寡核苷酸纯度分析
寡核苷酸通常是由20个以内短链核苷酸(脱氧核糖核苷酸或核糖核苷酸)组成,是短RNA和DNA低聚体。它可作为探针确定DNA或RNA的结构,用于基因芯片、电泳、荧光原位杂交等过程中。
寡核苷酸主要通过化学合成广泛用于生物学、农牧业、医学等领域,目前已研发出寡核苷酸自动合成仪器,能快速合成各种序列的寡核苷酸片段以及荧光标记的寡核苷酸。在这过程中,每一步都可能会引入杂质,包括未反应的原料、反应副产物、降解产物以及不同序列的寡核苷酸等。这些杂质不但造成寡核苷酸定量不准,还可能影响到下一步的生物学试验。因此合成后的寡核苷酸需要进行纯化,以确保后续实验的准确性。
目前寡核苷酸纯化方法大致分为两种,一种是常规的控制寡核苷酸质量及长度进行分离,另一种是含有5′羟基不完全脱二甲氧基三苯甲烷(DMT)保护基团的特异性吸附。
(1)控制寡核苷酸质量及长度:现有寡核苷酸质量和长度的控制方法包括聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)技术和高效液相色谱(HPLC)技术,这两种方法都是基于不同长度的寡核苷酸在介质中移动的速度差异分离出目标寡核苷酸,通量通常都不高。
PAGE:由于各分子所带电荷和大小不同,综合影响其在凝胶中的迁移速度,大片段迁移得慢,经过一定时间的电泳,大小片段可分开。
特点:操作复杂,分析时间长,难以实现自动化分离和分析;分辨率高,对分子长度无限制。
HPLC:HPLC是当前分离纯化寡核苷酸的主要方法,分离纯化的指标是目标物和杂质的分离度,现有HPLC法方法中使用 TEAB 作为离子对试剂,对寡核苷酸进行分离纯化,该方法又称反相离子对(IP-RP)色谱法。
特点:自动化程度高、省人力,产品纯度高;但纯化量小,速度慢,成本较高,批量生产效率不高。而且由于色谱柱的记忆效应,还需考虑交叉污染的可能。
(2)基于 DMT 基团的特异性吸附:目标寡核苷酸在合成最后一个碱基后可以选择性地带有 DMT 基团,而提前中止的寡核苷酸不带这个基团,这种差异可以被特异性结合 DMT 基团的介质识别,从而只收获目标寡核苷酸。这个方法通量较高,但只适合于较短的寡核苷酸,而且在纯化后还需要加一步去除 DMT 基团的操作。
OPC柱纯化:利用柱料和合成的引物5′ -端 DMT 的亲和力来特异吸附含 DMT 的寡核甘酸分子,因此在合成后的后续处理时,应注意不要脱掉DMT,在纯化的过程中再脱此基团。
特点:可高效去除盐分、短片段,纯化后的产物可达到较高的纯度,可用于大多数的分子生物学实验。该方法高速、高效、可实现自动化。但受长度限制,受柱容量限制,纯化度有限。
(3)脱盐纯化:对于不带 DMT 保护基团的寡核苷酸在电泳分离后和阴离子交换液相色谱纯化后收集的寡核苷酸溶液需要进一步脱盐,如果合成的寡核苷酸质量很高,也可以直接脱盐纯化,即只去除非 DNA 的杂质,不会对下游操作产生太大的影响。脱盐方法一般使用固相萃取(SPE)技术。
SPE:其原理是寡核苷酸能特异性地吸附在反相吸附剂上,可以被有机溶剂洗脱,却不会被水洗脱,所以能有效地去除盐分。
特点:适用于纯度较高的寡核苷酸,有效去掉盐分,不能去除片段,是一种快速、简便的脱盐方法。
寡核苷酸纯度分析是生物医药领域中的重要环节,对于确保寡核苷酸的质量和安全性具有关键作用。随着生物技术的不断发展和创新,寡核苷酸纯度分析方法也在不断完善和优化。百泰派克生物科技(BTP)基于高分辨液相色谱平台,根据纯化分析原理,开发并验证寡核苷酸纯度分析方法,可根据不同的寡核苷酸样品选择适宜的分离和纯化的柱长度、流动相流速、分离温度和离子对试剂缓冲液成分,实现由于反应失败而导致 n-1 个短链体、n+1 个长聚体以及不完全硫化和副反应产生的磷酸二酯等杂质的鉴定。更多寡核苷酸业务,欢迎免费咨询!
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