LCMS
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.

Slalom-Aided Anion Exchange Chromatography for Enhanced Analysis of Plasmid DNA Topological Impurities

Aplikace | 2025 | WatersInstrumentace
HPLC
Zaměření
Farmaceutická analýza
Výrobce
Waters

Souhrn

Význam tématu


Analýza topologických forem plasmidové DNA je klíčová pro vývoj a kontrolu kvality genové terapie a biologických léčiv. Různé konformace (superšroubovice, otevřená kružnice, lineární) ovlivňují transfeční účinnost, biologickou aktivitu a regulační schvalování přípravků.

Cíle a přehled studie / článku


Studie představuje kombinaci tradiční aniontové výměnné chromatografie (AEX) a fenoménu slalomové chromatografie ke zvýšení selektivity při rozlišení topologických izomerů plasmidové DNA. Testovány byly tři modelové konstrukty (pBR322, ΦX174 RF I/II, pCMV‐Cas9) o velikosti 4,4–7,0 kbp.

Použitá metodika a instrumentace


Pro separace byl použit systém Waters ACQUITY Premier s binárním rozpuštědlovým manažerem, průtokovým jehlovým autosamplerem a PDA detektorem eLambda s titanovou tokovou cely (5 mm). Separace probíhala na kolóně Protein-Pak Hi Res Q (4,6 × 100 mm, 5 µm) při 35 °C. Mobilní fáze A byla 20 mM Tris, 5 % urea, pH 9,0, fáze B byla shodná s navýšenou koncentrací NaCl (1,0 M). Gradient NaCl (0,6–1,0 M) byl aplikován při různých průtocích (0,1–0,8 mL/min). Odběry dat probíhaly při 260 nm.

Hlavní výsledky a diskuse


Bylo prokázáno, že zvýšením průtoku roste retence lineární DNA relativně ke konformacím s omezenou elasticitou. Pro pBR322 byla optimální selektivita na 0,8 mL/min, pro ΦX174 RF I/II na 0,8 mL/min a pro plasmid Cas9 na 0,3 mL/min. Tato dual‐mode mechanismus kombinuje elektrostatickou retenci AEX a hydrodynamické (slalomové) efekty, což umožňuje systémové rozlišení všech tří izomerů na jednom gradientním metodickém nastavení.

Přínosy a praktické využití metody


  • Úplná baseline separace superšroubovice, otevřené kružnice a lineární DNA včetně biologicky významných plasmidů
  • Jednoduchá optimalizace selektivity pouze úpravou průtoku bez změn složení mobilní fáze
  • Vysoká opakovatelnost a škálovatelnost vhodné pro QC genových terapií

Budoucí trendy a možnosti využití


  • Vývoj kolón a slalomových stacionárních fází pro vyšší tlaky a širší rozsah velikostí DNA/RNA
  • Integrace ultravysoce výkonné slalomové chromatografie pro rychlé profilování biopolymérů
  • Komplexní workflow kombinující AEX–slalom s dalšími detekčními metodami (MS, multiwavelength PDA)
  • High-throughput screening nových topologických variant a optimalizace průmyslových výrobních procesů

Závěr


Kombinace AEX a slalomové chromatografie na kolóně Protein-Pak Hi Res Q umožňuje robustní a univerzální rozlišení tří hlavních topologických forem plasmidové DNA bez nutnosti komplikovaných úprav mobilní fáze. Metoda nabízí efektivní nástroj pro kontrolu kvality a analýzu genové terapie.

Reference


  • 1. Piao X. et al. Supercoiled DNA Percentage: A Key In-Process Control… Mol Ther Nucleic Acids, 2024.
  • 2. Huber C. G. Micropellicular Stationary Phases for High-Performance Liquid Chromatography of Double-Stranded DNA. J Chromatogr A, 1998.
  • 3. Strege M. A., Lagu A. L. Anion-Exchange Chromatography of DNA Restriction Fragments. J Chromatogr A, 1991.
  • 4. Smith C. R. et al. Separation of Topological Forms of Plasmid DNA by Anion-Exchange HPLC. J Chromatogr B, 2007.
  • 5. Pavlin N. et al. Analytical Separation of Plasmid DNA Isoforms Using Anion Exchanging Chromatographic Monoliths. Electrophoresis, 2023.
  • 6. Yang H., Koza S., Chen W. Plasmid Isoform Separation and Quantification by Anion-Exchange Chromatography (AEX). Waters Application Note, 2021.
  • 7. Hirabayashi J., Kasai K. ichi. Effects of DNA Topology, Temperature and Solvent Viscosity on DNA Retardation in Slalom Chromatography. J Chromatogr A, 2000.
  • 8. Gritti F. Retention Mechanism in Slalom Chromatography: Perspectives on… J Chromatogr A, 2025.
  • 9. Gritti F. Ultra-High Pressure Slalom Chromatography… J Chromatogr A, 2024.
  • 10. Finny A. S. et al. High-Resolution Size Exclusion Chromatography of Megadalton-Sized DNA Vectors… Waters Application Note, 2025.

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

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Toggle
Plasmid Topology and Digest Analysis Using a GTxResolve™ 250 Å Slalom Chromatography Column
Application Note Plasmid Topology and Digest Analysis Using a GTxResolve™ 250 Å Slalom Chromatography Column Jamuna Vaishnav, Balasubrahmanyam Addepalli, Matthew A. Lauber Waters Corporation, United States Published on August 18, 2025 Abstract This application note illustrates the characterization of plasmid…
Klíčová slova
plasmid, plasmidsupercoiled, supercoiledgel, gelacquity, acquityrad, radbio, biotunable, tunableuplc, uplcgene, genekbp, kbppowerpac, powerpacenzyme, enzymeclass, classprivacy, privacyslalom
Plasmid Isoform Separation and Quantification by Anion-Exchange Chromatography (AEX)
Application Note Plasmid Isoform Separation and Quantification by Anion-Exchange Chromatography (AEX) Hua Yang, Stephan M. Koza, Weibin Chen Waters Corporation Abstract The purity and quality of plasmids play a critical role in the production of gene therapies and vaccines. Among…
Klíčová slova
plasmid, plasmidaex, aexisoform, isoformanion, anionisoforms, isoformsres, resexchange, exchangepak, pakwaters, watersdnas, dnasautoblend, autoblendcharged, chargedplasmids, plasmidsbio, biouplc
Separation and Size Assessment of dsDNA  Fragments by Anion-Exchange  Chromatography (AEX)
Application Note Separation and Size Assessment of dsDNA Fragments by Anion-Exchange Chromatography (AEX) Hua Yang, Stephan M. Koza, Weibin Chen Waters Corporation Abstract Reliably separating dsDNA species and assessing their sizes are important analytical tasks in the fields of cell…
Klíčová slova
dna, dnaplasmid, plasmiddsdna, dsdnaaex, aexres, resfragments, fragmentsanion, anionpak, pakexchange, exchangebstni, bstnikbp, kbpenzyme, enzymerich, richabolished, abolisheddigested
High-Resolution Separations of Single and Double-Stranded Nucleic Acids Using Strong Anion-Exchange Chromatography
Application Note High-Resolution Separations of Single and Double-Stranded Nucleic Acids Using Strong Anion-Exchange Chromatography Abraham S. Finny, Balasubrahmanyam Addepalli, Matthew A. Lauber Waters Corporation, United States Published on November 18, 2025 Abstract High-Resolution Separations of Single and Double-Stranded Nucleic Acids…
Klíčová slova
stranded, strandednucleic, nucleicanion, aniondouble, doublestrong, strongexchange, exchangeseparations, separationsacids, acidssingle, singleresolution, resolutionchromatography, chromatographyaex, aexhigh, highusing, usingpremier
Další projekty
GCMS
ICPMS
Sledujte nás
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.