(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
限外濾過装置、
この限外濾過装置に流体接続されている反応器、および
この限外濾過装置と反応器との間に流体相互接続されているポンプ
を備えた、ペプチドの連続液相複合化およびその精製用の閉鎖システム。
【請求項２】
前記限外濾過装置と相互接続されている逆洗浄液貯槽をさらに備えている、請求の範囲第１項記載の閉鎖システム。
【請求項３】
前記反応器、限外濾過装置および逆洗浄液貯槽の間に少なくとも１つの三方向バルブが選択的に流体相互接続されて配置されている、請求の範囲第２項記載の閉鎖システム。
【請求項４】
前記限外濾過装置がラセン透析濾過カートリッジを備えている、請求の範囲第１、２または３項記載の閉鎖システム。
【請求項５】
前記反応器が前記限外濾過装置からの逆洗浄を受ける容器ともなる、請求の範囲第１項〜第４項のいずれかに記載の閉鎖システム。
【請求項６】
下記工程を含む閉鎖液体システム内で第１のペプチドを第２のペプチドに複合化する方法。
（a）第１のペプチドを液体反応混合物中で第２のペプチドに複合化して、複合化および未複合化ペプチドの混合物を形成し、
（b）複合化ペプチドと未複合化ペプチドとを含む液体反応混合物を、限外濾過フィルター上に複合化ペプチドを単離するように限外濾過し、
（c）限外濾過フィルター上に単離された複合化ペプチドを洗浄し、
（d）限外濾過フィルターを緩衝液で逆洗浄して、洗浄された複合化ペプチドを限外濾過フィルターから取り出し、
（e）複合化ペプチドが残りの未複合化ペプチドを実質的に含まなくなるまで工程（c）および（d）を繰り返して、複合化ペプチドを精製し、そして
（f）限外濾過フィルターから複合化ペプチドを回収する。
【請求項７】
液体混合物中のペプチドまたはタンパク質成分を精製する方法であって、この液体混合物を限外濾過装置内に備えられた半透膜上に送って、ペプチドまたはタンパク質を選択的に膜上に保持し；膜上に保持されたペプチドまたはタンパク質を洗浄し；膜からペプチドまたはタンパク質を逆洗浄液貯槽からの洗浄液を用いて逆洗浄し；保持されたペプチドまたはタンパク質を含有する洗浄液を回収することからなる方法。
【請求項８】
ペプチドまたはタンパク質を半透膜上に送る前に、液体混合物中でペプチドまたはタンパク質を活性化、複合化、または修飾する、請求の範囲第７項記載のペプチドまたはタンパク質の精製方法。
【請求項９】
洗浄および逆洗浄の工程を少なくとも１回反復する請求の範囲第７項記載のペプチドまたはタンパク質の精製方法。
【請求項１０】
限外濾過装置が透析濾過手段を含んでいる、請求の範囲第７項記載のペプチドまたはタンパク質の精製方法。
【請求項１１】
半透膜が5,000;15,000;30,000および100,000ダルトンよりなる群から選ばれた分子量カットオフを持つ、請求の範囲第７項記載のペプチドまたはタンパク質の精製方法。
【請求項１２】
ペプチドをタンパク質免疫原に複合化し、限外濾過手段により精製するペプチド−タンパク質免疫原複合体の製造方法であり、ペプチドとタンパク質免疫原との複合化を閉鎖システム内の液体混合物中において行い、複合化および未複合化のペプチドおよびタンパク質免疫原の混合物を生成させ、この混合物を未複合化ペプチドおよびタンパク質免疫原からペプチド−タンパク質免疫原複合体を分離するように限外濾過、洗浄および逆洗浄を繰り返し受けさせることからなる前記方法。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は、タンパク質およびその合成類似物の多段反応、精製、生産および修飾のための連続式閉鎖システムに関する。
発明の背景
化学および生化学合成の主要な仕事の１つは、目的とする反応生成物を、試薬、汚染物質、副生物、溶媒等を含む望ましくない材料から精製することに関する。複雑な多段合成では、合成プロセスのいくつかの重要な工程のそれぞれで精製を行う必要があることが多い。例えば、合成の反応成分、中間体および最終生成物に対して別々の単離および精製操作を通常は採用し、それに応じて材料のかなりの損失を伴う。
このような精製はしばしば特殊な装置および方法を用いて行わなければならず、そのため反応器と精製装置との間で反応混合物を移送する必要が出てくる。これは、その方法系が非効率的となることにより製造が複雑化し、かつ時間がかかるようになるため不利である。さらに、別々の多段工程プロセスは、合成の各段階で生成物を微生物および化学汚染の可能性と試薬もしくは生成物の分解の危険性とにさらすことになり、そのため追加の厳重なプロセス制御を取り入れることが必要になる。この厳重なプロセス制御の必要性は、特に医薬の合成にとっては重大である。
従来技術のシステムの欠点の結果、可能な最大程度に反応工程と精製工程を組合わせることができる装置の必要性が差し迫ってきた。例えば、固相法によるペプチド合成では、中間体の精製工程をそれ自体の反応器内で行うことが可能になれば、汚染物である副生物の存在が低減する。しかし、切断されたペプチド生成物の完全な精製はいくつかの別々の精製工程を必要とすることがあり、最終生成物の収率の低下を生ずる。（Stewart, et al. 1984「固相ペプチド合成」第２版、Pierce Chemical Co.、イリノイ州ロックフォード）。
本発明は、液相合成および生成物精製を単一の閉鎖システム内で行う一般的な取り組みを可能にする新規な方法を提供する。
発明の要約
本発明は、液相でのペプチドまたはタンパク質の連続的な合成および／または複合化（conjugation）のための閉鎖システム（クローズドシステム）に関する。このシステムは、限外濾過装置、反応器、この反応器から限外濾過装置への、限外濾過手段と反応器との間を含む反応液の流れを可能にする手段、ならびにその流れを調節する流量制御手段とを備えている。
この閉鎖システムは、不透過性で限外濾過装置に保持されたペプチドまたはタンパク質を逆洗浄するための、限外濾過装置に流体接続された逆洗浄液貯槽をさらに備えていてもよい。前記の反応液の流れを可能にする手段は相互連結管でよく、前記の流量制御手段はポンプと少なくとも１つのバルブとから構成しうる。本システムのポンプは好ましくは循環型または蠕動型のポンプである。反応器はまた、脱塩液貯槽に加えて緩衝液貯槽として機能させてもよい。
限外濾過手段は、分子量カットオフが例えば3,000;5,000;10,000;15,000;30,000ダルトンまたはそれ以上の半透膜を持つラセン透析濾過（diafiltration）カートリッジを備えた限外濾過装置の形態をとりうる。本発明のシステムはまた、反応器および限外濾過装置に流体相互接続された、基質親和性またはサイズ排除によりペプチドまたはタンパク質を分離するためのクロマトグラフィー装置を備えていてもよい。
ある態様では、本発明のシステムは、電子制御手段を使用して自動化されていてもよく、またはコンピュータ化によるプロセス制御を使用して完全自動化されていてもよい。
本発明は、液体中のペプチド、タンパク質またはその混合物を限外濾過装置内に収容された半透膜上に送る工程を含む、液体閉鎖システム内でのペプチドまたはタンパク質の精製方法を提供する。この半透膜は、そのペプチドまたはタンパク質を選択的に保持する。半透膜上に保持されたペプチドまたはタンパク質を強力に洗浄して、保持されていない不純物を除去する。その後、半透膜を洗浄液で逆洗浄することによりペプチドまたはタンパク質を再分散させ、洗浄液中に溶解または懸濁しているペプチドまたはタンパク質を濃縮および回収する。濃縮、洗浄、および逆洗浄サイクルは、有効な精製のため必要なだけ何回も繰り返してもよい。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明に係る限外濾過装置を利用した閉鎖合成システム装置を示し；そして、
図２は、図１の本発明の態様における閉鎖液体システム装置を利用した逐次操作を示すフローチャートである。
発明の詳細な説明
本発明は、多様な化学反応を行うための装置を、限外濾過精製のための装置と組合わせた閉鎖システムを提供する。このシステム設計に用いる具体的な反応器の選択は、反応の種類およびその環境により加わる化学的および物理的制約に依存する。予想外にも、異なる適当な細孔寸法の濾過膜を通して生成物を効率的かつ効果的に単離する異なる限外濾過型の拘束を通過させる逐次的または反復した濾過および洗浄を行うことにより、高度に精製された医薬用生成物を収率よく得ることができることが判明した。
限外濾過による精製では、半透膜を利用して大きさ、形状および／または電荷に基づいて分子が分離される。反応系の各種成分の化学的性質に応じて、その反応系の除去可能な成分または試薬に対しては透過性であるが、膜上に保持および濃縮すべき他の成分に対しては不透過性となる限外濾過膜を選択する。好ましい限外濾過膜は、反応成分ならびに反応液中の酸もしくは塩の成分に対して不活性のものがよい。加圧した反応混合物を限外濾過膜上に送り込むと、膜透過性成分（透過液）は膜を通過するため、混合物中の膜に保持される不透過性の成分（残留物）から除去される。
フィルター、保持されたペプチドまたは複合体中に捕捉されうる汚染物質の存在および濃度を減少させるため、限外濾過工程を時々は逆洗浄工程と交替させると、精製が特に効率的になることが判明した。
本発明の好適態様によれば、限外濾過装置と流体接続した反応器を備えたシステムからなる装置を用いて、反応を行うと共に、目的とする修飾されたタンパク質生成物を精製する。本発明のこの方法によれば、液体溶媒またはキャリアーにより選択された適当な温度条件または他の制御条件下で、反応器に入れた液体混合物または溶液中で反応工程を行う。反応終了後、反応混合物を、ポンプ搬送または他の何らかの手段、例えば、重力流れまたは減圧等により、精製のために限外濾過装置に導入する。その後、精製された反応生成物は膜上に最終生成物として集められ、続いて膜上で洗浄した後、その後の反応工程のために反応器内に逆洗浄で戻すことができる。従って、本発明のこの再循環プロセスの特徴は、精製を合成経路の任意の段階で行うのに適している。これは、中間生成物の精製を必要とする多段合成に特に有用である。
本発明の好適態様において、限外濾過は、有利には反応器を濾過・洗浄工程中に透析濾過用緩衝液の貯槽として機能することを可能にする透析濾過ユニットを利用して行う。また、本発明に係る方法は、溶媒／緩衝液交換、試薬成分の濃縮、ならびに出発、中間および最終生成物の精製のための手段を容易に付与する。透析濾過はまた、非常に大量の生産まで容易にスケールアップすることができる。これに対して、従来のモレキュラーシーブクロマトグラフィーによる精製はスケールアップの可能性が非常に限られている。本発明に用いるのに適した透析濾過ユニットは、アミコン(Amicon)社より供給されるラセン型透析濾過カートリッジを含む透析濾過ユニットのように市販されている。さらに、透析濾過ユニットの逆洗浄は、強力で上首尾の精製／洗浄操作に役立つ。具体的には、逆洗浄は塩緩衝液のような適当な洗浄液を使用して行うことができる。
合成プロセスの別々の段階で異なる限外濾過フィルターが必要な場合には、各限外濾過工程の前に必要に応じてフィルターを交換することができるように交換可能なフィルターを備えている限外濾過装置を使用することができる。或いは、異なる２以上の濾過装置を並べて連結するか、さらには反応器の間に配置してもよい。
本発明は、精製を限外濾過および洗浄により行うことができる任意のタンパク質合成に特に適している。但し、分析もしくは逆相ＨＰＬＣまたは凍結乾燥装置のような他の要素装置をシステムに追加することは可能である。本発明の好適態様は、単一の装置を用いて、サンプリング以外に途中で除去や乾燥を行わずに、多段合成における最初の出発材料、中間生成物および／または最終生成物を合成および精製することができる点で非常に経済的および効率的である。従って、本発明の閉鎖液体システムを用いて、滅菌条件下で合成および精製を行うことができ、環境面でより安全な操作手順となる。反応成分および生成物の精製に加えて、このシステムは成分の濃縮ならびに溶媒および緩衝液の交換のための経済的な手段も提供する。反応工程と精製工程を組合わせた本発明の閉鎖システムは、多くの合成プロセス、特に多段プロセスに必要な時間を著しく短縮することができる。さらに、この閉鎖システムでは、従来の異なる装置間での排出および装入のための移送では普通に起こる損失がない。
本発明の好適態様は、特定の要件に適するように容易に調整することができる完全自動化システムを提供する。反応器は、さまざまな量、温度、不活性ガスおよび発色試薬の添加、混合、サンプリング等に合うように設計することができる。限外濾過装置は、さまざまな量、温度、圧力および使用する異なるフィルターに合うように選択することができる。本発明のシステムのこうした融通性は、小規模から大規模生産装置へのスケールアップの機会を提供するという利点がある。さらに、上記装置の組合わせは、ペプチドまたはタンパク質系の医薬、特にタンパク質成分のある化学的部分もしくはペプチドをハプテン免疫原のような別のものに化学的に複合化させるか、または抗体を別の官能性試薬に結合させる必要がある生成物、の合成または誘導体形成を含む多様な生化学合成に非常に適している。このシステムの構成要素は全て市販されており、多様な反応器および限外濾過装置を包含することができる。
本発明のある特定の態様は、反応器（例、蓋付きまたは蓋のないビーカーまたはフラスコ）が還流冷却器に接続され、この冷却器が今度はポンプまたは移送経路もしくはチューブ（管）により透析濾過装置に接続されているという組合わせを提供する。本発明の別の変更例では、正しいタンパク質もしくはペプチドまたはその誘導体もしくは複合体を特異的に選択するためのアフィニティおよび／またはゲル濾過カラムを相互接続することにより、本発明の閉鎖システムが拡張される。本発明の閉鎖システムに接続する追加のクロマトグラフィー装置の種類は、その用途に依存する。本発明に係る閉鎖液体システムは、さらには固相ペプチド合成システムに連結してもよい。その場合には、このシステムで合成された生成物を、精製および適宜に他の後続の処理のために本発明の限外または透析濾過装置に溶出させることができる。
本発明に係る閉鎖液体システムは、液体形態での複合ペプチドの精製、濃縮および単離を自動化するために、一連の電子センサーおよびバルブアセンブリーに接続されたコンピューターにより容易に制御することができる。例えば、手動三方向バルブを対応する電磁バルブユニットに代えることができる。さらに、ポンプ速度の加減抵抗器による制御に代えて、ポンプおよび各種のバルブアセンブリのどちらかの側で反応器と限外濾過装置とを接続する流体経路内の適当な位置に流量および圧力センサーを配置し、これで調節してもよい。また、自動化制御または調節用ユニットは、任意に設けた貯槽と限外濾過装置とを接続する流体経路内に配置することもできる。さらに、透析濾過カートリッジ内の液体のｐＨおよびイオン強度の電子感知装置に対する自動読み取り装置を設けてもよい。
以下の実施例は例示のためだけであり、本発明を制限することを意図したものではない。
実施例１
本発明の装置10を図１に略図で示す。装置10は、反応器11と限外濾過／透析濾過装置13との間が、25にバルブまたはポンプのような流量制御手段を備えた管12のような適当な流体経路により流体接続されている。試薬と生成物とを含有する反応液の液相は、反応器11から適当な蠕動ポンプ25を経て濾過ユニット13に移動させることができる。この濾過ユニットの膜の上に蓄積する残留物の洗浄／すすぎのために、透析濾過液貯槽27が反応器11を経て濾過ユニット13に接続されている。透過液（即ち、濾液）は、濾過ユニット13から貯槽31に排出させることができる。逆洗浄貯槽22により、残留物を限外濾過ユニット13から反応器11または他の適当な容器に向流（逆）方向に取り出すための溶液が供給される。場合により、反応生成物を含むタンパク質またはペプチドの分別を行うため、分子量に一桁の差があるか、または生成物の分離に必要な、適当な分子量カットオフを持つフィルターを用いて、大きさ（分子量）で分けた画分に逐次的に分離してもよい。
図１に示したシステムの原理的操作工程を図２に示すフローチャートに簡単に示す。ただし、タンパク質または分子のような１または２以上の他の試薬との複合化／結合といった後続の修飾反応に関与する少なくとも１種の試薬の最初の精製を含めていくつかの他の組合わせも想到することができることも当然である。
以下には装置の各種要素に対して具体的な部品番号および製造業者を列挙している。ただし、他の業者から入手した同等の装置を、その装置の有効性を減ずることなく代わりに使用できることは承知の通りであり、また本発明の原理から逸脱せずに装置を必要な任意の生産レベルまでスケールアップすることができることも理解されよう。
反応器11は、2000mlの１型ガラスのコハク色の広口ビン（Wheaton）である。この容器を選択した基準は次の通りである：（i）2000mlという容量が100ml〜1800mlという反応量に合っている；(ii)１型ガラスが医薬製造に対する米国規格に従っている；（iii）反応器11のコハク色のガラス106は合成に使用する感光性の化学的架橋剤を分解させることができる光の透過を制限する；および(iv)広口が３本の管を取り付けた栓101に対するゆとりを与え、試薬の添加やサンプリングのために容易に接近可能になる。反応器11の壁面には、容器内の液量のためのマークが100ml刻みで付けられている。この反応器をネオプレン製の栓でふたをする。この栓を貫いて穿孔された３つの穴102，103，104が等間隔で対角に配置されている。
この栓の３つの穴のそれぞれには、適当な内径の１型ホウケイ酸塩ガラス管が差し込まれている。反応器は、ポンプが作動中に反応器の内容物を効果的に排出するように反応器内に配置された、ポンプに接続された適当な管30を備えている。この管30はまた、攪拌棒のような混合器具のための隙間を与えるように反応器の壁面に向かって配置されている。管29および28は、それぞれバルブ24および透析濾過液貯槽27にプラスチック管（好ましくはPharmed）で接続されている。
装置のさまざまの流体口を接続している接続管は、内径1/4インチ、肉厚1/16インチのPharmed管（#AYX42017, Norton）であるが、但しポンプ25を流れる管12だけは内径5/8インチ、肉厚1/16インチ（#AYX42022, Norton）である。これらの管を選択したのは、光に対して不透明（従って、感光性試薬を保護する）で、オートクレーブにより滅菌することができ、蠕動ポンプと適合性があり、そして限外濾過ユニットの圧力に耐えることができるためである。管の接続部（詳しくは図示せず）は、直径8.9〜10mmのスナッパークランプ(#C6096-2, Baxter Scientific Products)により締めつけられている。
管部分の正確な長さは装置の操作には重要ではないが、管内容積を最小限にするため管の長さを可能な限り短くすることが望ましい。図１の装置10の接続管は次の通りである：反応器ガラス管30から（ポンプを経由して）限外濾過ユニット13への管12；限外濾過ユニット13からバルブ24への管部分20；バルブ24から反応器ガラス管29への管部分18；透析濾過液貯槽ガラス管26aから反応器ガラス管28への管26；限外濾過ユニット13からバルブ16への管14；バルブ16から透過液31への管15；限外濾過ユニット13からバルブ24への管20。
バルブ23，24，16はポリプロピレンおよびテフロン製である。バルブ23は、逆洗浄液貯槽を構成する別の漏斗に組み込まれたビルトイン型の部材である。バルブ24は三方向ストップコック（#64700004, Nalgene）であり、バルブ16は二方向ストップコック（#64600004, Nalgene）である。
蠕動ポンプ25は、LP1型（Amicon）である。これは濾過流入圧力の調整が可能な変速式であり、可逆型である。このポンプの供給速度および圧力は限外濾過ユニットの能力にマッチしている。
限外濾過ユニット13は、ラセン巻き膜カートリッジを備えた、ラセン膜カートリッジ透析濾過濃縮器（#54118, Amicon）からなる。この透析濾過濃縮器を選択した理由は、その能力がこの態様の小容量の通常の反応量に適合しているからである。
逆洗浄液貯槽22は、二方向ストップコック弁（図１のバルブ23）を一体に備えた500mlのガラス製分液（ブフナー）漏斗（#6402, Pyrex）である。
透析濾過液貯槽27は、２LのPyrexガラス製媒体ビン（13952-L, Corning）からなる。透析濾過液吸い上げ管26aは、１型ホウケイ酸塩ガラス管からなり、接続管26（反応器11に通じる）に取付けられ、透析濾過液貯槽27の中に差し込まれている。
透過液貯槽31は２LのPyrexガラス製媒体ビン（13952-L, Corning）からなる。
操作１：反応
例えば、短ペプチドをより大きなタンパク質に結合させる化学的な複合化といった反応は、バルブ23，24および16を閉じ、ポンプ25を作動させずに反応器11内で行われる。透析濾過液吸い上げ管26aは透析濾過液貯槽27の中に漬けておかない。反応成分は開口101から反応器に入れる（必要であれば、試薬添加用の管およびサンプル取り出し用の管を反応器の組立てに加えておくことができる）。開口101は反応期間中は閉じる。反応混合物を攪拌し、反応が終了するまで進行させる。反応の進行を監視するため反応器からサンプルを抜き取ることができる。
操作２：精製
精製は透析濾過により行う。バルブ23を閉じる。バルブ24を開けて、濾過されたサンプルが限外濾過ユニットから反応器に流れるようにする。バルブ16を開けて、透過液（フィルターを通過した廃棄物）が透過液貯槽31に流入できるようにする。透析濾過液貯槽27を透析濾過液で満たし、透析濾過液吸い上げ用のガラス管26aを透析濾過液貯槽の底部27aに達するように差し込む。精製すべき材料を反応器11に入れた後、反応器を栓で閉じる。ポンプ25を用いて溶液を反応器11から流入口13aを経て限外濾過ユニット13に移送する。限外濾過ユニット13は、ポンプ速度および限外濾過ユニット13の一体型背圧バルブを製造業者の推奨通りに調整することにより推奨された流入および背圧下で操作する。
精製の進行は、反応液の濾液排液および洗浄液を受けいれる透過液貯槽31に至る管から採取したサンプルの試験により監視する。透析濾過液貯槽27は、液量が少なくなった時に再注入し、透過液貯槽31は適当な時に空にするか、取り替える。
透過液の試験で精製終了が示されたら、例えば、吸い上げ管26aを透析濾過液補給容器27中の透析濾過液から引上げることにより透析濾過液の吸い上げを終了し、残りの透析濾過液は反応器11に流入させる。バルブ24および16を閉じる。限外濾過ユニット13内および管17内の試験溶液は、その後で排液または逆流（操作４を参照）により反応器内に集めることができる。
この精製操作は緩衝液の交換にも使用することができる。透析濾過液貯槽27に新しい緩衝液を入れる点を除いて、精製と同じプロセスに従う。精製プロセスは、古い緩衝液が置き替わってしまうまで進行させる。
操作３：濃縮
反応器11内の溶液を濃縮するには、反応器11に適当な緩衝液または貯蔵溶液を入れ、限外濾過ユニット13から反応器11への流れが可能になるように、バルブ23を閉じ、バルブ24を開ける。バルブ16を開けて透過液が限外濾過ユニット13から透過液貯槽31に流れることができるようにする。透析濾過液吸い上げ管26aは透析濾過液貯槽27の中に差し込まない（空気がこの管内を流通できるように）。ポンプ25および限外濾過ユニット13を次いで精製操作の時と同じように操作する。この濃縮プロセス中、反応器11内の液面レベルを監視して、液面が低下しても管30が液中に漬かったままとなるようにする必要がある。濃縮が完了したら、ポンプ25を停止し、バルブ16，23，24を全部閉じる。限外濾過ユニット13および管17，18中の溶液はその後で反応器中に排液または逆流させることができる（操作４を参照）。
操作４：排液／逆流
精製および濃縮操作の終了時に限外濾過ユニット13内および管17，18内の試験溶液を回収するには、これらの要素から試験溶液を反応器11中に排液する必要がある。この操作工程を行うには、透析濾過液吸い上げ管26aを透析濾過液貯槽27中にまで下げずに、透析濾過液管中を空気が流通できるようにする。バルブ16は閉じる。バルブ23を開けて空気が逆洗浄液貯槽（これは空である）からバルブ23を経てバルブ24に流れることができるようにする。次いでバルブ24を開けて、空気がバルブ23から反応器11に流れ、従って管18，19の排液が可能になるようにする。限外濾過ユニット13を排液するには、その後でバルブ24を調整して、空気がバルブ23から限外濾過ユニット13に流れることができるようにする。ポンプ25を、試験溶液が限外濾過13からポンプ25を経て反応器11に流れるように、逆向きモードで作動させる。排液が終了したら、ポンプ25を停止させ、バルブ23および24を閉じる。
限外濾過ユニット13を逆流させるには、逆洗浄液貯槽22に所望の量の逆洗浄液を入れる点を除いて、限外濾過ユニット13の排液と同じ手順に従う。即ち、バルブ23を開けた時に、空気ではなく逆洗浄液のみが、逆洗浄液貯槽22からバルブ24を経て限外濾過ユニット13から、最後に受け器となる反応器11まで流れるようにする。逆洗浄が完了したら（例、生成物が取り出されたら）、ポンプ25を停止させ、バルブ23，24を閉じる。
実施例２
本実施例は、ジフテリア・トキソイド（ＤＴ）タンパク質担体に複合化させたペプチドアミノ酸hG17(1-9)Ser9からなる複合ペプチド免疫原の合成に関する。本実施例のプロセスは、ヒトガストリン17（"hG17"）に対する抗体応答の誘導に使用されるペプチド−タンパク質複合体の合成を意図したものである。従来の手法によるこの複合体の合成に使用される装置および技法は米国特許第5,023,077号の実施例１（これをここに援用する）に記載されている。
工程１：ＤＴ精製
ＤＴを、0.3Mグリシンおよび0.01％チメロサールを含む他の低分子量成分を含有する溶液状で準備する。これらの他の成分は複合化方法を開始することができるまでに除去しなければならない。ＤＴを限外濾過ユニット13を用いた一連の透析濾過および濃縮工程により精製する。各透析濾過には反応器11内に存在するサンプル量の体積で５倍に相当する量の脱イオン水を透析濾過液として使用する。フィルターの目詰まりを防止するため、貯槽22からの逆流を用いた逆洗浄操作も透析濾過プロセス中に組み込む。ＤＴ精製のための透析濾過操作を終了したら、５倍量による透析濾過サイクルを３回繰り返すことによりリン酸塩緩衝液（0.5Mリン酸ナトリウム）で置換して、ＥＭＣＳ（ε−マレイミドカプロン酸Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドエステル）とのＤＴ活性化反応の準備をする。工程１の結果として、透過した洗浄液の賢明な除去と反応器11への純ＤＴの逆流とにより、限外濾過ユニット13中の溶液は約20〜25mg ＤＴ／mlに濃縮される。ＤＴ純度をＨＰＬＣにより分析してＤＴ濃度を求める。
工程２：精製ＤＴのＥＭＣＳによる活性化
精製ＤＴを次いでＥＭＣＳにより活性化して、マレイミド−ＤＴ（ＭＤＴ）を得る。この工程では、ＥＭＣＳのスクシンイミジル部分がＤＴの遊離ε−アミノ基と反応して、ペプチドと結合させる（工程４で）ためにＥＭＣＳのマレイミド基を残すようにＥＭＣＳをＤＴと結合させる。
ＤＴタンパク質の105分子量当たり約40個のアミノ基のうち、約25個を本合成において活性化させる。このレベルの活性化を達成するには、ＤＴのアミノ基に対して４倍モル過剰のＥＭＣＳを必要とする。活性化すべきＤＴの濃度を20mg/ml（±5mg/ml）に調整し、反応器に戻す。ＥＭＣＳを加え、マレイミドＤＴ（ＭＤＴ）を２時間の反応時間で生成させる。
工程３：ＭＤＴの精製
次に、反応混合物を反応器11から移送して一連の透析濾過、逆洗浄および濃縮工程（上記のような）を受けさせることにより、未反応および加水分解したＥＭＣＳをＭＤＴ溶液から除去する。これらの工程は、反応器11から限外濾過ユニット13を通るクエン酸塩洗浄液の循環、濾液の貯槽31への除去、交互の貯槽22からの逆洗浄およびユニット13中に保持されたＭＤＴの濃縮、および精製ＭＤＴの反応器11への最終的な再貯蔵を包含する。これらの操作手順の間に、クエン酸塩（0.1Mクエン酸ナトリウム）結合用緩衝液でリン酸緩衝液が完全に置換される。この工程の最後に、ＭＤＴの量とその活性化の程度を求める。
工程４：hG17(1-9)Ser9ペプチドのＭＤＴへの複合化
hG17(1-9)Ser9ペプチド500mgを、窒素ガスで飽和された0.1Mクエン酸ナトリウム（ＳＣ）に溶解させ、この精製ペプチド溶液を、反応器11内の1.17ｇのＭＤＴを含有する上で精製したＭＤＴ溶液に、20mg/ml-0.1M ＳＣ溶液の割合で徐々に添加することにより、ペプチドを活性化ＭＤＴに結合させる。結合反応は、終了するまで適当な時間進行させる。ＤＴ１モル当たり25モルのペプチド（105g/moleのＤＴタンパク質分子量で）という所望の置換比を得るため、ペプチド：マレイミド基（ＭＤＴ中の）のモル比を1.1：１にしてペプチドを添加する。
工程５：複合体の精製および凍結乾燥
複合化反応溶液（83.5ml）を、0.2M重炭酸アンモニウム溶液（ＡＢ）で1.0リットル量に希釈した後、約100mlの量まで約５倍濃縮した。その後、500mlのＡＢ溶液により限外濾過ユニット13内で30,000ダルトン・カットオフのラセン巻き半透膜を用いて溶液の閉鎖システム透析濾過を行い、複合体だけを効果的に膜上に保持し、その後で100mlのＡＢ溶液による逆洗浄で生成物溶液を100mlに濃縮した。この透析濾過−逆洗浄−濃縮液プロセスをさらに２回繰り返し、続いて蒸留水中で透析濾過−逆洗浄−濃縮液プロセスを３回行った。この最後の処理の後、システムの管と膜カートリッジを排液して痕跡量のＡＢを除去した。複合体溶液自体は反応器から取り出し、H2Oで約２mg/mlに希釈した後、凍結乾燥して、残留するＡＢを除去ないし昇華させた。複合体の収量は1.4gであることが判明した。
この複合体をＨＰＬＣにより分析したところ、等質性であることを示す単一ピークを持つことが認められた。これに対して、従来の方法で製造された複合体は、ＨＰＬＣ分析でほぼ三つの明らかなピークを持つことから純粋ではないことが示された。また、本実施例の合成は終了までに１日半しかかからなかった。これは、従来の方法による合成の実施に必要な３日間よりはるかに優れている。
【図１】
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【図２】
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