含蛋白質液處理用多孔中空纖維膜的製作方法

2023-09-19 21:06:00

專利名稱：含蛋白質液處理用多孔中空纖維膜的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種適於將蛋白質溶液等水性流體中所含的病毒等微粒分離的含蛋白質液處理用多孔中空纖維膜。具體來說，涉及具有如下特徵的含蛋白質液處理用多孔中空纖維膜，即，優選含有疏水性高分子和親水性高分子，純水的透過速度為10 300L/(h · m2 · bar),在將O. 5%免疫球蛋白溶液以死端式(Dead-end)用60分鐘進行I. Obar的恆壓過濾時，過濾時間與濾液回收累計量實質上處於直線關係。
背景技術：
以水性流體的處理為目的的中空纖維膜被廣泛地應用於精密過濾、 超濾等工業用途；或血液透析、血液過濾、血液透析過濾等醫療用途中。特別是近年來，在生物醫藥品、血液製劑的製造工序中，要求有從作為有用成分的蛋白質的溶液中除去病毒等病原性物質以提高安全性的技術。根據非專利文獻1，關於血漿分離製劑的病毒除去·滅活工序，認為最好將兩個以上的不同的病毒滅活及除去工序配合起來。根據非專利文獻2的記載，認為作為目標值的應當達成的LRV為4左右。此外，非專利文獻3中有如下的記載，即，『特別是關於病毒除去 滅活工序，我國在「關於對血漿分離製劑的病毒的安全性確保的指南」醫藥發第1047號(平成11年8月30日)當中，明確記載有「最好針對兩個以上的不同的病毒滅活及除去工序進行研究」，另外對特定的病毒要求製造工序所具有的病毒清除指數的合計(總病毒清除指數)為9以上。』。而且，上述所謂LRV是指非專利文獻I中如下所示地表示的病毒清除指數R。病毒清除指數R = log((VI XTl) / (V2XT2))Vl工序處理前的容量 Tl工序處理前的病毒滴度V2工序處理後的容量 T2工序處理後的病毒滴度病毒除去·滅活法有藉助加熱處理、伽馬射線或紫外線照射等光學的處理、低pH處理等化學處理、乙醇分離法或硫酸銨分離法等沉澱分離、膜過濾的除去等，而在從蛋白質溶液中除去病毒時，不會導致蛋白質的變性的膜過濾法受到關注。另一方面，在生物醫藥品或血液製劑的製造工序中，從生產性的觀點考慮，必須將作為有用成分的蛋白質有效地透過而回收。但是，在分離除去的對象是細小病毒等小徑的病毒的情況下，則特別難以同時滿足病毒的除去特性和有用蛋白質的透過特性。專利文獻I中，公開了如下的親水性微多孔膜，即，具有特定的最大孔徑，對單體所佔的比例為80wt%以上的3￥七％牛免疫球蛋白以O. 3MPa進行低壓過濾，將此時的從過濾開始時起5分鐘的平均透過速度(球蛋白透過速度A)、從過濾開始後經過55分鐘時起5分鐘的平均透過速度(球蛋白透過速度B)、最大孔徑的關係加以參數化。該膜的構成要件如下所示。(I)最大孔徑 10 IOOnm(2)球蛋白透過速度A > O. 0015X最大孔徑(nm)2_75
(3)球蛋白透過速度B/球蛋白透過速度A > O. 2這裡，(I)的要件如專利文獻I第3頁第21行 第27行中記載的那樣，只是記載了對於感染性病毒除去所必需的孔徑。(2)的要件要求球蛋白透過速度A大於根據微細孔的最大孔徑計算的某個值，在以從蛋白質溶液中除去病毒為目的的膜中，顯而易見，蛋白質溶液的透過速度越大越好，因此只是記載了目標特性。(3)的要件要求蛋白質溶液的透過速度不會經時地降低，這也只是在以從蛋白質溶液中除去病毒為目的的膜中所要求的目標特性的記載。此外，在從屬技術方案中記載有對豬細小病毒的對數除去率為3以上的親水性微多孔膜、將單體所佔的比例為80wt%以上的3被％牛免疫球蛋白以O. 3MPa進行低壓過濾時的從過濾開始時起3小時的累計透過量 為50升/m2以上的親水性微多孔膜等，然而這些只是記載了將病毒有效地除去、蛋白質溶液的透過量高這樣的以從蛋白質溶液中除去病毒為目的的膜的目標特性，對於獲得高蛋白質透過並且高病毒除去的膜的課題，並沒有提供有用並且具體的信息。如果對(3)詳細地加以考察，若只是過濾開始經過55分鐘後的透過速度與過濾開始不久後的透過速度的比為很高的值，則未必同蛋白質溶液的透過速度不會經時地降低一致。例如也可以考慮如下的情況，即，雖然隨著過濾時間的經過蛋白質溶液的透過速度慢慢地降低，然而在某個時間點在膜中產生缺陷而使透過速度突然一變而上升。該情況下，也可以認為，作為結果過濾開始55分後的透過速度變大，兩者的比超過O. 2。但是，終究不能說顯示出此種舉動的膜實現了獲得高蛋白質透過並且高病毒除去的膜的目的。專利文獻I中，雖然還公開了具有開孔率大的粗大結構層和開孔率小的緻密層的微多孔膜，然而畢竟在這裡是針對易於利用熱致相分離形成均勻結構的聚偏氟乙烯(以下簡記為PVDF)制的中空纖維膜加以討論，例如對於因透水性能高等而作為血液透析膜的原材料廣泛使用的聚碸系樹脂等原材料則很難原樣不變地應用該技術。專利文獻2中公開了具有開孔率大的粗大結構層和開孔率小的緻密層的微多孔膜，然而在這裡也是將PVDF設定為原材料。PVDF在物理的強度方面出色，然而另一方面，由於是疏水性的原材料，因此容易產生蛋白質等的吸附、膜的汙染或堵塞，過濾速度急劇地降低。為了改善該不夠理想的特性，需要對膜賦予親水性，然而一般來說PVDF原材料的膜必須利用制膜後的後處理來進行向親水性的改性，與一般的聚碸系樹脂相比存在如下的缺點，即，在與親水性高分子的混合狀態下制膜成為煩雜的製造工序。專利文獻3中，公開了如下的病毒保持超濾過濾膜，S卩，具有針對PhiX174的至少4.0的初期LRV，表面由羥基烷基纖維素親水化。這裡所公開的技術中，利用特殊的親水性聚合物進行親水化，因而缺乏通用性。雖然也例示了聚碸等與聚乙烯基吡咯烷酮等親水性聚合物的混合，然而藉助羥基烷基纖維素的親水化處理是必需的。另外，雖然膜也容許中空纖維型，然而假定為平膜型，沒有進行用於獲得中空纖維膜型的充分的說明。專利文獻4中，公開了如下的免疫球蛋白製劑的製造方法，S卩，在工業的生產過程中，有效地除去病毒，並且不會產生由凝聚體或夾雜蛋白造成的除去膜的堵塞等過濾的障礙。這裡，有如下的記載，即，包含使用平均孔徑15 20nm的多孔性膜對免疫球蛋白溶液進行過濾處理的工序，多孔性膜的原材料優選舉出再生纖維素。另外，[圖I]、[圖2]、[圖3]中，表示出累計濾液量相對於經過時間來說幾乎直線地延伸的曲線圖。確實，在使用實施例I中記載的再生纖維素制病毒除去膜Planova 20N(旭化成Pharma (株))過濾的情況下，也可以認為顯示出此種舉動，然而其為親水性非常高的再生纖維素原材料的影響很大。事實上，如果是由疏水性高分子和親水性高分子構成的合成膜，則像這樣獲得顯示出直線的過濾舉動的膜是非常困難的。纖維素膜在被水弄溼的狀態下的強度低，因此很難將濾過壓設定得較高，具有無法獲得高透過速度的缺點。專利文獻5中，公開了具有如下的孔結構的高分子多孔中空纖維膜，S卩，隨著從內壁面向壁內部行進，面內空孔率先是減少，經過至少I個極小部後，在外壁部再次增大，並公開了使用該膜來過濾蛋白質水溶液的病毒除去方法。如果簡單地來表現這裡所公開的膜結構，則可以說是膜壁的孔徑在膜厚方向為疏-密-疏的中空纖維膜。具有此種傾斜結構、並具有特定的平均孔徑，被認為適於高效率地除去病毒，不使蛋白質變性地以高透過效率回收蛋白質。雖然作為原材料例示出各種高分子物質，然而是使用了再生纖維素的技術，很難將這裡所公開的技術通用地擴展到大多數原材料。另外，纖維素原材料的缺點如前所述。在先技術文獻[專利文獻]·
[專利文獻1]TO2004/035180號公報[專利文獻2]TO2003/026779號公報[專利文獻3]日本特開2007-136449號公報[專利文獻4]日本特開2008-094722號公報[專利文獻5]日本特公平04-050054號公報[非專利文獻][非專利文獻I]醫藥發第1047號(平成11年8月30日)((社)寄給日本血液製劑協會理事長的厚生省醫藥安全局長通知)[非專利文獻 2]PDA Journal of GMP and Validation in Japan, Vol. 7, No. I,p. 44(2005)[非專利文獻 3]PDA Journal of GMP and Validation in Japan, Vol. 9, No. I,p. 6(2007)

發明內容
發明要解決的課題本發明的目的在於，提供一種含蛋白質液處理用多孔中空纖維膜，其可以有效地分離除去溶液中所含的病毒等除去物質，同時，使蛋白質等有用回收物質有效地透過，其透過特性的經時的下降小。解決課題的手段本發明人等為了解決上述問題進行了深入研究，結果發現，利用特定的構成可以解決上述問題，從而形成了本發明。即，本發明的含蛋白質液處理用多孔中空纖維膜為，(I)其特徵在於，含有疏水性高分子和親水性高分子，純水的透過速度為10 300L/ (h · m2 · bar),將0. 5%免疫球蛋白溶液以死端式用60分鐘進行I. Obar的恆壓過濾時，過濾時間與濾液回收累計量實質上處於直線關係。(2)其特徵在於，膜厚部分的中心區域實質上由均勻的結構構成，並且膜厚部分由不具有微孔的結構構成。(3)其特徵在於，內徑為150 400 μ m，膜厚為40 200 μ m。(4)其特徵在於，疏水性高分子為聚碸系高分子。(5)其特徵在於，親水性高分子為聚乙烯基吡咯烷酮。(6)其特徵在於，是用於從蛋白質溶液中分離病毒的膜。發明的效果本發明的含蛋白質液處理用多孔中空纖維膜可以用於從蛋白質溶液中分離病毒，特別是在可以有效地除去病毒的同時，使蛋白質有效地透過，該透過特性的經時的下降很小，因此在生物醫藥品或血液製劑的製造工序中，可以理想地用作從作為有用成分的蛋白 質的溶液中除去病毒等病原性物質的膜。


圖I是中心區域實質上均勻的結構的例子。處於圖像的中央的雙向箭頭所示的範圍是「膜厚部分的中心區域」，兩側的雙向箭頭所示的範圍是膜厚部分的內面側區域和外面側區域。圖2是中心區域實質上均勻的結構的例子。處於圖像的中央的雙向箭頭所示的範圍是「膜厚部分的中心區域」，兩側的雙向箭頭所示的範圍是膜厚部分的內面側區域和外面側區域。圖3是中心區域不均勻的結構的例子。處於圖像的中央的雙向箭頭所示的範圍是「膜厚部分的中心區域」，兩側的雙向箭頭所示的範圍是膜厚部分的內面側區域和外面側區域。圖4是中心區域不均勻的結構的例子。處於圖像的中央的雙向箭頭所示的範圍是「膜厚部分的中心區域」，兩側的雙向箭頭所示的範圍是膜厚部分的內面側區域和外面側區域。圖5是中心區域不均勻且具有微孔的結構的例子。處於圖像的中央的雙向箭頭所示的範圍是「膜厚部分的中心區域」，兩側的雙向箭頭所示的範圍是膜厚部分的內面側區域和外面側區域。圖6是表示使用實施例I 7中得到的中空纖維膜測定出的免疫球蛋白過濾時間與生產量的關係的曲線圖。圖7是使用比較例I 4中得到的中空纖維膜測定出的免疫球蛋白過濾時間與生產量的關係的曲線圖。
具體實施例方式
下面，對本發明進行詳細說明。 本發明的含蛋白質液處理用多孔中空纖維膜優選含有疏水性高分子和親水性高分子而成。作為疏水性高分子，例如可以例示出聚酯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚醯胺、聚碸(以下簡記為PSf)、聚醚碸(以下簡記為PES)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯、聚乙烯、PVDF等。尤其是具有以下述的化I、化2表示的重複單元的PSf、PES等聚碸系高分子對於獲得高透水性的膜十分有利，因而優選。這裡所說的聚碸系高分子也可以含有官能團或烷基等取代基，烴骨架的氫原子也可以由滷素等其他的原子或取代基取代。另外，它們既可以單獨使用，也可以混合使用2種以上。[化I]
權利要求
1.一種含蛋白質液處理用多孔中空纖維膜，其特徵在於， 含有疏水性高分子和親水性高分子，純水的透過速度為10 300L/(h · m2 · bar)，將O. 5%免疫球蛋白溶液以死端式用60分鐘進行I. Obar的恆壓過濾時，過濾時間與濾液回收累計量實質上處於直線關係。
2.根據權利要求I所述的含蛋白質液處理用多孔中空纖維膜，其特徵在於， 膜厚部分的中心區域由實質上均勻的結構構成，並且膜厚部分由不具有微孔的結構構成。
3.根據權利要求I或2所述的含蛋白質液處理用多孔中空纖維膜，其特徵在於， 內徑為150 400 μ m,膜厚為40 200 μ m。
4.根據權利要求I 3中任一項所述的含蛋白質液處理用多孔中空纖維膜，其特徵在於， 疏水性高分子為聚碸系高分子。
5.根據權利要求I 4中任一項所述的含蛋白質液處理用多孔中空纖維膜，其特徵在於， 親水性高分子為聚乙烯基吡咯烷酮。
6.根據權利要求I 5中任一項所述的含蛋白質液處理用多孔中空纖維膜，其特徵在於， 是用於從蛋白質溶液中分離病毒的膜。
全文摘要
本發明提供一種含蛋白質液處理用多孔中空纖維膜，其可以有效地分離除去溶液中所含的小徑病毒等除去物質，同時，使蛋白質等有用回收物質有效地透過，其透過特性的經時的下降小。本發明的含蛋白質液處理用多孔中空纖維膜的特徵在於，含有疏水性高分子和親水性高分子，純水的透過速度為10～300L/(h·m2·bar)，將0.5％免疫球蛋白溶液以死端式用60分鐘進行1.0bar的恆壓過濾時，過濾時間與濾液回收累計量實質上處於直線關係。
文檔編號C08J9/26GK102892486SQ20118001190
公開日2013年1月23日 申請日期2011年3月8日 優先權日2010年3月9日
發明者橫田英之, 上西徹, 小川浩文, 足高曉, 門田典子 申請人:東洋紡織株式會社