Oligonukleotide
Im AIEX- oder IP-RP-Modus. Gewinnen Sie Vollängenprodukt zurück, das die Batch-Chromatographie in Nebenfraktionen verwirft, ohne Ihr Harz, Ihren Gradienten oder Ihre Puffer zu ändern.
Veröffentlichte Fallergebnisse: +50 % Ausbeute (60→90 %+) bei 20-mer | +38,8 pp Ausbeute (52,7→91,5 %) bei GalNAc-Konjugat | +13 pp Ausbeute (80→93 %) bei konjugierter siRNA AIEX
Quellen: YMC ChromaCon Oligo Application Note; Weldon et al., J. Chromatogr. A 2022; Weldon et al., Org. Process Res. Dev. 2025
Oligonukleotid-Therapeutika sind auf dem Vormarsch – mit 24 von der FDA zugelassenen Medikamenten, über 200 Kandidaten in klinischen Studien und Blockbuster-siRNAs, die die Nachfrage auf Multi-Kilogramm-Maßstäbe treiben. Die Reinigung mittels Anionenaustausch- (AIEX) oder Ionenpaar-Umkehrphasen-Chromatographie (IP-RP) ist der kritische nachgeschaltete Engpass.
Die Batch-Chromatographie erzwingt einen schmerzhaften Kompromiss: hohe Reinheit oder hohe Ausbeute – nicht beides. Rohe Oligonukleotid-Feeds enthalten Hunderte eng verwandter Verunreinigungen – N-1-Shortmer, N+1-Longmer, Phosphodiester (PO)-Fehler, Depurinierungsprodukte und Phosphorothioat-Diastereomere – viele unterscheiden sich um nur 1 Da in einem über 7.000 Da großen Molekül. Das Erreichen der Zielreinheit erfordert einen engen Mittelschnitt, wodurch wertvolles Vollprodukt in Seitenfraktionen verworfen wird. Die Rückgewinnung dieses Produkts bedeutet eine kostspielige Re-Chromatographie – mit all den damit verbundenen Lösungsmittel-, Puffer- und QC-Belastungen.
Für hochvolumige APIs, die von cholesterinsenkenden siRNAs, Hepatitis-B-ASOs und GalNAc-konjugierten Therapien gefordert werden, ist diese Ineffizienz nicht tragbar.
MCSGP (Multi-column Countercurrent Solvent Gradient Purification) eliminiert den Reinheits-Ausbeute-Kompromiss in der Oligonukleotid-Chromatographie. Zwei identische Säulen recyceln kontinuierlich unreine Seitenfraktionen – und gewinnen so Vollprodukt-Oligonukleotid zurück, das bei Batch-Prozessen verworfen wird. Es verwendet die gleichen AIEX-, IP-RP- und RP-Harze, Puffer und Lösungsmittel wie Ihre bestehende Batch-Oligonukleotid-Methode.
Die dynamische Prozesskontrolle AutoPeak® überwacht Oligonukleotid-Elutionsprofile in Echtzeit mittels UV und Leitfähigkeit und passt die Sammelfenster automatisch an, um eine konsistente Ausgabequalität zu gewährleisten – was eine robuste, unbeaufsichtigte 24/7-Oligonukleotid-Reinigung ermöglicht. Ohne AutoPeak®-Kontrolle haben Studien gezeigt, dass die Ausbeuten bei Prozessvariabilität auf bis zu 20 % sinken können – AutoPeak® eliminiert dieses Risiko.
Gleiche Chemie. Bessere Ergebnisse. MCSGP funktioniert mit den AIEX-, IP-RP- und RP-Stationärphasen und mobilen Phasen, die bereits in Ihrem Oligonukleotid-Batch-Prozess verwendet werden – Ihre bestehenden Harz- und Eluentenbedingungen sind der Ausgangspunkt für die MCSGP-Entwicklung. Es ist keine Änderung Ihrer chromatographischen Chemie erforderlich.
Ausbeutesteigerung
Typische MCSGP-Ausbeute
Durchsatzsteigerung
Re-Chromatographie-Läufe
Reduzierung des Synthesemaßstabs
Produktivitätsgewinn
| Parameter | Batch-Oligonukleotid-Chromatographie | MCSGP mit AutoPeak® |
|---|---|---|
| Reinheits-Ausbeute-Kompromiss | Inhärent – enge Schnitte opfern Ausbeute | Eliminiert – hohe Reinheit UND Ausbeute gleichzeitig |
| Produktausbeute | 50–80 % | 90–95 % (+13–74 % absolut) |
| Re-Chromatographie | Erforderlich für Seitenfraktionen | Eliminiert – internes Recycling |
| Puffer-/Lösungsmittelverbrauch | Hoch | Vergleichbar oder reduziert pro Gramm Produkt |
| IPC/QC-Belastung | Testen jeder Seitenfraktion, jeder Charge | Massiv reduziert – eine Probe pro MCSGP-Zyklus |
| Durchsatz | Begrenzt durch Re-Chromatographie-Zyklen | Bis zu 87 % höher (kontinuierlich 24/7) |
| Prozesskontrolle | Manuelle Überwachung | Automatisiert (AutoPeak® UV-basiertes PAT) |
| Robustheit | Empfindlich gegenüber Drift und Variabilität des Rohmaterials | AutoPeak® kompensiert dynamisch |
| Bedieneranforderung | Erfordert Überwachung | Für unbeaufsichtigten Betrieb konzipiert |
| Auswirkungen auf die vorgelagerte Synthese | Fester Synthesemaßstab | Höhere Ausbeute ermöglicht bis zu 42,5 % Synthese-Downscaling |
| Stationäre Phase / Eluenten | Standard AIEX / IP-RP / RP | Gleich – keine Änderung erforderlich |
ASOs mit Phosphorothioat (PS)-Rückgrat erzeugen komplexe Diastereomerengemische und breite chromatographische Peaks, die die Batch-Reinigung besonders herausfordernd machen. MCSGP gewinnt kontinuierlich Vollprodukt aus überlappenden PS-Verunreinigungs-Schultern zurück – und liefert Ausbeuten von über 90 % bei Zielreinheit mit AIEX- oder IP-RP-Chromatographie.
siRNA-Sense- und Antisense-Stränge erfordern eine hochreine individuelle Strangreinigung vor der Duplex-Annealing. Veröffentlichte MCSGP-Daten zu einem konjugierten siRNA-Sense-Strang zeigten eine Ausbeutesteigerung von 80 % auf 93 % mit AIEX, bei einem um 87 % höheren Durchsatz – entscheidend für die Multi-Kilogramm-Maßstäbe, die von cholesterinsenkenden und Hepatitis-Therapien gefordert werden.
Die GalNAc-Konjugation ermöglicht eine lebergerichtete Abgabe und wird in den neuesten von der FDA zugelassenen Oligonukleotid-Therapien eingesetzt. Der sperrige GalNAc-Cluster erhöht die Komplexität der Reinigung. MCSGP mit RP-HPLC zeigte eine relative Ausbeutesteigerung von +73,6 % für ein GalNAc-DNA-LNA-Gapmer, was eine 42,5 %ige Synthese-Verkleinerung ermöglicht.
Kombinieren Sie orthogonale Oligonukleotid-Reinigungsschritte – AIEX für die ladungsbasierte Trennung und IP-RP für die hydrophobizitätsbasierte Trennung – in einem einzigen automatisierten 2D integrierten Batch-Workflow. Die RP-AEX-Sequenz eliminiert die Notwendigkeit einer Inline-Verdünnung und erzeugt die für die Formulierung erforderliche Natrium-Gegenionenform.
Die ICH-erforderliche Oligonukleotid-Verunreinigungscharakterisierung (N-1, N+1, PO-Fehler, Depurinierungsprodukte) dauert typischerweise Wochen repetitiver analytischer Läufe. N-Rich, eine automatisierte Anreicherung auf der Säule, isoliert Milligramm-Mengen von Ziel-Oligonukleotid-Verunreinigungen bis zu 80-mal schneller.
Bereit, Ihre Oligonukleotid-Reinigung zu transformieren?
AutoPeak, ein UV-basierter dynamischer Prozessregler, passt Recycling- und Sammelfenster in der MCSGP automatisch an, um die Produktqualität während längerer kontinuierlicher Betriebsphasen zu erhalten.
Ein umfassender Überblick über traditionelle und neue Reinigungstechnologien für therapeutische Oligonukleotide, der MCSGP als vielversprechenden Ansatz hervorhebt, um Zielkonflikte zwischen Ausbeute und Reinheit zu überwinden.
Die Untersuchung von Verdrängungseffekten bei der MCSGP-Oligonukleotid-Reinigung zeigt Mechanismen auf, die zur Verbesserung der Prozessleistung durch erhöhte Beladung genutzt werden können.
MCSGP, angewendet zur umgekehrtphasigen Reinigung eines GalNAc-konjugierten DNA-LNA-Gapmer-Therapeutikums, erhöht die Ausbeuten von 52,7 % auf 91,5 % und ermöglicht zugleich eine Reduzierung des Synthesemaßstabs um 42,5 %.
Ein umfassender Überblick über kontinuierliche Chromatographietechnologien für das Downstream-Processing von Biotherapeutika, mit detaillierter Analyse der MCSGP-Prinzipien, Anwendungen und des zukünftigen Potenzials.
