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NEWS从粗到精——人生就是博解读mRNA纯化工艺
来源:蒲腾策 日期:2025-03-19在体外转录(IVT)过程中获得的mRNA反应混合物中,除了所需的mRNA产物外,还含有多种杂质,如蛋白质(T7 RNA聚合酶、无机焦磷酸酶)、NTP、模板DNA、盐离子、各类添加剂,以及IVT反应中生成的mRNA副产物(如dsRNA、截断RNA片段)。这些杂质的存在可能会对mRNA的功能造成负面影响,比如影响其精准度、降低翻译效率或改变免疫原性。因此,必须通过纯化技术将目标mRNA从IVT混合物中有效分离,确保其纯度和完整性,以保障产品的安全性和有效性。
常见的mRNA纯化方法包括氯化锂(LiCl)沉淀、硫酸铵沉淀、磁珠纯化、硅胶柱膜纯化和层析纯化等。其中,沉淀法、磁珠法及硅胶柱法操作相对简单快捷,适合科研及早期应用,但由于其处理量小、纯化效率有限,因此在工业生产中,多采用层析纯化法。
氯化锂沉淀是一种传统的mRNA纯化方法,通过利用锂离子在特定pH条件下能减少RNA分子之间的同电性相斥,从而促进RNA分子的聚集与沉淀。形成的RNA沉淀通过离心方式分离,以获取较为纯净的RNA样品。然而在工业生产中,因残留锂盐可能具有毒性,并且需要在低温下进行沉淀,增加了能源成本和特殊设备要求,因此此方法多用于较高浓度、较大片段的RNA。
在2024年1月,中科院过程工程研究所的研究探索了利用硫酸铵沉淀提取mRNA的可行性。研究显示,18M硫酸铵浓度下,mRNA沉淀率超过95%,且在室温下能够快速溶解在不含RNase的水中,溶解率高达90%以上。推荐的最佳沉淀条件为2M硫酸铵,pH 7.0,20℃,沉淀时间2小时,这样可以同时达到近100%的沉淀率及溶出率。
硅胶柱膜纯化基于硅胶膜表面的硅醇基团与mRNA分子之间的相互作用,能够有效地分离mRNA与蛋白质、多糖及脂类杂质。该方法材料安全无毒,符合环保理念,适合实验室和早期研究阶段的应用,体现了人生就是博的精神:在实验与探索中寻求突破。
磁珠法采用修饰的氧化铁磁珠,与mRNA结合后在磁场作用下移动,能够高效去除杂质。该方法的官能团通常包括羧基和羟基,可以在酸性条件下与mRNA结合,或利用偶联的Oligo(dT)亲和配体特异性富集带有Poly(A)尾的mRNA。尽管磁珠法能高效去除杂质,但操作时需注意避免影响mRNA的完整性。
对于工业级别的mRNA纯化,层析法被广泛应用,以获得更高的核酸质量和产量。Oligo(dT)亲和色谱是主流方法之一,但常常与其他方法如疏水层析和阴离子层析联用,以实现更好的纯化效果。层析技术的优势在于能够高效分离具有不同电荷特征的mRNA和杂质,突显了人生就是博的策略:在精细化的技术面前,不断优化与提升。
总之,mRNA的纯化工艺开发可通过多种方法实现,每种方法各有优劣,针对不同的需求,应选择合适的纯化方案。为了更好地支持科研和工业需求,瀚海新酶开发了多种适用于不同阶段的mRNA纯化试剂盒,能够提高采样的完整度,降低蛋白残留,并在保留便捷性与效率方面展现出优势,与客户共同携手推进新药开发进程,充分体现了人生就是博的理念。
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