PEPTIDE
Ausbeute maximieren, Lösungsmittel reduzieren, Rechromatographie eliminieren – kein Kompromiss zwischen Reinheit und Ausbeute.
MCSGP ist das präparative Zweisäulen-HPLC-Verfahren, das von Bachem im kommerziellen Maßstab für Bivalirudin erprobt wurde.
Über 4 PPQ-Läufe: 99,2 % Reinheit | −96 % In-Process-Kontrollen | Mehrtagige GMP-Kampagnen | +9 % Ausbeutesteigerung
Forschungshighlight: Eisenhuth & Müller-Späth, Processes 2025 (Bachem Bivalirudin PPQ-Kampagne, Open Access)
Die Nachfrage nach Peptiden steigt rasant — getrieben durch GLP-1-Agonisten, Onkologie-Peptide und eine Pipeline von über 150 Kandidaten in klinischen Studien. Die Aufreinigung mittels Umkehrphasen-HPLC ist der kritische Engpass.
Die Peptidaufreinigung wird besonders herausfordernd, wenn das Zielprodukt von eng verwandten Verunreinigungen mit ähnlichem chromatographischem Verhalten getrennt werden muss, wodurch Selektivität, Rückgewinnung und Fraktionssammlung entscheidend für die Aufreinigungsstrategie werden.
Konventionelle Batch-Chromatographie erzwingt einen schmerzhaften Kompromiss: hohe Reinheit oder hohe Ausbeute — nicht beides. Um die Zielreinheit zu erreichen, ist ein enger Center-Cut erforderlich, wodurch wertvolles Produkt in Nebenfraktionen verworfen wird. Die Rückgewinnung dieses Produkts bedeutet kostspielige Re-Chromatographie — mit entsprechendem Lösungsmittelverbrauch, QC-Tests und Kampagnenverzögerungen.
Für Hochvolumen-APIs wie Semaglutid und Tirzepatid ist diese Ineffizienz nicht tragbar.
MCSGP (Multi-column Countercurrent Solvent Gradient Purification) eliminiert den Reinheits-Ausbeute-Kompromiss in der Peptidchromatographie. Zwei identische Säulen recyceln kontinuierlich unreine Nebenfraktionen — und gewinnen Peptidprodukt zurück, das Batch-Prozesse verwerfen. Es verwendet die gleichen RP- und IEX-Harze sowie Lösungsmittel wie Ihre bestehende Batch-Peptidmethode.
Die dynamische Prozessregelung AutoPeak® überwacht Peptid-Elutionsprofile in Echtzeit über UV und Leitfähigkeit und passt die Sammelfenster automatisch an, um eine konstante Output-Qualität sicherzustellen — für eine robuste, unbeaufsichtigte 24/7-Peptidaufreinigung.
Gleiche Chemie. Bessere Ergebnisse. MCSGP funktioniert mit den RP-C18-, C8-, C4-, IEX- und Mixed-Mode-Stationärphasen und mobilen Phasen, die bereits in Ihrem Peptid-Batchprozess eingesetzt werden — Ihre bestehenden Harz- und Lösungsmittelbedingungen sind der Ausgangspunkt für die MCSGP-Entwicklung. Eine Änderung Ihrer chromatographischen Chemie ist nicht erforderlich.
Etablierte Reversed-Phase-Aufreinigungsprozesse (RP) unter Verwendung von C18- oder C8-Harzen sind ein guter Ausgangspunkt für die Entwicklung, Evaluierung und Implementierung von MCSGP für die Peptidherstellung. Die Wahl einer geeigneten Peptidaufreinigungsmethode hängt vom Verunreinigungsprofil, der erforderlichen Reinheit und Ausbeute, der chromatographischen Selektivität und dem beabsichtigten Produktionsmaßstab ab. Prozessfaktoren wie Lösungsmittelverbrauch, Robustheit und Kompatibilität mit bestehenden stationären Phasen werden ebenfalls immer wichtiger, wenn die Aufreinigung von der Entwicklung zur Produktion übergeht, und dies gilt gleichermaßen für die Batch-Chromatographie und MCSGP.
| Überlegung | Warum es für die Peptidaufreinigung wichtig ist |
|---|---|
| Verunreinigungsprofil | Bestimmt, wie viel chromatographische Selektivität erforderlich ist, und wird von vielen Faktoren beeinflusst, darunter die Komplexität der Peptidsynthese. |
| Stationäre Phase | Die Wahl der richtigen Kombination aus Stationärphase und Eluent ist ein zentrales Ziel in der Prozessentwicklung und entscheidend für das Erreichen der Zielreinheit. Gut optimierte Stationärphase/Eluent-Kombinationen kommen sowohl Batch- als auch kontinuierlichen (MCSGP) Aufreinigungsprozessen zugute |
| Reinheits- und Ausbeuteziel | Enge Batch-Sammelfenster können die Reinheit auf Kosten der Ausbeute verbessern, oft ein wesentlicher Kompromiss in der Batch-Chromatographie. MCSGP reduziert diesen Kompromiss erheblich und erhöht die Prozessausbeuten |
| Produktionsmaßstab | Die Methodenleistung muss beim Übergang von der Prozessentwicklung zur Produktion konsistent bleiben – MCSGP ist skalierbar und hilft, den Zugang zu einer größeren Produktionskapazität pro System im Vergleich zur Batch-Chromatographie zu ermöglichen |
| Lösungsmittelverbrauch | Wird im präparativen und kommerziellen Maßstab aufgrund der großen Mengen an gefährlichen Abfällen immer wichtiger – MCSGP reduziert dies typischerweise und ermöglicht umweltfreundlichere Prozesse |
| Prozessrobustheit | Feed-Variabilität und Retentionszeitdrift können die konsistente Fraktionssammlung beeinträchtigen – die AutoPeak-Kontrolle erhöht die Prozessrobustheit und ermöglicht es MCSGP, diesen Effekten entgegenzuwirken |
+10–50 %
Ausbeutesteigerung
30–75 % ↓
Lösungsmittelreduktion
80 % ↓
Kampagnendauer
Null
Re-Chromatographie-Läufe
75–95 % ↓
Weniger IPC-Analysen
50 % ↓
Lyophilisationsvolumen
| Parameter | Batch-Peptidchromatographie | MCSGP mit AutoPeak® |
|---|---|---|
| Reinheits-Ausbeute-Kompromiss | Inhärent – enge Schnitte opfern Ausbeute | Eliminiert – hohe Reinheit UND Ausbeute gleichzeitig |
| Produktausbeute | 50–80 % | 80–99 % (+10–50 % absolut) |
| Re-Chromatographie | Erforderlich für Seitenfraktionen | Eliminiert – internes Recycling |
| Lösungsmittelverbrauch | Hoch | Bis zu 75 % Reduktion |
| IPC/QC-Aufwand | Test jeder Nebenfraktion, jeder Batch | 75–95 % weniger Analysen |
| Kampagnendauer | Tage pro Batch | Bis zu 80 % kürzer (kontinuierlich 24/7) |
| Prozesskontrolle | Manuelle Überwachung | Automatisiert (AutoPeak® UV-basiertes PAT) |
| Robustheit | Empfindlich gegenüber Drift und Feed-Variabilität | AutoPeak® kompensiert dynamisch |
| Bedieneranforderung | Erfordert Überwachung | Für unbeaufsichtigten Betrieb konzipiert |
| Nachhaltigkeit (PMI) | Hoher Abfall- und Lösungsmittelbedarf | PMI deutlich verbessert |
| Stationärphase / Eluenten | Standard RP / IEX | Gleich — keine Änderung erforderlich |
Langkettige Peptide (30–39 aa) mit komplexen Verunreinigungsprofilen. MCSGP ermöglicht eine RP-HPLC-Aufreinigung mit hoher Ausbeute im Multi-Hundert-kg-Maßstab, wie ihn der GLP-1-Markt verlangt — mit bis zu 75 % weniger Lösungsmittel und proportionalen Einsparungen in der vorgelagerten Synthese.
MCSGP übertrifft bei Peptiden im Bereich von 10–30 aa konsistent optimierte Batch-Prozesse. Veröffentlichte Daten zu Glucagon zeigten +23 % Ausbeute bei identischer Reinheit, mit einer unkomplizierten eintägigen Methodenübertragung aus dem Batch.
Einige Peptidaufreinigungsmethoden profitieren von der Kombination orthogonaler chromatographischer Schritte, wenn eine einzelne Trennung nicht genügend Selektivität liefert. ChromaCon unterstützt automatisierte mehrstufige Workflows wie RP + IEX oder RP + RP mittels 2D chromatography, während MCSGP auf den durchsatzlimitierenden Aufreinigungsschritt angewendet werden kann.
Die ICH-geforderte Charakterisierung von Peptidverunreinigungen dauert typischerweise Wochen mit repetitiven analytischen Läufen. N-Rich als automatisierte On-Column-Anreicherung isoliert Milligramm-Mengen zielgerichteter Peptidverunreinigungen bis zu 80× schneller.
Bereit, Ihren Peptidaufreinigungsprozess zu optimieren?
Diese Applikationsschrift stellt einen systematischen Ansatz zur Optimierung von MCSGP hinsichtlich der Leistungsparameter Ausbeute, Produktivität und Eluentenverbrauch vor und gibt Empfehlungen zur Priorisierung dieser Parameter.
Diese Application Note bietet eine einfache Schritt-für-Schritt-Flussdiagramm-Vorlage zur Entwicklung von Batch-Gradientenbedingungen, die optimale Eingabedaten für den MCSGP-Wizard liefern.
Erste Veröffentlichung, die einen Ansatz zur Prozesscharakterisierung und Prozessleistungsqualifizierung für die regulatorisch konforme Prozessvalidierung von MCSGP am Beispiel der Bivalirudin-Aufreinigung vorstellt.
Bachem-Webinar über die „Kontinuierliche Chromatographie von Peptiden“ mittels MCSGP
MCSGP, angewendet für die Reinigung des Peptidomimetikums Icatibant, zeigt signifikante Ausbeuteverbesserungen und etabliert wirtschaftliche Rentabilität über verschiedene Herstellungsszenarien hinweg.
