作為頗具前景的治療藥物,寡核苷酸已成為全球研發和投資的重點領域。寡核苷酸受到合成反應效率和原料純度等多重因素的影響,在合成過程中會產生多種不同的雜質。反相色譜、離子交換等是對寡核苷酸粗品純化的常用色譜手段。
寡核苷酸純化工藝,需要充分考慮產品純度和回收率之前的平衡,有效的純化放大策略有利于工藝開發和制備放大的順利進行。下圖 1 展示了典型純化工作流程。
圖 1. 采用安捷倫自動純化軟件實現自動化純化工作流程
安捷倫針對寡核苷酸制備,主要工作流程包括:
1
在分析柱上,進行目標化合物確認和分析方法篩選;
2
將分析數據導入到自動純化軟件中,指定目標化合物并生成“聚焦”制備梯度;
3
在制備柱上進行純化;
4
自動純化軟件將需要分析的餾分自動生成序列表,以進行餾分分析和純度確認。
寡核苷酸分析到純化實例
本實例采用了安捷倫 1290 Infinity II 自動放大 LC/MSD 系統。該系統具有以下特性:
圖 2. 安捷倫 1290 Infinity II 自動放大 LC/MSD 系統
在一套系統上實現從分析到制備的放大,提高制備通量
自動餾分延遲傳感器技術,以及極低的峰擴散和交叉污染,提高餾分的純度和回收率
自動純化軟件使工作流程能夠從分析自動放大至制備,無需進行方法開發
對于寡核苷酸純化,安捷倫 AdvanceBio 寡核苷酸系列色譜柱是首選。這類柱子使用了 Agilent InfinityLab Poroshell 技術,并且鍵合了高 pH(HPH)鍵合相。不僅能在較高 pH 和溫度下使用,每批 AdvanceBio 寡核苷酸色譜柱還會進行嚴格質量控制,以實現 n/ (n–1) 寡核苷酸分離。本實例使用色譜柱:
分析柱
Agilent InfinityLab Poroshell HPH-C18, 3 × 100 mm,2.7 µm(貨號 695975-502)
制備柱
Agilent AdvanceBio 寡核苷酸色譜柱,21.2 × 150 mm,4 µm(貨號 671150-702)
本實例樣品
濃度 3.1 mmol/L,溶于 20 mmol/L PBS 中的寡核苷酸樣品。
本實例工作流程
1 在分析柱上,進行目標化合物確認和分析方法篩選
表 1. 分析運行的色譜條件,HA/HFIP 法
使用 HPLC/MS 方法(HA /HFIP,二乙胺/六氟異丙醇,見表 1)分析樣品(見圖 3)。
圖 3. 使用 HA/HFIP 和優化的梯度分離樣品
根據分析結果提取質譜圖,確定寡核苷酸分子量 10704Da。利用 OpenLab ChemStation 中的解卷積工具計算分子量,將信號與電荷數關聯(圖 4)。在制備時多電荷離子可用來觸發餾分收集。
圖 4. 通過解卷積計算寡核苷酸分子量和多電荷離子(A:電荷數)
考慮到制備在高流速運行下的溶劑成本,開發了一個不需要用到 HFIP 這類價格較高溶劑的方法(DBA-TRIS,二丁胺-TRIS),見表 2。
表 2. 分析和制備運行的色譜條件, DBA-TRIS 法
用 DBA/TRIS 分離的分析圖譜見圖 5。
圖 5. 使用 DBA/TRIS 和通用梯度分離寡核苷酸
2 將分析數據導入到自動純化軟件中,指定目標化合物,自動生成制備聚焦梯度
將分析數據導入自動純化軟件中,點擊設定目標峰,自動純化軟件就能自動生成制備聚焦梯度,見圖 6。
圖 6. 為寡核苷酸計算制備聚焦梯度
3 在制備柱上進行純化
定義觸發餾分收集的目標質量數,用聚焦梯度進行純化。圖 7 顯示了制備分離和餾分收集的情況,共收集了八個餾分片段。
圖 7. 使用 DBA/TRIS 和聚焦梯度對寡核苷酸進行制備純化
4 通過自動純化軟件餾分導出工具,將需要分析的餾分生成序列表進行分析
圖 8. 寡核苷酸純化收集的八個餾分分析的色譜圖疊加
餾分再分析的結果見圖 8。第一個餾分(藍色標記)含雜質,其余所有餾分純度均 >99%。質譜觸發的選擇性收集,使得餾分純度更高。
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