JP6521351B2 - ウィルス不活化およびサンプリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、タンパク質製剤などのバイオ医薬品用の原薬の精製工程において使用するウィルス不活化およびサンプリング装置に関する。

バイオ医薬品として周知のタンパク質製剤の精製方法として、特許文献１には遠心分離、フィルター濾過、ゲルクロマトグラフィーなどを使用する方法（段落番号０００２）、特許文献２にはアフィニティークロマトグラフィーを使用する方法（特許請求の範囲）が記載されている。

そして、精製工程では、タンパク質製剤中に混入するウィルスを不活化することも行われている。
ウィルスを不活化する方法としては、特許文献３、４にはタンパク質製剤と低ｐＨの水溶液を接触処理する方法が記載されている（特許文献３の段落番号００３２、特許文献４の特許請求の範囲）。
タンパク質製剤に対してウィルスの不活化処理を実施したときには、タンパク質製剤中のウィルスが不活化されたことを確認するため、サンプリングすることが必要になる。さらに特許文献４の実施例（表１〜表６）では、ｐＨとウィルスの不活化効率の関係が示されている。
このような不活化とサンプリングは、タンパク質製剤の汚染を防止するため、密閉系にて自動化されることが望ましい。

特開２００１−７０８２７号公報 特開２０１１−６４８９号公報 特開２００３−２８９６号公報 特開２００９−２６３２３１号公報

本発明は、液体原薬の精製工程において使用するウィルスの不活化およびサンプリング装置であって、密閉系にて自動化して不活化処理した後、さらにサンプリングすることができる前記装置を提供することを課題とする。

本発明は、液体原薬の精製工程において使用する、ウィルスの不活化およびサンプリング装置であって、
前記装置が、出口と入口を有する前記液体原薬が封入されたバッグと、前記バッグ内の液体原薬中のウィルスを不活化する手段、および前記ウィルスの不活化を確認するためのサンプリング手段を有しているものであり、
前記ウィルス不活化手段が、前記液体原薬に酸性水溶液を供給することができ、かつ前記液体原薬のｐＨを測定できるものであり、
前記サンプリング手段が、幹管と、前記幹管から分岐された複数の枝管を有しており、前記複数の枝管と複数のサンプリング容器の開口部から延ばされた熱融着可能なチューブとが接続されているものであり、
前記液体原薬が封入されたバッグの出口と前記サンプリング手段の幹管の第１端部が液体原薬の送液ポンプを介して第１ラインで接続され、
前記サンプリング手段の幹管の第２端部と前記液体原薬が封入されたバッグの入口が第２ラインで接続されており、
前記第１ラインには前記酸性水溶液の送液ラインが接続され、前記第２ラインにはｐＨメーターが接続されており、
前記液体原薬が封入されたバッグの出口、第１ライン、サンプリング手段、第２ラインおよび前記液体原薬が封入されたバッグの入口からなる密閉された循環ラインが形成されている、ウィルス不活化およびサンプリング装置と、その運転方法を提供するものである。

本発明の装置は、液体原薬が封入されたバッグと、前記バッグ内のウィルスを不活化処理する手段、および前記ウィルスの不活化を確認するためのサンプリング手段を有しており、これらが密閉された循環ラインで接続されているため、外部雰囲気からの汚染が防止される。
前記循環ラインは自動運転されるため、ウィルスの不活化処理とサンプリングをするとき、人の手が直接介されることがないことから、誤操作の防止及び省力化ができる。

本発明のウィルス不活化およびサンプリング装置は、液体原薬の精製工程において使用するものであり、前記液体原薬中のウィルスの不活化と、前記不活化処理前後の液体原薬のサンプリングが自動運転で実施できるため、製品の品質を高いレベルで安定化させることができる。

本発明のウィルス不活化およびサンプリング装置を示す概略図。 サンプリング手段の一実施形態を示す平面図。 サンプリング手段の別実施形態を示す概略図。

＜ウィルス不活化およびサンプリング装置＞
液体原薬の精製工程は、例えば、タンパク質製剤の精製工程であり、アフィニティークロマトグラフィーやその他のクロマトグラフィーを複数組み合わせて、ウィルスが混入する可能性があるときにはウィルスを不活性化することを含む精製工程である。
本発明の装置１（図１中の点線で囲まれた内部が該当する）は、このような精製工程の間で使用することができるものであり、例えば、アフィニティークロマトグラフィーでタンパク質製剤を分離した後、それ以降において複数のクロマトグラフィーで精製処理前に使用することができるが、これに限定されるものではない。

本発明の装置１は、液体原薬が封入されたバッグ１０と、バッグ１０内の液体原薬中に混在する可能性のあるウィルスを不活化処理する手段、およびウィルスの不活化を確認するためのサンプリング手段２０を有している。
前記液体原薬中のウィルスを不活化処理する手段は、ウィルスを不活化するための酸性水溶液を液体原薬に添加する添加手段（第１不活化手段）と、酸性水溶液を添加した液体原薬のｐＨを確認するｐＨの測定手段（第２不活化手段）からなるものである。

バッグ１０内には、液体原薬（例えば、タンパク質製剤）が封入された状態になっている。
バッグ１０の材質や形状は特に制限されるものではないが、熱可塑性樹脂やゴムからなるものが好ましく、肉眼で内部が観察できる程度の透明性を有しているものが好ましい。
バッグ１０の容積は、製造された液体原薬の量により選択することができるが、不活化が短い時間で完了できる点からは、５〜３０Ｌが好ましい。

バッグ１０は、出口１１と入口１２を有している。
出口１１は、第１端部側がバッグ１０の内部に挿入され、反対側の第２端部側がバッグ１０の外部に延ばされたチューブであり、前記チューブが第１ライン４１と一体化されたものである。
入口１２は、第１端部側がバッグ１０の内部に挿入され、反対側の第２端部側がバッグ１０の外部に延ばされたチューブであり、前記チューブが第２ライン４２と一体化されたものである。
出口１１と入口１２は、図１ではバッグ１０の同一面側に間隔をおいて形成されているが、異なる面に形成されていてもよく、例えば、互いに反対側の面に形成されていてもよい。
バッグ１０は、温度調節プレート上に置くことで、内部の液体原薬の温度が調節できるようにすることもできる。温度を調整するときは、例えば２０〜３０℃程度にすることが好ましい。

バッグ１０の出口１１とサンプリング手段２０は、第１ライン４１で接続されている。
第１ライン４１の途中には、ピンチバルブ（電磁弁）８１と送液ポンプ７１が設置されている。
サンプリング手段２０とバッグ１０の出口１２は、第２ライン４２で接続されている。

サンプリング手段２０は、図２に示すようなものを使用することができる。
サンプリング手段２０は、第１端部２１ａと反対側の第２端部２１ｂを有する幹管２１と、幹管２１の複数箇所から対向する方向に分岐された枝管２２ａ、２２ｂ、枝管122ａ、122ｂ、枝管222ａ、222ｂ、枝管322ａ、322ｂを有している。
幹管２１の第１端部２１ａが無菌コネクター５６を介して第１ライン４１と接続され、第２端部２１ｂが無菌コネクター５６を介して第２ライン４２と接続されている。
幹管２１、枝管２２、２２ｂなどは、熱可塑性樹脂およびゴム（例えば、熱融着できないシリコーンゴム）などからなるものを使用することができるが、内部が肉眼で確認できる程度の透明性を有しているものが好ましい。

複数の枝管２２ａ、122ａ、222ａ、322ａは、コネクター５５を介してサンプリング容器２５ａ、125ａ、225ａ、325ａの開口部から延ばされた熱融着可能なチューブ２４と接続されている。複数の枝管には、ピンチバルブ２３が取り付けられている。
複数の枝管２２ｂ、122ｂ、222ｂ、322ｂは、コネクター５５を介してサンプリング容器２５ｂ、125ｂ、225ｂ、325ｂの開口部から延ばされた熱融着可能なチューブ２４と接続されている。複数の枝管には、ピンチバルブ２３が取り付けられている。
幹管２１は、内径が９〜１０ｍｍ程度のものを使用することができる。
枝管２２ａ、２２ｂなどは、幹管２１よりも内径が小さなものであるが、表面張力により液体原薬が内部に残留することを防止する点から、内径が６〜７ｍｍ程度のものを使用することが好ましい。
サンプリング容器２５ａ、２５ｂなどは、サンプリング中にウィルスが熱などにより死滅することで不活化の確認に影響を与えないまたタンパク質製剤の熱変性などの劣化を防ぐため、低温で保持することが好ましい。

熱融着可能なチューブ２４は、公知の熱可塑性樹脂、熱可塑性ゴムなどからなるチューブを使用することができる。
サンプリング容器２５ａ、２５ｂなどは、開口部を有するボトル形状もしくはバッグ形状のものが好ましく、熱可塑性樹脂およびガラスなどからなるものを使用することができる。
サンプリング容器２５ａ、２５ｂなどは、サンプリングした液体原薬の汚染防止の観点から、熱融着可能なチューブ２４と開口部が一体になったものが好ましい。
枝管およびサンプリング容器の数は、サンプリング回数に対応して調整することができる。

第１ライン４１のバッグ１０からポンプ７１の間には、第１不活化手段が接続されている。
第１不活化手段は、酸性水溶液タンク１５、酸性水溶液の送液ポンプ７２、酸性水溶液の送液ライン４５からなるものである。
酸性水溶液タンク１５内の酸性水溶液は、例えば、特開２００９−２６３２１３号公報に記載されているｐＨを適宜調整されたアルギニンまたはアルギニン誘導体の水溶液などを使用することができる。
第２ラインには、第２不活化手段としてｐＨメーター３０が接続されている。

第１ライン４１には、バッグ１０の出口１１に近い方から順に、酸性水溶液の送液ライン４５、中和剤水溶液の送液ライン４６、ポンプ７１、空気ライン４７、が接続されている。
空気ライン４７は、無菌空気が加圧充填された空気タンク１６と第１ライン４１を接続しており、滅菌フィルター５１、減圧弁５２、ピンチバルブ８２が配置されている。
中和剤水溶液の送液ライン４６は、中和剤水溶液タンク１７と第１ライン４１を接続しており、中和剤水溶液の送液ポンプ７３が配置されている。
中和剤は、酸性水溶液を添加して不活化した後の液体原薬を中和するためのものであり、薬学的に許容できる中和剤を使用する。

第２ライン４２のｐＨメーター３０と液体原薬が封入されたバッグ１０の入口１２の間において、ウィルスの不活化が完了した液体原薬を次工程に送液するための次工程送液ライン４８が接続されている。
第２ライン４２の次工程送液ライン４８の分岐部とバッグ１０の入口１２との間には、ピンチバルブ８４が配置されている。
第２ライン４２側の次工程送液ライン４８にはピンチバルブ８３が配置されている。

装置１は、図３に示すように、複数のサンプリング手段と複数のｐＨメーターを組み合わせたものを使用することもできる。
図３は、図１に示す第１ライン４１が第１ライン４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄの４本に分岐しており、それぞれに図２に示すものと同じ４つのサンプリング手段２０ａ〜２０ｄが接続されている。
第１ライン４１ａ〜４１ｄのそれぞれには、ピンチバルブ８５ａ〜８５ｄが配置されている。
また図３は、図１に示す第２ライン４２が第２ライン４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄの４本に分岐しており、それぞれには４つのｐＨメーター３０ａ〜３０ｄが接続されている。
第２ライン４２ａ〜４２ｄのそれぞれには、ピンチバルブ８６ａ〜８６ｄが配置されている。
なお、図３の実施形態では、４つのサンプリング手段２０ａ〜２０ｄで１つのｐＨメーターを共有するようにしてもよい。

図１に示された第１ライン４１、第２ライン４２を含む各ラインの材質は、密閉状態を維持できるものであれば特に制限されるものではないが、熱可塑性樹脂やゴム（好ましくはシリコーンゴム）などからなる可撓性チューブが好ましく、内部が肉眼で確認できる程度の透明性を有しているものがより好ましい。

図１、２に示した各ピンチバルブは、図示していないリードワイヤにより電源と電気的に接続されている。
また、必要に応じて、図１、図２に示したピンチバルブの他にも適宜ピンチバルブを配置することができる。

装置１は、図１に示すとおり、液体原薬が封入されたバッグ１０の出口１１、第１ライン４１、サンプリング手段２０、第２ライン４２（ｐＨメーター３０を含む）および液体原薬が封入されたバッグ１０の入口１２からなる密閉された循環ラインを有している。
本発明の装置１は、予め各構成要素が接続時に滅菌処理されている。
本発明の装置１は、各構成要素は、サンプリングができなくなった時点で、ポンプ７１〜７３、ｐＨメーター３０、ピンチバルブ、滅菌フィルター５１、減圧弁５２を除いて使い捨てにすることができる。

＜装置１の運転方法＞
図１に示す装置１の自動運転により、バッグ１０内の液体原薬の不活化と、不活化を確認するためのサンプリングの両方を実施することができる。

装置１の自動運転を開始する前、循環ラインが密閉状態になっているかどうかの確認試験（空気リーク試験）を実施することができる。
ピンチバルブ８１、８３、８４を閉じた状態でピンチバルブ８２を開け、第１ライン４１に対して、空気タンク１６内の空気（滅菌空気）を空気ライン４７から供給して、循環ライン内に満たす。
この状態で空気漏れがあるかどうかを確認することで、循環ラインが密閉状態であるかどうかを確認することができる。
確認試験後の滅菌空気は、バッグ１０に設けたガス排出ラインから排出する。

まず、ウィルスの不活化方法について説明する。
第１ライン４１のピンチバルブ８１および８４を開き、次工程送液ライン４８のピンチバルブ８３を閉じた状態で送液ポンプ７１を駆動させて、バッグ１０の出口１１から液体原薬を送液する。

第１ライン４１から送液された液体原薬は、図２に示すサンプリング手段２０の幹管２１内に入る。このとき、枝管のピンチバルブ２３は全て閉じた状態にしておく。
幹管４１内を通った液体原薬は第２ライン４２に入り、ｐＨメーター３０を通る。このとき、ｐＨメーター３０により液体原薬のｐＨを測定する。
その後、さらに第２ライン４２からバッグ１０の入口１２に戻り、バッグ１０内に入る。

その後、再度バッグ１０の出口１１から第１ライン４１に液体原薬を送液するが、このとき、酸性水溶液の送液ポンプ７２を駆動させて、酸性水溶液タンク１５内の酸性水溶液を送液ライン４５から第１ライン４１に供給する。
その後、このような循環ラインを使用した循環運転を繰り返しながら、液体原薬のｐＨの測定を続ける。
そして、液体原薬のｐＨが所定（例えばｐＨ３〜５）の値になり、前記ｐＨが所定の時間（例えば３０〜６０分）維持されたときをウィルスの不活化が完了したとする。
前記した所定のｐＨと時間は、液体原薬の種類やバッグ１０内の液体原薬の量や仕様などにより異なるため、予備試験にて不活化できるｐＨと時間を確認しておく。

次に、サンプリング方法について説明する。
液体原薬のサンプリング回数は特に制限されるものではないが、酸性水溶液の送液を開始する前と、ウィルスの不活化が完了したときの少なくとも２回サンプリングする。
１回目のサンプリングは、図２のサンプリング手段２０において、枝管２２ａのピンチバルブ２３のみを開けて、液体原薬をサンプリング容器２５ａ内に所定量（例えば、５〜１５ｍｌ）採取する。
その後、枝管２２ａのピンチバルブ２３を閉じたあと、自動運転終了後に熱可塑性チューブ２４をヒートシールして、ヒートシール部とピンチバルブ２３の間で切断する。これによって、サンプリング容器２５ａは密封状態のままとなるため、外部雰囲気からの汚染が完全に防止される。

２回目のサンプリングは、ウィルスの不活化が完了した後の液体原薬を採取する。
２回目のサンプリングは、図２のサンプリング手段２０において、枝管２２ｂのピンチバルブ２３のみを開けて、液体原薬をサンプリング容器２５ｂ内に所定量（例えば、５〜１５ｍｌ）採取する。
その後、枝管２２ｂのピンチバルブ２３を閉じたあと、自動運転終了後に熱可塑性チューブ２４をヒートシールして、ヒートシール部とピンチバルブ２３の間で切断する。これによって、サンプリング容器２５ｂは密封状態のままとなるため、外部雰囲気からの汚染が完全に防止される。

サンプリング２５ａ、２５ｂ内の液体原薬を使用して、ウィルスの確認試験をすることで、サンプリング溶液２５ａ内の原薬に含まれていたウィルスが不活化されたことを確認する。
ウィルスの不活化が確認されたあと、さらに循環運転を継続しながら、中和剤水溶液の送液ポンプ７３を駆動させて、中和剤水溶液タンク１７内の中和剤水溶液を送液ライン４６から第１ライン４１に供給する。
その後、このような循環ラインを使用した循環運転を繰り返しながら、液体原薬を中和する。
中和は、ｐＨが７付近（例えば、ｐＨ６．８〜７．２）になった時点で終了とする。
その後、ピンチバルブ８４を閉じ、ピンチバルブ８３を開けて、次工程送液ライン４８からウィルスの不活化処理をした液体原薬を次工程（例えば、複数のクロマトグラフィーによる精製工程）に送る。

次に、図３の実施形態のサンプリング手段を使用した場合を説明する。
ピンチバルブ８５ａ、８６ａを開け、他のピンチバルブは閉じた状態することで、図１、図２に示すサンプリング手段２０とｐＨメーター３０と同じものになる。
この状態で上記と同様にしてサンプリングして、その後、同様に一部のピンチバルブを開け、他のピンチバルブを閉じた状態で同様のサンプリングを繰り返す。
また、図３の実施形態では、ピンチバルブ８５ａ、８５ｂ、ピンチバルブ８６ａ、８６ｂを開け、他のピンチバルブは閉じた状態して、サンプリングすることができる。
図３の実施形態では、サンプリング数が多い場合に適している。

その後、装置１に対して、新たな液体原薬が封入されたバッグ１０を組み込んでウィルスの不活化とサンプリングを実施する。
このとき、予めバッグ１０の出口１１と一体に接続されたチューブをポンプ７１と接続後に滅菌して、バッグ１０からポンプ７１までの第１ライン４１として使用する。
また、予めバッグ１０の入口１２と一体に接続されたチューブをｐＨメーター２０と接続後に滅菌して、バッグ１０からｐＨメーター２０までの第２ライン４２として使用する。
なお、例えばバッグ１０が５個で一製造バッチであるときは、５個のバッグ１０について不活化とサンプリングが終了した時点で、上記した使い捨ての構成要素は廃棄する。

サンプリング手段２０の幹管および枝管内には、液体原薬が残存していることも考えられるため、それを排出する運転を実施することができる。
残留する液体原薬の排出方法としては、第１の排出方法と第２の排出方法の一方または両方を実施することができる。

第１の排出方法は、ポンプ７１を逆運転することで、残留した液体原薬を吸引して排出する方法である。
第１の排出方法を実施するときは、サンプリング手段２０とポンプ７１の間の第１ライン４１にピンチバルブを備えた排出ラインを形成しておく。

第２の排出方法は、滅菌空気、または滅菌空気と滅菌水を使用したフラッシング洗浄（蓄圧洗浄）である。
このフラッシング洗浄をするときには、予め例えばｐＨメーター３０からピンチバルブ８４までの第２ライン４２において、ピンチバルブを備えた排出ラインを形成しておく。
ピンチバルブ８１、８３、８４を閉じた状態でピンチバルブ８２を開け、第１ライン４１に対して、空気タンク１６内の空気（滅菌空気）を空気ライン４７から供給して、循環ライン内に満たす。滅菌空気と滅菌水を併用するときは、別途設けた滅菌水タンクからポンプを使用して循環ラインに滅菌水を供給する。
所定圧力になるまで空気（または滅菌空気と滅菌水）を供給した後、ピンチバルブ８２を閉じた状態で、排出ラインのピンチバルブを開放して循環ライン内を一気に減圧することで、循環ライン内に残留する液体原薬を滅菌空気、または滅菌空気および滅菌水と共に排出する。

本発明のウィルスの不活化およびサンプリング装置は、タンパク質製剤などの液体原薬の精製工程において使用することができる。

１ ウィルスの不活化およびサンプリング装置
１０ 液体原薬が封入されたバッグ
２０ サンプリング手段
３０ ｐＨメーター

Claims (5)

1. 液体原薬の精製工程において使用する、ウィルスの不活化およびサンプリング装置であって、
   前記装置が、出口と入口を有する前記液体原薬が封入されたバッグと、前記バッグ内の液体原薬中のウィルスを不活化する手段、および前記ウィルスの不活化を確認するためのサンプリング手段を有しているものであり、
   前記ウィルス不活化手段が、前記液体原薬に酸性水溶液を供給することができ、かつ前記液体原薬のｐＨを測定できるものであり、
   前記サンプリング手段が、幹管と、前記幹管から分岐された複数の枝管を有しており、前記複数の枝管と複数のサンプリング容器の開口部から延ばされた熱融着可能なチューブとが接続されているものであり、
   前記枝管は、前記枝管を開閉することができるピンチバルブが配置されており、前記熱融着可能なチューブが、前記ピンチバルブが閉じられたとき、前記ピンチバルブと前記サンプリング容器の開口部の間で切断可能なものであり、
   前記液体原薬が封入されたバッグの出口と前記サンプリング手段の幹管の第１端部が液体原薬の送液ポンプを介して第１ラインで接続され、
   前記サンプリング手段の幹管の第２端部と前記液体原薬が封入されたバッグの入口が第２ラインで接続されており、
   前記第１ラインには前記酸性水溶液の送液ラインが接続され、前記第２ラインにはｐＨメーターが接続されており、
   前記液体原薬が封入されたバッグの出口、第１ライン、サンプリング手段、第２ラインおよび前記液体原薬が封入されたバッグの入口からなる密閉された一つの循環ラインが形成されている、ウィルス不活化およびサンプリング装置。
2. 前記第１ラインには、さらに空気ラインと中和剤水溶液の送液ラインと前記液体原薬の送液ポンプが接続されている、請求項１記載のウィルス不活化およびサンプリング装置。
3. 前記液体原薬が封入されたバッグが、前記原薬の温度を調節するための温度調節プレート上に置かれている、請求項１または２記載のウィルス不活化およびサンプリング装置。
4. 前記第２ラインのｐＨメーターと前記液体原薬が封入されたバッグの入口の間において、次工程に前記液体原薬を送液するための次工程送液ラインが接続されている、請求項１〜３のいずれか１項記載のウィルス不活化およびサンプリング装置。
5. 請求項１記載のウィルス不活化およびサンプリング装置の運転方法であって、
   前記液体原薬中のウィルス不活化が、
   前記循環ライン内に前記液体原薬が封入されたバッグ内の液体原薬を循環させるとき、酸性水溶液タンクから酸性水溶液を第１ラインに供給し、前記循環ライン内の液体原薬のｐＨをｐＨメーターにて測定して、前記液体原薬のｐＨが所定の値になり、かつ所定の時間前記ｐＨ値を維持したときをウィルスの不活化が完了したとするものであり、
   前記液体原薬のサンプリングが、
   酸性水溶液の送液を開始する前と、ウィルスの不活化が完了したときの少なくとも２回サンプリングするものであり、
   前記サンプリング手段の幹管から枝管と熱融着可能なチューブを介してサンプリング容器内にサンプリングし、その後、前記枝管に取り付けられたピンチバルブを閉じた後、前記ピンチバルブと前記サンプリング容器の開口部の間において前記熱融着可能なチューブの一部を熱融着することで前記サンプリング容器出口を密閉した後、前記枝管と前記熱融着部の間の熱融着可能なチューブを切断することでサンプリングする、ウィルス不活化およびサンプリング装置の運転方法。

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