【手続補正書】
【提出日】平成24年9月11日(2012.9.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
本発明の一の態様において、制御されるプロセスパラメータは、前記液体組成物のｐＨ、標的イオンの濃度および／または導電率から選択される。ＲＥＥＤシステムがイオン（例えば、無機イオン、アミノ酸、有機酸、アンモニウムイオン）の脱塩または塩分濃度の調節のために用いられる場合、プロセスストリームに関して、導電率は一般的には主たる制御プロセスパラメータである。さらに、いくつかの種またはシステムに関してオンラインで測定することが困難であり得る又は不可能であり得る、標的イオン濃度の調節に関して、導電率の測定値は、プロセス制御パラメータとして使用され得る。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
各電流逆転に続く前記短時間の影響は、膜のイオンプロファイルが再構築されるまでに、短時間の悪影響を導入することにより、ＲＥＥＤシステムのｐＨ制御に影響を及ぼす。ＡＸ−ＲＥＥＤの場合において、酸性イオンは、各フィード区画において一のアニオン交換膜を通って抽出され、一方、水酸化物イオンは対向するアニオン交換膜を通って入る。電流の方向が逆転すると、最初に言及した膜の内側の抽出された酸性イオンは、水酸化物イオンがフィード溶液に入り始める前に、フィード溶液の中に押し戻される。従って、それまでは酸性イオンを抽出するのに用いられた膜によって水酸化物プロファイルが再構築されるまでの短時間に、ｐＨ制御は観察されない。各々の電流逆転の後、ｐＨ制御が再生されるまでの時相の長さは、種々のプロセス条件および膜特性に依存する；通常、プロセスが再び最適なｐＨ制御で操作されるまで１０〜９０秒かかる。このことはプロセスパラメータ、例えば、ｐＨの突然の変化として記録され、これはその後、調節して所望の設定値に戻さなければならない。１つより多くの膜スタックを有するシステムにおいて、不安定性の影響を分散させるため及び電流逆転の全体の影響を減少させるために、各々の独立したスタックにおいて非同期的に電流逆転を実施する。各スタックについての電流逆転の間隔は一般的には同様の長さであるが、逆転のタイミングは、最良のプロセス安定性効果のために分散させられる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
電流逆転は、プロセス制御において、ずれを導入し得る唯一の影響ではない。プロセスパラメータの最適な制御のために、透析液の濃度および流量、ならびに温度および操作の形態（またはモード）を制御する必要がある。ＲＥＥＤにおけるイオン交換の速度は、プロセスパラメータを制御するものであるが、これは、電流および受動的な拡散の組み合わせに応じて決定される。拡散の速度は、透析液からリアクタ内へ移動すべきイオンの濃度に応じて決定される。透析液が高い濃度のｐＨ調節イオン、例えば、ＡＸ−ＲＥＥＤにより操作する場合には水酸化物イオンを有する場合、電流にかかわらず、リアクタ回路内への実質的な水酸化物イオンの拡散が生じる。したがって、ＲＥＥＤシステムにおける拡散速度が単独で、プロセスパラメータ制御に必要なイオン交換を決して越えないように、透析液の濃度を制御できるようにすることが重要である。これは、透析液の濃度および／または流速を、ＲＥＥＤスタックに出力される電流に関連づけることによって行われ、その結果、電流の増加が透析液の濃度を上昇させる。透析液濃度の制御は、例えば、水および高濃度の透析液溶液の、ＲＥＥＤシステムに入る前の透析液ストリームへの添加を調節して、実施することができる。透析液流量の制御は、例えば、透析液流ポンプを調節することにより、または流量調整弁を用いることにより実施することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
第１のトライアルにおいて、７リットルの生培養液を有する供給回分ＬＡＢ発酵を、ＡＸ−ＲＥＥＤシステムにおける単一の膜スタック（ＲＥＥＤ用に改変されたＥＵＲ６、Eurodia SA, France）に接続した。スタックは、７つのセルの組を保持し、各セルの組は、アニオン交換膜（Neosepta AXE-01、株式会社トクヤマ、日本）によって分離された、発酵培養液のための区画（シートフロースペーサ、Eurodia）およびアルカリ性透析液のための区画（シートフロースペーサ、Eurodia）を構成した。全体のスタックについて、合計０．３９２ｍ２（１リットルの培養液につき５６０ｃｍ２）の活性な膜の面積（または動作膜面積）を得るために、各セルの組は、５６０ｃｍ２の活性な膜の面積を有していた。
０．５ＭのＮａＯＨ溶液を、透析液溶液として用いた。
電流逆転間隔は１６分に設定した。このことは、各電極の極性が１６分ごとに変化したことを意味している。
ＬＡＢ培養物の初期の成長期間の後、ＲＥＥＤシステムが作動させられ、バイオリアクタのｐＨの制御を引き継いだ。ｐＨは、撹拌されたバイリアクター内部でｐＨプローブによって測定した。電流逆転が起こるときはいつでも、ＲＥＥＤスタックがイオン交換プロセスを再構築する短い時間が後に続き、この時間の間に、ＲＥＥＤシステムが再びプロセスパラメータの制御を示し、バイオリアクタのｐＨをその最適な値に調節するまで、バイオリアクタ内のｐＨが低下した。この試験における３０分間のインターバルのバイオリアクタのｐＨの変化を図１に示す（単一のスタック）。
【手続補正５】
【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】
細胞成長の生産性および寿命を向上させるために、および／または代謝産物の生成を調節するために、有機酸イオンのような阻害物質を抽出することによる、バイオリアクタまたは生醗酵プロセスにおける液体組成物のプロセスパラメータを制御する方法であって、前記液体を第１逆電気強化透析（ＲＥＥＤ）膜スタックおよび第２ＲＥＥＤ膜スタックに通過させる少なくとも１つの工程を含み、各スタックが、
ｉ）その間に第１液体のための第１チャンバーを規定する、少なくとも２つのイオン交換膜；
ii）第２液体のための少なくとも２つの別のチャンバーであって、当該別の各チャンバーは、少なくとも１つの第１チャンバーに近接して配置される、チャンバー；
iii）１組の端部膜；
iv）各膜スタックに、少なくとも２つの電極によって電場をかける手段；
ｖ）前記膜スタック内で電場の方向を逆転させる手段
を有し、
前記第１膜スタック内で電場の方向を反転させることを、前記第２膜スタック内で電場を反転させることに対して、非同時的な時間間隔をもって行い、
前記ＲＥＥＤ膜スタックを並列に操作する、
方法。
【請求項２】
前記プロセスパラメータが、前記液体組成物のｐＨ、標的イオンの濃度、および／または導電率から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記液体組成物を、少なくとも１つの別のＲＥＥＤ膜スタックに通過させる、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記ＲＥＥＤ膜スタックが、アニオン交換逆電気強化透析（ＡＸ−ＲＥＥＤ）膜スタックである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記ＲＥＥＤ膜スタックが、カチオン交換逆電気強化透析（ＣＸ−ＲＥＥＤ）膜スタックである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
電場の方向を、任意の第１膜スタック内で、任意の第２以上の膜スタックに関する逆転に対して、実質的に規則的な分散間隔で逆転させる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
電場の方向を、任意の第１膜スタック内で、任意の第２以上の膜スタックに関する逆転に対して、実質的に等しい長さの分散間隔で逆転させる、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
かけられる電場の強さを、前記液体組成物のｐＨ、標的イオンの濃度、および／または導電率に応じて調節する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記第２液体の濃度および／または流量を、かけられる電場の強さに対して調節する工程をさらに含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記液体組成物が、固定化された若しくは懸濁した微生物培養物を含有する発酵混合物であり、または酵素含有混合物である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記微生物培養物が、バクテリア、酵母、菌類もしくは哺乳類細胞の増殖培養物または休止培養物を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
細胞成長の生産性および寿命を向上させるために、および／または代謝産物の生成を調節するために、有機酸イオンのような阻害物質を抽出することによる、バイオリアクタまたは生醗酵プロセスにおける液体組成物のプロセスパラメータを制御するためのシステムであり、当該システムは少なくとも第１逆電気強化透析（ＲＥＥＤ）膜スタックおよび第２ＲＥＥＤ膜スタックを含み、各スタックが：
ｉ）それらの間で第１液体のための第１チャンバーを規定する、少なくとも２つのイオン交換膜；
ii）第２液体のための少なくとも２つの別のチャンバーであって、当該別の各チャンバーは、少なくとも１つの第１チャンバーに近接して配置される、チャンバー；
iii）１組の端部膜；
iv）各膜スタックに、少なくとも２つの電極によって電場をかける手段；
ｖ）いずれか１つの膜スタック内で電場の方向を逆転させる手段
を有し、
前記ＲＥＥＤ膜スタックが並列に操作される、
システム。
【請求項１３】
細胞成長の生産性および寿命を向上させるために、および／または代謝産物の生成を調節するために、有機酸イオンのような阻害物質を抽出することによる、バイオリアクタまたは生醗酵プロセスにおける液体組成物のプロセスパラメータを制御するための請求項１２に記載のシステムの使用。