TW202528736A - 用於評估層析管柱完整性的方法及系統 - Google Patents

Abstract

一種用於評估層析管柱完整性之方法，可包括將丙酮引入一層析管柱中並測量該層析管柱之一析出液的吸光度值。用於評估層析管柱完整性之方法亦可包括基於吸光度值產生一第一數據結構，基於該第一數據結構實施一擬合演算法以產生一轉換函數，基於該轉換函數產生一第二數據結構，以及基於該第一及第二數據結構產生一轉換圖，其中該轉換圖包括轉換圖相關數據。可基於該轉換圖相關數據產生一效能參數值。

Description

用於評估層析管柱完整性的方法及系統

相關申請案之交互參考。本申請案主張於2023年9月8日提申之美國臨時專利申請案第63/581,302號的優先權，其全部內容通過引用併入本文。

本發明之各種態樣一般有關層析系統及方法。具體言之，本發明係有關用於在與治療劑之生物生產相關過程中的管柱使用前評估層析管柱完整性的系統及方法。

生物醫藥製品(例如，抗體、融合蛋白、腺相關病毒(AAV)、蛋白質、組織、細胞、多肽或其他生物來源的治療產品)越來越多地被用於治療及預防傳染性疾病、遺傳疾病、自體免疫疾病及其他疾病。生物醫藥製品的生產需要層析術來純化、表徵及驗證該製品。層析系統功能的破壞，例如層析管柱完整性降低，會影響使用層析術生產的生物醫藥製品之純度。由於製造生物醫藥製品所需的容忍度較低，即使層析管柱完整性僅部分喪失，仍可使所有接觸受損層析管柱的產品無法使用。

評估管柱完整性的常規方法可能需要生物醫藥製品，而這些生物醫藥製品被用於評估管柱完整性後不能被包含在治療劑中。即使是少量的此類產品，例如微克級別的產品，亦可能會產生巨大的成本。在其他實例中，由於層析管柱的某些特徵，無論是否使用生物醫藥製品，評估層析管柱的完整性可能都難以達成。

本發明之各態樣係有關一種用於評估層析管柱完整性之方法。該方法可包括將丙酮引入一層析管柱中。該方法可包括測量該層析管柱之一析出液的吸光度值。該方法可包括基於該吸光度值產生一第一數據結構。該方法可包括基於該第一數據結構實施一擬合演算法以產生一轉換函數。該方法可包括基於該轉換函數產生一第二數據結構。該方法可進一步包括基於該第一及第二數據結構產生一轉換圖，其中該轉換圖包括轉換圖相關數據。該方法亦可包括基於該轉換圖相關數據產生一效能參數值。

該層析管柱可具有約50 µL至約600 µL之管柱體積。該層析管柱可為一第一層析管柱，該效能參數值可對應於該第一層析管柱之管柱完整性，且該方法可進一步包括同時產生對應於一第二層析管柱之管柱完整性的第二效能參數值。該效能參數可為非高斯理論板相當高度(non-Gaussian height equivalent of a theoretical plate，NG-HETP)。該效能參數可為偏移(skew)。該轉換函數可包括累積分佈函數。該轉換函數可包括S形函數(sigmoid function)。該S形函數可為五參數S形函數。

在另一態樣中，本發明涉及一種開發使用前評估方案(pre-use assessment protocol)之方法。該方法可包括使用一第一層析管柱進行一第一層析操作。該方法之第一層析操作可包括將一第一體積之追蹤劑引入層析管柱中，其中該第一體積之追蹤劑包括該追蹤劑之一第一濃度。該第一層析操作可包括測量該第一層析操作之一析出液的一第一組吸光度值。該第一層析操作可進一步包括基於該第一吸光度值產生一第一數據結構。該第一層析操作可包括基於該第一數據結構實施一第一擬合演算法以產生一第一轉換函數。此外，該方法可進一步包括確定對應於第一轉換函數的一第一相關係數。該方法可包括使用該第一層析管柱或一第二層析管柱進行一第二層析操作。該方法之第二層析操作可包括將一第二體積之追蹤劑引入該層析管柱中，其中該第二體積之追蹤劑包括該追蹤劑之一第二濃度。該第二層析操作可包括測量該第二層析操作之一析出液的一第二組吸光度值，其中該第二組吸光度值包括與該第一組吸光度值不同數量的吸光度值。該第二層析操作可包括基於該第二吸光度值產生一第二數據結構。該第二層析操作可包括基於該第二數據結構實施一第二擬合演算法以產生一第二轉換函數。該第二層析操作亦可包括確定對應於該第二轉換函數之一第二相關係數。該方法可進一步包括將該第一相關係數與該第二相關係數進行比較。該方法亦可包括基於該第一相關係數與第二相關係數的比較，確定一第三體積之追蹤劑、該追蹤劑之一第三濃度及吸光度測量之一樣本量(sample size)。

該第三體積可等於該第一體積或該第二體積，該第三濃度可等於該第一濃度或該第二濃度，及/或該吸光度測量之樣本量可等於該第一組吸光度測量或該第二組吸光度測量中之吸光度測量的數量。該追蹤劑可為丙酮。該方法可進一步包括進行一第三層析操作。該第三層析操作可包括將該追蹤劑之該第三體積引入該第一層析管柱、該第二層析管柱或一第三層析管柱中。該第三層析操作可包括測量該第三層析操作之一析出液的一第三組吸光度值。該第三組吸光度測量可包括多個數值，其數量等於吸光度測量的樣本量。該第三層析操作可包括基於該吸光度值產生一第三數據結構。該第三層析操作可包括基於該第三數據結構實施一第三擬合演算法以產生一第三轉換函數。該第三層析操作可包括基於該第三轉換函數產生一第四數據結構。該第三層析操作可包括基於該第三及第四數據結構產生一轉換圖，其中該轉換圖包括轉換圖相關數據。該第三層析操作可包括基於該轉換圖相關數據產生一效能參數值。該第一層析管柱可具有約50 µL至約600 µL之管柱體積(CV)。追蹤劑之該第一體積可為約2 CV至約5 CV，且追蹤劑之該第二體積可為約2 CV至約5 CV。追蹤劑之該第一濃度可為約0.1體積%至約2體積%，且追蹤劑之該第二濃度可為約3體積%至約5體積%。

在另一態樣中，本發明涉及一種用於評估層析管柱完整性之系統。該系統可包括一層析管柱。該系統可包括一自動化流體處理裝置。該系統可包括一檢測器。該系統可包括一處理器。該系統可包括一非暫時性電腦可讀媒體，其包含指令，當該指令由處理器執行時，可使處理器進行操作。該操作可包括透過該自動化流體處理裝置將丙酮引入該層析管柱中。該操作可包括透過該檢測器測量該層析管柱之一析出液的吸光度。該操作可包括透過該處理器基於該測量的吸光度產生一第一數據結構。該操作可包括透過該處理器基於該第一數據結構實施一擬合演算法以產生一轉換函數。該操作可包括透過該處理器基於該轉換函數產生一第二數據結構。該操作可包括透過該處理器基於該第一及第二數據結構產生一轉換圖，其中該轉換圖包括轉換圖相關數據(TPRD)。該操作可進一步包括透過該處理器分析該轉換圖相關數據(TPRD)以產生一效能參數值。

該效能參數可對應於該層析管柱之管柱完整性。該效能參數可包括非高斯理論板相當高度(NG-HETP)或偏移。該層析管柱可具有約50 µL至約600 µL之管柱體積(CV)。該層析管柱可為一第一層析管柱。該系統可進一步包括一第二層析管柱。該效能參數值可為一第一效能參數值，且該操作進一步包含產生該第二效能參數值。該第一效能參數值可對應於該第一層析管柱之管柱完整性，且該第二效能參數值對應於該第二層析管柱之管柱完整性。

除非另有定義，否則本文中使用的所有技術及科學術語與本發明所屬領域中具有通常知識者理解之含義相同。儘管任何合適的方法及材料(例如，類似於或等同於本文所述之彼等)皆可用於本發明之實踐或測試，但現在描述特定之示例方法。所有提及之出版物皆通過引用併入本文。

如本文所用，術語「包含(comprises)」、「包含(comprising)」或其任何其他變型旨在涵蓋非排他性之包含，使得包含一元件列表之過程、方法、物件或設備，不僅包括彼等元件，還可能包括未明確列出之其他元件或此類過程、方法、物件或設備所固有之元件。術語「示例性」係於「示例」而非「理想」之意義上使用。針對術語「例如」與「諸如」及其語法上等義之詞，除非另有明確說明，否則應理解為遵循用詞「且不限於此」。

如本文所用，術語「約」旨在說明由於實驗誤差所引起的變化。當應用於數值時，術語「約」可表示與揭露之數值相差+/- 5%，除非已指定不同的變化。如本文所用，單數形式「一」、「一者」及「該」包括複數參考對象，除非上下文中另有明確規定。此外，所有範圍應理解為包含端點，例如1公分(cm) 至5 cm將包括1 cm、5 cm之長度及1 cm與5 cm之間的所有距離。

應當注意，除非已指定不同的變化，否則本文揭露或主張的所有數值(包括所有揭露的數值、限制及範圍)可具有與揭露的數值+/-5%之變化。

如本文所用，術語「多肽」意指具有超過約20個經由醯胺鍵共價連接之胺基酸的任何胺基酸聚合物。蛋白質含有一或多個胺基酸聚合物鏈(例如，多肽)。因此，多肽可為蛋白質，且蛋白質可含有多條多肽以形成單一功能性生物分子。

轉譯後修飾可修飾或改變多肽之結構。舉例而言，雙硫鍵(例如，半胱胺酸殘基之間的S-S鍵)可在一些蛋白質之轉譯後形成。一些雙硫鍵對於多肽、免疫球蛋白、蛋白質、輔因子、受質等之正確結構、功能及交互作用而言不可或缺。除了雙硫鍵形成之外，蛋白質還可經受其他轉譯後修飾，諸如脂化(例如，豆蔻醯化(myristoylation)、棕櫚醯化(palmitoylation)、法呢醯化(farnesoylation)、香葉基香葉醯化(geranylgeranylation)及醣基磷脂醯肌醇(GPI)錨的形成、烷基化(例如，甲基化)、醯化、醯胺化、醣化(例如，在精胺酸、天冬醯胺酸、半胱胺酸、羥基離胺酸、絲胺酸、蘇胺酸、酪胺酸及/或色胺酸上添加醣基)及磷酸化(亦即，在絲胺酸、蘇胺酸、酪胺酸及/或組胺酸上添加磷酸根)。轉譯後修飾可影響疏水性、靜電表面性質或其他性質，其決定了由多肽參與之表面間的交互作用。

如本文所用，術語「蛋白質」包括生物治療性蛋白質、用於研究或治療之重組蛋白質、阱蛋白質及其他Fc融合蛋白、嵌合蛋白、抗體、單株抗體、人類抗體、雙特異性抗體、抗體片段、類抗體分子、奈米抗體、重組抗體嵌合體、細胞介素、化學介素、胜肽激素及類似物。感興趣之蛋白質(POI)可包括待分離、純化或以其他方式製備之任何多肽或蛋白質。POI可包括由細胞產生的多肽，包括抗體。

如本文所用，術語「抗體」包括由四條多肽鏈組成的免疫球蛋白：藉由雙硫鍵相互連接之兩條重(H)鏈及兩條輕(L)鏈。通常，抗體具有超過100 kDa之分子量，諸如介於130 kDa與200 kDa之間，諸如約140 kDa、145 kDa、150 kDa、155 kDa或160 kDa。每條重鏈包含一重鏈可變區(本文中縮寫為HCVR或VH)及一重鏈恆定區。重鏈恆定區包含三個結構域CH1、CH2及CH3。每條輕鏈包含一輕鏈可變區(本文中縮寫為LCVR或VL)及一輕鏈恆定區。輕鏈恆定區包含一個結構域CL。VH區及VL區可進一步細分為高變異性區，稱為互補決定區(CDR)，散佈著更為保守的區域，稱為框架區(FR)。每一VH及VL由3個CDR及4個FR組成，從胺基端到羧基端依以下順序排列：FR1、CDR1、FR2、CDR2、FR3、CDR3、FR4 (重鏈CDR可縮寫為HCDR1、 HCDR2及HCDR3；輕鏈CDR可縮寫為LCDR1、LCDR2及LCDR3)。

一類稱為免疫球蛋白G (IgG)的免疫球蛋白例如在人類血清中常見且包含四條多肽鏈(兩條輕鏈及兩條重鏈)。每條輕鏈經由半胱胺酸雙硫鍵連接至一條重鏈，且兩條重鏈經由兩個半胱胺酸雙硫鍵相互鍵結。其他類的人類免疫球蛋白包括IgA、IgM、IgD及IgE。就IgG而言，存在四個子類：IgG1、IgG2、IgG3及IgG4。每一子類之恆定區不同，因此可具有不同的效應功能。在本文所述之一些實例中，生物醫藥製品可包含標靶多肽，包括IgG。在至少一實例中，該標靶多肽包含IgG 4。

如本文所用，術語「抗體」亦包括完整抗體分子之抗原結合片段。如本文所用，術語抗體之「抗原結合部分」、抗體之「抗原結合片段」等包括特異性地結合抗原以形成複合物之任何天然存在的、酶催化獲得的、合成的或經基因工程改造的多肽或醣蛋白。抗體之抗原結合片段可衍生自例如完整的抗體分子，其使用任何合適的標準技術，諸如蛋白水解消化或重組基因工程改造技術，其涉及操縱及表現DNA編碼抗體之可變結構域及任選地恆定結構域。此類DNA為已知的及/或易於取自例如商業來源、DNA庫(包括例如噬菌體-抗體庫)或可經合成。DNA可經定序及化學操縱，或藉由使用分子生物技術例如將一或多個可變結構域及/或恆定結構域排列成合適的構形，或導入密碼子、產生半胱胺酸殘基、修飾、添加或刪除胺基酸等。

可使用基於重組細胞之生產系統來生產生物醫藥製品(例如，標靶分子、多肽、抗體)，諸如昆蟲桿狀病毒系統、酵母菌系統(例如，畢赤酵母屬(Pichia sp.))或哺乳動物系統(例如，CHO細胞及CHO衍生株，如CHO-K1細胞)。術語「細胞」包括任何適合表現重組核酸序列之細胞。細胞包括原核生物及真核生物(單細胞或多細胞)、細菌細胞(例如，大腸桿菌、芽孢桿菌屬、鏈黴菌屬等菌株)、分枝桿菌細胞、真菌細胞、酵母菌細胞(例如，釀酒酵母菌(S. cerevisiae)、裂殖酵母菌(S. pombe)、嗜甲醇酵母菌(P. Pastoris)、嗜甲醇畢赤酵母菌(P.methylica )等)、植物細胞、昆蟲細胞(例如，SF-9、SF-21、經桿狀病毒(bacculovirus)感染之昆蟲細胞、粉紋夜蛾(Trichoplusiani)等)、非人類動物細胞、人類細胞或細胞融合物，諸如，例如融合瘤(hybridoma)或四源融合瘤(quadroma)。根據本發明之一些態樣，細胞可為人類、猴、猿、倉鼠、大鼠或小鼠細胞。根據本發明之一些態樣，細胞可為真核細胞，並可選自以下細胞：CHO (例如，CHO K1、DXB-11 CHO、Veggie-CHO)、COS (例如，COS-7)、視網膜細胞、Vero、CV1、腎臟細胞(例如，HEK293、293 EBNA、MSR 293、MDCK、HaK、BHK)、HeLa、HepG2、WI38、MRC 5、Colo205、HB 8065、HL-60 (例如，BHK21)、Jurkat、Daudi、A431 (表皮)、CV-1、U937、3T3、L細胞、C127細胞、SP2/0、NS-0、MMT 060562、塞特利氏細胞(Sertoli cell)、BRL 3A細胞、HT1080細胞、骨髓瘤細胞、腫瘤細胞及衍生自前面提及之細胞的細胞株。在一些實例中，細胞可包含一或多種病毒基因，例如表現病毒基因之視網膜細胞(例如，PER.C6™細胞)。

術語「標靶分子」在本文中可用於意指標靶多肽(例如，抗體、抗體片段或是其他蛋白質或蛋白質片段)，或意指旨在製造、分離、純化及/或包括於藥品中之其他分子(例如，腺相關病毒(AAV)或其他用於治療用途之分子)。儘管根據本發明之方法可指標靶多肽，但其等可適用於其他標靶分子。舉例而言，可根據合適的方法(例如，深度過濾法、親和層析法等)製備AAV，且包括AAV之混合物可經受根據本發明之方法。在遵照本發明之一或多種方法之前或之後，包括AAV之混合物可經受額外程序(例如，移除「空基因匣(empty cassette)」或不含標靶序列之AAV)。

根據本發明之一些態樣，標靶分子為抗體、人類抗體、人源化抗體、嵌合抗體、單株抗體、多特異性抗體、雙特異性抗體、抗原結合抗體片段、單鏈抗體、雙抗體、三抗體或四抗體、Fab片段或F(ab')2片段、IgD抗體、IgE抗體、IgM抗體、IgG抗體、IgG1抗體、IgG2抗體、IgG3抗體或IgG4 抗體。在一實例中，抗體為IgG1抗體。在一實例中，抗體為IgG2抗體。在一實例中，抗體為IgG4抗體。在一實例中，抗體為嵌合IgG2/IgG4抗體。在一實例中，抗體為嵌合IgG2/IgG1抗體。在一實例中，抗體為嵌合IgG2/IgG1/IgG4抗體。

在一些態樣中，標靶分子(例如，抗體)係選自由以下組成之群組：抗程序性細胞死亡1抗體(例如，抗PDl抗體，如美國專利申請公開號US2015/0203579A1中所述)、抗程序性細胞死亡配體-1抗體(例如，抗PD-L1抗體，如美國專利申請公開號US2015/0203580A1中所述)、抗Dll4抗體、抗血管生成素-2抗體(例如，抗ANG2抗體，如美國專利號9,402,898中所述)、抗類血管生成素3抗體(例如，抗AngPtl3抗體，如美國專利號9,018,356中所述)、抗血小板衍生之生長因子受體抗體(例如，抗PDGFR抗體，如美國專利號9,265,827中所述)、抗泌乳素受體抗體(例如，抗PRLR抗體，如美國專利號9,302,015中所述)、抗補體5抗體(例如，抗C5抗體，如美國專利申請公開號US2015/0313194A1中所述)、抗TNF抗體、抗表皮生長因子受體抗體(例如，抗EGFR抗體，如美國專利號9,132,192中所述，或抗EGFRvIII抗體，如美國專利申請公開號US2015/0259423A1中所述)、抗前蛋白轉化酶枯草桿菌素克新-9抗體(例如，抗PCSK9抗體，如美國專利號8,062,640或美國專利申請公開號US2014/0044730A1中所述)、抗生長及分化因子-8抗體(例如，抗GDF8抗體，亦稱為抗肌生長抑制素抗體，如美國專利號8,871,209或9,260,515中所述)、抗升糖素受體抗體(例如，抗GCGR抗體，如美國專利申請公開號US2015/0337045A1或US2016/0075778A1中所述)、抗VEGF抗體、抗IL1R抗體、介白素4受體抗體(例如，抗IL4R抗體，如美國專利申請公開號US2014/0271681A1或美國專利號8,735,095或8,945,559中所述)、抗介白素6受體抗體(例如，抗IL6R抗體，如美國專利號7,582,298、8,043,617或9,173,880中所述)、抗介白素33 (例如，抗IL33抗體，如美國專利申請公開號US2014/0271658A1或US2014/0271642A1中所述)、抗呼吸道融合胞病毒抗體(例如，抗RSV抗體，如美國專利申請號US2014/0271653A1中所述)、抗分化簇3抗體(例如，抗CD3抗體，如美國專利申請公開號US2014/0088295A1與US20150266966A1以及美國專利申請號62/222,605中所述)、抗分化簇20抗體(例如，抗CD20抗體，如美國專利申請公開號US2014/0088295A1與US20150266966A1以及美國專利號7,879,984中所述)、抗分化簇48抗體(例如，抗CD48抗體，如美國專利號9,228,014中所述)、抗Fel d1抗體(例如，如美國專利號9,079,948中所述)、抗中東呼吸道症候群病毒(例如，抗MERS抗體)、抗伊波拉病毒抗體(例如，Regeneron的REGN-EB3)、抗CD19抗體、抗CD28抗體、抗IL1抗體、抗IL2抗體、抗IL3抗體、抗IL4抗體、抗IL5抗體、抗IL6抗體、抗IL7抗體、抗Erb3抗體、抗茲卡病毒抗體、抗淋巴細胞活化基因3抗體(例如，抗LAG3抗體或抗CD223抗體)及抗活化素A抗體。本段落所提及之各項美國專利及美國專利公開案皆通過引用整體併入本文。

根據本發明之一些態樣，標靶分子(例如，雙特異性抗體)係選自由以下組成之群組：抗CD3 x 抗CD20雙特異性抗體、抗CD3 x 抗黏液素16雙特異性抗體及抗CD3 x 抗前列腺特異性膜抗原雙特異性抗體。根據本發明之一些態樣，該標靶分子係選自由以下組成之群組：阿利若單抗(alirocumab)、撒立魯單抗(sarilumab)、法神單抗(fasinumab)、內斯瓦庫單抗(nesvacumab)、杜匹單抗(dupilumab)、特里沃單抗(trevogrumab)、艾維那單抗(evinacumab)及瑞奴庫單抗(rinucumab)。

在一些實例中，標靶分子為含有Fc部分及其他結構域之重組蛋白(例如，Fc融合蛋白)。在一些實例中，Fc融合蛋白為受體Fc融合蛋白，其含有與Fc部分偶合的受體之一或多個胞外結構域。在一些實例中，Fc部分包含鉸鏈區，後接IgG之CH2及CH3結構域。在一些實例中，受體Fc融合蛋白含有結合至單一配體或多個配體的二或多條不同的受體鏈。舉例而言，Fc融合蛋白為TRAP蛋白，諸如，例如IL-1阱蛋白(例如，利納西普(rilonacept)，其含有IL-1RAcP配體結合區，其融合至與hIgGl之Fc融合的Il-1R1胞外區；參見美國專利號6,927,004，其通過引用整體併入本文)或VEGF阱蛋白(例如，阿柏西普(aflibercept)或ziv-阿柏西普，其含有VEGF受體Flt1之Ig結構域2，其融合至與hIgG1之Fc融合的VEGF受體Flk1的Ig結構域3；參見美國專利號7,087,411及7,279,159，兩者皆通過引用整體併入本文)。在其他實例中，Fc融合蛋白為ScFv-Fc-融合蛋白，其包含一或多種抗原結合結構域之一或多者，諸如與Fc部分偶合之抗體的可變重鏈片段及可變輕鏈片段。

如本文所用，術語「層析術」意指藉由將移動相(例如，含有多種成分之混合物或溶液)流過介質而使該移動相之組分以不同的速率流過介質來分離移動相之組分的任何過程，包括但不限於以下層析術：管柱層析術、平面層析術、薄層層析術、置換層析術、氣相層析術、親和層析術(例如，蛋白質A或蛋白質L)、離子交換層析術、尺寸排阻層析術、逆相層析術、疏水性交互作用層析術(HIC)、快速蛋白質液相層析術、高效能液相層析術、逆流層析術、週期性逆流層析術、手性層析術或混合模式層析術。儘管本文之實例可參照示例性類型之層析術過程或裝置(例如，管柱層析術)而揭露，但本文揭露之實例可適用於任何類型之層析術。

本發明之系統及方法涉及研究層析管柱效能(例如，管柱完整性)。與本文之方法及系統相容的層析管柱包括適合用於分離及/或純化移動相之組分且通常如本文所述的配置之任何管柱。

層析管柱(以下稱為「層析管柱」或「管柱」)可包含層析介質。舉例而言，層析管柱可包括胺基酸介質、配體特異性介質、免疫親和介質、離子親和介質、疏水性作用介質及/或帶電介質。介質可呈樹脂、珠粒、以填充床管柱形式結合的顆粒、膜等形式，或呈可容納包含生物醫藥製品之混合物或其他液體的任何形式。介質可包括支撐結構，諸如，例如瓊脂珠粒(例如，瓊脂糖凝膠(sepharose))、二氧化矽珠粒、纖維素膜、纖維素珠粒、親水性聚合物珠粒或其他可壓縮之合成結構。

層析介質可包括經配置以與移動相之一或多種組分交互作用的一或多種配體，以及支撐該一或多種配體的支撐結構。舉例而言，層析介質可包括配體，包括四級胺、蛋白質A衍生之基團、蛋白質L衍生之基團、苯基、磺丙基、三氮雜雙環癸烯(TBD)基團、三甲銨乙基(TMAE)基團、二甲銨乙基(DMAE)基團、磺乙基或其組合。支撐結構可包含經交聯之瓊脂、高度交聯之瓊脂、二氧化矽、氧化鋁、甲基丙烯酸酯、玻璃、聚乙烯醚或其組合。

本文所述系統及方法之示例性態樣可藉由各種類型的層析系統來實施。此類示例性層析系統可包括：移動相液體供應系統；材料注射系統；一或多種層析管柱，如本文所述；以及經配置以控制、測定及監控層析系統之操作的組件。此等組件可包括製程控制器、運算裝置及檢測器(例如，與操作​​參數相關的感測器)。

在一些實例中，在生物醫藥製品之製造過程中使用的層析管柱可經配置以用於結合自動化液體處理裝置的層析系統。此類裝置可包括機械手臂或經配置以在層析系統內的不同位置之間固定及移動層析管柱群組的其他組件。在一些實例中，自動化液體處理裝置可包括機器分配裝置，其經配置以使流體或材料分配儀器(諸如一或多個移液器)固定、移動及致動在相對於流體或材料分配儀器定位的層析管柱群組上方。配置成與各種示例性自動化液體處理裝置一起使用的層析管柱可配置具有約25毫米(mm)至約30 mm之床高的介質。在一些實例中，層析管柱可配置具有約5 mm至約10 mm之內徑。此外，根據本發明之一些態樣，層析管柱可具有約50微升(µL)至約600 µL之總體積(例如，管柱體積)。此外或替代地，用於示例性層析系統之層析管柱可為8個、96個、256個、324個、384個或其他管柱數量群組中之一者，每一管柱具有50 µL至約600 µL範圍內之管柱體積。

經配置以實施本文所述之系統及方法的示例性層析系統可包括運行層析管柱所需之任何硬體及/或軟體，並經配置以：進行各種類型之層析術中之任一者，諸如高效能液相層析術(HPLC)、離子交換層析術、尺寸排阻層析術、疏水性交互作用層析術(HIC)、逆相層析術、混合模式層析術或親和層析術；分離原始混合物中之生物醫藥製品；分離及/或純化單一類型之生物醫藥製品；及/或消除混合物中之污染物。在一些情況下，用於本文所述之方法及製程中的層析系統可為藥品製造系統的一部分，諸如用於製造含有生物醫藥製品(諸如，抗體)之藥品的系統。

可併入經配置以實施本文所述之系統及方法的示例性層析系統中的一示例性移動相液體供應系統可包括用於將移動相供應至如本文所述之管柱入口的合適系統。此類移動相液體供應系統可包括：一或多個儲存器，以容納用於驅動流過管柱注入之原料的移動相液體；一或多個泵，其經配置以向移動相液體施加壓力；泵，其經配置以所需之比率混合二或多種溶劑(例如，來自二或多個儲存器)，之後將組合的溶液供應至管柱入口；以及自動化流體處理裝置。此外，示例性移動相液體供應系統可經配置以供應第一移動相至管柱入口，隨後在供應所需體積之第一移動相後供應第二移動相至該入口。

可併入經配置以實施本文所述之系統及方法的示例性層析系統中的一示例性材料注射系統可為用於供應需要在本文所述之管柱中分離及/或純化之原料的任何合適的系統。根據本發明之一些態樣，例如，示例性材料注射系統可包括與一或多個儲存器流體連通以容納原料的一或多個流體分配儀器。此類原料可包括一或多種生物醫藥製品、試劑、溶劑或其他材料。

可併入經配置以實施本文所述之系統及方法的示例性層析系統中的一示例性流程控制器及/或運算裝置可適合在層析術運行期間控制層析系統的各個態樣。此類流程控制器可經連接及/或經配置以根據所需之程序操作及/或控制層析系統的一或多個部件。此類部件可包括移動相液體供應系統、材料注射系統、管柱、運算裝置及檢測器。根據所需之程序。舉例而言，在一些實例中，流程控制器可經編程以開啟及關閉移動相液體供應系統之泵、開啟及關閉檢測器等。此外，示例性流程控制器可具有顯示器及/或其他使用者介面元件(例如，按鈕、滑鼠、鍵盤、觸控螢幕等)，藉此可由例如操作人員輸入指令。

可併入經配置以實施本文所述之系統及方法的示例性層析系統的一或多個運算裝置可為任何運算裝置，諸如桌上型電腦、伺服器電腦、筆記型電腦、平板電腦或個人便攜式裝置(例如，智慧型手機)。此類運算裝置可具有顯示器及/或其他使用者介面元件(例如，按鈕、滑鼠、鍵盤、觸控螢幕等)，藉此可由例如操作人員輸入指令。如本文所述，運算裝置可從流程控制器及/或示例性層析系統之其他部件(例如，檢測器)收集數據。根據本發明之一些態樣，運算裝置包括一或多個程式，其經配置以將數據顯示於或輸出至例如螢幕、硬碟或經由網路連接至遠端位置。運算裝置可經由有線連接而連接至層析系統之其他態樣。此外或替代地，運算系統可經由無線連接而連接至層析系統之其他態樣。舉例而言，流程控制器可相對於示例性層析系統而遠端定位，並經配置以經由使用者介面及/或層析操作之控制態樣而顯示有關一或多個層析操作的數據。

可包括在本文所述之層析系統內的檢測器可包括適合在如本文所述之管柱入口、主體或出口處檢測一或多種特徵的任何類型的檢測器。此類特徵可包括例如導電度、pH、光學密度及/或吸光度(例如，紫外線及/或可見光)。根據本發明之一些態樣，示例性檢測器可包括導電度檢測器、紫外線(UV)檢測器、螢光檢測器、折射率檢測器、pH檢測器及/或壓力計。舉例而言，示例性檢測器可測量UV光(例如，280 nm、275 nm等波長)的吸光度，且所測量的吸光度可與移動相之組分的濃度相關。

層析操作可包括一或多個步驟的序列，包含例如一或多個預平衡步驟、平衡步驟、填充步驟、清洗步驟、溶析步驟、反萃步驟(strip step)及/或再生步驟。可使用從層析管柱出口處之檢測器收集到的數據來追蹤及/或記錄層析操作的一或多個步驟。舉例而言，可將檢測器接收到的訊號繪製成通過該檢測器之體積的函數。在一些實例中，可將檢測器接收到的訊號繪製成經過時間的函數。從檢測器收集到的數據(包括從檢測器接收到的訊號產生的圖)可用於監控、追蹤及/或驗證層析操作。針對涉及生物醫藥製品之製造的層析操作，需要監控層析操作的品質、一致性及完整性，以確保製造的生物醫藥製品符合內部品保指標及適用於監管機構的規格。

當層析操作從第一步驟轉換至第二步驟時，從管柱溶析出(例如，通過檢測器)之移動相的組成可能會改變。根據訊號類型及轉換步驟，所述轉換可被檢測為由檢測器接收到的訊號的增加(遞增轉換)或減少(遞減轉換)，隨後在發生轉換後該訊號進入平線區(plateau)。

管柱完整性意指層析管柱以最大效率運行的能力。層析管柱內層析介質軸向分散的變化可能影響層析管柱以最大效率運行的能力。此外或替代地，層析管柱內層析介質徑向分散的變化可能影響層析管柱以最大效率運行的能力。根據層析管柱的類型(例如，管柱中之層析介質的類型)，管柱完整性降低可能導致缺乏移動相組分與管柱的結合、移動相的組分之間缺乏分離及/或將雜質引入移動相中。當層析管柱未以最大效率操作時，層析管柱之管柱完整性降低。

層析管柱之管柱完整性可藉由移動相如何流過管柱之固定相(例如，層析介質)的特徵而確定。從檢測器檢測到的訊號可針對層析操作的經過時間及/或通過體積作圖。此等圖稱為層析圖，並可用於監控層析操作之過程，及確定層析操作是否在可接受的操作參數內進行。舉例而言，層析圖中存在異常特徵可能表示管柱完整性降低。

可藉由確定層析管柱之理論板相當高度(HETP)或理論板數來量化層析管柱之管柱完整性降低的程度。與以最大效率操作的管柱相比，管柱完整性降低的層析管柱可具有增加的HETP及/或減少的理論板數。量化管柱完整性的其他方法包括轉換分析，其中層析圖之峰相對於歷史或預期之層析圖峰進行分析。轉換分析中所識別的層析圖峰變化可表明用於產生層析圖之層析管柱之管柱完整性已降低。

管柱完整性降低可能是由於管柱內層析介質的破壞所造成，而此等破壞可能對物質流過管柱的能力產生負面影響。重複使用層析管柱可能是由於破壞，其可導致層析管柱完整性降低。層析介質的破壞可導致材料過快地流過管柱，而不接觸足夠量之層析介質，以有效地分離所引入之物質的各個組分。此外或替代地，破壞可能阻礙材料流過管柱的區域，此亦可導致管柱的效率降低。

層析介質內的一種破壞類型，即產生通道(channeling)，意指層析介質內存在空隙，其可導致移動相比層析操作之平均流速更快地前進流過層析介質。變得過於緻密的層析介質可能會破裂，導致層析介質內產生通道及形成空隙。產生通道可導致缺乏移動相之組分的分離，因為移動相優先流過層析介質的空隙會減少移動相之組分與層析介質之間的交互作用。

層析介質內的另一種破壞類型，即積垢(fouling)，意指層析介質的孔或流動路徑被阻塞。舉例而言，層析介質的支撐結構可被嵌入層析管柱內的篩網中。被嵌入的介質可阻止移動相流過層析管柱的一部分。阻塞引起的流動不良可能導致生物膜的形成或其他生長，進一步破壞移動相流過層析管柱的運動。積垢可能導致移動相的第一部分比移動相的第二部分流動得更慢。由此造成的移動相流過層析管柱之溶析的延遲可導致移動相之組分分離不良。溶析的延遲亦可能導致峰變寬(peak broadening)及峰拖尾(peak tailing)。因此，檢測到峰變​​寬、峰拖尾及/或峰分辨率差可表示有積垢情形。

管柱完整性降低可藉由非對稱層析峰的存在來檢測。舉例而言，基於利用管柱完整性降低之管柱的層析操作而繪製的層析圖可包括前移峰及/或拖尾峰。峰前移意指層析峰之前半部比層析峰之後半部更寬的一種非對稱峰。峰拖尾意指層析峰之後半部比層析峰之前半部更寬的一種非對稱峰。

本文所述之用於評估層析管柱完整性的方法及系統適用於廣範圍類型及尺寸的層析系統。更具體言之，可實施本發明之方法及系統以評估具有範圍在約50 µL至約600 µL內之體積的層析管柱(例如，robocolumn)的完整性。舉例而言，可實施本發明之方法及系統以評估經配置以與機器流體處理系統及/或自動化流體處理工作站一起使用的層析管柱(例如，預填充管柱)的完整性。

本文所述之用於評估層析管柱完整性的方法及系統適用於膜層析系統。本領域普通技術人員將認知到，通常膜層析術涉及使用膜孔中具有離子交換基團之微孔膜以透過吸收來捕獲標靶分子。因此，可實施本發明之方法及系統以評估層析管柱的完整性，該層析管柱不需要預先填充，而是加入膜形式的介質及/或包括利用膜之支撐結構的介質(例如，纖維素)。此類層析管柱可經配置以與機器流體處理系統及/或自動化流體操作工作站一起使用。因此，膜厚度可介定出填充參數，或更一般地，界定出能夠被調整、改變及控制的層析方案之一態樣。同時，可監控及/或記錄膜厚度之變化對效能標準的影響。

根據本發明之一些態樣，用於評估層析管柱完整性之方法可包括評估層析系統(包括自動化流體處理裝置)內之管柱完整性。本發明之層析系統可包括呈陣列(例如，格狀之列及行)之多個(例如，8、64、96、256、324、384個等)層析管柱，並經配置以與液體處理工作站(諸如機器液體處理工作站)一起使用。

自動化流體處理裝置可包括機械手臂或其他類型的運算裝置控制組件，其經配置以處理、移動、重新定位或以其他方式操作層析管柱。自動化流體處理裝置可包括機械手臂或其他類型的運算裝置控制組件(例如，微量移液器)，其經配置以將材料(例如，填充物及/或移動相)分配至層析管柱中。自動化流體處理裝置能夠將析出液從一或多個層析管柱引導至自動化流體處理裝置之出口(例如，孔盤)或一或多個其他組件(例如，管柱)。

在包括多重層析管柱的層析系統中，自動化流體處理裝置可同時、依序、隨機及/或以演算法決定的順序對每一管柱進行操作。本文所述之自動化流體處理裝置可由一或多個運算裝置操作及控制。此類運算裝置可由具有一或多個處理器、記憶體、儲存器及指令的集中式裝置來實施，其中該指令(a)儲存在記憶體及/或儲存器中或以其他方式從記憶體及/或儲存器取得，且(b)可由一或多個處理器讀取並執行，以對一或多個層析管柱及/或一或多個群組之多重層析管柱進行上述操作。在其他實例中，運算裝置可為分散式運算裝置及/或裝置網絡。

本文所述之運算裝置可經配置以引導及監控自動化流體處理裝置之操作，進行與層析運行相關的操作或為層析運行之一部分的操作，其涉及排列在托盤、塔盤或盤上的多重層析管柱之群組，其中每一管柱具有相同體積，該體積在約50 µL至約600 µL之範圍內。

如上所述，可實施本發明之方法及系統以評估體積在約50 µL至約600 µL範圍內之層析管柱(例如，robocolumn)的完整性。相對於更大體積(例如，0.1 L至277 L)之層析管柱，使用多重層析管柱(每者具有約50 µL至約600 µL範圍內之體積)可節省時間並提高工作靈活性。此外，可能需要更少量的材料。根據本發明之一些態樣，與常規尺寸的層析操作相比，使用多重層析管柱(每者具有約50 µL至約600 µL範圍內之體積)可能需要例如約5%的緩衝液或其他材料。其他優點可包括更快且更全面的層析研究，係因此等類型之多重層析管柱研究的並行處理(例如，並行純化)通量特徵增加。

即使具有上述優點，在具有約50 µL至約600 µL範圍內之體積的層析管柱中，管柱完整性降低仍可能導致產品損失，使成本增加。此等層析管柱類型的尺寸可能會抑制用於評估管柱完整性之數據的檢測。舉例而言，此等管柱之尺寸及與管柱相關的低操作體積，可能不允許有足夠數量的讀值以便產生用於轉換分析的轉換圖數據。此外，由於此等管柱之尺寸限制，可能無法獲得連線導電度數據以監控及/或確定層析管柱完整性。因此，常規方法無法用於評估管柱完整性以便確定該管柱是否可重複使用。

此外，用於單次層析運行之大數量(例如，96、256、324、384個)之此等層析管柱類型不利於在多次使用後可靠地追蹤評估層析管柱完整性。此等挑戰的結果為，此等層析管柱類型(具有約50 µL至約600 µL範圍內之體積)通常被製成單次使用(單次層析運行)管柱。

本發明之系統及方法係有關層析操作(例如，使用前評估)，其允許評估具有約50 µL至約600 µL範圍內之體積的層析管柱(例如，robocolumn)的管柱完整性。此外，本發明之方法及系統可使用管柱完整性作為評估層析管柱是否適合使用(例如，重複使用)的因子。此外，本發明之方法及系統可用於開發使用前評估。本發明之系統及方法可額外地包括追蹤層析管柱之管柱完整性、測試條件及使用或重複使用的指示確定。

在一些實例中，使用前評估可包括將追蹤劑引入管柱中。合適的追蹤劑包括其中追蹤劑之濃度與溶液之吸光度相關者。舉例而言，由層析管柱出口處之檢測器測量的吸光度可對應於移動相內之追蹤劑的濃度。追蹤劑可為不與層析樹脂交互作用的UV追蹤劑。在一些實例中，追蹤劑可為丙酮或色胺酸。在使用前評估中使用的追蹤劑之體積及/或追蹤劑之濃度可基於待評估之層析管柱的尺寸、模式及/或使用歷史來調整。如本文所述，在使用前評估期間測量的吸光度(例如，UV吸光度)可用於產生與管柱完整性相關的一或多個效能參數值。本發明之方法及系統可包括使用迴歸演算法來擬合吸光度測量的函數，並使用該函數來產生額外數據點，用於轉換分析。

在一些實例中，管柱可在進行使用前評估之前清洗，例如以從管柱中移除儲存緩衝液。在使用前評估中，從清洗緩衝液(例如，水)至追蹤劑(例如，丙酮)之轉換可在由該轉換之吸光度測量產生的層析圖上產生遞增轉換(step-up transition)。圖1描繪了層析術遞增轉換之示例性正規化圖示，分為三個階段。在轉換之前，檢測器會檢測訊號基線值(例如，導電度、吸光度及/或pH)。在轉換期間，訊號「遞增」或增加，隨後在轉換後趨於平穩。在一些情況下，在遞增轉換後之平線區係因檢測器飽和所致。轉換期間衍生的數據係可量化，且對層析管柱效能的細微變化具有靈敏度。可能隨轉換而變之可測量參數(例如，訊號)的實例包括導電度、pH、吸光度及螢光。然而，本領域普通技術人員將理解，可能隨轉換而變之任何其他可測量參數可用於根據本發明之轉換分析。

圖2描繪了根據本發明之各態樣的用於獲得使用前評估之測量值的示例性測量過程200。另一方面，圖4描繪了根據本發明之一些態樣的用於促進層析管柱完整性評估的示例性評估過程400。圖2及圖4之描述涉及將測量及評估過程200、400應用於單一層析管柱。然而，本文所述之測量過程200、評估過程400及任何其他過程、子過程、方法、步驟或系統應用，可以複數個層析管柱實施(例如，同時或以預定順序)。舉例而言，測量過程200可利用自動化流體處理裝置同時在多個管柱上進行。因此，將所述測量過程200 (或評估過程400)之任一部分應用於單一層析管柱係同樣適用於一組層析管柱。層析管柱群組可排列成各排的層析管柱，每一排具有相同的管柱數目，且每一管柱具有相同的管柱體積及床高。在一特定實例中，數個排的8個層析管柱可並行運行，且每一層析管柱可具有600 µl之體積及3 cm之床高。

此外，普通技術人員將理解到，測量過程200及評估過程400之步驟為示例性的。可使用本文所述之系統及方法之組件的其他組合及/或排列，以從包括層析管柱之層析操作中獲得測量值，並評估管柱之管柱完整性。

參考圖2，測量過程200可包括清洗層析管柱(步驟210)。舉例而言，清洗管柱可包括從管柱中移除儲存緩衝液。清洗管柱可包括將約1倍管柱體積至約5倍管柱體積，諸如，例如約2.5倍管柱體積至約4.5倍管柱體積，或約3倍管柱體積至約4倍管柱體積之清洗緩衝液流過層析管柱。適合的清洗緩衝液可與層析樹脂相容並呈現出低位準的UV吸光度。舉例而言，清洗緩衝液可包括水(例如，逆滲透去離子水)。儲存緩衝液可包括水、醇類(例如，乙醇)及/或一或多種鹽。在一些態樣中，諸如，例如涉及離子交換層析術(例如，陰離子交換層析術或陽離子交換層析術)之彼等，所述儲存緩衝液可包含乙醇(例如，約20體積百分比(vol.%)之乙醇)及約150 mM之氯化鈉。在其他態樣中，例如涉及疏水性交互作用層析術、尺寸排阻層析術、親和層析術及/或混合模式層析術之彼等，所述儲存緩衝液可包含乙醇(例如，約20體積%之乙醇)。在一或多個實例中，在對層析管柱進行使用前評估之後，可將一或多倍管柱體積(例如，2倍管柱體積)之儲存緩衝液引入管柱中，且該儲存緩衝液的一部分可保留在管柱中。

測量過程200可包括以流速 y(例如，以微升每秒為單位之流速)引入由 z%追蹤劑組成之 n倍管柱體積(CV)的流體(步驟220)。 n 、 z及 y值可取決於所選之追蹤劑、所用管柱之尺寸(例如，管柱體積、床高、內徑或管柱之其他物理尺寸)、管柱內之層析介質的組成，及/或所用自動化流體處理系統之操作參數。如本文所述，開發使用前評估方案可包括以不同的 n 、 z及 y值運行層析操作，並以實驗決定欲用於使用前評估方案的 n 、 z及 y值(例如，測量過程200所使用的 n 、 z及 y值)。在一些實例中，關於先前進行的使用前評估的歷史數據可用於決定 n 、 z及 y值。

在一些實例中， n值可為約0.5至約8，諸如，例如約1.0 至約6.0、約2至約5、約2.5至約4.5、約3、約3.5或約4。 z值可對應於用於測量過程200之移動相內的追蹤劑濃度，以體積百分比(vol.%)表示。在一或多個實例中， z值可為約0.1至約10，諸如，例如約0.5至約7.5、約1至約5、約1、約2、約3、約4或約5。流速 y可以微升每秒(µL/s)表示。在一些實例中， y值可為約0.1 µL/s至約5 µL/s，諸如，例如約0.1 µL/s至約4 µL/s、約0.3 µL/s至約5 µL/s、約0.3 µL/s至約4 µL/s、約0.5 µL/s至約4 µL/s、約0.5 µL/s至約3 µL/s、約0.6 µL/s至約4 µL/s或約0.6 µL/s至約3 µL/s。

又參考圖2，測量過程200可包括收集析出液之 b個分液(步驟230)。舉例而言，在引入追蹤劑之後，可收集析出液之數個分液。可平均地收集該分液，使得各分液之體積大致相同。在一些實例中，分液係收集在多孔盤中，諸如，例如12孔盤、24孔盤、96孔盤、384孔盤或其他多孔盤配置。如本文所述，開發使用前評估方案可包括以不同的 b值運行層析操作，並透過實驗決定欲於該使用前評估方案中使用的 b值(例如，在測量過程200中使用的 b值)。此外或替代地，關於先前進行的使用前評估的歷史數據可用於決定 b值。在一些實例中， b值可為約6至約48，諸如，例如約8至約36、約12至約24、約12或約24。

在收集析出液的 b個分液期間或之後，可測量各個分液的吸光度(步驟240)。如本文所討論的，參考圖4，吸光度測量可提供原始數據，其構成評估管柱完整性之基礎。在一實例中，可操作檢測器以獲得在(步驟240)時的吸光度測量，作為測量過程200的一部分。用於吸光度測量的光波長可取決於所用之追蹤劑。在追蹤劑為丙酮之實例中，可使用波長為275奈米之吸光度。在一些實例中，吸光度之測量可包括路徑長度經校正吸光度。路徑長度經校正吸光度可包括由檢測器接收到的吸光度之測量值除以由檢測器測量的吸光度之路徑長度。舉例而言，一盤之某些孔可能含有與該盤之其他孔不同的深度及/或體積。藉由測量路徑經校正吸光度，一盤之孔內的樣本深度及/或體積的影響將不影響檢測器收集的數據。

如本文所述，可利用不同的 n 、 z 、 y及 b值進行層析操作，以決定給定的層析系統(例如，包括一組管柱尺寸參數及層析介質組成)與追蹤劑之組合的最佳參數值。圖3A至3D所示之每一層析圖係使用包括蛋白質A親和層析介質的層析管柱產生。該層析管柱的管柱體積為589 µL且床高為3公分。用於產生圖3A至3D所示之層析圖的每一管柱係儲存於包含20體積%乙醇之儲存緩衝液中。在產生圖3A至3D所示之層析圖之前，將大約3-4 CV的水流過每一管柱。為了產生圖3A至3D所示之層析圖，將 nCV的包含 x體積%丙酮之追蹤劑溶液以 yµL/s的流速引入管柱中，並收集 b個分液的析出液。

圖3A顯示了使用層析系統(包括自動化流體處理裝置)的八個並行運行之層析操作的層析圖。該八個層析操作之每一者包括了以0.6 µL/s之流速將3倍管柱體積之溶液(包括5體積%之丙酮)流過層析管柱，並收集析出液的12個分液。圖3A中之數據點顯示該八個層析操作之每一者的12個分液中各自的吸光度測量(亦即，總共96個吸光度測量)，且該八個層析操作之每一者皆以不同類型的數據點標記來表明。使用迴歸演算法產生每一層析運行的最佳擬合線，且該最佳擬合線亦顯示於圖3A中。

圖3B顯示了使用層析系統(包括自動化流體處理裝置)的八個並行運行之層析操作的層析圖。該八個層析操作之每一者包括了以0.6 µL/s之流速將4倍管柱體積之溶液(包括5體積%之丙酮)流過層析管柱，並收集析出液的24個分液。圖3B中之數據點顯示該八個層析操作之每一者的24個分液中各自的吸光度測量(亦即，總共192個吸光度測量)，且該八個層析操作之每一者皆以不同類型的數據點標記來表明。使用迴歸演算法產生每一層析運行的最佳擬合線，且該最佳擬合線亦顯示於圖3B中。

圖3C顯示了使用層析系統(包括自動化流體處理裝置)的八個並行運行之層析操作的層析圖。該八個層析操作之每一者包括了以0.6 µL/s之流速將3倍管柱體積之溶液(包括1體積%之丙酮)流過層析管柱，並收集析出液的24個分液。圖3C中之數據點顯示該八個層析操作之每一者的12個分液中各自的吸光度測量(亦即，總共192個吸光度測量)，且該八個層析操作之每一者皆以不同類型的數據點標記來表明。使用迴歸演算法產生每一層析運行的最佳擬合線，且該最佳擬合線亦顯示於圖3C中。

圖3D顯示了使用層析系統(包括自動化流體處理裝置)的八個並行運行之層析操作的層析圖。該八個層析操作中之每一者包括了以3 µL/s之流速將4倍管柱體積之溶液(包括5體積%之丙酮)流過層析管柱，並收集析出液的24個分液。圖3D中之數據點顯示該八個層析操作之每一者的12個分液中各自的吸光度測量(亦即，總共192個吸光度測量)，且該八個層析操作之每一者皆以不同類型的數據點標記來表明。使用迴歸演算法產生每一層析運行的最佳擬合線，且該最佳擬合線亦顯示於圖3D中。

圖3A所示之最佳擬合線具有近似於S形的形狀。然而，所收集的相對較少的分液數量導致在基線期及飽和期缺乏清晰的平線區。圖3B所示之最佳擬合線為線型，且不同於與層析轉換相關的S形。不受理論的限制，線型的最佳擬合線可能由於追蹤劑濃度太高所致。圖3C所示之最佳擬合線為S形，且在基線期及飽和期中顯示出清晰的平線區。然而，基線期與飽和期之間的間隔相對較小。圖3D所示之最佳擬合線為S形，且在基線期及飽和期中顯示出清晰且分開的平線區。基於圖3A至3D所示之層析圖，開發出使用前評估方案，其包括以3 µL/s之流速將3倍管柱體積之1體積%丙酮流過層析管柱，並收集析出液的24個分液。

透過圖3A至3D之層析圖的總覽將理解到，在丙酮濃度低於特定閾值之研究中，所產生的轉換數據可能不足以進行轉換分析。舉例而言，所得圖示之斜率可能太陡而無法進行轉換分析。在使用不足量(例如，管柱體積)之追蹤劑的研究中，將無法記錄完整的轉換。在使用過量(例如，管柱體積)之追蹤劑的研究中，所得圖示可能包括長的平線區，其對應於表明在追蹤劑突破後的穩定狀態。

根據本發明之一些態樣，可針對使用不同層析操作所產生的每一層析圖來決定吸光度測量或最佳擬合線與轉換函數相關性優劣的有關度量。舉例而言，可基於每一層析操作的最佳擬合線或轉換函數的迴歸來計算決定係數(R ²)。可比較該決定係數，並可選出產生最大決定係數之層析操作的參數(例如，追蹤劑體積、追蹤劑濃度、收集的析出液之分液數)，用於使用前評估方案。

如前所述，使用前評估方案可包括評估待分析之層析管柱的管柱完整性及/或產生與該管柱完整性相關的效能參數。圖4以流程圖形式描繪了用於產生與層析管柱之管柱完整性相關的一或多個效能參數的示例性評估過程400。評估過程400可包括基於吸光度測量產生第一數據結構(步驟410)。舉例而言，產生第一數據結構可包括建立電腦可讀檔案，其包括經由本文所述之測量過程200獲得吸光度測量，以及與該吸光度測量相關的時間值或體積值。在一些實例中，第一數據結構可包括數值之二維陣列，例如包括列與行之表格。所述陣列可由程式語言(例如，PYTHON、JAVA、JAVASCRIPT、C++)讀取。在一些實例中，第一數據結構可包括由程式語言(例如，PYTHON、R等)定義的數據框或其他數據結構。產生第一數據結構可包括將吸光度測量轉換為由系統、運算裝置或其他數據處理組件指定的格式。

評估過程400可包括基於第一數據結構實施一擬合演算法以產生轉換函數(步驟420)。轉換函數可近似層析操作之給定體積或時間下的層析析出液之吸光度。根據本發明之一些態樣，擬合演算法可產生將層析操作之流過體積與該操作之析出液吸光度相關聯的函數。在一些實例中，擬合演算法產生模擬數據以作為輸出，該模擬數據可提供用於第一參數(例如，吸光度)之可變輸出的預估值或一系列預估值，相對於第二參數(例如，時間、體積)的已知值。在一些實例中，第一及第二參數值可對應於其離散或尺度正規化計算結果。擬合演算法可包括一或多個邏輯函數、累積函數或其他類型的迴歸分析。

由擬合演算法產生的轉換函數可包括一或多個S形函數(例如，四參數或五參數S形函數)、一或多個高斯函數(例如，指數經修正型高斯函數)及/或一或多種將層析操作之流過體積或經過時間與該操作之析出液的吸光度相關聯的其他函數。舉例而言，可根據以下所示公式1定義出四參數S型函數。 公式(1)

參考公式1，ŷ代表反應變數y之預測值或擬合值，其中y為路徑長度經校正吸光度，且y及ŷ皆以Au/cm為單位測量。術語x'代表沖洗體積(以CV為單位測量)，其對應於實施使用前評估方案時流過層析管柱之追蹤劑溶液的體積。P1、P2、P3及P4為與轉換函數之各態樣相關的常數。舉例而言，P1對應於當x'接近負無限大時之轉換函數的反應變數之下漸近線或最小值。P2對應於當x'接近正無限大時之轉換函數的反應變數之上漸近線或最大值。P3對應於一斜率參數，其代表轉換函數之反應變數從下漸近線進展至上漸近線的速率。P4對應於一反曲點或中點參數，其代表轉換函數之斜率最陡之點處的x'值。舉例而言，該中點可對應於下漸近線與上漸近線中間的反應變數值。

產生轉換函數可包括根據公式1定義四參數S形函數。定義四參數S形函數可包括識別最佳描述層析操作之轉換的擬合參數P1、P2、P3及P4值。

可根據以下所示公式2定義指數經修正高斯函數。 公式(2)

參考公式2， F(x)代表反應變數之預測值或擬合值，並對應於路徑長度經校正吸光度(以Au/cm為單位測量)。 x項代表沖洗體積(以CV為單位測量)，其對應於實施使用前評估方案時流過層析管柱之追蹤劑溶液的體積。 A項代表在 x範圍內由 F(x)代表的轉換函數之幅度(最大高度)。 t₀項代表轉換函數衰減率之衰減常數(時間常數)。 m項代表平均高斯分佈，且 s代表高斯分佈之標準差。 erf項代表用於轉換函數之一誤差函數，為一種測量落入特定數值範圍內之常態分佈隨機變數之機率的標準數學函數。在公式2中， y代表轉換函數之偏移值。

產生轉換函數可包括根據公式2定義指數經修正高斯函數。公式2之修正高斯函數可包括以沖洗體積(CV)作為一輸入值及以路徑長度經校正吸光度值(Au/cm)作為一輸出值。

可根據以下所示公式3定義五參數S形函數。 公式(3)

參考公式3，ŷ代表反應變數並對應於路徑長度經校正吸光度(以Au/cm為單位測量)。 x'項代表獨立變數並對應於沖洗體積(以CV為單位測量)。產生轉換函數可包括根據公式3定義五參數S形函數。定義五參數S形函數可包括識別最佳描述層析操作之轉換的常數P1、P2、P3、P4及P5值。舉例而言，P3對應於當x'接近正無限大時之轉換函數的反應變數之上漸近線或最大值。P4對應於一反曲點或中點參數，其代表轉換函數之斜率最陡之點處的x'值。舉例而言，該中點可對應於下漸近線與上漸近線中間的反應變數值。P5對應於當x'接近負無限大時之轉換函數的反應變數之下漸近線或最小值。

公式3之縮放因子 f _x (例如，具有0-1之值的因子)用於決定分母中之第一項相對於分母中之第二項的權重。縮放因子 fx可根據以下所示公式4定義。 公式(4)

根據以下所示公式5將 計算為倒數之平均值的倒數。 公式(5)

在一些實例中，擬合演算法可利用例如示例性運算裝置實施，該運算裝置進行步驟420之至少一些態樣，直至模擬數據包括最小數量的數據項目。在一實例中，每一數據項目可包括體積及代表吸光度測量的對應值。

又參考圖4，評估過程400可包括基於轉換函數產生第二數據結構(步驟430)。產生第二數據結構可包括建立電腦可讀檔案，其包括吸光度值及與吸光度值相關的時間值或體積值。吸光度值可根據轉換函數產生。舉例而言，第二數據結構可包括與層析操作之不同的點相關的一系列時間值或體積值。第二數據結構亦可包括與每一時間值或體積值相關的吸光度值，其中使用時間值或體積值並根據轉換函數來計算每一吸光度值。時間值或體積值可為預定的，由根據轉換函數及/或層析操作之態樣的演算法選取的，或由使用者選取的。

第二數據結構可包括數值之二維陣列，例如包括列與行之表格。所述陣列可由程式語言(例如，PYTHON、JAVA、JAVASCRIPT、C++)讀取。在實例中，第二數據結構可包括由程式語言(例如，PYTHON、R.)定義的數據框或其他數據結構。

第一數據結構可包括數值組合，其中數值之每一組合包括對應於層析操作之一點的時間值或體積值以及在該層析操作之點測量的吸光度。作為非限制性實例，第一數據結構可包括10、12、16、20、24、30或40個數值組合，其中數值之每一組合包括對應於一體積值以及對應於在該對應體積下測量的一吸光度值。第二數據結構亦可包括數值組合，其中數值之每一組合包括對應於層析操作之一點的時間值或體積值以及在該層析操作之點測量的吸光度。第二數據結構可包括比第一數據結構更多的數值組合。作為非限制性實例，第二數據結構可包括50、100、150、200、250、300或500個數值組合。根據本發明之一些態樣，第一數據結構與第二數據結構的數值組合之間可能存在不同程度的重疊。舉例而言，第二數據結構相對於第一數據結構可能是完全獨特的，使得其等之間不存在數值重疊。在其他實例中，第二數據結構內之數值組合可包括與來自第一數據結構內之數值組合的體積值或時間值相同的一或多個體積值或時間值。

又參考圖4，評估過程400可包括基於該第一及/或第二數據結構產生轉換圖(步驟440)。舉例而言，可僅基於第二數據結構或基於第一數據結構與第二數據結構之組合產生轉換圖。

第一與第二數據結構可包括數值之二維陣列，其中第一維度對應於測量吸光度測量時之實際或指示體積或時間，且第二維度對應於測量的吸光度值。在一些實例中，每一維度可包括或可不包括離散測量值或生成值，使得一或兩個維度涵蓋衍生自或以其他方式與體積的經驗值或指示值以及吸光度之相對應經驗值或生成值相關的經正規化值或經過濾值。進而，可藉由設定X軸對應於體積或時間且Y軸對應於吸光度來產生根據本發明之轉換圖。

轉換圖相關數據(TPRD)可包括第一及第二數據結構中包括的所有測量及生成的數據，及/或可由其導出第一數據結構的任何原始測量值。此外或替代地，TPRD可包括對應於層析管柱之特徵或用於獲得測量值之使用前評估方案的任何數據(例如， n 、 b 、 z、床高、管柱體積值)。此外，TPRD可包括有關轉換函數及與該轉換函數相關的一或多個相關係數的資訊。

評估過程400可包括基於TRPD產生效能參數值(步驟450)。舉例而言，可基於TRPD進行轉換分析，以產生一或多個效能參數值。示例性效能參數包括但不限於非高斯理論板相當高度(NG-HETP)、理論板數量、偏移、迴歸預測與真實數據點之近似程度的統計測量值(例如，決定係數(亦稱為R ²))、高斯理論板相當高度(G-HETP)或其組合。轉換分析以及使用轉換分析來產生效能參數值的額外實例係描述於美國專利號11,333,642中，其全部內容通過引用併入本文。

所產生之效能參數可用於評估在使用前評估(例如，包括測量過程200及評估過程400的使用前評估)中使用的層析管柱之管柱完整性。舉例而言，NG-HETP的增加或理論板數的減少可能表示管柱完整性的喪失。具體言之，管柱的破壞(其降低管柱填充效率)可能導致NG-HETP的增加。此種破壞可能涉及例如在層析介質內產生通道。同樣地，偏移的增加可能表示管柱完整性的喪失。舉例而言，層析介質之軸向或縱向分散的破壞(例如，管柱填充不均勻)可能導致偏離平均值的偏移。

在一些實例中，可在使用前層析運行時觀察效能參數(例如，NG-HETP及偏移)，並與一或多個先前的使用前層析運行進行比較，作為一或多個管柱之趨勢分析的一部分。在一些實例中，作為效能參數之平均值、預期值或先前值之標準差之閾值的效能參數值可表明需要管柱評估、管柱修復及/或管柱更換。在一些實例中，與效能參數之平均值、預期值或先前值相差至少三個標準差的效能參數值可表明需要管柱評估、管柱修復及/或管柱更換。在一些實例中，根據本發明之方法及系統可包括辨識潛在的動態密封誤差並發出通知(例如，警報)。此種通知可指定效能參數偏移程度及/或表明動態訊號誤差來源(例如，管柱堵塞、檢測器髒污及連接鬆動)。

本發明之系統(諸如，例如包括自動化流體處理裝置之層析系統)可包括經配置以處理或存取對應於層析管柱之管柱完整性之資訊的一或多個組件(例如，處理器)。舉例而言，該系統可將一或多個效能參數值與一或多個效能參數值閾值、效能參數值閾值範圍或歷史效能參數值進行比較。基於該比較，該系統可確定管柱適合使用(例如，具有足夠的管柱完整性)，或者該系統可確定管柱不適合使用(例如，不具有足夠的管柱完整性)。該系統可產生指示(諸如通知)、圖形使用者介面之元件、報告等，其向使用者提供關於管柱使用適合性的訊息。在一實例中，一指示可包括層析管柱不適合使用(例如，重複使用)的某種通知。

用於實施本文所述之方法的層析系統可包括(或連通於)層析管柱設定檔(profile)文庫，其中每一設定檔與特定層析管柱相關。每一設定檔可包括管柱標識符(諸如參考號碼或標識號碼)、層析介質類型、大小尺寸及/或位置。此外，每一設定檔可包括表明相關管柱之歷史的一或多種數據。舉例而言，設定檔可包括針對管柱開發的使用前評估方案(例如， n 、 z及/或 b值)。管柱設定檔可包括先前使用該管柱產生之數據結構(例如，第一數據結構、第二數據結構及/或TPRD)的記錄。管柱設定檔可包括先前使用該管柱產生之數據結構開發的轉換函數。舉例而言，管柱設定檔可包括轉換函數之係數值。管柱設定檔可包括先前針對該管柱產生之效能參數值(例如，從先前的使用前評估產生之效能參數的歷史)。此外或替代地，管柱設定檔可包括關於該管柱是否可接受重複使用的先前決定。舉例而言，若管柱之使用前評估產生效能參數值，且該值表明該管柱可重複使用，則與該管柱相關的管柱設定檔可表明該效能參數值及/或該管柱經確定可接受重複使用。管柱設定檔可包括與該管柱相關的一或多個日期，例如先前的使用前評估日期或使用該管柱進行的其他層析操作日期。

本發明之系統可經配置以在產生額外資訊時更新管柱設定檔。舉例而言，層析系統可經配置以管理自動化流體處理系統之操作以進行管柱的使用前評估。該層析系統可額外地產生與管柱之管柱完整性相關的效能參數值，如本文所述。當進行使用前評估及/或當產生效能參數值時，該層析系統可更新與管柱相關的管柱設定檔。此外或替代地，與一組層析管柱相關的一組管柱設定檔可在層析系統進行使用前評估並產生針對該組層析管柱之每一管柱的效能參數值之後更新。舉例而言，針對一組層析管柱之每一管柱，層析系統可在使用前評估期間產生效能參數值及其他數據。隨後，該層析系統可經配置以將使用前評估期間產生的數據轉換成一或多個表格、圖表及/或可附加或合併至現有管柱設定檔中的格式。

當產生效能參數且更新管柱設定檔時，可產生一或多個圖表，其顯示針對一管柱或一組管柱之效能參數值對比日期(或經過時間)的繪圖。該圖表可提供與管柱完整性相關的一或多個效能參數以及該效能參數隨時間變化的視覺呈現。該圖表可快速查看，且可從視覺角度輕鬆解釋。 實例

實例1

使用包括自動化流體處理裝置之層析系統並行地對八個600 µL層析管柱(亦即，管柱1、2、3、4、5、6、7及8)進行使用前評估。該管柱包括蛋白質A層析樹脂。在使用前評估之前，將4倍管柱體積之去離子水流過每一管柱。使用前評估包括將4倍管柱體積之包含5體積%丙酮的溶液引入每一管柱中。將每一管柱之析出液的12個分液收集在96孔盤中。針對每一收集的分液，測量波長275奈米之吸光度。

針對每一管柱，使用吸光度測量來產生第一數據結構，並基於第一數據結構使用擬合演算法來產生轉換函數。針對每一管柱，基於該轉換函數產生第二數據結構，且基於該數據結構及轉換函數產生轉換圖。每一轉換圖包括吸光度測量、轉換函數及其他轉換圖相關數據(TPRD)。將管柱1、2、3及4之轉換圖彼此重疊，如圖5A所示。將管柱2、5、6、7及8之轉換圖彼此重疊，如圖5B所示。圖5A及5B包括了針對每一管柱之吸光度測量及轉換函數。

在產生第二數據結構之後，基於第一及第二數據結構，針對每一管柱進行第一轉換分析，以產生對應於每一管柱之效能參數值(例如，NG-HETP及偏移)。所產生之效能參數如圖6A、6B、7A及7B所示，且討論如下。如下所述，在該組八個管柱之第一轉換分析期間產生之效能參數值表明每一管柱皆能夠使用。

在針對八個層析管柱進行使用前評估之後，對每一管柱進行層析操作。該層析操作包括高流速事件。對八個層析管柱之每一者進行第二次使用前評估，以確定高流速事件是否會影響該組八個管柱之任一者的管柱完整性。

在第二次使用前評估之前，將4倍管柱體積之去離子水流過每一管柱。第二次使用前評估包括將4倍管柱體積之包含5體積%丙酮的溶液引入每一管柱中。將每一管柱之析出液的12個分液收集在96孔盤中。針對每一收集的分液，測量波長275奈米之吸光度。

使用第二次使用前評估期間記錄之吸光度測量來產生第三數據結構，並使用擬合演算法來產生基於該第三數據結構之轉換函數。針對每一管柱，基於轉換函數產生第四數據結構，並基於該數據結構及轉換函數產生轉換圖。每一轉換圖包括吸光度測量、轉換函數及其他TPRD。將管柱1、2、3及4之轉換圖彼此重疊，如圖6A所示。將管柱2、5、6、7及8之轉換圖彼此重疊，如圖6B所示。圖6A及6B包括了針對每一管柱之吸光度測量及轉換函數。

在產生第四數據結構之後，基於第三及第四數據結構，針對每一管柱進行第二次轉換分析，以產生對應於每一管柱之效能參數值(例如，NG-HETP及偏移)。所產生之效能參數如圖6A、6B、7A及7B所示，且討論如下。如圖7B所示，在每一管柱之第二次轉換分析期間產生的一些偏移值比平均值低多個標準差。因此，確定了該組八個管柱之至少一管柱不適合使用。基於確定了該組之一或多個管柱不適合使用，以八個新管柱更換該組管柱。

針對新一組管柱之每一管柱進行第三次使用前評估。在第三次使用前評估之前，將4倍管柱體積之去離子水流過每一管柱。第二次使用前評估包括將4倍管柱體積之包含5體積%丙酮的溶液引入每一管柱中。將每一管柱之析出液的12個分液收集在96孔盤中。針對每一收集的分液，測量波長275奈米之吸光度。

使用第三次使用前評估期間記錄之吸光度測量來產生第五數據結構，並使用擬合演算法來產生基於該第五數據結構之轉換函數。針對每一管柱，基於轉換函數產生第六數據結構。在產生第四數據結構之後，基於該第五及第六數據結構，針對每一管柱進行第三次轉換分析，以產生對應於每一新管柱之效能參數值(例如，NG-HETP及偏移)。

如前所述，針對層析管柱，本發明之系統可監控、記錄及/或追蹤數據結構、效能參數、管柱完整性確定或其組合。系統可產生一或多張圖，其總結了一或多個管柱之效能參數的變化。此類圖示之實例如圖6A、6B、7A及7B所示。

在第一、第二及第三轉換分析期間針對管柱1至8計算的NG-HETP值顯示於圖6A及6B。圖6A顯示了針對管柱1、2、3及4之NG-HETP值。圖6B顯示了針對管柱2、5、6、7及8之NG-HETP值。又參考圖6A及6B，運行日期1對應於由第一轉換分析產生之NG-HETP值，運行日期2對應於由第二轉換分析產生之NG-HETP值，且運行日期3對應於由第三轉換分析產生之NG-HETP值。

在第一、第二及第三轉換分析期間針對管柱1至8計算的偏移值顯示於圖7A及6B。圖7A顯示了針對管柱1、2、3及4之偏移值。圖7B顯示了針對管柱2、5、6、7及8之偏移值。又參考圖7A及7B，運行日期1對應於由第一轉換分析產生之偏移值，運行日期2對應於由第二轉換分析產生之偏移值，且運行日期3對應於由第三轉換分析產生之偏移值。

參考圖6A、6B、7A及7B，在高流速事件之後，偏移值之標準差的變化大於NG-HETP之標準差的變化。在一些情況下，與NG-HETP相比，偏移可能更明顯地受到管柱完整性之變化的影響，特別是倘若管柱完整性之變化可歸因於該管柱內介質之軸向或縱向分散的變化。

實例2

使用包括自動化流體處理裝置之層析系統並行地對八個層析管柱(亦即，管柱1、2、3、4、5、6、7及8)進行層析操作。每一管柱之總管柱體積為600 µL，並包括了含有瓊脂糖凝膠的蛋白質A親和介質。層析操作包括了含有20 mM乙酸的第一移動相及含有0.5 M乙酸的第二移動相。層析操作包括以每秒0.709微升之流速流過3倍管柱體積之第一移動相，隨後流過2倍管柱體積之第二移動相。層析操作在八個管柱上並行地進行11次，總共進行88次層析運行。圖8A顯示了由該88次層析運行產生之層析圖的重疊結果。圖8A所示之重疊層析圖可用於定性評估一或多個管柱之層析完整性。圖8A之圖例表明了每一管柱對應的層析圖。舉例而言，第一管柱產生之所有層析圖由虛線及空心圓形標記表示，且第二管柱產生之所有層析圖由實線及空心正方形標記表示。又參考圖8A，層析重疊圖之定性評估可提供一或多個管柱具有管柱完整性降低的指示。針對管柱7產生之層析圖，在大約2.5-3倍管柱體積處觀察到溶析肩峰(peak shoulder)。

本發明之層析系統可經配置以產生重疊層析圖，包括由複數個管柱的多次並行運行所產生之層析圖，諸如圖8A所示之重疊圖。此外或替代地，該層析系統可經配置以從該層析重疊圖中分離一或多個管柱及/或一或多個運行日期。舉例而言，當一管柱在定性上出現管柱完整性降低時，可收集關於由該管柱產生之層析圖的進一步資訊。

參考圖8B，從圖8A之層析重疊圖中分離並顯示管柱4之層析圖。參考圖8C，從圖8A之層析重疊圖中分離並顯示管柱7之層析圖。藉由比較管柱4與管柱7之間的層析圖，可觀察到，管柱7產生之層析圖在大約2.5-3倍管柱體積處顯示溶析峰位移(例如，溶析肩峰)。該系統亦可識別每一層析圖之運行日期(例如，當使用者將遊標移至層析線上時)。識別每一層析圖之運行日期可了解層析管柱完整性的趨勢。舉例而言，參考圖8C，與其他層析管柱產生之層析圖一致的層析圖相比，具有溶析峰偏移之層析圖在更晚的運行日期運行。此資訊可用於確定管柱完整性何時受到負面影響，以及管柱完整性喪失的潛在成因。

亦記錄及監控針對八個管柱的11次並行運行的效能參數。參考圖9，顯示了在三個不同的層析運行期間所有八個管柱所記錄之NG-HETP。圖9之運行日期1對應於利用新層析管柱進行的轉換分析，圖9之運行日期2對應於在高流速事件(例如，包括高流速之層析過程)前進行的轉換分析，且圖9之運行日期3對應於高流速事件後進行的轉換分析。在運行日期3時，管柱4之NG-HETP值表明比平均值高出三個標準差。

實例3

圖10描繪了根據本發明之各態樣的示例性管柱完整性評估儀表板1000。如圖10所示，儀表板1000可包括視窗控制台1004。某些選項或選項組合之選擇可使儀表板1000在視窗控制台1004內呈現出一或多個模組。舉例而言，儀表板1000可在視窗控制台1004內呈現出轉換圖模組1050、數據表模組1060及/或轉換分析模組1070。

轉換圖模組1050可包括一或多張圖表，諸如，例如一或多張層析圖。在所示之實例中，對應於針對八個層析管柱之組的吸光度測量及轉換函數1054的數據點1052係顯示在轉換圖模組1050中。或者，儀表板1000可提供選取單一管柱之選擇，其可使得對應於單一管柱之吸光度測量及轉換函數1054的數據點1052呈現在轉換圖模組1050內。

數據表模組1060可包括與一或多個管柱完整性評估、數據結構、轉換函數、效能參數或作為管柱完整性評估之一部分所測量或確定的其他性質相關的資訊。舉例而言，呈現在數據表模組1060中之表格可包括對應於每一所選層析管柱之列1064。呈現在數據表模組1060內之表格的每一行1062可為關於所選管柱之一或多個性質(例如，管柱完整性評估、數據結構、轉換函數、效能參數)的資訊。如圖所示，呈現在數據表模組1060內之示例性性質可包括M0 (一級動差)、M1 (二級動差)、M2 (三級動差)、σ (標準差)、NGHETP、偏移及GHETP。

轉換分析模組1070可包括顯示一或多個所選層析管柱之效能參數的一或多個圖表、表格或其他數據配置。舉例而言，儀表板1000可呈現出一圖表1072，其顯示了轉換分析模組1070內之一組所選管柱之效能參數值隨時間的變化。在所示之實例中，圖表1072呈現出跨三個不同運行日期之八個所選管柱的NG-HETP值。圖表1072可包括圖例1074，其識別了對應於所繪製之效能參數的層析管柱。

此外或替代地，轉換分析模組1070可包括管柱使用/重複使用指標，其對應於可由效能參數值之評估產生的特定結果，如本文所述。舉例而言，轉換分析模組1070可包括一或多個指標1076a、1076b，其提供視覺標記、基於文字之通知及/或傳達關於所選管柱是否適合使用(例如，重複使用)之訊息的其他手段。圖10中所示之一個此類指標1076a提供了對應於效能參數值之視覺標記，其表明管柱不適合使用。圖10中所示之另一個此類指標1076b為基於文字之警示，其表明管柱不適合使用。

包括儀表板1000 (或與儀表板1000連通)之系統可包括管柱設定檔文庫，如本文所述。儀表板1000可使用來自管柱設定檔文庫之數據以填入視窗控制台1004內的一或多個圖表、表格及/或圖示。儀表板1000可允許使用者編輯、修改、寫入、刪除及/或重新組織管柱設定檔相關資料(例如，管柱設定檔文庫之內容)。有利地，可在呈現出關於效能參數、管柱完整性及/或重複使用指示之資訊的同時對管柱設定檔進行更改。

本發明之許多特徵及優點從詳細說明中顯而易見，因此，隨附之申請專利範圍旨在涵蓋落入本發明之真實精神及範疇內的本發明之所有此類特徵及優點。此外，由於本領域技術人員將易於進行多種修改及變化，因此不希望將本發明侷限於所顯示及描述之精確架構及操作，因此，可採取所有合適的修改及等效物，其皆落入本發明之範疇內。

本發明藉由以下非限制性條款來進一步描述。

條款1. 一種用於評估層析管柱完整性之方法，該方法包含： 將丙酮引入一層析管柱中； 測量該層析管柱之一析出液的吸光度值； 基於該吸光度值產生一第一數據結構； 基於該第一數據結構實施一擬合演算法以產生一轉換函數； 基於該轉換函數產生一第二數據結構； 基於該第一及第二數據結構產生一轉換圖，其中該轉換圖包括轉換圖相關數據；以及 基於該轉換圖相關數據產生一效能參數值。

條款2.    如條款1所述之方法，其中該層析管柱具有約50 µL至約600 µL之管柱體積。

條款3.    如條款1或2所述之方法，其中該層析管柱為一第一層析管柱，該效能參數值對應於該第一層析管柱之管柱完整性，且該方法更包含同時產生對應於一第二層析管柱之管柱完整性的第二效能參數值。

條款4. 如條款1至3中任一項所述之方法，其中該效能參數為非高斯理論板相當高度(NG-HETP)。

條款5.    如條款1至4中任一項所述之方法，其中該效能參數為偏移。

條款6.    如條款1至5中任一項所述之方法，其中該轉換函數包括累積分佈函數。

條款7.    如條款1至6中任一項所述之方法，其中該轉換函數包括S形函數。

條款8.    如條款7所述之方法，其中該S形函數為五參數S形函數。

條款9.    一種開發使用前評估方案的方法，該方法包含： 使用一第一層析管柱進行一第一層析操作，該第一層析操作包括： 將一第一體積之追蹤劑引入該層析管柱中，其中該第一體積之追蹤劑包括該追蹤劑之一第一濃度； 測量該第一層析操作之一析出液的一第一組吸光度值； 基於該第一吸光度值產生一第一數據結構； 基於該第一數據結構實施一第一擬合演算法以產生一第一轉換函數；以及 確定對應於該第一轉換函數的一第一相關係數； 使用該第一層析管柱或一第二層析管柱進行一第二層析操作，該第二層析操作包括： 將一第二體積之追蹤劑引入該層析管柱，其中該第二體積之追蹤劑包括該追蹤劑之一第二濃度； 測量該第二層析操作之一析出液的一第二組吸光度值，其中該第二組吸光度值包括與該第一組吸光度值不同數量的吸光度值； 基於該第二吸光度值產生一第二數據結構； 基於該第二數據結構實施一第二擬合演算法以產生一第二轉換函數；以及 確定對應於該第二轉換函數之一第二相關係數； 將該第一相關係數與該第二相關係數進行比較；以及 基於該第一相關係數與第二相關係數的比較，確定一第三體積之追蹤劑、該追蹤劑之一第三濃度及吸光度測量之一樣本量。

條款10. 如條款9所述之方法，其中該第三體積等於該第一體積或該第二體積，該第三濃度等於該第一濃度或該第二濃度，及/或該吸光度測量之樣本量等於該第一組吸光度測量或該第二組吸光度測量中之吸光度測量的數量。

條款11.如條款9或10所述之方法，其中該追蹤劑為丙酮。

條款12. 如條款9至11中任一項所述之方法，其更包含進行一第三層析操作，該第三層析操作包括： 將該第三體積之追蹤劑引入該第一層析管柱、該第二層析管柱或一第三層析管柱中； 測量該第三層析操作之一析出液的一第三組吸光度值，其中該第三組吸光度測量包括多個數值，其數量等於吸光度測量的樣本量； 基於該吸光度值產生一第三數據結構； 基於該第三數據結構實施一第三擬合演算法以產生一第三轉換函數； 基於該第三轉換函數產生一第四數據結構； 基於該第三及第四數據結構產生一轉換圖，其中該轉換圖包括轉換圖相關數據；以及 基於該轉換圖相關數據產生一效能參數值。

條款13. 如條款9至12中任一項所述之方法，其中該第一層析管柱具有約50 µL至約600 µL之管柱體積(CV)。

條款14. 如條款13所述之方法, 其中追蹤劑之該第一體積為約2 CV至約5 CV，且追蹤劑之該第二體積為約2 CV至約5 CV。

條款15. 如條款9至13中任一項所述之方法，其中追蹤劑之該第一濃度為約0.1體積%至約2體積%，且追蹤劑之該第二濃度為約3體積%至約5體積%。

條款16. 一種用於評估層析管柱完整性之系統，該系統包含： 一層析管柱； 一自動化流體處理裝置； 一檢測器； 一處理器；以及 一非暫時性電腦可讀媒體，包括指令，當該指令由處理器執行時，可使處理器進行操作，該操作包含： 透過該自動化流體處理裝置將丙酮引入該層析管柱中； 透過該檢測器測量該層析管柱之一析出液的吸光度值； 透過該處理器基於該測量的吸光度值產生一第一數據結構； 透過該處理器基於該第一數據結構實施一擬合演算法以產生一轉換函數； 透過該處理器基於該轉換函數產生一第二數據結構； 透過該處理器基於該第一及第二數據結構產生一轉換圖，其中該轉換圖包括轉換圖相關數據(TPRD)；以及 透過該處理器分析該轉換圖相關數據(TPRD)以產生一效能參數值。

條款17. 如條款16所述之系統，其中該效能參數對應於該層析管柱之管柱完整性。

條款18. 如條款16或17所述之系統，其中該效能參數包括非高斯理論板相當高度(NG-HETP)或偏移。

條款19. 如條款16至18中任一項所述之系統，其中該層析管柱具有約50 µL至約600 µL之管柱體積。

條款20. 如條款16至19中任一項所述之系統，其中該層析管柱為一第一層析管柱，該系統更包含一第二層析管柱，該效能參數值為一第一效能參數值，且該操作更包含產生該第二效能參數值；且 其中該第一效能參數值對應於該第一層析管柱之管柱完整性，且該第二效能參數值對應於該第二層析管柱之管柱完整性。

本發明所屬技術領域中具有通常知識者將理解，本發明所基於的概念可容易地用作供設計用於執行本發明之若干目的之其他方法及系統的基礎。因此，申請專利範圍不應被視為受限於前面的描述。

200:測量過程 210:步驟 220:步驟 230:步驟 240:步驟 400:評估過程 410:步驟 420:步驟 430:步驟 440:步驟 450:步驟 1000:儀表板 1004:視窗控制台 1050:轉換圖模組 1052:數據點 1054:轉換函數 1060:數據表模組 1062:行 1064:列 1070:轉換分析模組 1072:圖表 1074:圖例 1076a、1076b:指標 1080:層析圖

隨附之包含在本說明書中並構成本說明書之一部分的圖式闡述了本發明之各種示例性態樣，並與本發明說明一起用於解釋所揭露之實例的原理。本文所述之態樣或實例的任何特徵(例如，組成、調配物、方法等)可與任何其他態樣或實例進行組合，且所有此類組合皆涵蓋於本發明中。此外，所述之系統及方法既不受限於任何單一態樣或其實例，亦不受限於此類態樣及實例之任何組合或排列。為了簡潔起見，某些排列及組合在本文中並未單獨討論及/或闡述。

圖1描繪了根據本發明之各態樣的示例性層析轉換；

圖2以流程圖形式描繪了根據本發明之各態樣的用於獲得測量值以評估層析管柱完整性的示例性流程；

圖3A至3D顯示了根據本發明之各態樣的包括吸光度針對層析操作流過之體積所繪製的層析圖；

圖4以流程圖形式描繪了根據本發明之一些態樣的用於產生與管柱完整性相關的效能參數的示例性流程；

圖5A至5D顯示了根據本發明之各態樣的包括吸光度針對層析操作流過之體積所繪製的層析圖；

圖6A、6B、7A及7B包括了闡述根據本發明之各態樣的效能參數值的變化的圖表；

圖8A為根據本發明之一些態樣的包括一組層析管柱之層析圖的重疊圖；

圖8B包括了根據本發明之一些態樣的來自圖8A之針對該組之層析管柱之一者之重疊圖的層析圖；

圖8C包括了根據本發明之一些態樣的來自圖8A之針對該組之層析管柱之一者之重疊圖的層析圖；

圖9包括了根據本發明之各態樣的闡述效能參數值變化的圖表；以及

圖10描繪了根據本發明之各態樣的示例性管柱完整性評估儀表板。

無。

Claims (20)

1. 一種用於評估層析管柱完整性之方法，該方法包含： 將丙酮引入一層析管柱中； 測量該層析管柱之一析出物的吸光度值； 基於該吸光度值產生一第一數據結構； 基於該第一數據結構實施一擬合演算法以產生一轉換函數； 基於該轉換函數產生一第二數據結構； 基於該第一及第二數據結構產生一轉換圖，其中該轉換圖包括轉換圖相關數據；以及 基於該轉換圖相關數據產生一效能參數值。
2. 如請求項1所述之方法，其中該層析管柱具有約50 µL至約600 µL之管柱體積。
3. 如請求項1所述之方法，其中該層析管柱為一第一層析管柱，該效能參數值對應於該第一層析管柱之管柱完整性，且該方法更包含同時產生對應於一第二層析管柱之管柱完整性的一第二效能參數值。
4. 如請求項1所述之方法，其中該效能參數為非高斯理論板相當高度(non-Gaussian height equivalent of a theoretical plate，NG-HETP)。
5. 如請求項1所述之方法，其中該效能參數為偏移(skew)。
6. 如請求項1所述之方法，其中該轉換函數包括累積分佈函數。
7. 如請求項1所述之方法，其中該轉換函數包括S形函數(sigmoid function)。
8. 如請求項7所述之方法，其中該S形函數為五參數S形函數。
9. 一種開發使用前評估方案之方法，該方法包含： 使用一第一層析管柱進行一第一層析操作，該第一層析操作包括： 將一第一體積之追蹤劑引入該層析管柱中，其中該第一體積之追蹤劑包括該追蹤劑之一第一濃度； 測量該第一層析操作之一析出物的一第一組吸光度值； 基於該第一吸光度值產生一第一數據結構； 基於該第一數據結構實施一第一擬合演算法以產生一第一轉換函數；以及 確定對應於該第一轉換函數的一第一相關係數； 使用該第一層析管柱或一第二層析管柱進行一第二層析操作，該第二層析操作包括： 將一第二體積之追蹤劑引入該層析管柱中，其中該第二體積之追蹤劑包括該追蹤劑之一第二濃度； 測量該第二層析操作之一析出物的一第二組吸光度值，其中該第二組吸光度值包括與該第一組吸光度值不同數量的吸光度值； 基於該第二吸光度值產生一第二數據結構； 基於該第二數據結構實施一第二擬合演算法以產生一第二轉換函數；以及 確定對應於該第二轉換函數之一第二相關係數； 將該第一相關係數與該第二相關係數進行比較；以及 基於該第一相關係數與第二相關係數的比較，確定一第三體積之追蹤劑、該追蹤劑之一第三濃度及吸光度測量之一樣本量。
10. 如請求項9所述之方法，其中該第三體積等於該第一體積或該第二體積，該第三濃度等於該第一濃度或該第二濃度，及/或該吸光度測量之樣本量等於該第一組吸光度測量或該第二組吸光度測量中之吸光度測量的數量。
11. 如請求項9所述之方法，其中該追蹤劑為丙酮。
12. 如請求項9所述之方法，其更包含進行一第三層析操作，該第三層析操作包括： 將該追蹤劑之該第三體積引入該第一層析管柱、該第二層析管柱或一第三層析管柱中； 測量該第三層析操作之一析出物的一第三組吸光度值，其中該第三組吸光度測量包括多個數值，其數量等於吸光度測量的樣本量； 基於該吸光度值產生一第三數據結構； 基於該第三數據結構實施一第三擬合演算法以產生一第三轉換函數； 基於該第三轉換函數產生一第四數據結構； 基於該第三及第四數據結構產生一轉換圖，其中該轉換圖包括轉換圖相關數據；以及 基於該轉換圖相關數據產生一效能參數值。
13. 如請求項9所述之方法，其中該第一層析管柱具有約50 µL至約600 µL之管柱體積(column volume，CV)。
14. 如請求項13所述之方法，其中追蹤劑之該第一體積為約2 CV至約5 CV，且追蹤劑之該第二體積為約2 CV至約5 CV。
15. 如請求項9所述之方法，其中追蹤劑之該第一濃度為約0.1體積%至約2體積%，且追蹤劑之該第二濃度為約3體積%至約5體積%。
16. 一種用於評估層析管柱完整性之系統，該系統包含： 一層析管柱； 一自動化流體處理裝置； 一檢測器； 一處理器；以及 一非暫時性電腦可讀媒體，其包含指令，當該指令由處理器執行時，可使處理器進行操作，該操作包含： 透過該自動化流體處理裝置將丙酮引入該層析管柱中； 透過該檢測器測量該層析管柱之一析出物的吸光度； 透過該處理器基於該測量的吸光度產生一第一數據結構； 透過該處理器基於該第一數據結構實施一擬合演算法以產生一轉換函數； 透過該處理器基於該轉換函數產生一第二數據結構； 透過該處理器基於該第一及第二數據結構產生一轉換圖，其中該轉換圖包括轉換圖相關數據(transition plot-related data，TPRD)；以及 透過該處理器分析該轉換圖相關數據(TPRD)以產生一效能參數值。
17. 如請求項16所述之系統，其中該效能參數對應於該層析管柱之管柱完整性。
18. 如請求項16所述之系統，其中該效能參數包括非高斯理論板相當高度(NG-HETP)或偏移。
19. 如請求項16所述之系統，其中該層析管柱具有約50 µL至約600 µL之管柱體積。
20. 如請求項16所述之系統，其中該層析管柱為一第一層析管柱，該系統更包含一第二層析管柱，該效能參數值為一第一效能參數值，且該操作更包含產生一第二效能參數值；且 其中該第一效能參數值對應於該第一層析管柱之管柱完整性，且該第二效能參數值對應於該第二層析管柱之管柱完整性。