Optimization of a Robust and Sensitive Capillary Electrophoresis- Laser Induced Fluorescence Method for Monitoring Plasmid Stability and Purity
Aplikace | 2019 | SCIEXInstrumentace
Plasmidová DNA hraje klíčovou roli v biotechnologii a biopharmaceutickém průmyslu, zejména v oblasti DNA vakcín, genové terapie a ex-vivo syntézy proteinů. Přesná kvantifikace různých topologických forem (superzavinutá, otevřená kruhová, lineární) a monitoring stability těchto forem je nezbytný pro splnění regulačních požadavků a zajištění kvality farmaceutických přípravků.
Autoři prezentují vývoj robustní a citlivé metody kapilární elektroforézy s detekcí laserem indukované fluorescence (CE-LIF) pro kvantitativní analýzu čistoty a stability plasmidové DNA. Metoda je navržena tak, aby překonala omezení tradiční agarózové elektroforézy a zajistila vysokou reprodukovatelnost a automatizaci měření.
Pro separaci bylo využito zařízení PA 800 Plus Pharmaceutical Analysis System vybavené laserem (488 nm excitace, 520 nm emise) a LIF detekcí. Jako separační médium sloužil gelový pufr (dsDNA 1000 kit) ředěný v 1×TBE. Analytické podmínky zahrnovaly:
Optimalizací ředění gelu (7×, 10×) a injekčních parametrů bylo dosaženo baseline rozlišení superzavinuté, otevřené kruhové a lineární formy během 20 minut. Elektrokinetická injekce poskytla lepší rovnováhu mezi citlivostí a rozlišením než tlaková injekce. SYBR Gold umožnilo až 10× vyšší signál než LIFluor EnhanCE se současným zlepšením separace. Metoda prokázala konzistentní výsledky při 21 po sobě jdoucích bězích s RSD < 8 % pro plochu hlavních píků. Testy stability při 40 °C ukázaly pokles podílu superzavinuté formy a nárůst degradovaných forem v souladu s výsledky agarózové elektroforézy.
Další vývoj by mohl zaměřit na integraci vyšší kapacity paralelních analýz, real-time monitoring degradace in situ a adaptaci metody na jiné nukleové kyseliny. Kombinace s masovou spektrometrií nebo mikročipovými systémy nabízí potenciál pro komplexní profilování čistoty a míry kontaminace.
Optimalizovaná CE-LIF metoda s využitím SYBR Gold poskytuje citlivou, reprodukovatelnou a plně automatizovanou analýzu topologických forem plasmidové DNA. Tento přístup splňuje regulační požadavky na čistotu a stabilitu a zvyšuje efektivitu a spolehlivost QC procesů v biotechnologickém a farmaceutickém průmyslu.
Kapilární elektroforéza
ZaměřeníKlinická analýza
VýrobceSCIEX
Souhrn
Význam tématu
Plasmidová DNA hraje klíčovou roli v biotechnologii a biopharmaceutickém průmyslu, zejména v oblasti DNA vakcín, genové terapie a ex-vivo syntézy proteinů. Přesná kvantifikace různých topologických forem (superzavinutá, otevřená kruhová, lineární) a monitoring stability těchto forem je nezbytný pro splnění regulačních požadavků a zajištění kvality farmaceutických přípravků.
Cíle a přehled studie / článku
Autoři prezentují vývoj robustní a citlivé metody kapilární elektroforézy s detekcí laserem indukované fluorescence (CE-LIF) pro kvantitativní analýzu čistoty a stability plasmidové DNA. Metoda je navržena tak, aby překonala omezení tradiční agarózové elektroforézy a zajistila vysokou reprodukovatelnost a automatizaci měření.
Použitá metodika a instrumentace
Pro separaci bylo využito zařízení PA 800 Plus Pharmaceutical Analysis System vybavené laserem (488 nm excitace, 520 nm emise) a LIF detekcí. Jako separační médium sloužil gelový pufr (dsDNA 1000 kit) ředěný v 1×TBE. Analytické podmínky zahrnovaly:
- Elektrokinetická injekce vzorku (2 kV, optimálně 12 s)
- Separace při konstantní teplotě 20 °C
- Přídavek interkalujících barviv SYBR Gold (kvantový výtěžek ~0,7) nebo LIFluor EnhanCE (<0,01)
- Methanolový proplach kapiláry ke zvýšení robustnosti
Hlavní výsledky a diskuse
Optimalizací ředění gelu (7×, 10×) a injekčních parametrů bylo dosaženo baseline rozlišení superzavinuté, otevřené kruhové a lineární formy během 20 minut. Elektrokinetická injekce poskytla lepší rovnováhu mezi citlivostí a rozlišením než tlaková injekce. SYBR Gold umožnilo až 10× vyšší signál než LIFluor EnhanCE se současným zlepšením separace. Metoda prokázala konzistentní výsledky při 21 po sobě jdoucích bězích s RSD < 8 % pro plochu hlavních píků. Testy stability při 40 °C ukázaly pokles podílu superzavinuté formy a nárůst degradovaných forem v souladu s výsledky agarózové elektroforézy.
Přínosy a praktické využití metody
- Vyšší citlivost a kvantitativní přesnost oproti agarózovému gelu
- Automatizovaná příprava a čištění kapiláry zkracují dobu analýzy
- Robustnost metody umožňuje stovky měření bez výměny kapiláry
- Metoda je vhodná pro QC v bioprodukci plasmidových přípravků
Budoucí trendy a možnosti využití
Další vývoj by mohl zaměřit na integraci vyšší kapacity paralelních analýz, real-time monitoring degradace in situ a adaptaci metody na jiné nukleové kyseliny. Kombinace s masovou spektrometrií nebo mikročipovými systémy nabízí potenciál pro komplexní profilování čistoty a míry kontaminace.
Závěr
Optimalizovaná CE-LIF metoda s využitím SYBR Gold poskytuje citlivou, reprodukovatelnou a plně automatizovanou analýzu topologických forem plasmidové DNA. Tento přístup splňuje regulační požadavky na čistotu a stabilitu a zvyšuje efektivitu a spolehlivost QC procesů v biotechnologickém a farmaceutickém průmyslu.
Reference
- FDA. Points to consider on plasmid DNA vaccines for preventive infectious diseases. Docket no. 96N-0400, 1996.
Podobná PDF
Simple, Fast and Robust Method for Plasmid Purity Testing and Degradation Monitoring
2019|SCIEX|Aplikace
Simple, Fast and Robust Method for Plasmid Purity Testing and Degradation Monitoring Capillary Electrophoresis-Laser Induced Fluorescence Detection (CE-LIF) Jane Luo, Tingting Li, and Mukesh Malik SCIEX, Brea, California A Introduction Plasmid DNA is often used as the gene delivery vehicle…
Klíčová slova
plasmid, plasmidsupercoiled, supercoilednicked, nickedlifluor, lifluornicking, nickinglif, lifform, formisoforms, isoformsslab, slabisoform, isoformgel, gellinearized, linearizedelectrophoresis, electrophoresismigration, migrationenzyme
Gene Therapy and Oligonucleotide Compendium - Volume 1
2020|SCIEX|Příručky
Gene Therapy and Oligonucleotide Compendium Volume 1 Gene Therapy and Oligonucleotide Compendium Contents Introduction 4 Growing trends and emerging technologies for oligonucleotide and gene therapies 6 The global gene therapy & oligonucleotide market 8 Regional landscape North America EMEAI (Europe,…
Klíčová slova
gene, genetherapy, therapyoligonucleotide, oligonucleotidesciex, sciexcompendium, compendiumcontents, contentsdownload, downloadgexp, gexptechnical, technicalexpression, expressionprimer, primerdna, dnaplasmid, plasmidnote, noteaav
Accurate Analysis of Double Stranded DNA over an Extended Size Range
2019|SCIEX|Aplikace
Accurate Analysis of Double Stranded DNA over an Extended Size Range Capillary Electrophoresis-Laser Induced Fluorescence Detection (CE-LIF) Jane Luo, Mukesh Malik, Marcia Santos, Sahana Mollah and Handy Yowanto SCIEX, Brea, California Introduction Analysis of double stranded DNA (ds DNA) is…
Klíčová slova
dna, dnasize, sizefragments, fragmentsgene, generestriction, restrictionvectors, vectorstherapy, therapylif, lifvaccines, vaccinesover, overextended, extendedgel, gellifluor, lifluorcell, cellmicrochip
Genome Sizing Methodology for Genome Integrity Analysis of Adeno-Associated Viruses (AAV)
2020|SCIEX|Aplikace
Genome Sizing Methodology for Genome Integrity Analysis of Adeno-Associated Viruses (AAV) Jane Luo, Tingting Li, Fang Wang, Sahana Mollah, Handy Yowanto SCIEX, Brea, California Introduction Adeno-associated virus (AAV) is a small (25-nm) virus that is composed of a non-enveloped icosahedral…
Klíčová slova
aav, aavgenome, genomebenzonase, benzonaseintact, intactsize, sizepartial, partialagarose, agaroseproteinase, proteinasedenaturing, denaturingcapsids, capsidstreated, treatedsmall, smallfiltrate, filtrateblot, blotimpurities