(57)【要約】  クロマトグラフィの用途のための溶液を調製するためのシステムが開示される。このシステムは、少なくとも１つの第１の溶液と第２の溶液とを混合することによって緩衝液を調製するためのＴジョイントを備える。Ｔジョイントは、Ｔジョイントに接続された溶液供給ユニットから第２の溶液を受け取る。さらに、１つ以上の低圧ポンプが、１つ以上の第１の溶液をＴジョイントに供給する。高圧ポンプが、緩衝液を集め、クロマトグラフィ装置にもたらす。【選択図】図１
2018503809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体のインラインブレンドを実行するためのシステム（１００、２００）であって、
少なくとも１つの第１の溶液と第２の溶液とを混合することによって緩衝液を調製するＴジョイント（１０２）であって、前記Ｔジョイントに接続された溶液供給ユニット（１０８）から前記第２の溶液を受け取るＴジョイント（１０２）と、
前記少なくとも１つの第１の溶液を前記Ｔジョイントに供給するための少なくとも１つの低圧ポンプ（１０６、２０８、２１０、２１２）と、
前記緩衝液を集め、クロマトグラフィ装置にもたらすための高圧ポンプ（１１０）と
を備えるシステム。
【請求項２】
前記Ｔジョイントは、少なくとも１つの直接接続管を用いて前記溶液供給ユニットに接続される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記Ｔジョイントは、逆止弁を介して前記溶液供給ユニットに接続される、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記少なくとも１つの第１の溶液は、酸、塩基、および塩溶液のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記少なくとも１つの溶液を供給するための前記少なくとも１つの低圧ポンプの動作を制御するように構成された制御システム
をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記制御システムは、前記少なくとも１つの低圧ポンプによって供給される前記少なくとも１つの第１の溶液の流量を制御するように構成され、前記少なくとも１つの第１の溶液の流量および前記高圧ポンプの流量が、前記緩衝液の濃度を決定する、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記高圧ポンプにおいて受け取られる前記緩衝液の特性を測定するように構成された少なくとも１つのセンサ
をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記少なくとも１つのセンサのうちの一センサは、前記緩衝液に関する伝導率を測定するように構成されている、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記少なくとも１つのセンサのうちの一センサは、前記緩衝液に関するｐＨレベルを測定するように構成されている、請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
少なくとも１つのクロマトグラフィカラム（２１４）と、
少なくとも１つの第１の溶液と第２の溶液とを混合することによって緩衝液を調製するＴジョイント（１０２）であって、前記Ｔジョイントに接続された溶液供給ユニット（１０８）から前記第２の溶液を受け取るＴジョイント（１０２）と、
前記少なくとも１つの第１の溶液を前記Ｔジョイントに供給するための少なくとも１つの低圧ポンプ（２０８、２１０、２１２）と、
前記緩衝液を集め、前記少なくとも１つのクロマトグラフィカラム（２１４）にもたらすための高圧ポンプ（１１０）と
を備えるクロマトグラフィシステム。
【請求項１１】
前記Ｔジョイントは、少なくとも１つの直接接続管を用いて前記溶液供給ユニットに接続される、請求項１０に記載のクロマトグラフィシステム。
【請求項１２】
前記Ｔジョイントは、逆止弁を介して前記溶液供給ユニットに接続される、請求項１０に記載のクロマトグラフィシステム。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの第１の溶液は、酸、塩基、および塩溶液のうちの少なくとも１つを含む、請求項１０に記載のクロマトグラフィシステム。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの第１の溶液を供給するための前記少なくとも１つの低圧ポンプの動作を制御し、前記緩衝液を調製すべく前記Ｔジョイントの機能を制御するように構成された制御システム
をさらに備える、請求項１０に記載のクロマトグラフィシステム。
【請求項１５】
前記制御システムは、前記少なくとも１つの低圧ポンプによって供給される前記少なくとも１つの第１の溶液の流量を制御するように構成され、前記少なくとも１つの第１の溶液の流量および前記高圧ポンプの流量が、前記緩衝液の濃度を決定する、請求項１４に記載のクロマトグラフィシステム。
【請求項１６】
前記高圧ポンプにおいて受け取られる前記緩衝液の特性を測定するように構成された少なくとも１つのセンサ
をさらに備える、請求項１０に記載のクロマトグラフィシステム。
【請求項１７】
前記少なくとも１つのセンサのうちの一センサは、前記緩衝液に関する伝導率を測定するように構成されている、請求項１６に記載のクロマトグラフィシステム。
【請求項１８】
前記少なくとも１つのセンサのうちの一センサは、前記緩衝液に関するｐＨレベルを測定するように構成されている、請求項１５に記載のクロマトグラフィシステム。
【請求項１９】
クロマトグラフィ装置における液体のインラインブレンドまたは混合を実行するためのシステムであって、
少なくとも２つの初期溶液をブレンドまたは混合することによって緩衝液を調製するためのＴジョイント（１０２）と、
それぞれの初期溶液を前記Ｔジョイント（１０２）に供給するための前記初期溶液の各々の液体供給源（１０４、１０８、２０２、２０４、２０６）であって、前記液体供給源のうちの１つ以上の液体供給源（１０４、２０２、２０４、２０６）がポンプ（１０６、２０８、２１０、２１２）を有しており、残りの液体供給源のうちの１つ以上の液体供給源（１０８）はポンプを有していない液体供給源（１０４、１０８、２０２、２０４、２０６）と、
前記Ｔジョイント（１０２）から前記緩衝液を取り出すための液体出口であって、少なくとも前記ポンプを有していない液体供給源（１０８）または前記ポンプを有していない液体供給源（１０８）の各々から溶液を引き込むように動作することができ、かつ前記緩衝液をクロマトグラフィ装置にもたらすように動作することができるさらなるポンプ（１１０）を備えている液体出口と
を備えるシステム。
【請求項２０】
請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の特徴をさらに含む、請求項１９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示される主題は、原液からの溶液の調製に関する。より具体的には、本主題は、クロマトグラフィの用途のために原液から溶液を調製するためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
クロマトグラフィは、化学物質および生物学的物質を分離するための充分に確立された有用な技術であり、研究および産業において広く使用され、化合物の調製、精製、および分析に多数の用途が見出されている。クロマトグラフィについて、多数の異なる形態が存在し、液体クロマトグラフィが、製薬および生物学の産業において、タンパク質、ペプチド、および核酸の調製、精製、および分析のためにとくに重要である。
【０００３】
典型的な液体クロマトグラフィ装置は、直立ハウジングを有し、このハウジング内で、通常は本質的に微粒子であり、多孔質媒体で構成される充てん材料の床が、透過性保持層に載置される。液体移動相が、通常は多孔質の穿孔フィルター、メッシュ、またはフリットを介し、例えばカラムの上部の入口を通って進入し、充てん材料の床を通過し、出口を介して、典型的には第２のフィルター、メッシュ、またはフリットを通って取り出される。
【０００４】
多くの場合、組成ならびに／あるいはｐＨ、イオン強度、粘度、密度、などの他の特性が正確に知られている液体を得ることが、重要である。さらに、液体の組成が各々の瞬間において正確に知られ、かつ制御されなければならないだけでなく、正確かつ制御された様相で時間とともに変化しなければならないことが、珍しくない。このような液体は、通常は、アイソクラティックおよびグラジエント（階段勾配および線形勾配）の両方のブレンドモードを提供することができるブレンドシステム、通常は現場ブレンドシステムを典型的に使用して、２つ以上の液体を互いに混合またはブレンドすることによって得られる。液体の組成がきわめて重要である１つの用途は、液体クロマトグラフィの分野において、指定のｐＨを有し、随意により指定のイオン強度も有する緩衝液が利用される場合であり、溶離液のｐＨおよびイオン強度が、イオン交換樹脂などにおけるクロマトグラフィにおいてタンパク質の分離の選択性を制御する２つの最も重要なパラメータである。他のそのような用途は、ろ過である。
【０００５】
現在のシステムは、クロマトグラフィカラムにもたらされるべき緩衝液を形成するために、酸、塩基、および塩などの種々の原液を水とともにＴジョイントにもたらすための複数の高圧ポンプの使用を含む。しかしながら、ｐＨレベルおよび伝導度などの緩衝液の特性を、クロマトグラフィカラムへの供給前に割り出すことが不可能である。これは、溶液のこれらの特性を割り出すためのセンサが、溶液の圧力レベルに耐えられない可能性があるからである。センサは、一般に、７ｂａｒ、すなわち０．７ＭＰａまでの圧力にしか対応することができない。したがって、緩衝液は、所望の特性を有していない可能性があり、あるいはｐＨレベルおよび伝導度などの特性に変動を有する可能性がある。また、高圧ポンプの使用は、クロマトグラフィシステムのコストを増加させる。
【０００６】
したがって、クロマトグラフィ用の緩衝液を調製するための改良されたシステムについて、ニーズが存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】英国特許出願公開第２４５４７８３号明細書
【発明の概要】
【０００８】
本発明の目的は、緩衝液を調製するやり方であって、先行技術の１つ以上の欠点を克服する改良されたやり方を提供することにある。これは、独立請求項に記載のとおりの単純かつ便利な設計を有する原液からクロマトグラフィ用の緩衝液を調製するためのシステムによって達成される。
【０００９】
１つ以上の溶液からクロマトグラフィ用の緩衝液を調製するための本開示のシステムの１つの利点。本システムにおいては、第１の溶液を集めてＴジョイントにもたらすために低圧ポンプが使用されるため、低圧ポンプと高圧ポンプとの間に配置されたセンサで、緩衝液の特性を測定することができる。低圧ポンプが使用されるので、センサが被る緩衝液の圧力は高くなく、したがってセンサが特性を測定するために正常に動作することができる。さらに、低圧ポンプは、システムをより安価にする。
【００１０】
一実施形態においては、液体のインラインブレンドを実行するためのシステムが開示される。本システムは、少なくとも１つの第１の溶液と第２の溶液とを混合することによって緩衝液を調製するためのＴジョイントを備える。Ｔジョイントは、Ｔジョイントに直接接続された溶液供給ユニットから第２の溶液を受け取る。さらに、１つ以上の低圧ポンプが、１つ以上の第１の溶液をＴジョイントに供給する。高圧ポンプが、緩衝液を集め、クロマトグラフィ装置にもたらす。
【００１１】
別の実施形態においては、クロマトグラフィシステムが開示される。本クロマトグラフィシステムは、１つ以上のクロマトグラフィカラムと、少なくとも１つの第１の溶液および第２の溶液を混合することによって緩衝液を調製するためのＴジョイントとを含む。Ｔジョイントは、Ｔジョイントに直接接続された溶液供給ユニットから第１の溶液を受け取る。さらに、１つ以上の低圧ポンプが、１つ以上の第１の溶液をＴジョイントに供給する。高圧ポンプが、緩衝液を集め、１つ以上のクロマトグラフィカラムにもたらす。
【００１２】
本発明ならびに本発明のさらなる特徴および利点のより完全な理解が、以下の詳細な説明および図面を参照することによって得られるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】緩衝液を調製するための一実施形態によるシステムの概略図である。
【図２】緩衝液を調製するための典型的な実施形態によるシステムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下の詳細な説明では、本明細書の一部を形成し、実施され得る特定の実施形態を例示として示している添付の図面を参照する。これらの実施形態は、これらの実施形態の実施を当業者にとって可能にするように充分に詳しく説明されるが、これらの実施形態の範囲から外れることなく、他の実施形態を利用することが可能であり、論理的、機械的、および他の変更を行うことが可能であることを、理解すべきである。したがって、以下の詳細な説明は、本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
【００１５】
以下で詳しく説明されるとおり、液体のインラインブレンドの実行を準備するためのシステムの実施形態が、開示される。このシステムは、少なくとも１つの第１の溶液と第２の溶液とを混合することによって緩衝液を調製するためのＴジョイントを備える。Ｔジョイントは、Ｔジョイントに接続された溶液供給ユニットから第２の溶液を受け取る。さらに、１つ以上の低圧ポンプが、１つ以上の第１の溶液をＴジョイントに供給する。高圧ポンプが、緩衝液を集め、クロマトグラフィ装置にもたらす。
【００１６】
図１は、緩衝液を調製するための一実施形態によるシステム１００を示している。システム１００は、緩衝液を調製するためのＴジョイント１０２を含む。Ｔジョイント１０２は、混合ユニットまたはブレンドユニットであってよいが、これに限定されない。緩衝液を、第１の溶液および第２の溶液を用いて形成することができる。第１の溶液は、溶液供給ユニット１０４に貯蔵され、低圧ポンプ１０６が、第１の溶液を集めてＴジョイント１０２にもたらすために使用される。低圧ポンプ１０６は、高い流量精度を有することができ、したがって正確な濃度の第１の溶液が、Ｔジョイント１０２にもたらされる。Ｔジョイント１０２は、第２の溶液を保持する溶液供給ユニット１０８に接続される。一実施形態においては、Ｔジョイント１０２と溶液供給ユニット１０４とを接続する逆止弁（図１には示されていない）を設けてもよい。さらに、逆止弁は、第１の溶液と溶液供給ユニット１０８内の第２の溶液との間で生じ得る混合を回避する。別の実施形態においては、流路に進入する溶液の測定および選択のために、Ｔジョイント１０２と溶液供給ユニット１０４および１０８との間の接続部の間に配置された弁およびセンサの組み合わせが存在できる。例えば、Ｔジョイント１０２と溶液供給ユニット１０８との間および／または低圧ポンプ１０６と溶液供給ユニット１０４との間に、入口弁が存在できる。次いで、第２の溶液が、Ｔジョイント１０２にもたらされる。Ｔジョイント１０２は、第１の溶液と第２の溶液とを混合して緩衝液を形成するように構成されている。Ｔジョイント１０２は、大気圧と同等の内部状態を有することができる。一実施形態において、Ｔジョイント１０２は、第１の溶液と第２の溶液とを混合して緩衝液を形成するための磁気式かくはん器を備えることができる。しかしながら、Ｔジョイント１０２は、第１の溶液および第２の溶液を混合するための多数の構成を備えることができると考えられる。ひとたび混合されると、緩衝液は、低圧ポンプ１０６と比較してより高い圧力で動作する高圧ポンプ１１０によって送られる。一実施形態において、高圧ポンプ１１０は、０〜２０メガパスカル（ｍＰａ）のさまざまな圧力で動作することができる。低圧ポンプ１０６と高圧ポンプ１１０との間のこの圧力変化は、緩衝液を集めることを可能にする。次いで、緩衝液は、センサ１１２およびセンサ１１４などの１つ以上のセンサを通過する。低圧ポンプ１０６から流れる緩衝液は、例えば０．７ＭＰａよりも低い低圧にある。したがって、低い圧力ゆえに、センサ１１２および１１４は、緩衝液の特性を測定することができる。例えば、センサ１１２が、緩衝液のｐＨレベルを監視し、センサ１１４が、緩衝液に関する伝導率を監視する。センサ１１２は、５〜６バールの範囲の圧力を収容する能力を有することができる。緩衝液の伝導率とは、緩衝液の導電率をいう。導電率は、緩衝溶液中の塩濃度によって決定され得る。
【００１７】
緩衝液の特性が所望の特性でない場合、溶液供給ユニット１０４および溶液供給ユニット１０８からの第１の溶液および第２の溶液の流量ならびに高圧ポンプ１１０の流量がそれぞれ調節されるように、フィードバックがもたらされる。これにより、Ｔジョイント１０２において形成される緩衝液の濃度が、所望の特性を有する緩衝液が得られるように変化する。
【００１８】
図２は、緩衝液を調製するための典型的な実施形態によるシステム２００を示している。システム２００は、低いｐＨレベル、低い塩レベル、高いｐＨレベル、高い塩レベル、高い酸性レベル、および低い酸性レベルなどの種々の濃度レベルを有する種々の緩衝液を調製することができる。システム２００は、酸を保持する溶液供給ユニット２０２と、塩を保持する溶液供給ユニット２０４と、塩基を保持する溶液供給ユニット２０６とを備える。ここで、第１の溶液は、酸、塩、および塩基を含む。システム２００は、本開示の範囲から逸脱することなく、酸、塩、および塩基以外の第１の溶液を貯蔵する溶液供給ユニットを備えることができると考えられる。さらに、システム２００は、溶液供給ユニット２０２、溶液供給ユニット２０４、および溶液供給ユニット２０６にそれぞれ接続された低圧ポンプ２０８、低圧ポンプ２１０、および低圧ポンプ２１２などの３つの低圧ポンプを備えることができる。低圧ポンプ２０８は、Ｔジョイント１０２に酸をもたらし、低圧ポンプ２１０は、Ｔジョイント１０２に塩基をもたらし、低圧ポンプ２１２は、Ｔジョイント１０２に塩をもたらす。さらに、水を保持する容器１０８が、Ｔジョイント１０２に直接接続されている。水は、第２の溶液である。緩衝液の所望の濃度レベルにもとづいて、必要な量の酸、塩基、および塩がＴジョイント１０２に送られると同時に、水も容器１０８からＴジョイント１０２に流入する。一実施形態においては、酸、塩基、および塩の流量を変えて、種々の濃度レベルの緩衝液をもたらすことができる。
【００１９】
センサ１１２および１１４が、緩衝液のｐＨレベルおよび伝導率を測定することができる。センサ１１２および１１４は、高圧ポンプ１１０と低圧ポンプ２０８、２１０、および２１２との間において、より低圧ポンプ２０８、２１０、および２１２の近くに配置されている。さらに、本開示の範囲から逸脱することなく、センサ１１２および１１４以外のセンサを、低圧ポンプ２１０の近くに配置することができると考えられる。これらのセンサは、低圧ポンプ２１０に近いので、センサ１１２および１１４の動作は、高圧の影響を受けることがなく、したがって緩衝液の特性を測定することができる。さらに、センサ１１２および１１４を、第１の溶液の流量を制御するために低圧ポンプ２０８、２１０、および２１２にフィードバックをもたらすために使用することもできる。
【００２０】
ユーザーがｐＨレベル４の緩衝液を必要としている場合を、例として取り上げる。その場合、低圧ポンプ２０８が、容器２０２からの酸の流量を０．２ｍｌ／分に制御するように設定される。他方で、低圧ポンプ２１０を、容器２０４からの塩基の流量を０．１ｍｌ／分に制御するように設定でき、低圧ポンプ２１２を、塩の流量を０．５ｍｌ／分に制御するように設定できる。高圧ポンプ１１０は、１０ｍｌ／分の流量で緩衝液を引き寄せる必要があり得る。この場合、水は、９．２ｍｌ／分の流量でＴジョイント１０２に直接流れる。Ｔジョイント１０２において、塩基、塩、および酸が水と混合され、緩衝液が形成される。Ｔジョイント１０２内の緩衝液は、高圧ポンプ１１０によって送られる。緩衝液を、緩衝液に関するｐＨレベルおよび伝導率を明らかにするために、センサ１１２および１１４によって監視することができる。緩衝液の特性が所望の特性でない場合、所望の特性を有する緩衝液が得られるように、容器２０２、２０４、および２０６からの溶液の流量を変化させることができる。緩衝液は、高圧ポンプ１１０によって送られ、クロマトグラフィカラムにもたらされる。緩衝液を、タンパク質の分離およびろ過などの種々の用途に使用することができる。タンパク質のろ過または分離のプロセスにおいては、さまざまな濃度レベルを有する異なる緩衝液を、システム２００によって調製する必要があり得る。したがって、低圧ポンプ２０８、低圧ポンプ２１０、および低圧ポンプ２１２からの第１の溶液に関する流量を、所望の緩衝液を得るために変更することができる。
【００２１】
次いで、緩衝液は、クロマトグラフィカラム２１４に供給される。注入弁２１６を用いて、緩衝液をクロマトグラフィカラム２１４にもたらすことができる。注入弁２１６は、緩衝液を高い圧力および速度でクロマトグラフィカラム２１４に供給するように構成される。クロマトグラフィカラム２１４の目的にもとづいて、緩衝液をもたらす圧力および速度を変えることができる。目的は、例えば、ろ過する必要のあるタンパク質の種類、ろ過する必要があるいくつかのタンパク質の種類、などであってよい。
【００２２】
さらに、システム２００は、低圧ポンプ、高圧ポンプ、およびＴジョイントの動作を制御することができる制御システム２１８を備えることができる。制御システム２１８を、低圧ポンプ２０８、２１０、および２１２によって供給される１つ以上の第１の溶液の流量を制御するように構成することができる。一実施形態において、制御システム２１８は、低圧ポンプ２０８、２１０、および２１２の動作を制御するためにシステム２００からフィードバックを受け取ることができる。さらに、制御システム２１８を、高圧ポンプ１１０の動作を制御するように構成することもできる。高圧ポンプ１１０を、緩衝液の流量を制御するように動作させることができる。
【００２３】
以上から、第１の溶液からクロマトグラフィ用の緩衝液を調製するための上述のシステムが開示されていることが、理解されよう。このシステムでは、第１の溶液を集めてＴジョイントにもたらすために低圧ポンプが使用されるため、低圧ポンプと高圧ポンプとの間に配置されたセンサで、緩衝液の特性を測定することができる。低圧ポンプが使用されるので、センサが被る緩衝液の圧力は高くなく、したがってセンサが特性を測定するために正常に動作することができる。さらに、低圧ポンプは、システムをより安価にする。
【００２４】
本明細書においては、本発明を最良の態様を含めて開示するとともに、あらゆるコンピュータシステムまたはシステムの製作および使用ならびにあらゆる関連の方法の実行を含む本発明の実施を当業者にとって可能にするために、いくつかの実施例を使用している。本発明の特許可能な技術的範囲は、特許請求の範囲によって定められ、当業者にとって想到される他の実施例も含むことができる。そのような他の実施例は、特許請求の範囲の文言から相違しない構造要素を有しており、あるいは特許請求の範囲の文言から実質的に相違しない同等な構造要素を含むならば、特許請求の範囲の技術的範囲に包含される。
【符号の説明】
【００２５】
１００  （緩衝液を調製するための）システム
１０２  Ｔジョイント
１０４  （第１の溶液の）溶液供給ユニット
１０６  低圧ポンプ
１０８  （第２の溶液の）溶液供給ユニット
１１０  高圧ポンプ
１１２  センサ
１１４  センサ
２００  （緩衝液を調製するための）システム
２０２  溶液供給ユニット、容器
２０４  溶液供給ユニット、容器
２０６  溶液供給ユニット、容器
２０８  低圧ポンプ
２１０  低圧ポンプ
２１２  低圧ポンプ
２１４  クロマトグラフィカラム
２１６  注入弁
２１８  制御システム
【図１】
2018503809.tif 000003
【図２】
2018503809.tif 000004
【国際調査報告】
2018503809.tif 000005
2018503809.tif 000006