Procédé de production de la synthèse peptidique automatisée en phase solide fermée

S’appuyant sur les pratiques de production à l’échelle industrielle, le procédé standard de synthèse peptidique automatisée en phase solide fermée se divise en six étapes, avec un fonctionnement entièrement automatisé et en circuit fermé. Voici les détails :

1. Préparation et prétraitement des matières premières : Les matières premières, notamment la résine, les acides aminés, les réactifs de couplage, de déprotection et de lavage, sont transférées vers des réservoirs de stockage dédiés via un système de convoyage fermé pour le prétraitement : activation de la résine (élimination des impuretés et activation des groupements actifs) et prétraitement des acides aminés (élimination de l'humidité et vérification de leur pureté). Après prétraitement, elles sont acheminées vers le réacteur de synthèse en phase solide par un système de convoyage automatisé, évitant ainsi tout contact manuel et toute contamination externe durant le processus. Chutian Technology utilise un système d'alimentation automatique robotisé et un AGV pour remplacer la manutention manuelle des matières premières, améliorant ainsi l'automatisation et la sécurité du transport et protégeant les opérateurs des produits chimiques irritants et hautement sensibilisants.

2. Chargement et activation de la résine : La résine prétraitée est chargée dans le réacteur de synthèse fermé à l’aide d’un dispositif automatisé. Un gaz inerte (azote) est introduit pour chasser l’air du réacteur. Les réactifs d’activation sont ajoutés et l’activation est réalisée sous agitation à une température contrôlée (25–30 °C). La durée d’activation est précisément contrôlée par un automate programmable (généralement de 30 à 60 minutes). Après activation, les réactifs n’ayant pas réagi sont éliminés par lavage grâce à un système automatisé afin de préserver l’activité de la résine.

3. Cycle de couplage et de déprotection des acides aminés : Cette étape cruciale de la synthèse peptidique est entièrement automatisée. Le premier acide aminé est introduit dans le réacteur via un système de convoyage fermé pour réagir avec la résine activée. Le système PLC contrôle la température de réaction (25–40 °C), la vitesse d'agitation (adaptée au type de résine) et la durée de la réaction (1–2 heures). Après le couplage, la résine est lavée pour éliminer les acides aminés n'ayant pas réagi. Un réactif de déprotection (solution de pipéridine) est ensuite ajouté pour éliminer le groupe protecteur Fmoc en position N-terminale de l'acide aminé. Après déprotection, la résine est de nouveau lavée pour un nouveau cycle de couplage, et ainsi de suite jusqu'à l'obtention de la longueur de chaîne peptidique cible. Ce cycle peut être préprogrammé via le logiciel embarqué pour un fonctionnement entièrement automatisé. Le synthétiseur de peptides automatique CEM Liberty 2.0 (États-Unis) permet la synthèse simultanée de 12 peptides, optimisant ainsi la productivité.

4. Clivage de la chaîne peptidique : Une fois la synthèse de la chaîne peptidique terminée, le réactif de clivage (solution de TFA) est ajouté au réacteur par un système automatisé. Le clivage, réalisé sous agitation à basse température (0–5 °C), permet de séparer la chaîne peptidique de la résine et d’éliminer les groupes protecteurs des chaînes latérales des acides aminés. La durée du clivage est de 2 à 4 heures, et l’ensemble du procédé est réalisé en circuit fermé afin d’éviter toute fuite de réactif et l’oxydation des chaînes peptidiques. Certains équipements permettent un clivage peptidique in situ et programmé, ce qui améliore encore l’efficacité du clivage et la pureté du produit.

5. Purification et raffinement : Après clivage, la résine et la solution de chaînes peptidiques sont séparées par un système de filtration fermé. La solution de chaînes peptidiques est ensuite envoyée vers un système de purification automatisé (chromatographie liquide à haute performance, HPLC). Les impuretés (acides aminés n'ayant pas réagi, sous-produits) sont éliminées par élution en gradient, et les chaînes peptidiques de haute pureté sont recueillies. La solution est alors concentrée et lyophilisée par un système automatisé de concentration et de lyophilisation afin d'obtenir la poudre peptidique finale. L'ensemble du procédé est réalisé en circuit fermé pour éviter toute contamination du produit et toute introduction d'humidité. Asymchem a également développé et optimisé un système de concentration continu à haut rendement, adapté aux exigences élevées de volume et de précision du système de préparation, améliorant ainsi l'efficacité de la purification et du raffinement.

6. Contrôle et conditionnement : Le peptide fini est échantillonné par un système automatisé et envoyé au module de contrôle pour vérifier sa pureté, sa teneur, ses impuretés, son taux d'humidité et d'autres paramètres. Après validation, il est conditionné sous-conditionné et scellé dans un système d'emballage fermé. Il est ensuite stocké. L'ensemble du processus est automatisé et en circuit fermé afin de garantir une qualité de produit stable. La ligne de production d'emballages monoblocs tout papier lancée par Chutian Technology permet d'économiser 30 % de matériaux d'emballage, avec une cadence de production de 220 boîtes par minute. Cette performance est conforme aux exigences environnementales des marchés européens et américains et contribue à l'internationalisation des produits peptidiques.