CAPTURE À DEUX COLONNES
Chromatographie de capture continue avec CaptureSMB®
Chargez jusqu’à pleine capacité.
Capture continue avec chromatographie périodique à contre-courant à deux colonnes. La configuration PCC la plus simple du marché.
Validé par Bristol Myers Squibb du laboratoire à l’échelle 100× : 2.5× Productivité | 92% Utilisation de la résine (vs 67 % en batch) | 50% de tampon en moins | ≥94% Rendement maintenu
Source : Angelo et al., BioProcess International 2018 ; Müller-Späth et al., Biotechnol. Bioeng. 2019 (Bristol Myers Squibb)
Le goulot d’étranglement de la capture
En capture d’affinité en batch, chaque décision de chargement est régie par la même contrainte : éviter la percée (breakthrough) du produit. Il en résulte une marge de sécurité conservatrice — des colonnes chargées à 50–70 % de leur capacité de liaison dynamique afin d’éviter tout risque de perte de produit à la sortie de la colonne.
Cette marge conservatrice est coûteuse. La résine Protein A coûte des milliers de dollars par litre — jusqu’à 16 000 $/L pour les résines premium… et les autres résines d’affinité sont encore plus chères. Charger à 60 % de la capacité signifie que 40 % de votre résine reste inutilisée à chaque cycle. Parallèlement, les débits de chargement les plus élevés, qui maximisent la productivité, produisent des courbes de percée peu marquées — ce qui impose des marges de chargement encore plus conservatrices. Plus vous poussez le débit, plus l’utilisation de la résine diminue.
Pour les grosses molécules comme les anticorps monoclonaux et les capsides AAV, ce compromis est particulièrement marqué. Leur faible diffusivité implique des courbes de percée intrinsèquement peu marquées aux débits pratiques, rendant réellement incompatibles une forte utilisation de la résine et une productivité élevée sur une seule colonne.
CaptureSMB® change la donne
CaptureSMB® supprime la contrainte qui rend ce compromis inévitable. Au lieu d’arrêter le chargement lorsque le produit commence à percer la colonne amont, il permet de poursuivre le chargement — et place une seconde colonne immédiatement en aval pour capturer tout ce qui perce.
La colonne amont est chargée au-delà de sa capacité de liaison dynamique. Le produit qui serait perdu en batch est capturé sur la colonne aval. Lorsque la colonne amont est entièrement saturée, elle est lavée et le produit est collecté. Ensuite, les colonnes permutent : l’ancienne colonne aval — désormais préchargée avec le produit capturé — devient la nouvelle colonne amont, tandis que l’ancienne colonne amont se prépare à capturer la percée provenant de la nouvelle colonne amont.
2.5×
Augmentation de la productivité vs Protein A en batch
92%
Utilisation de la résine vs 67 % en batch
50% ↓
Réduction du tampon vs procédé en batch
≥94%
Rendement équivalent au batch
Deux colonnes suffisent. D’autres systèmes PCC (periodic counter-current) utilisent trois, quatre colonnes ou plus pour atteindre une forte utilisation de la résine — en ajoutant de la complexité de vannes, des contraintes de séquencement et un effort supplémentaire de développement de méthode. CaptureSMB démontre qu’une conception à contre-courant à deux colonnes offre l’intégralité du gain de performance avec le matériel le plus simple possible et le chemin le plus court entre une méthode batch et un procédé en fonctionnement.
Comment fonctionne CaptureSMB®
Chaque cycle CaptureSMB® se compose de deux commutations, avec une élution de chaque colonne par cycle. Au sein de chaque commutation, trois phases s’enchaînent :
| Phase | Colonne amont | Colonne aval |
|---|---|---|
| Chargement interconnecté | L’alimentation est chargée à haut débit au-delà de la DBC — la percée s’écoule vers la colonne aval | Reçoit la percée de la colonne amont ; produit capturé (précharge) |
| Lavage interconnecté | Le tampon d’équilibrage chasse la phase liquide de la colonne amont vers la colonne aval — le produit restant est capturé | Capture le produit chassé du volume mort de la colonne amont |
| Phase batch | L’ancienne colonne aval est chargée à un débit batch plus faible — la colonne régénérée n’est pas encore prête | Ancienne colonne amont : lavée, éluée (produit collecté), CIP, ré-équilibrée en parallèle |
À la fin de la phase batch, les colonnes permutent via la vanne — l’ancienne colonne aval (désormais préchargée et fraîchement chargée en batch) devient la colonne amont pour la commutation suivante. Le cycle se répète indéfiniment jusqu’à ce que l’alimentation soit consommée ou que le procédé soit arrêté.
Une courte phase de démarrage précède l’étape cyclique : les deux colonnes sont chargées ensemble jusqu’à la DBC, colonnes interconnectées, afin de garantir que la colonne aval porte une précharge équivalente à un cycle en régime permanent avant la première commutation. Ainsi, le régime permanent cyclique est atteint immédiatement — généralement dès le cycle 2.
L’étape d’arrêt élue l’ancienne colonne aval qui n’a pas été entièrement traitée lors de la dernière phase batch, afin de récupérer le produit restant.
Principe du procédé CaptureSMB (.pptx)
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AutomAb® — contrôle de chargement adaptatif au titre pour CaptureSMB®
Le chargement à temps fixe fonctionne lors des premières phases de développement du procédé, lorsque les conditions sont stables et que le procédé est supervisé. Pour les campagnes de fabrication — où le titre d’alimentation varie d’un lot à l’autre et où la capacité de la résine diminue sur des centaines de cycles — AutomAb® est essentiel.
AutomAb® remplace le point d’arrêt du chargement interconnecté à temps fixe par une décision de contrôle intégrée à l’UV. Pendant la phase de chargement interconnecté, le capteur entre les deux colonnes surveille en continu le signal UV. AutomAb® soustrait la ligne de base des impuretés (mesurée lors de la commutation précédente) et intègre le signal restant au fil du temps — en construisant une valeur continue d’aire de précharge. Lorsque l’aire de précharge cumulée atteint la consigne d’aire de précharge cible, ChromIQ® met fin à la phase de chargement interconnecté et passe au lavage interconnecté, quelle que soit la durée nécessaire.
Titre élevé sur ce cycle ? La percée survient plus vite, la consigne est atteinte plus tôt, la commutation se déclenche plus tôt. Titre faible ? La commutation se déclenche plus tard. Le résultat est toujours le même : la même quantité de produit capturée sur la colonne aval — une utilisation de la résine constante cycle après cycle, indépendamment de la variabilité de l’alimentation ou de l’âge de la colonne.
L’aire de précharge cible est dérivée directement d’un essai CaptureSMB® précédent à l’aide du centre Evalution.
Voir Contrôle dynamique du procédé → pour le mécanisme complet et les recommandations de configuration.
Vérifier les résultats CaptureSMB® : le centre d’évaluation
Évaluez vos essais CaptureSMB® dans le centre d’évaluation — le module intégré d’analyse de données de ChromIQ®.
- Superposition de cycles — Superposez tous les cycles d’un essai dans une seule vue. Des traces UV consécutives convergeant vers des profils identiques confirment le régime permanent cyclique — généralement atteint dès le cycle 2. Confirmation visuelle de la cohérence du procédé avant de s’engager dans une campagne complète
- Intégration automatique — Suit quantitativement la récupération du produit pour chaque fraction sur chaque commutation et chaque cycle. Avec AutomAb® actif, la durée de chargement variable par cycle est enregistrée et documentable — preuve quantitative que le contrôleur compense correctement
- Superposer — Superposez des essais provenant de fichiers distincts pour comparer des consignes, des lots de résine ou des expériences de scale-up
- Export PDF et Excel — Données UV par cycle, résultats d’intégration et paramètres de procédé compilés dans un rapport structuré
Le journal de bord ChromIQ® enregistre chaque commutation de phase AutomAb® avec la valeur d’aire de précharge cumulée qui l’a déclenchée — un enregistrement inaltérable de chaque décision de chargement autonome prise par le système.
Avantages de CaptureSMB® en un coup d’œil
| Avantage | Ce que cela signifie en pratique |
|---|---|
| Augmentation de productivité de 2.5× | Plus de produit par litre de résine et par heure — validé lors d’un scale-up 100× par Bristol Myers Squibb en capture Protein A |
| 92 % d’utilisation de la résine | Chargement proche de la capacité de liaison statique vs 67 % en batch — réduit directement le volume de résine et la taille de colonne nécessaires |
| 50 % de réduction de tampon | Des colonnes plus petites et une efficacité de chargement plus élevée réduisent proportionnellement les volumes de tampon |
| Rendement ≥94 % maintenu | Aucune perte de produit due au chargement supplémentaire — rendement équivalent au batch avec une efficacité nettement supérieure |
| Même résine et mêmes tampons | Toutes les principales résines Protein A et vos conditions existantes de lavage/élution/régénération constituent le point de départ |
| Configuration PCC la plus simple — deux colonnes | CaptureSMB® atteint des performances équivalentes ou supérieures à des systèmes PCC à 3 ou 4 colonnes plus complexes avec seulement deux colonnes. Moins de matériel signifie un risque de panne plus faible, un développement de méthode plus simple, moins de paramètres à optimiser et un chemin plus rapide entre la première expérience BTC et un procédé en fonctionnement |
| Compatible perfusion | L’alimentation continue correspond directement à la sortie d’un bioréacteur en perfusion — sans décalage de cadence avec le batch ; toutefois, un sac tampon (surge bag) est recommandé pour conserver de la flexibilité. |
| Voie directe de scale-up | Les méthodes se transfèrent du Contichrom® CUBE directement au système de production Contichrom® TWIN LPLC Capture pour les produits biologiques — même logique de méthode ChromIQ® |
Applications de CaptureSMB®
CaptureSMB® s’applique à toute étape de capture par affinité où le coût de la résine, la productivité ou la compatibilité avec une alimentation continue sont des facteurs déterminants. Il s’étend également aux applications de capture non affinitaires et de polissage avec une chimie bind-and-elute.
| Classe de molécule | Phase stationnaire | Application typique |
|---|---|---|
| Anticorps monoclonaux (mAbs) | Protein A | Capture continue — validée par BMS à l’échelle 100× |
| Anticorps bispécifiques | Protein A | Capture continue avec compensation de la variabilité du titre via AutomAb® |
| Fragments d’anticorps (Fab, scFv) | Protein L, Protein G, IMAC | Capture d’affinité continue avec optimisation de l’utilisation de la résine |
| Protéines de fusion Fc | Protein A | Capture continue à partir de cultures cellulaires à titre élevé |
| Protéines recombinantes | IMAC, résines d’affinité sur mesure | Capture d’affinité continue |
| Vecteurs de thérapie génique AAV | Résines d’affinité non-Protein A | Capture continue des capsides — particulièrement intéressante pour les résines spécialisées à coût élevé |
| Capture non affinitaires | IEX, HIC | Capture et polissage bind-and-elute avec amélioration de l’utilisation de capacité |
Chargez plus. Gaspillez moins. Fonctionnez en continu.
Foire aux questions
Ressources associées
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Publications à comité de lecture
07 Mai 2019
Validation de l’élimination virale dans la chromatographie de capture en continu. Biotechnol. Bioeng.
Les études de validation virale menées conformément aux directives cGLP pour CaptureSMB démontrent une élimination virale comparable au traitement par lots et établissent des approches de validation conformes à la réglementation.
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16 Oct 2018
État actuel et défis futurs en biochromatographie continue, Curr. Opin. Chem. Eng.
Un examen de l’état actuel et des orientations futures de la biochromatographie continue, discutant des défis de mise en œuvre et des opportunités pour les technologies CaptureSMB et MCSGP.
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26 Août 2016
Conception optimale basée sur un modèle du procédé CaptureSMB à deux colonnes améliorant l’utilisation de la capacité et la productivité dans la capture par affinité de la protéine A, Biotechnol. J.
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