寡核苷酸純化解決方案
最新數據顯示,2023年1月-11月,國內已有31家核酸藥物公司獲融資,總金額近40億元,其中多家公司融資超1億元,核酸藥物領域炙手可熱。(醫麥客統計,文末附31家公司名單)
作為核酸藥物的代表,小核酸藥物憑借其對疾病遺傳物靶點的直接作用,具有更高的靶向成藥性,而且特異性高、藥效長,表現出極大的潛力。這種獨特的優勢也使其成為研發和投資領域共同關注的焦點。
小核酸藥物在合成過程后,會存在多種雜質,其中短核苷酸(n-x)或者長核苷酸(n+x)與目標產物性質非常接近,去除難度較大。如何在去除這些產品相關雜質的同時,又能保證較高的收率,對純化工藝來講是非常大的挑戰。
本期文章,我們來了解一下可用于商業化生產的寡核苷酸純化解決方案。
01 寡核苷酸基本概念
小核酸藥物,英文Oligonucleotide drug,又名寡核苷酸藥物,是由十幾個到幾十個核苷酸串聯組成的短鏈核酸,通過干預靶基因表達,實現治療疾病的目的。
狹義的小核酸藥物是指siRNA(RNA小干擾藥物);廣義的小核酸藥物是指:除了siRNA外,也包括ASO(反義寡核苷酸藥物)和miRNA靶向(微小RNA),saRNA(小激活RNA),以及Aptamer(RNA適配體)等。
目前全球的藥物開發重點主要集中在siRNA和ASO。
02 寡核苷酸生產工藝
小核酸藥物的生產,通常采用化學合成法,經過靶序列篩選、寡核苷酸合成、斷裂和脫保護、純化、分離等步驟。其中寡核苷酸的合成比較關鍵,目前市場上多采用亞磷酰胺化學固相合成法。化學修飾雖然可以提高藥物穩定性,但同時也會帶來雜質種類增加、純化難度高的問題,為最終藥品的質量和安全帶來隱患。
在寡核苷酸的固相合成過程中,產生的雜質種類多樣,包括寡聚物(短核苷酸N-x/長核苷酸N+x)、修飾反應的副產物、脫?;煌耆a物、缺失嘌呤堿基的寡核苷酸以及其他降解產物等。想要獲取高純度、高質量的寡核苷酸,必須使用層析純化去除這些雜質。
由于這些雜質與目標產物的在電荷、分子大小、疏水性能上極為相似,給寡核苷酸的純化帶來了一定的難度,需要用高分辨率的層析介質和層析工藝來完成雜質與目標產物分離的目的。
03 寡核苷酸純化工藝
使用合適的高分辨率層析介質和層析工藝,可確保寡核苷酸的質量和生產效率。
純化工藝方面,常見的寡核苷酸純化方法是反向層析(RP)和陰離子交換層析(AEX),其中,我們更推薦陰離子交換層析(AEX),原因:一是避免了使用高成本含有機溶劑的洗脫液,無需配備防爆設備,還可減少廢液處理的費用;二是原理簡單,易于放大,可以有效地與帶負電荷的寡核苷酸結合。
通常先利用一定濃度的鹽去除無DMT保護的雜質,然后在柱上利用酸洗脫三苯甲基(Detritylation),最后利用不同的鹽濃度把目的寡核苷酸分離純化。純化后的樣品需要脫鹽和濃縮(沉淀或TFF)。
04 層析介質的選擇
PolyGel 15Q/30Q陰離子交換層析純化寡核苷酸PolyGel 15Q 產品詳情
科諾賽的PolyGelTM 15Q、PolyGelTM 30Q 是以聚合物PS-DVB(聚苯乙烯-二乙烯基苯共聚物)為基質的陰離子交換層析介質,具有15μm 和 30μm的小粒徑,采用特殊的功能基團修飾方法,專為小核酸類藥物的純化量身打造,具有極高的分辨率、操作空間大、載量高,即使在變性條件(pH 12)下,依然可對寡核苷酸樣品進行純化,有效避免了單鏈自互補或富含GC寡核苷酸的聚集現象,特別適合寡核苷酸的精純。
使用PolyGel 15Q 陰離子交換層析介質純化寡核苷酸,經過一步純化,純度可達96%以上,回收率85%~90%,完全滿足其質量要求。
備注:除了PolyGel 15Q,PolyGel 30Q 也是一款優選的寡核苷酸純化填料,具體可根據需要純化樣品的分子大小、序列、電荷等方面來擇優選擇。
目前,高質量的寡核苷酸生產能力和穩定的供應鏈,在國內一直處于比較稀缺的狀態。將寡核苷酸最終產物與其及為相似的雜質進行分離純化,一直是制約寡核苷酸高質量、批量化生產的難點之一。
科諾賽生物作為國內純化領域的后起之秀,迎難而上,結合自主創新的技術,深入研究,充分考慮產品純度和回收率之前的平衡,通過不同批次的樣品,以及不同規模下進行多次實驗驗證,可以做到在保證樣品收率85%以上的同時,將其純度做到95%以上,為客戶提供高效的寡核苷酸純化解決方案,幫助客戶解決在生產制備過程中的難題。
產品特點
》15μm和30μm兩種小粒徑可供選擇,分辨率高,載量高,操作空間大,滿足寡核苷酸多樣的純化需求;
》以聚合物PS-DVB為基質,具有熱穩定性和化學穩定性,可實現多種技術的應用;
》在高溫下運行可以加快傳質,提高長鏈寡核苷酸的分離度
》高pH等變性條件下不影響純化,有效避免在修飾、自我互補和富含 GC 的寡核苷酸聚集;
》性能優良,容易放大,使用成本低,可滿足從實驗室到工業化生產不同規模的需求。
附錄:2023年1-11月國內核酸藥物領域融資情況