Oligonukleotide
Im AIEX- oder IP-RP-Modus. Ein kontinuierlicher Zweisäulenprozess, der volllängige ASOs, siRNA & GalNAc-Konjugate zurückgewinnt, die von der Batch-Chromatographie verworfen werden – weniger Seitenfraktionsverluste, weniger In-Prozess-Kontrollen.
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
Die HPLC-Reinigung von Oligonukleotiden kann Anionenaustausch- (AIEX), Ionenpaar-Umkehrphasen- (IP-RP) oder Umkehrphasen-Chromatographie (RP) nutzen, um das Vollängenprodukt von eng verwandten Syntheseverunreinigungen zu trennen. Bei der herkömmlichen Batch-Reinigung können enge Produktsammelfenster die Reinheit schützen, lassen jedoch wertvolles Vollängenmaterial in Seitenfraktionen zurück, die möglicherweise eine Re-Chromatographie erfordern.
MCSGP behebt diese Einschränkung durch kontinuierliches Recycling unreiner Seitenfraktionen zwischen zwei Säulen. Der Prozess verwendet dieselben stationären Phasen, Puffer und Lösungsmittel wie die bestehende Batch-Methode, sodass etablierte Bedingungen der Oligonukleotid-Chromatographie als Ausgangspunkt für die kontinuierliche Prozessentwicklung dienen können.
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.
+13–74 %
Ausbeutesteigerung
90%+
Typische MCSGP-Ausbeute
87 % ↑
Durchsatzsteigerung
Null
Re-Chromatographie-Läufe
42,5 % ↓
Reduzierung des Synthesemaßstabs
2×
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-Chromatographie-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?
Ein technisch-wirtschaftlicher Vergleich der kontinuierlichen Doppel-Säulen-Reinigung gegenüber der Batch-RP-Chromatographie bei Jahresleistungen von 10 kg bis 10.000 kg Peptid-API.
Die Modellierungsservices von ChromaCon unterstützen und beschleunigen das MCSGP-Prozessdesign sowie das Scale-up von Oligo- und Peptidaufreinigungen
Übersicht der technischen Spezifikationen und Funktionen des Contichrom PILOT 300X
