、サイズ排除クロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、疎水性相互作用クロマトグラフィーおよび多孔性膜を使用する濾過が挙げられる。吸着後、次いでマトリックス材料に吸着された標的タンパク質または他の標的溶解成分をマトリックス材料から溶出し、すなわち、親和性マトリックスと、マトリックス材料から吸着物質（タンパク質または他の溶解成分）を除去する溶出液とを接触させることによって溶出する。
【０００４】
タンパク質溶液の処理を実行する容器は、吸着法、および溶液から除去される特定の溶解成分次第で、１つまたは複数の腐食性液体環境に曝される。例えば、吸着の有効性を増加させるために、吸着マトリックス材料を低ｐＨの濃縮塩溶液と接触させる。この塩溶液は、通常、タンパク質溶液に、または容器へのタンパク質溶液の供給と同時に容器に添加される。吸着マトリックス材料からの吸着成分、例えば、標的タンパク質の溶出を、高ｐＨの濃縮塩溶液によって実行してもよい。吸着を促進するために濃縮塩溶液が使用されない場合、しばしば、溶出を引き起こすためにそれを使用する。もう１つの腐食性液体環境である強苛性溶液を使用して洗浄することによって、これらの腐食性液体環境に暴露される表面である容器の内部表面を定期的に清浄する。しかしながら、溶液が汚染されず、それによって治療タンパク質が汚染されないように、処理が実行される内部表面容器が液体環境によって腐食されないことが重大である。
【０００５】
バイオプロセス産業では、容器の構造材料として耐腐食性の金属合金を使用し、そしてその内部表面を形成することによって、この重大性に対処してきた。（非特許文献１）は、ステンレス鋼が、非腐食性および非汚染性であり、加熱および殺菌処理に耐え、そして容易に溶接されて、それによってバイオプロセスの厳密な要求条件を満たすことを開示している。ステンレス鋼が非腐食性および非汚染性であることを考慮しても、バイオテクノロジー産業は、それにもかかわらず腐食に遭遇し、より耐腐食性の材料の使用へと移行することによってこれに対処してきた。最大０．０３重量％のＣを有するステンレス鋼３１６Ｌが最も広範囲に使用されている。金属合金研磨表面上で、または金属合金溶接部において、または分離工程の液体環境において腐食が検出された場合、３１６Ｌよりも高い耐腐食性を有するＡＬ６ＸＮ、低炭素、高純度スーパーオーステナイト系ステンレス鋼（２１重量％のＣｒ、２４重量％のＮｉ、６．５重量％のＭｏ、０．２１重量％のＮｉ、０．０３重量％以下のＣ、総計１００重量％までの残りはＦｅである）にステンレス鋼を変更する。ＡＬ６ＸＮの耐腐食性が不十分である場合、インコネル（Ｉｎｃｏｎｅｌ）（登録商標）６２５（Ｉ６２５）を使用する（Ｎｉ  ６１重量％、Ｃｒ  ２１．５重量％、Ｍｏ  ９重量％、Ｆｅ  ２．５重量％、Ｃｂ＋Ｔａ  ３．７重量％、および少量の他の元素）。なおさらに高い耐腐食性が必要である場合、ハステロイ（Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ）（登録商標）Ｃ２７６を使用する（Ｎｉ  ５７重量％、Ｃｒ  １５．５重量％、Ｍｏ  １６重量％、Ｆｅ  ５．５重量％、Ｗ  ３．７５重量％、Ｃｏ  最大１．２５重量％、Ｍｎ  最大０．５重量％）。分離または清浄の有効性を改善するために液体環境の温度および／またはｐＨを変更した場合、腐食の問題は悪化し得る。
【０００６】
より耐腐食性の金属合金を使用することによってステンレス鋼の腐食性の態様が対処されているが、タンパク質溶液の汚染の態様は、より耐腐食性の金属合金が使用される場合でさえ一般的に検討されていない。
【０００７】
【特許文献１】米国特許第６，５４１，５８８Ｂ１号明細書
【特許文献２】米国特許第５，７０３，１８５号明細書
【特許文献３】米国特許第４，７２３，６５８号明細書
【特許文献４】米国特許第５，０４５，６０５号明細書
【特許文献５】米国特許第３，６２４，２５０号明細書
【非特許文献１】Ｍ．ゴンザレス（Ｍ．Ｇｏｎｚａｌｅｓ），「ステンレス  スチール  チュービング  イン  ザ  バイオテクノロジー  インダストリー（Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ  Ｓｔｅｅｌ  Ｔｕｂｉｎｇ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｉｎｄｕｓｔｒｙ）」  バイオテクノロジー／ファーマシューティカル  ファシリティーズ  デザイン（Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ／Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ  ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ  ｄｅｓｉｇｎ），２００１年４月３０日
【非特許文献２】Ｊ．シャイアス（Ｊ．Ｓｃｈｅｉｒｓ）編、ジョン  ウィリー  アンド  サンズ（Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ）出版のモダン  フルオロポリマーズ，ハイ  パフォーマンス  ポリマーズ  フォー  ダイバース  アプリケーションズ（Ｍｏｄｅｒｎ  Ｆｌｕｏｒｏｐｏｌｙｍｅｒｓ，Ｈｉｇｈ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ  ｆｏｒ  Ｄｉｖｅｒｓｅ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ）（１９９８）、第３１１〜３２６頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一般に遭遇し得る条件下、すなわち、容器が製造される金属を含有する腐食生成物によって金属合金容器がタンパク質溶液を汚染する条件下での分離プロセスの液体環境に対する不活性に関して、最良の耐腐食性金属さえも不十分であることが見出されている。金属汚染は容認できない事態であり、すなわち、金属汚染が絶対的に低くても、その存在は治療タンパク質に対して有害な影響を及ぼし得る。吸着され、従って吸着性マトリックス材料上で濃縮された治療タンパク質の場合、液体環境中の金属汚染の存在は、非常に貴重なタンパク質の収量損失から、タンパク質の治療価値の完全な損傷まで、または消費が望ましくないタンパク質にさせるまでの範囲で悪影響を有する。使用される様々な耐腐食性金属合金の研磨表面に関して、この欠陥が存在することが見出されている。容器を製造するために使用され、容器の内部に必然的に暴露される、すなわち内部表面の一部を形成する溶接部から生じる金属汚染に関して、多くの関心が集まっている。溶接部は、液体環境による腐食の攻撃により感応性である。なぜならば、溶接部の組成およびミクロ構造は、ベース金属のものとは異なり得るからである。加えて、溶接部は、残留応力、物理的欠陥および変更された機械的特性の結果としての亀裂に感応性であり得る。変更された機械的特性および組成上の差異の組み合わせが、環境によって誘導された亀裂に対するより高い感応性を生じ得る。
【０００９】
本発明は、タンパク質溶液が処理される容器の内部表面がフルオロポリマーを含む場合、液体環境に対するより優れた耐腐食性が生じることを見出した。フルオロポリマーは金属反応器中で製造され、そして３００℃を超える温度でペレットを形成するように金属装置中で溶融加工されて、フルオロポリマー自体が金属汚染物質を含有し得る事実にもかかわらず、フルオロポリマーは、タンパク質またはタンパク質含有溶液を誘引せず、そしてＣｒ、Ｎｉ、Ｆｅ、ＭｎまたはＭｏのような最も一般的な金属による液体環境のより少ない汚染をもたらすか、または汚染を生じない。米国特許公報（特許文献１）は、合計３００ｐｐｍより多いＦｅ、ＮｉおよびＣｒ金属を含有するフルオロポリマー溶融ペレットを開示する（表１）。溶融ペレットは、様々な用途のための、そして本発明で使用される容器の内部表面のための物品の溶融製造に関する通常の出発材料である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
従って、本発明の一実施形態は、容器中でタンパク質溶液からタンパク質を分離する工程を含む方法であって、前記容器が、前記分離工程の間に前記タンパク質溶液と接触する内部表面を有し、前記内部表面がフルオロポリマーを含み、前記溶液との接触において前記内部表面の１ｃｍ２あたり５０ｎｇ未満のＦｅ、Ｃｒ、Ｍｏ、ＭｎおよびＮｉ金属をもたらし、それによって実質的に前記金属による汚染のない前記分離工程が実行される方法として定義され得る。
【００１１】
金属汚染を決定するための試験は、実施例に開示されている。前記された様々な耐腐食性合金材料から生じる金属汚染レベルは、約１９００ｎｇ／ｃｍ２〜１０，０００ｎｇ／ｃｍ２以上の範囲であることがわかっている。本発明のプロセスを行った場合、試験で使用された液体環境中にこれらの汚染金属は検出されない。この時の検出限度は３２ｎｇ／ｃｍ２である（上記金属汚染物質の全総量）。従って、フルオロポリマーから生じる溶液の金属汚染が関係する限りでは、溶液は本質的に金属汚染を含まない。
【００１２】
フルオロポリマー容器の内部表面が液体分離環境を汚染しないという利点の他にも、構造体のフルオロポリマー材料は、溶接材料、すなわち組成の異なる材料を使用せずに溶接可能であるという追加的な利点を有する。フルオロポリマーの表面を一緒にして互いに結合させるために十分に加熱して圧力を適用した時に、フルオロポリマーはそれ自体に固着して溶接する。従って、溶接部は、処理容器の内部表面を形成するフルオロポリマーの表面と同程度に非汚染性である。
【００１３】
本発明のプロセスのもう１つの利点は、タンパク質は金属表面に固着することが知られているため、金属合金表面よりも、プロセスが実施されるフルオロポリマー表面にはタンパク質が固着しにくいということである。フルオロポリマー内部表面によって構成された容器では、タンパク質収量がより高いであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の分離プロセスは、上記された既知の分離技術を使用する。従って、本発明の一実施形態に従って、分離工程が、タンパク質溶液を吸着性マトリックス材料と接触させて前記溶液から前記タンパク質を吸着させる工程を含み、それによって溶液からタンパク質を分離するプロセスを実行する。上記されるような既知の手段によって、例えば、親和性マトリックスを形成する少なくとも１つの吸着剤を含むか、または化学的相互作用もしくはサイズ排除のいずれかによってマトリックス材料自体が吸着機能を提供する吸着性マトリックス材料によって、吸着が得られる。プロテインＡおよびプロテインＧは、親和性マトリックスで使用される最も一般的な結合タンパク質である。所望の特定のタンパク質を誘引する有効性に従って吸着剤を選択する。「タンパク質（プロテイン）」は、本明細書で使用される場合、広範囲の意味で使用され、しばしば単純にタンパク質と呼ばれる、ペプチド、ポリペプチド、長鎖ポリペプチド、例えば少なくとも２０のアミノ酸単位を含有するもの、ならびに糖タンパク質およびリンタンパク質のような異種タンパク質が挙げられる。通常、標的タンパク質は治療タンパク質であり、吸着性マトリックス材料上に吸着される。しかしながら、標的タンパク質は、ウィルスを構成するもう１つのタンパク質のようなタンパク質溶液の不要な溶解成分であり得る。これは、吸着性マトリックス材料によって治療タンパク質から分離可能である。この場合、治療タンパク質を溶液中に残存させたまま、従って、不要タンパク質を存在させなくするか、またはより低濃度のウィルスが残存する。次いで、治療タンパク質を標的とする吸着剤を使用して、本発明のプロセスを繰返すことによって残りの溶液から治療タンパク質を分離することができる。
【００１５】
既知の形態の吸着性マトリックス材料を使用することができ、例えば、ビーズ、ゲル、モノリスおよび多孔性膜であり、全て、溶液が吸着性マトリックス材料を通過する時に治療タンパク質のような溶解標的タンパク質との密接な接触を達成する。吸着とは、標的溶解成分が誘引され、内部に捕獲されるか、またはマトリックス材料の表面上もしくは付近で排除されるかのいずれかを意味し、ここでは表面とはマトリックス材料の外側表面または内部表面、例えば、亀裂および裂け目の表面、およびマトリックス材料内の細孔の表面、ならびに連続気泡モノリスの気泡壁であっても、あるいは単に多孔性膜の細孔であってもよい。クロマトグラフ分離においてビーズおよびゲルが典型的に使用され、そして分離の濾過型に多孔性膜がよりしばしば使用される。多数の多孔性膜を使用することができる。クロマトグラフィー分離のゲルパッキングは、標的タンパク質をゲルマトリックス材料上に吸着させる方法としてサイズ排除を使用する。カラムの形態のような容器中にモノリスが挿入された時に、連続気泡または細孔を介してタンパク質溶液がモノリスを流通して、モノリスの細孔中に吸着した標的タンパク質が残存するように、開放した細孔を有する連続気泡構造の発泡プラスチック材料の押出多孔性プラグの形態でモノリスパッキングは利用可能である。
【００１６】
吸着工程を実行後、前記マトリックス材料から除去するために前記マトリックス材料上に吸着された標的溶解成分、例えばタンパク質の前記溶出によって分離を続けることができる。分離工程は、分離が実行される容器の内部において腐食性液体環境を生じる腐食性の液体の使用を含む。使用される特定の液体は、実行される分離次第である。例えば、低ｐＨの濃縮塩溶液との吸着性マトリックス材料の接触によって吸着を補助することが可能である。マトリックス材料によって保持された標的溶解成分の溶出は、濃縮塩溶液であってもよいが高ｐＨの溶出液とのマトリックス材料の接触によって得ることが可能である。あるいは、分離は、結合を補助する高ｐＨ塩溶液の使用、それに続く溶出のための低ｐＨ塩溶液の使用を伴ってもよい。結合工程と溶出工程との間の差異は、塩濃度の変化のみを伴い得る。結合タンパク質による、すなわち親和性マトリックスを使用する吸着が実行される実施形態において、溶出液は吸着されたタンパク質と接触し、そしてそれをマトリックス材料から除去する。次いで、定期的に、濃苛性溶液を使用して洗浄することによって容器を清浄する。室温（２０℃）でこれらの工程を実行することができるが、生産性を高めるためにはより高い温度が好ましい。系の分離の有効性および純度を維持するために、容器の内部表面と一緒に吸着性マトリックス材料を清浄してもよく、そして所望により処分してもよい。次いで、さらなる分離プロセスを達成するために、新しい吸着性マトリックス材料を容器内に配置することができる。
【００１７】
本発明に従って、内部で分離が実行される容器の表面はフルオロポリマーを含む。容器の大きさ次第で容器全体をフルオロポリマーで製造することができるが、商業的な大きさの容器に関して、容器は典型的に、フルオロポリマーでライニングされた金属容器である。容器、カラム、パイプ、バルブ、熱交換器、ホース等のフルオロポリマーライニングは、（非特許文献２）に開示されている。この文献に開示される通り、ライニングを得るために様々な方法を利用可能であり、限定されないが、接着結合された布バッキングを有するフルオロポリマーのシート、接着結合されエッチングされたフルオロポリマーのシート、一緒に溶接されたフルオロポリマーシートのルーズライニング、粉末、ビーズまたは樹脂の形態のフルオロポリマーを使用するロトライニング、フルオロポリマーのスプレーおよび焼成粉末コーティング、ならびに液体フルオロポリマーコーティング系が挙げられる。典型的に、ライニングの厚さの穿刺が生じずにパッキングの形態での吸着性マトリックス材料の装填および取出しに耐性を有するように、ライニングの厚さは０．２５ｍｍ〜５．１ｍｍであるが、好ましくは、厚さは少なくとも約２ｍｍである。フルオロポリマーライニングは耐腐食性に関して既知であるが、タンパク質分離プロセスおよびタンパク質自体の化学的性質を含む独特な性質は極めて価値が高く、そして非常に希薄な溶液においてのみ入手可能であることから、バイオプロセス産業では、金属内部表面を含む金属容器に焦点が置かれ続けてきた。また、フルオロポリマーは、金属装置中で製造され、そして３００℃を超える極めて高い温度で加工（溶融製造）されるため、金属汚染物質を含有することも知られている。
【００１８】
分離プロセスが実行される容器をカラムと呼ぶこともできる。すなわち、一般的に円筒形状を有し、そして円筒形状の直径未満から直径以上までの範囲の長さを有する。従って、カラムはタンクの外観を有し得る。円筒形状は垂直となるように一般的に配置され、そして円筒形状は円形または異なる環状の形状であり得る。カラムへのタンパク質溶液のインプットおよびアウトプットは、バッチ、またはカラムにおける分離プロセスの連続操作と一致し得る。連続操作において、カラムのトップで溶液インプットがあり、そしてボトムからアウトプットがあり得る（すなわち、ダウンフローモード）。あるいは、操作はアップフロー式であり得、ここでは溶液インプットがカラムのボトムであり、吸着性マトリックス材料中を通して上方に流動し、そしてカラムのトップでカラムを流出する。連続クロマトグラフィー法は当業者に周知であり、これは移動床を含み、移動床技術をシミュレートする。従って、インレット開口およびアウトレット開口は、カラムのトップおよびボトムクロージャーに配置される。バッチ操作カラムの一形態は遠心チューブであり、ここでは、トップエンドがタンパク質溶液のためのインレット開口を有し、そしてカラムボトムが閉鎖されており、カラムボトムでの溶液の収集が可能である。全ての場合において、吸着性マトリックス材料はカラム内に配置されて、溶液がカラムの長さを横切って、溶液からの標的溶解成分の所望の吸着分離が実行される時に、吸着性マトリックス材料は溶液と密接に接触し、そして／または溶液を捕捉する。遠心チューブにおいて使用されるマトリックス材料は、サイズ排除によって典型的に操作される多孔性膜であり得るが、場合により結合タンパク質もしくは他の相互作用種を含むことによって、または膜を製作することによって補助され得る。遠心力の適用によって、溶液が膜を通過し、そして膜上に標的溶解成分を残す。連続操作に使用されるより大きいカラムは、カラムの内部表面を形成するフルオロポリマーのシェルおよびライニングを含むが、本発明の遠心チューブの実施形態は典型的に完全にフルオロポリマーのものである。フルオロポリマーライニングは所望の金属汚染からの解放を提供するが、シェルはカラムのために必要な機械強度を提供する。好ましくはシェルは金属製であるが、シェルはタンパク質分離システムともはや接触しないため、高価な耐腐食性材料を必要とせず、必要な機械強度を提供するいずれかの材料で製造可能である。シェルが存在する場合、内部表面を形成するライニングを上記の通りに達成することができる。
【００１９】
本発明において使用されるフルオロポリマーは、好ましくは、限定されないが、製造の容易さ、およびライニングを完成するために溶接を必要とする製造プロセスにおける溶接の容易さのため、溶融流動可能なフルオロポリマーである。またフルオロポリマーは、好ましくは部分的に結晶性であり、すなわち、それらは融点を有する。融点は、好ましくは、少なくとも約２２５℃、より好ましくは、少なくとも約２５０℃、そして最も好ましくは２５０℃〜３１５℃であり、そして３４３℃程度の高さであってもよい。好ましいフルオロポリマーの一群は、過フッ素化ポリマー、すなわち、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）のホモポリマー、およびテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）と過フッ素化モノマーとのコポリマーである。このコポリマーは、１つまたは複数のかかる過フッ素化コモノマーを含み得る。過フッ素化モノマーの例としては、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）、およびアルキル基が１個〜５個の炭素原子を含有するペルフルオロ（アルキルビニルエーテル）（ＰＡＶＥ）のような３個〜８個の炭素原子を含有するペルフルオロオレフィンが挙げられる。かかるビニルエーテルの例としては、ペルフルオロ（メチル、エチルおよびプロピルビニルエーテル）が挙げられる。ＴＦＥおよびＰＡＶＥのコポリマーは、ＭＦＡコポリマーを含むＰＦＡコポリマーとして市販品として入手可能であり、これは、ＴＦＥと、ペルフルオロ（メチルビニルエーテル）および少なくとも１つの追加のビニルエーテル、例えばペルフルオロ（プロピルビニルエーテル）とのコポリマーであり、そしてかかるコポリマーは、１重量％〜１０重量％のＰＡＶＥ共重合モノマーを典型的に含有する。ＰＦＡコポリマーは、典型的に３００℃〜３１０℃の範囲の融点、および１ｇ／１０分〜５０ｇ／１０分の溶融流量（ＭＦＲ）を有し、これらは両方ともＡＳＴＭ  Ｄ  ３３０７−９３に従って決定される。ＴＦＥおよびＨＦＰのコポリマーは、ＦＥＰコポリマーとして市販品として入手可能である。典型的に、コポリマーのＨＦＰ含量は、約２．０〜５．３のヘキサフルオロプロピレンインデックス（ＨＦＰＩ）によって特徴づけられる。ＨＦＰＩは、コポリマーのフィルム上で測定された２つの赤外線吸光度の比率であり、米国特許公報（特許文献２）の連結段落第３欄および第４欄に開示される通り、３．２を掛けることによってこれをＨＦＰの重量％へと変換することができる。好ましくは、ＴＦＥ／ＨＦＰコポリマーは、少なくとも約２０００サイクル、好ましくは少なくとも約４０００サイクルであるＭＩＴフレックスライフを示すようにコポリマーに有効な量でＰＡＶＥのような少なくとも１つの追加の共重合モノマーを含有する。ＭＩＴフレックスライフの測定については、米国特許公報（特許文献２）に開示されている。一般的に、かかる追加モノマーの量は、コポリマーの総重量を基準として約０．２重量％〜３重量％である。１つの好ましいＰＡＶＥはペルフルオロ（プロピルビニルエーテル）であり、そして最も好ましいＰＡＶＥはペルフルオロ（エチルビニルエーテル）である。ＦＥＰコポリマーは、典型的に、１ｇ／１０分〜５０ｇ／１０分の溶融流量（ＭＦＲ）および２５０℃〜２８０℃の融点を示し、��方ともＡＳＴＭ  Ｄ２１１６−９１ａに従って決定される。
【００２０】
また本発明に従って、非晶質フルオロポリマーを使用してもよい。非晶質ポリマーは、結晶融点を有さないが、ガラス転移温度（Ｔｇ）によって特徴づけられる。本発明に使用するためのかかるフルオロポリマーは非エラストマー性であり、そして０℃より高いＴｇを有する。本発明に従って使用される非晶質ポリマーのＴｇは、本発明のプロセス工程でポリマーが暴露される温度と少なくともほぼ同一でなければならない。テフロン（Ｔｅｆｌｏｎ）（登録商標）ＡＦは、１６０℃および２４０℃のＴｇを有する市販品として入手可能な非晶質ペルフルオロポリマー（本願特許出願人）である。非晶質フルオロポリマーの利点は、溶液からのコーティングとしてそれらを適用可能であるということである。使用工程におけるこれらのコーティングへの損傷は、溶液からフルオロポリマーのさらなる適用によって容易に修復される。修理の目的に関しては、非晶質フルオロポリマーのＴｇは、ポリマーが暴露される温度ほど高い必要はない。
【００２１】
また好ましくは、ライニング用シートまたはライニング自体の溶融製造間の気泡形成を回避するために、−ＣＦ２ＣＨ２ＯＨ、−ＣＯＮＨ２、−ＣＯＯＨおよび−ＣＯＦ末端基のような末端基から−ＣＦ３末端基を形成するために、ペルフルオロポリマーをフッ素処理する。好ましくはフッ素化後、フルオロポリマーは、１０６炭素原子あたり（総計で）５０未満、より好ましくは２０未満のかかる基を有する。結晶性フルオロポリマーのフッ素化は、米国特許公報（特許文献３）に開示される。非晶質フルオロポリマーのフッ素化は、米国特許公報（特許文献４）に開示される。好ましくは、溶融押出しによって形成されてペレット形状に切断されたフルオロポリマーのペレット上でフッ素処理を実行する。次いで、容器全体へ、または容器内部の表面のまさにライニングへとペレットを溶融製造する。溶融製造は、直接的にライニングのためであり得るか、または最初にシートの形成、次いでシェルの内部表面へのシートの固定を含み得、この場合、シェルとライニングとの組み合わせによって容器が形成される。
【００２２】
上記過フッ素化熱可塑性テトラフルオロエチレンコポリマーに加えて、エチレン／テトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）およびエチレン／クロロトリフルオロエチレン（ＥＣＴＦＥ）のようなフッ素化熱可塑性（溶融製造可能な）ポリマーも本発明で使用することができる。ＥＴＦＥが好ましい。かかるＥＴＦＥは、エチレンおよびテトラフルオロエチレンのコポリマーであり、好ましくは、応力割れ抵抗のようなコポリマーの特性を改善するために、少ない割合で１つまたは複数の追加モノマーを含有する。米国特許公報（特許文献５）は、かかるポリマーを開示している。Ｅ（エチレン）とＴＦＥ（テトラフルオロエチレン）とのモル比は、約４０：６０〜約６０：４０、好ましくは約４５：５５〜約５５：４５である。またコポリマーは、好ましくは、約０．１モル％〜約１０モル％の、少なくとも２個の炭素原子を含有する側鎖を提供する少なくとも１つの共重合性ビニルモノマーを含有する。ペルフルオロアルキルエチレンはかかるビニルモノマーであり、ペルフルオロブチルエチレンが好ましいモノマーである。ポリマーは約２５０℃〜約２７０℃、好ましくは約２５５℃〜約２７０℃の融点を有する。ＡＳＴＭ  ３１５９の手順に従って融点を決定する。好ましくは、本発明において使用されるＥＴＦＥは、ＡＳＴＭ  ３１５９の手順に従って決定される場合、１ｇ／１０分〜５０ｇ／１０分の溶融流量（ＭＦＲ）を有する。フッ化ビニリデンポリマーを使用することもできるが、溶液からの溶解成分の誘引および溶媒存在下での苛性洗浄溶液による攻撃に対する感応性がより大きいため用心が必要である。本発明において使用される好ましいフルオロポリマーはペルフルオロポリマーであり、すなわち過フッ素化ポリマーである。
【００２３】
表面がフルオロポリマーを含む内部を有する容器を提供する工程と、前記容器の前記内部に、典型的に水性媒体の溶媒に溶解されたタンパク質、すなわちタンパク質溶液を添加する工程と、前記容器の前記内部に位置する吸着性マトリックス材料と前記溶液を接触させて、前記マトリックス材料上に前記溶液から前記タンパク質を吸着させる工程と、前記容器の内部から前記溶液の残りを除去して、それによって前記溶液から前記タンパク質を分離する工程と、好ましくは続いて、前記マトリックス材料上に吸着された前記タンパク質を溶出させて、それによって前記マトリックス材料から前記タンパク質を分離する工程とを含むものとして、本発明の方法を記載することもできる。このプロセスは、容器にフルオロポリマー内部表面を使用することによって、本質的に金属汚染がない。分離プロセスに使用されるいずれの腐食性液体も、非汚染性容器、すなわち、内部表面がフルオロポリマーを含む容器中で調製されることが好ましい。ｐＨが低いか高いかに関係なく緩衝液、および強腐食性溶液は、かかる腐食性液体の例である。
【実施例】
【００２４】
実施例１および実施例２に示す２つの方法を使用して、金属合金およびフルオロポリマーの腐食に関する評価を実行する。使用される方法は、それぞれ、プロセス部品から金属汚染レベルを決定するため半導体産業用に本発明の一部として開発された金属抽出技術、ならびにＡＳＴＭ  Ｇ４８−００の塩化第二鉄溶液の使用による、ステンレス鋼および関連合金の耐孔食性および耐隙間腐食性（Ｐｉｔｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ｃｒｅｖｉｃｅ  Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  ｏｆ  Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ  Ｓｔｅｅｌｓ  ａｎｄ  Ｒｅｌａｔｅｄ  Ａｌｌｏｙｓ  ｂｙ  Ｕｓｅ  ｏｆ  Ｆｅｒｒｉｃ  Ｃｈｌｏｒｉｄｅ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎ）の手順である。実施例１および実施例２に記載の両方法において使用される塩溶液は、媒体に塩酸を添加することによってｐＨ２に調節された１５重量％塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）水溶液である。
【００２５】
（実施例１）
本実施例において、金属の研磨表面に及ぼす塩溶液の影響を決定する。全ての試験材料に関して、隙間のない試験クーポンを提供する。各金属クーポンの大きさは、２インチ×２インチ×厚さ０．１２５インチ（２．５４ｃｍ×２．５４ｃｍ×０．３ｃｍ）である。ＰＦＡ試験クーポンの大きさは、２インチ×２インチ×厚さ０．０６０インチ（２．５４ｃｍ×２．５４ｃｍ×０．１６ｃｍ）である。各試験クーポンを上記試験溶液に７日間含浸させ、そして温度を４０℃に維持する。７日暴露後、試験溶液中での金属汚染レベルを測定し、そしてクーポン１ｃｍ２あたりのｎｇとして報告する。高分解能誘導結合プラズマ質量分析（ＩＣＰ−ＭＳ）によって、塩溶液中の金属汚染を決定する。米国、９４５３８  カリフォルニア州、フレモント、フレモント  ブルバード  ４４０５０（Ｆｒｅｍｏｎｔ  Ｂｌｖｄ，Ｆｒｅｍｏｎｔ，ＣＡ  ９４５３８，ＵＳＡ）のケムトレース（ＣＨＥＭＴＲＡＣＥ）（登録商標）カンパニー（Ｃｏｍｐａｎｙ）によるクリーンルーム環境で、クーポン含浸および金属分析を実行する。クーポンの懸濁前の塩溶液を分析し、溶液中にＣｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、ＭｎおよびＦｅの金属がないことを証明する。結果を表１に示す。
【００２６】
【表１】
2007528871.tif 000002
【００２７】
ＰＦＡは、本願出願人から入手可能なテフロン（Ｔｅｆｌｏｎ）（登録商標）ＰＦＡ  ＨＰ  フルオロポリマーである。ＰＦＡフルオロポリマーは、テトラフルオロエチレンと、フルオロポリマーを溶融可能にさせるために十分なペルフルオロ（アルキルビニルエーテル）とのコポリマーとして周知である。合金のコストが高くなるほど塩溶液中における汚染時に金属クーポンの金属汚染は減少するが、それにもかかわらず、合金中に存在する特定の金属の量によって汚染は変化し、２００ｎｇ／ｃｍ２を超える。対照的に、ＰＦＡクーポンからの金属汚染は非常に低いため、検出不可能である（ｂ／ｄ＝検出限度未満）。
【００２８】
（実施例２）
本実施例において、塩溶液中での金属腐食に及ぼす温度の影響をＡＳＴＭ  Ｇ４８  方法Ｄに従って決定する。一定温度で７２時間、塩溶液中で試験クーポンを懸濁させ、そして隙間腐食に関して試験する。隙間腐食が観察されるまで、１０℃の増加量で温度を増加させる。試験クーポンをクーポンの両側で多数の隙間ワッシャーに取り付け、そして２０インチ・ポンド（２．２６Ｎ・ｍ）まで回転させる。５００ｍｌの溶液を含有する独立試験管中でクーポンを試験する。３１６Ｌに関して２５℃で、そして他の合金に関して３５℃で腐食試験を開始する。結果を表２に示す。
【００２９】
【表２】
2007528871.tif 000003
【００３０】
ＰＦＡフルオロポリマーは８０℃で隙間腐食の兆候を示さなかったため、試験を延長して塩溶液中８５℃でさらに１週間の暴露を実行したが、なお腐食は見られない。この試験はすでにＰＦＡフルオロポリマーの優性を示すため、試験を中止する。
【００３１】
（実施例３）
プロテインＡ−インシュリン増殖因子の溶融タンパク質を含有するバクテリア懸濁液５００μｌを、３１６Ｌステンレス鋼クロマトグラフィーカラム（長さ２．５ｃｍ、直径０．５ｃｍ）中に注入する。このカラムの内部表面は、テフロン（Ｔｅｆｌｏｎ）（登録商標）ＡＦフルオロポリマーによってコーティングされており、ＩｇＧセファローズ６  ファーストフロー（ＩｇＧ  Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ  ６  Ｆａｓｔ  Ｆｌｏｗ）（ニュージャージー州、ピスカタウェイ（Ｐｉｓｃａｔａｗａｙ，ＮＪ）のアマシャム  ファルマシア（Ａｍｅｒｓｈａｍ  Ｐｈａｒｍａｃｉａ））培地が充填されている。試料を注入後、約１０カラム体積の水性結合緩衝液（ｐＨ７．５、０．０５Ｍ  トリス（Ｔｒｉｓ）−ＨＣｌと０．０５％のツィーン（Ｔｗｅｅｎ）２０からなる）をカラムに添加し、続いて、５カラム体積の水性洗浄緩衝液（ｐＨ４．６、１０ｍＭ酢酸アンモニウムからなる）を添加する。すすぎ後、吸着した溶融タンパク質を５カラム体積の水性溶出緩衝液（ｐＨ３．２、０．２Ｍ酢酸からなる）によって溶出する。
【００３２】
テフロン（Ｔｅｆｌｏｎ）（登録商標）ＡＦによってコーティングされた内部表面を有する３１６Ｌステンレス鋼クロマトグラフィーカラムは、タンパク質に悪影響を及ぼす金属の腐食およびリーチングに対して高い耐性を示す。カラムから流出したいずれの溶液においても、金属汚染は検出されない。
【００３３】
上記フルオロポリマーコーティングカラムは、フルオロポリマーの溶液によってステンレス鋼チューブの内部表面をコーティングし、続いて乾燥および加熱して溶媒を除去し、それによってチューブのフルオロポリマーライニングを形成する。
【手続補正書】
【提出日】平成19年4月20日(2007.4.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器中でタンパク質溶液からタンパク質を分離する工程を含む方法であって、前記容器が、前記分離工程の間に前記タンパク質溶液と接触する内部表面を有し、前記内部表面がフルオロポリマーを含み、前記溶液中に前記内部表面の１ｃｍ２あたり約５０ｎｇ未満のＦｅ、Ｃｒ、Ｍｏ、ＭｎおよびＮｉ金属をもたらし、それによって実質的に前記金属による汚染のない前記分離工程が実行されることを特徴とする方法。
【請求項２】
表面がフルオロポリマーを含む内部を有する容器を提供する工程と、前記容器の前記内部にタンパク質溶液を添加する工程と、前記容器の前記内部に位置する吸着性マトリックス材料と前記溶液を接触させて、前記マトリックス材料上に前記溶液中に溶解された前記タンパク質を吸着させる工程と、前記容器の内部から前記溶液の残りを除去して、それによって前記溶液から前記タンパク質を分離する工程とを含むことを特徴とする方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
上記フルオロポリマーコーティングカラムは、フルオロポリマーの溶液によってステンレス鋼チューブの内部表面をコーティングし、続いて乾燥および加熱して溶媒を除去し、それによってチューブのフルオロポリマーライニングを形成する。
本出願は、特許請求の範囲に記載の発明を含め、以下の発明を包含する。
（１）  容器中でタンパク質溶液からタンパク質を分離する工程を含む方法であって、前記容器が、前記分離工程の間に前記タンパク質溶液と接触する内部表面を有し、前記内部表面がフルオロポリマーを含み、前記溶液中に前記内部表面の１ｃｍ２あたり約５０ｎｇ未満のＦｅ、Ｃｒ、Ｍｏ、ＭｎおよびＮｉ金属をもたらし、それによって実質的に前記金属による汚染のない前記分離工程が実行されることを特徴とする方法。
（２）  前記分離工程が、前記溶液から前記タンパク質を吸着させるための吸着性マトリックス材料と前記溶液を接触させる工程を含み、それによって前記溶液から前記タンパク質を分離することを特徴とする（１）に記載の方法。
（３）  前記吸着性マトリックスによる前記タンパク質の吸着が、タンパク質結合剤、磁荷、イオン電荷および疎水性相互作用よりなる群から選択される少なくとも１つの吸着剤を含むことを特徴とする（１）に記載の方法。
（４）  前記分離工程が、前記マトリックス材料上に吸着された前記タンパク質を溶出して、前記マトリックス材料からそれを除去する工程を含むことを特徴とする（２）に記載の方法。
（５）  前記溶出工程が、前記マトリックス材料と結合した前記タンパク質を緩衝溶液と接触させる工程を含むことを特徴とする（４）に記載の方法。
（６）  前記フルオロポリマーが溶融流動性であることを特徴とする（１）に記載の方法。
（７）  前記フルオロポリマーが過フッ素化されていることを特徴とする（６）に記載の方法。
（８）  前記フルオロポリマーがフッ素処理されていることを特徴とする（７）に記載の方法。
（９）  表面がフルオロポリマーを含む内部を有する容器を提供する工程と、前記容器の前記内部にタンパク質溶液を添加する工程と、前記容器の前記内部に位置する吸着性マトリックス材料と前記溶液を接触させて、前記マトリックス材料上に前記溶液中に溶解された前記タンパク質を吸着させる工程と、前記容器の内部から前記溶液の残りを除去して、それによって前記溶液から前記タンパク質を分離する工程とを含むことを特徴とする方法。
（１０）  前記マトリックス材料上に吸着された前記タンパク質を溶出して、それによって前記マトリックス材料から前記タンパク質を分離することを特徴とする（９）に記載の方法。
（１１）  フルオロポリマーを含む前記表面を、前記フルオロポリマーのフッ素化ペレットの溶融製造によって形成することを特徴とする（９）に記載の方法。
（１２）  前記成形が、前記フッ素化ペレットのシートへの溶融製造、および前記シートの前記表面への成形を含むことを特徴とする（１１）に記載の方法。
【国際調査報告】
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