POLISSAGE BICOLONNE

Chromatographie MCSGP : Polissage continu

Récupérez ce que la chromatographie par lots laisse derrière elle.

La chromatographie MCSGP est un processus HPLC préparatif à deux colonnes qui élimine le compromis pureté-rendement dans le polissage en phase inverse et par échange d’ions — même résine, mêmes tampons, aucun changement chimique.

Avec le contrôle dynamique de processus AutoPeak®, la MCSGP offre une reproductibilité de qualité fabrication sur la plateforme Contichrom®, validée à l’échelle GMP dans la fabrication de peptides et d’oligonucléotides.

Validé sur 4 séries PPQ : 99,2 % de pureté | −96 % de contrôles en cours de processus | 235 h de fonctionnement sans surveillance | +9 % de gain de rendement

Source : Eisenhuth & Müller-Späth, Processes 2025 (campagne PPQ Bivalirudine Bachem, accès libre)

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Pourquoi la chromatographie par lots impose un compromis pureté-rendement

Chaque étape de polissage par gradient est confrontée à la même contrainte. Une coupe centrale étroite permet d’atteindre la pureté cible — mais elle rejette le produit dans les fractions précoces et tardives qui flanquent le pic. L’élargissement de la coupe récupère ce produit — mais ne respecte pas la spécification de pureté. Le stockage des fractions latérales et leur retraitement avec des cycles par lots supplémentaires n’améliorent le rendement qu’à un coût énorme : cela multiplie les étapes de manipulation, la charge analytique, la consommation de tampon et le temps de campagne.

Il ne s’agit pas d’un échec de développement de méthode. C’est une limitation inhérente à la chromatographie par lots sur une seule colonne. Lorsque votre produit et ses impuretés s’éludent de manière rapprochée, aucune stratégie de fractionnement ne peut maximiser simultanément la pureté et le rendement sur une seule colonne.

Comment la MCSGP élimine le compromis

La MCSGP (purification par gradient de solvant à contre-courant multicolonne) n’optimise pas la coupe — elle élimine le compromis en recyclant continuellement les fractions latérales impures plutôt qu’en les rejetant.

Deux colonnes identiques fonctionnent dans un processus cyclique coordonné. Pendant qu’une colonne élue, l’autre se régénère et charge un nouvel échantillon en parallèle. Les fractions impures à élution précoce et tardive — les coupes latérales que les processus par lots collectent, regroupent, stockent et retraitent — sont plutôt transférées directement de la première colonne à la seconde avec une dilution en ligne, prêtes à être réadsorbées et reséparées lors du prochain basculement. Le produit ne quitte jamais le système à moins d’être pur. Le résultat est qu’un rendement élevé et une pureté élevée sont atteints simultanément, dans un processus continu automatisé.

Étant donné que la MCSGP fonctionne avec le même gradient que votre étape de polissage par lots existante, il n’y a aucun changement de résine, de tampons ou de composition d’éluant. Votre méthode par lots est le point de départ.

Les gains de performance sont quantifiés à travers de multiples applications industrielles validées. Bachem AG et Bristol Myers Squibb ont tous deux publié des résultats sur des applications peptidiques et protéiques.

10–50 %

Augmentation absolue du rendement à la pureté cible

75 % ↓

Réduction de solvant par rapport au processus par lots

Zéro

Cycles de re-chromatographie, le recyclage interne remplace le regroupement

5 jours → 24 h

Temps de campagne (API peptidique), Bachem, échelle de production GMP

Chromatographie MCSGP vs HPLC par lots : Comparaison des performances

Les avantages en termes de rendement et de coût de la purification par gradient de solvant à contre-courant multicolonne par rapport à la chromatographie par lots conventionnelle sur une seule colonne sont quantifiés sur plusieurs campagnes de fabrication GMP.

Métrique	HPLC par lots	Chromatographie MCSGP
Rendement à la pureté cible	Référence	Augmentation absolue de +10–50 %
Consommation de solvant	Référence	−75 %
Cycles de re-chromatographie	Nécessaire pour les fractions latérales	Zéro — recyclage interne
Temps de campagne (API peptidique)	5 jours	24 heures
Contrôles en cours de processus	Référence	−96 %
Fonctionnement sans surveillance	Limité	235 h en continu

Fabrication d’API peptidique Bachem AG, Eisenhuth, R. ; Müller-Späth, T. Processes, 2025, (Accès libre), Weldon, R. et al. J. Chromatogr. A, 2022 (Accès libre). Weldon, R. et al. Org. Process Res. Dev., 2025 (Accès libre).

Comment fonctionne la chromatographie MCSGP : Le cycle en quatre phases

Chaque cycle MCSGP se compose de deux commutations, avec une élution de chaque colonne par cycle. Au sein d’une commutation, quatre phases s’exécutent en séquence :

Phase	Colonne amont	Colonne aval
P1 – Début de l’élution	Gradient démarré ; impureté faiblement adsorbante (W) éliminée	Régénération terminée ; préparation au chargement
P2 – Recyclage faible	Colonnes interconnectées ; fractions précoces de faible pureté (W/P) transférées vers la colonne aval avec dilution en ligne pour réadsorption	Reçoit la fraction W/P recyclée + lie le produit
P3 – Collecte du produit	Produit pur (P) de coupe centrale collecté	Nouvel échantillon chargé
P4 – Recyclage fort	Fractions tardives de faible pureté (P/S) transférées vers la colonne aval avec dilution en ligne pour réadsorption	Reçoit la fraction P/S recyclée + lie le produit

À la fin de la commutation, les deux colonnes échangent leurs positions par commutation de vannes — sans mouvement physique — et le cycle se répète. Le processus atteint un état d’équilibre cyclique en 1 à 2 cycles, moment auquel la qualité et le rendement du produit sont constants d’un cycle à l’autre.

La dilution en ligne pendant les phases de recyclage (P2 et P4) abaisse la force éluotropique de la fraction transférée, garantissant que le produit recyclé se réadsorbe sur la colonne aval plutôt que de la traverser. Le facteur de dilution est calculé automatiquement par l’assistant MCSGP à partir du chromatogramme par lots.

Le principe du processus MCSGP (.pptx)

Conception de méthode avec l’assistant MCSGP

Les méthodes MCSGP sont conçues dans l’assistant MCSGP de ChromIQ® 9 — une interface à onglets qui prend un chromatogramme par lots du Contichrom® CUBE et vous guide vers une méthode complète et prête à l’emploi.

Étape 1 — Chargez le chromatogramme par lots et saisissez les données de fraction

Chargez l’exécution de conception par lots sur une seule colonne du CUBE directement dans l’assistant. Sélectionnez le canal UV à utiliser pour le réglage des limites de phase. Saisissez les données de pureté et de concentration issues de l’analyse de fraction hors ligne de l’exécution par lots (facultatif mais fortement recommandé). L’assistant affiche le rendement, la pureté et la perte de produit par lots prédits en fonction du chromatogramme chargé comme référence.

Étape 2 — Définissez les limites de section par glisser-déposer

Faites glisser cinq marqueurs de limite verticaux sur le chromatogramme par lots pour définir les quatre zones MCSGP : début du recyclage faible (t2), début de la collecte du produit (t3), fin de la collecte du produit (t4) et fin du recyclage fort (t5). L’assistant met à jour le rendement, la pureté et la perte de produit prédits en temps réel lorsque vous déplacez les marqueurs — aucun calcul manuel n’est requis. Les exigences de dilution en ligne pour les phases de recyclage sont calculées automatiquement à partir des positions des limites.

Étape 3 — Configurez le lavage, la régénération et AutoPeak®

Définissez les étapes de lavage et de régénération de la colonne dans l’onglet Lavage et régénération. Activez le contrôle de processus AutoPeak® dans l’onglet « Contrôle de processus AutoPeak » — chacune des quatre transitions de phase (t2–t5) peut être activée indépendamment. Pour les premières exécutions de développement avec des conditions bien définies, un timing fixe est suffisant. Pour la mise à l’échelle et les campagnes de fabrication prolongées, AutoPeak® est essentiel pour maintenir un rendement et une pureté constants à mesure que les conditions varient. Voir Contrôle dynamique de processus → pour un guide de configuration complet.

Étape 4 — Examinez la prédiction des performances et générez

L’onglet Paramètres de méthode et performances affiche les performances de processus prédites — productivité (g/L/h), besoin en solvant (L/g), chargement de colonne (g/L) et concentration du pool — avant d’initier l’exécution MCSGP. Définissez le nombre de cycles pour la méthode principale et examinez les volumes de tampon par entrée de pompe. Cliquez sur Enregistrer : l’assistant génère un package de méthode complet comprenant les méthodes de démarrage, principale, d’arrêt et de nettoyage, ainsi qu’un fichier de procédure qui les charge dans la séquence correcte. Ouvrez la procédure dans ChromIQ® et exécutez la MCSGP.

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AutoPeak® — Contrôle dynamique de processus

Les limites de phase à temps fixe fonctionnent pendant le développement initial de la MCSGP lorsque les conditions sont bien définies et que le processus est étroitement supervisé. Pour les campagnes de fabrication — où le vieillissement de la colonne décale les temps de rétention, les lots de tampon varient et le processus doit fonctionner automatiquement pendant des centaines de cycles — AutoPeak® est essentiel.

AutoPeak® remplace les transitions de phase à temps fixe par des limites déclenchées par UV en temps réel. Le signal UV à la sortie de la colonne amont en élution est surveillé en continu. Lorsque le signal dépasse le seuil défini — une valeur mAU absolue sur le front ascendant du pic, ou un pourcentage du maximum de pic réel de cette commutation sur la queue descendante — une nouvelle phase de processus est démarrée. Quatre transitions peuvent être contrôlées indépendamment : Début du recyclage faible (t2), Début de la collecte du produit (t3), Fin de la collecte du produit (t4) et Fin du recyclage fort (t5).

Le détail critique est que les déclencheurs relatifs (% du maximum de pic) sont recalculés à chaque commutation à partir du maximum UV réel de cette commutation — et non à partir d’une référence fixe. Cela signifie qu’AutoPeak® s’adapte aux changements de hauteur de pic ainsi qu’à la position du pic. Si la concentration d’alimentation diminue et que le pic d’élution se réduit, les déclencheurs de queue fonctionnent toujours au bon point relatif. Les fenêtres de collecte suivent le pic où qu’il se déplace, sur toute la durée de vie de la colonne, sans aucune intervention de l’opérateur après la configuration initiale.

Les valeurs de déclenchement sont pré-remplies à partir des limites de section définies sur le chromatogramme par lots — aucune saisie manuelle n’est requise.

Voir Contrôle dynamique de processus → pour le mécanisme complet et le guide des types de déclencheurs

Vérification des résultats : Le centre d’évaluation

Chaque exécution MCSGP est enregistrée dans le Centre d’évaluation — le module d’analyse de données intégré de ChromIQ®.

Superposition des cycles — Superposez tous les cycles d’une exécution dans une seule vue. Des traces UV consécutives qui ne changent plus indiquent que l’état d’équilibre cyclique a été atteint — généralement en 1 à 2 cycles pour la MCSGP. Confirmation visuelle de la cohérence du processus en un coup d’œil
Intégration automatique — Suit quantitativement la récupération du produit, la pureté et le rendement pour chaque fraction à travers chaque cycle. Confirme quand l’état d’équilibre est atteint et documente les performances par cycle pour les enregistrements de processus
Superposition — Superposez les exécutions de fichiers séparés pour comparer différents points de consigne, lots de résine ou expériences de mise à l’échelle côte à côte
Exportation PDF et Excel — Chromatogrammes par cycle, tableaux d’intégration et paramètres de processus compilés dans un rapport structuré pour les dossiers de développement

Le journal de ChromIQ® enregistre chaque événement système et déclencheur AutoPeak® avec horodatage et valeur de déclenchement — une piste d’audit inaltérable de chaque décision prise par le système.

Avantages de la plateforme en un coup d’œil

Avantage	Ce que cela signifie en pratique
Augmentation absolue du rendement de 10 à 50 %	Produit récupéré des fractions latérales que les processus par lots rejettent — réduit directement la quantité de matière brute requise par lot
Re-chromatographie éliminée	Pas de regroupement, de stockage ou de retraitement des fractions latérales — la charge de CQ et le temps de campagne sont réduits proportionnellement
Gain de débit jusqu’à 5 fois	Le fonctionnement parallèle des colonnes et les colonnes plus petites éliminent le temps d’inactivité par lots — plus de produit avec le même encombrement d’équipement
Même résine et mêmes tampons	Aucun changement de chimie chromatographique — vos conditions par lots existantes sont le point de départ pour le développement MCSGP
Fonctionnement sans surveillance 24h/24 et 7j/7	AutoPeak® maintient une qualité de sortie constante sans supervision de l’opérateur sur des campagnes prolongées
Chemin de mise à l’échelle direct	Les méthodes développées sur le Contichrom® CUBE sont directement transférées au Contichrom® PILOT 300X et au système de production TWIN HPLC

Applications de la chromatographie MCSGP

La MCSGP est applicable aux étapes de polissage par gradient où le pic du produit co-élue avec des impuretés structurellement similaires. Par exemple, dans la purification d’AAV, la MCSGP peut être utilisée pendant le polissage AEX pour recycler les fractions de capsides vides/pleines qui se chevauchent et améliorer la récupération des capsides pleines.

Classe de molécule	Phase stationnaire	Séparation typique
Anticorps monoclonaux	Échange de cations (CEX)	Séparation des variants de charge — isoformes acides/basiques des espèces principales, séparation des agrégats (HMW) et des fragments (LMW)
Bispécifiques / variants d’anticorps	CEX, mode mixte	Profils complexes de variants de charge ; élimination des demi-anticorps, des anticorps parentaux et des espèces mal appariées
Conjugués anticorps-médicament (ADC)	Interaction hydrophobe (HIC), RP	Séparation des espèces DAR ; élimination des anticorps non conjugués
Peptides	Phase inverse (RP)	Séquences de délétion, variants oxydés, élimination des impuretés à élution rapprochée
Oligonucléotides	Échange d’anions (AEX)	Shortmers n−1 / n+1, variants de squelette, impuretés de séquence étroitement résolues
Protéines recombinantes	CEX, AEX, HIC	Séparation des isoformes de PEGylation ; élimination des agrégats et des variants de charge
Petites molécules et nutraceutiques	RP	Séparation de la cible des impuretés à élution rapprochée

Systèmes recommandés pour la chromatographie MCSGP et le polissage continu

La plateforme Contichrom® propose des systèmes de développement et de mise à l’échelle pour la MCSGP.

Aperçu des systèmes

Contichrom® PILOT

Passez à l’échelle pilote et à la fabrication GMP clinique pour la purification des peptides et des oligonucléotides. Ce système de CLHP préparative 100 bar intègre MCSGP avec AutoPeak® pour éliminer le compromis rendement-pureté — avec +10 à 50 % d’augmentation absolue du rendement à la pureté cible et nettement moins de solvant que la CLHP en batch. Certifié ATEX Zone 2 / Class I Div 2 pour solvants organiques. Débits jusqu’à 300 mL/min.

$Contichrom CUBE multi-column FPLC chromatography system with UV detectors and FOXY fraction collector$

Contichrom® CUBE

La plateforme essentielle pour le développement de procédés de chromatographie. Ce système FPLC de paillasse polyvalent de 100 bars exécute la chromatographie en mode batch, batch intégré et continu — incluant MCSGP et CaptureSMB — dès la mise en service. Développez des procédés de purification pour les mAbs, peptides, oligonucléotides, ADCs et vecteurs viraux, avec une mise à l’échelle vérifiée de plus de 100× vers les systèmes pilotes et de production.

Contichrom TWIN LPLC continuous chromatography system for capture and polishing

Contichrom® TWIN LPLC – Polissage

Apportez le polissage continu à la fabrication biopharmaceutique à l’échelle de production. Ce système GMP sanitaire utilise MCSGP avec AutoPeak® pour éliminer le compromis rendement-pureté, atteignant une augmentation absolue du rendement de +10 à 50 % à la pureté cible tout en réduisant la consommation de tampon par rapport au mode batch. Conception prête pour CIP pour les mAbs, vecteurs viraux, ADC et protéines recombinantes.

Contichrom TWIN preparative HPLC chromatography system

Contichrom® TWIN HPLC

Produisez des peptides et des oligonucléotides à l’échelle GMP commerciale. Ce système HPLC industriel à 80 bar utilise le MCSGP avec AutoPeak® pour éliminer le compromis rendement-pureté — en augmentant la récupération à >90 % tout en réduisant la consommation de solvant par rapport au batch. Certifié ATEX Zone 2 / Classe I Div 2 pour les solvants organiques, avec des débits jusqu’à 36 L/min.

Aperçu des systèmes

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Que signifie MCSGP, et qu’est-ce que la purification par gradient de solvant à contre-courant multicolonne ?

MCSGP signifie purification par gradient de solvant à contre-courant multicolonne. Il s’agit d’un processus de chromatographie continue à deux colonnes dans lequel deux colonnes alternent entre l’élution et le chargement dans un cycle coordonné, les fractions latérales impures étant transférées directement entre les colonnes pour une reséparation plutôt que d’être collectées, stockées et retraitées comme dans la chromatographie par lots. Le processus fonctionne avec le même gradient, la même résine et les mêmes tampons qu’une étape de polissage conventionnelle sur une seule colonne.

Quelle est la différence entre la chromatographie CaptureSMB et MCSGP ?

CaptureSMB et MCSGP sont toutes deux des technologies de chromatographie continue à deux colonnes sur la plateforme Contichrom®, mais elles abordent des étapes différentes. CaptureSMB est conçue pour l’étape de capture — liaison et élution de la molécule cible à partir de la récolte clarifiée — utilisant généralement une résine de Protéine A. La MCSGP (purification par gradient de solvant à contre-courant multicolonne) est conçue pour les étapes de polissage par gradient, où la cible doit être séparée des impuretés à élution rapprochée telles que les variants de charge, les séquences de délétion ou les espèces DAR. Pour la fabrication d’anticorps monoclonaux, les deux technologies sont complémentaires : CaptureSMB pour la capture, MCSGP pour le polissage.

La chromatographie MCSGP nécessite-t-elle des résines ou des tampons différents de mon étape de polissage par lots existante ?

Non. La chromatographie MCSGP utilise les mêmes conditions de phase stationnaire et de phase mobile que votre méthode de polissage par gradient par lots — vos conditions de résine et de tampon existantes sont le point de départ.

Pourquoi le chromatogramme par lots doit-il provenir du Contichrom® CUBE ?

L’assistant MCSGP de ChromIQ® charge l’exécution par lots directement depuis la base de données de mesure ChromIQ®. Les chromatogrammes d’autres systèmes utilisent des formats de fichier différents et ne peuvent pas être importés. L’exécution de conception par lots sur le CUBE est généralement une courte expérience sur une seule colonne — c’est le point de départ pour le développement MCSGP, et non une étape préparatoire distincte.

Combien de cycles MCSGP sont nécessaires pour atteindre l’état d’équilibre ?

La MCSGP atteint généralement un état d’équilibre cyclique en 1 à 2 cycles après la phase de démarrage. C’est rapide par rapport à d’autres processus cycliques car la méthode de démarrage précharge la colonne 1 pour approximer le niveau de chargement à l’état d’équilibre avant le début de la méthode cyclique principale. La superposition des cycles du Centre d’évaluation rend l’état d’équilibre immédiatement visible — des traces UV consécutives qui ne changent plus confirment qu’il a été atteint.

Quand dois-je activer AutoPeak®, et quelles transitions sont nécessaires ?

AutoPeak® n’est pas nécessaire pendant le développement initial du processus MCSGP lorsque les conditions sont stables et que le processus est supervisé. Il devient essentiel pour la mise à l’échelle et les campagnes de fabrication où le vieillissement de la colonne, la variabilité des tampons et les changements de température entraîneraient autrement un décalage des fenêtres de collecte. Pour la plupart des séparations, l’activation de t3 (Début de la collecte du produit) et t4 (Fin de la collecte du produit) est suffisante — celles-ci contrôlent la limite critique autour du pic du produit. Le début du recyclage faible (t2) ajoute de la valeur pour les séparations où la limite de coupe latérale précoce est également sensible à la dérive. La fin du recyclage fort (t5) ne doit être activée que pour les profils de pic Anti-Langmuir. Toutes les valeurs de déclenchement sont pré-remplies à partir des limites du chromatogramme par lots — aucun calcul manuel n’est requis.

Quel est le chemin de mise à l’échelle du développement CUBE à la fabrication ?

Les méthodes développées sur le Contichrom® CUBE sont directement transférées au Contichrom® PILOT 300X (jusqu’à 300 mL/min, compatible GMP, 21 CFR Part 11, ATEX Zone 2) et de là au système de production Contichrom® TWIN HPLC. Les mêmes positions de limites de section et valeurs de déclenchement AutoPeak® s’appliquent à chaque échelle — le diamètre de la colonne et la hauteur du lit changent, les paramètres de méthode ne nécessitent pas de nouvelle dérivation.