具有治療潛力的核酸和mRNA疫苗在制藥工業(yè)成為新的增長(zhǎng)點(diǎn),。其中寡核苷酸發(fā)展迅猛,寡核苷酸是由20到60個(gè)堿基組成的單鏈或雙鏈核酸片段,。包括反義寡核苷酸(ASOs),、小干擾RNA (siRNA),、microRNA以及適配體。在生物化學(xué),、分子生物學(xué)和遺傳學(xué)中有著廣泛的應(yīng)用,。
寡核苷酸由于細(xì)胞外穩(wěn)定性低,溶劑被核酸酶解,,同時(shí)難以進(jìn)入細(xì)胞等因素的影響發(fā)展緩慢,,近些年,由于核酸修飾(磷酸骨架,,堿基以及糖環(huán)的修飾)以及遞送介質(zhì)(脂質(zhì)體等)等相關(guān)技術(shù)的突破,,使其成為繼小分子藥物、抗體蛋白質(zhì)藥物之后,,出現(xiàn)的一類新模式藥物,,是近年藥物開發(fā)的熱點(diǎn)之一。
寡核苷酸的結(jié)構(gòu)決定了它極性非常強(qiáng),,在常規(guī)的反相色譜柱上很難保留,,可以使用HILIC模式、離子交換模式或者借助于離了對(duì)試劑在反相柱上實(shí)現(xiàn)保留,,不同分離模式各自有自己的局限性,。IP-RP作為其中常用的一種,應(yīng)用范圍較廣,,今天我們從方法開發(fā)的角度一探究竟,。
Part 1 方法初篩
不同離子對(duì)試劑的選擇對(duì)于物質(zhì)的保留差異較大。此次分析的樣品是20個(gè)堿基的寡核苷酸,,優(yōu)先選擇TEA作為離子對(duì)試劑,,后期因?yàn)樯婕斑M(jìn)質(zhì)譜進(jìn)行質(zhì)量確認(rèn),所以加入了100mmol的HFIP增加靈敏度,。采用不同比例的有機(jī)相,、結(jié)合不同濃度的緩沖鹽濃度,優(yōu)化色譜方法,,得到24張色譜圖,,疊加如下文圖1所示。
系統(tǒng): Nexera XS inert
色譜柱: Shim-pack Scepter Claris C18(100 mm x2.1 mm l.D.,3 um,P/N:227-31210-05)
溫度: 60°C
進(jìn)樣量:2 μL
流速: 0.4 mL/min
泵A
-Line A: 100 mmol/L HFlP and 20 mmol/LTEA水溶液
- Line B:100 mmol/L HFIP水溶液
-Line C: 200 mmol/L HFlP and 20 mmol/LTEA水溶液- Line D: 200 mmol/L HFIP水溶液
泵B
- Line A: 乙腈
- Line B: 甲醇
時(shí)間程序(%B):6%(0 min)>24 %(36 min)>50 %(36-37 min)>6%(37-46 min)
檢測(cè)器:260 nm(SPD-M40,UHPLC惰性流通池)
質(zhì)譜系統(tǒng):LCMS-2050
離子源: ESI/APCI(DUISTM),負(fù)模式
掃描模式: SCAN(m/z 500-2000)
霧化器: 2.0 L/min(N2)
干燥氣: 5.0 L/min(N2)加熱氣:7.0 L/min(N2)
DL溫度:200°C
溫度: 450°C
電壓:-2.0 kV
整體色譜柱峰形優(yōu)異,,惰性化柱管對(duì)于因柱管導(dǎo)致的峰形拖尾等問題,,改善明顯。
從②⑤⑧可以看出,,隨著離子對(duì)試劑濃度的增加,,保留提升,分離得到進(jìn)一步的改善,。
HFIP濃度以及有機(jī)相的比例會(huì)影響基線,,200mmol/L的HFIP中有100%純乙腈流動(dòng)相會(huì)引起基線的抬升,,比如?, ?, ?和?的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。對(duì)比結(jié)果⑧和結(jié)果?,,可以看出HFIP的提升,,對(duì)于分離展現(xiàn)出不同的效果。此外,,在一些文章中也提到需要在流動(dòng)相中加入一定比例的HFIP,,這樣使得TEA的溶解度變小, 因而TEA更容易綁縛在固定相上形成更穩(wěn)定的離子對(duì)試劑層 ,。這促使離子相互作用的分離機(jī)制非常顯著,,尤其針對(duì)于硫代寡核苷酸。
從②③的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出,,不同的有機(jī)試劑含量對(duì)于雜質(zhì)分離展現(xiàn)不同的選擇性,。不同流動(dòng)相HFIP和TEA中的濃度、以及有機(jī)溶劑乙腈與甲醇的混合比例對(duì)FLP和FLP相關(guān)雜質(zhì)分離影響較大,。
最終,,通過矩陣設(shè)計(jì),考察分離效果,,結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)條件⑤的分離效果佳,采用的流動(dòng)相條件為:100mM HFIP 10mM TEA/ACN 50%_MeOH 50%,。
Part 2 方法優(yōu)化
參考以上分離結(jié)果,,進(jìn)一步優(yōu)化有機(jī)相混合比例、柱溫以及梯度條件,。
發(fā)現(xiàn)40%甲醇-60%乙腈混合比例對(duì)于寡核苷酸的分離效果更優(yōu),。
文獻(xiàn)中提到升高的柱溫通常減小峰寬,從而一定程度上改善了雜質(zhì)分離,,因此也是主要的一個(gè)影響因素,。Scepter Claris C18色譜柱采用雜化硅膠,不僅具有雜化硅膠可以耐受高柱溫的特性,,而且Scepter Claris色譜柱采用生物惰性涂層,,相比于其他柱管的惰性化程度,惰性更優(yōu),,峰形改善更明顯,。所以,進(jìn)一步優(yōu)化如圖3所示,,柱溫65℃的峰展寬更弱,,峰形更窄,。
最后考察了洗脫的梯度,,優(yōu)化梯度條件,,確定優(yōu)的梯度檢測(cè)條件,。
最終確定了檢測(cè)條件如圖5所示,從圖中可以發(fā)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)從不同角度優(yōu)化方法,,實(shí)現(xiàn)了n-1,、PO等雜質(zhì)的良好分離。
同時(shí),,在寡核苷酸的分析檢測(cè)中,,除了C18色譜柱應(yīng)用較多,C4色譜柱由于區(qū)別于C18的選擇性,,應(yīng)用也非常多,,常見于生物分析等。
采用島津Nexera XS inert 系統(tǒng),,配套島津全新惰性雜化硅膠色譜柱——Shim-pack Scepter Claris C18,,從流動(dòng)相比例、梯度,、柱溫等方面優(yōu)化方法,,避免了不銹鋼柱管吸附導(dǎo)致的峰形問題,有效實(shí)現(xiàn)寡核苷酸的分離分析,。結(jié)合LabSolutions MD可實(shí)現(xiàn)整個(gè)工作流程優(yōu)化自動(dòng)化,,包括生成分析進(jìn)度表、如自動(dòng)峰值跟蹤具體的數(shù)據(jù)處理功能,、色譜的評(píng)價(jià)值和設(shè)計(jì)空間等,,有效提升方法開發(fā)的效率。
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