High-Resolution Separations of Single and Double-Stranded Nucleic Acids Using Strong Anion-Exchange Chromatography

Aplikace | 2025 | WatersInstrumentace
Iontová chromatografie
Zaměření
Farmaceutická analýza
Výrobce
Waters

Vysoce rozlišené separace jednovláknových a dvouvláknových nukleových kyselin pomocí silné aniontové výměnné chromatografie


Význam tématu


Spolehlivá separace nukleových kyselin je zásadní pro vývoj genové terapie a vakcín. Precizní charakterizace velikostně různorodých DNA fragmentů zajišťuje kvalitu léčivých přípravků a splnění regulatorních požadavků. Tradiční gelové metody nabízejí omezenou průchodnost, kvantifikaci a automatizaci, kterou silná aniontová výměnná chromatografie (AEX) dokáže překonat.

Cíle a přehled studie


Cílem bylo optimalizovat AEX metodu pro separaci ssDNA v rozsahu 10 až 100 nukleotidů a dsDNA od 100 bp do 15 000 bp. Studie využívá vodou filtrovaný Tris pufr pH 9 s 5 procenty urey a gradaci NaCl pro potlačení sekundárních struktur a zvýšení selektivity na Waters Protein-Pak Hi-Res Q kolonu.

Použitá metodika


Metoda využívá přípravu nukleových kyselin ve vhodném objemu nuclease-free vody, injekční objemy 1 až 2 µl a průtok 0,5 ml/min. Gradient NaCl byl nastaven tak, aby malé fragmenty elutovaly při nižší koncentraci chloridu, zatímco větší fragmenty vyžadovaly vyšší koncentrace pro desorpci z fáze.

Použitá instrumentace


  • ACQUITY Premier LC System s Binary Solvent Manager
  • Flow-Through Needle Sample Manager (SM-FTN)
  • Column Manager-A
  • ACQUITY Premier eLambda PDA detektor s titanovou flow cell
  • Protein-Pak Hi-Res Q Kolona, 5 µm, 4,6 × 100 mm
  • Empower 3.9.x pro řízení a akvizici dat

Hlavní výsledky a diskuse


Ověření ssDNA žebříčků (10–60 mer, 20–100 mer) ukázalo jasné rozlišení jednotlivých políček s ostrými symetrickými píky a hlubokými údolími. U dsDNA žebříčku (100–15 000 bp) byly dobře odděleny všechny fragmenty kromě 300/400 bp a 1 000/1 500 bp. Metoda dosahuje vysoké návratnosti (>105 %) a nízkého carryover, což potvrzují prázdné injekce bez zbytkové absorbance.

Přínosy a praktické využití metody


  • Vyšší rozlišení a reprodukovatelnost než gelové techniky
  • Rychlá implementace a snadná automatizace v bioprodukčních postupech
  • Možnost sběru jednotlivých frakcí pro další analýzy
  • Robustní potlačení sekundárních struktur díky použití urey

Budoucí trendy a možnosti využití


Očekává se rozšíření AEX metod pro analýzu dalších typů nukleových kyselin, včetně RNA a modifikovaných nukleotidů. Integrace s vysokopropustnými systémy a on-line frakční sběr zvýší efektivitu analýz v rozvíjejících se terapiích genové editace.

Závěr


Optimalizovaná silná aniontová výměnná chromatografie na Waters Protein-Pak Hi-Res Q kolonu s přídavkem urey a gradací NaCl nabízí spolehlivou a škálovatelnou alternativu k gelovým technikám pro rozlišení nukleových kyselin od 10 nukleotidů do 15 000 párů bází. Metoda poskytuje vysoké rozlišení, plnou návratnost analyzovaných vzorků a minimální carryover, což podporuje její nasazení v biotechnologickém a farmaceutickém sektoru.

Reference


  • Sun X et al Signal Transduction and Targeted Therapy 2024;9(1):1–31
  • FDA Cellular & Gene Therapy Guidances 2025
  • Yamakawa H, Higashino K ich, Ohara O Anal Biochem 1996;240(2):242–250
  • Finny AS et al Waters Application Note 2025;720008847

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Strong Anion-Exchange HPLC for Size-Range and Topology-Resolved Analysis of Nucleic Acids
Slalom-Aided Anion Exchange Chromatography for Enhanced Analysis of Plasmid DNA Topological Impurities
Separation and Size Assessment of dsDNA  Fragments by Anion-Exchange  Chromatography (AEX)
Cursory Analysis of Nucleic Acid Components in Adeno-Associated Virus (AAV) Samples Using Anion-Exchange Chromatography (AEX)