分享至
质粒纯化的层析纯化瓶颈，如何破局？
随着细胞治理以及核酸疫苗的快速发展，除了最终成品的支持工艺，作为过程使用的多种原理的生产工艺也越来越受到重视，这些中间工艺的优化对提高产品质量和降低生产成本方面发挥着至关重要的作用。
质粒作为细胞治疗和 mRNA 的前期原料一直其纯化工艺就受到各种限制，其中可以进行大规模下游生产的层析法更由于层析填料的特点限制了其纯化效率。一般情况下，很多层析填料都是为蛋白质纯化设计的，内部孔洞更小，不利于质粒的内部吸附；进而导致有效的吸附表面非常少，降低了吸附效率。一般情况下，其吸附质粒的效果低于吸附蛋白的50倍以上。(Ferreria, et al, 2000）
为了提高纯化的质量和效率，很多人开始选择大孔径的复合模式填料。Aberin 和 Franklin 等人在 2002 年成功的报道了用 CHT II 型（陶瓷羟基磷灰石）进行一步法的质粒纯化，获得了药品级纯度的产品。
Bio-Rad 研发部门采用 CHT II 20um 装填到1ml 的层析柱中，然后对质粒样品 pS3（10Kb）pS5（9,48Kb）pUC19（2.6Kb）进行了纯化。
线性流速 311cm/hr
结合 Buffer：Na3PO4 10mM pH 7.0, EDTA 0.1mM
洗脱 Buffer：Na3PO4 0.4M pH 7.0, EDTA 0.1mM
动态结合载量和产量和质粒的类型有关。
对于不同的结合 Buffer，也会导致 CHTII 对质粒的吸附。使用 20mM pH7.5 的磷酸钠和 pH7.5 的硼酸溶液进行测试，会发现硼酸缓冲液导致了 pUC19 的结合升高，但是 PS5 的下降。暗示较小的质粒采用硼酸缓冲体系可能会对结合以及产量有帮助。
对于不同的结合 Buffer，也会导致 CHTII 对质粒的吸附。使用 20mM pH7.5 的磷酸钠和 pH7.5 的硼酸溶液进行测试，会发现硼酸缓冲液导致了 pUC19 的结合升高，但是 PS5 的下降。暗示较小的质粒采用硼酸缓冲体系可能会对结合以及产量有帮助。
在结合液中添加添加剂可以帮助提高结合效率，一般添加 NaCl 或 Ca2Cl。0.6M 的 NaCl 可以明显的提高产量，Ca2Cl 在 5.5mM 的时候效率最高，但是过多的添加会形成浑浊的沉淀。
CHT 陶瓷羟基磷灰石具有很高的刚性，可以轻松的进行规模放大。在质粒纯化工艺的优化过程中，除了填料的选择也和质粒的二级结构，裂解液，离子特性有关，因此具体的方案仍然需要在CHT上进行优化。但是优化的工艺路线是明确的，最好的是在磷酸盐的溶液中进行，调整pH，NaCl或者Ca2Cl的浓度，实现杂质和纯净质粒的分离。
此外，CHT一步法的纯化得到的质粒产品可能会具有更多的优势，因为CHT可以对多种核酸以及内毒素都有一定吸附能力，因为在优化工艺的分离后，样品中其宿主残留的核酸或者内毒素也能被消除。
引
用
文
献
· Aberin CS and Franklin SG（2002），Plasmid Purification using CHT Ceramic Hydroxyapatite Support. Bio-Rad Bulletin 2731
· Ferreira GN et al.(2000).Downstream Processing of Plasmid DNA for gene Therapy and DNA Vaccine application. Trends Biotechnology 18,380-388
* BIO-RAD是BIO-RAD LABORATORIES, INC. 在特定区域的商标。
* 本产品仅用于科研用途，不用于临床诊断。
