早在 19 世紀 40 年代，科學家們發現一種可以在細胞之間互相轉移的細胞質遺傳因子，并提出了多種猜測，包括寄生蟲、共生體、基因等。但命名始終未得到最終的確認。

直到 1952 年，Joshua Lederberg 開始著手闡明這些細胞質遺傳因子的分類，并首次提出了 “Plasmid” 這個名稱。“Plasmid” 是 “Cytoplasm” 和 “id”（拉丁語中的 ‘it’ ）的整合體，并將其作為 “任何染色體外遺傳決定因子” 的通用術語。

Fig.1 質粒

質粒是小的環狀超螺旋雙鏈 DNA，在宿主細胞內獨立于染色體外自主復制并穩定遺傳，可通過基因工程改造接入外源 DNA 作為基因載體，轉入宿主細胞。

如今，質粒已成為生物制藥領域中最重要的工具之一，可用于克隆，擴增和表達目的蛋白；也可用于病毒載體和 mRNA 的生產等領域。

質粒有多種拓撲結構，包括超螺旋質粒、開環質粒、線性質粒，其中超螺旋質粒被認為是活性最高的組分，而開環質粒由于轉導細胞效率較低，需要在質粒成品中嚴格控制其含量。

博格隆的質粒純化三步法工藝具有穩健、高效、可放大的特點，助力您獲得符合標準的高純度質粒。
 

Fig.2 質粒生產流程
 

• 獲得一定規模的高純度超螺旋 DNA（ssDNA）

• 去除產品相關雜質：開環 DNA（ocDNA），質粒 DNA 聚集體（dimer，trimer，tetramer，etc.）

• 去除工藝相關雜質：HCP，HC-DNA，HC-RNA

• 控制生物負荷：內毒素，微生物

• 工藝流程穩健，可重復性好

• 可進行線性放大
 

• 樣品準備：中空纖維濃縮后樣品

• 6FF 層析目的在于快速去除大量 RNA，收率一般在 90% 以上

• Buffer：2.1M(NH₄)₂SO₄-10mM EDTA-100mM Tris, pH7.5

• 柱高可選擇 30~50cm

• 進樣量控制在 15~25% CV

• 操作流速 60~120cm/h

• 收集到的流穿，超螺旋比例基本在 80% 左右

Fig.3凝膠過濾圖譜

高效分離超螺旋質粒（scDNA）和開環質粒（ocDNA），去除開環 DNA，收率一般大于 80%，經過該步純化后，超螺旋比例在 95% 左右。

Buffer A：2.1M(NH₄)₂SO₄-10mM EDTA 100mM Tris, pH7.5

Buffer B：1.7M(NH₄)₂SO₄-0.3M NaCl-10mM EDTA-100mM Tris, pH7.5

• 堿洗：0.5M NaOH  2~3CV，靜置 15~30min

• 水洗：2~3CV

• 平衡：BufferA 2~3CV，至 pH、Cond 平衡

• 上樣：不超過 2.5mg/mL，保留時間不低于 3min

• 清洗：Buffer A 清洗 3~5CV

• 洗脫：Buffer B 洗脫

Fig.4 親和層析圖譜

利用高分辨率去除殘留內毒素及痕量雜質，收率一般可達 80%。

Buffer A：0.4M NaCl-10mM EDTA-100mM Tris, pH7.5

Buffer B：1.0M NaCl-10mM EDTA-100mM Tris, pH7.5

樣品：親和洗脫液與 TE Buffer 進行 1:2 稀釋
 

層析過程：

• 堿洗：0.5M NaOH  2~3CV，靜置 15~30min

• 水洗：2~3CV

• 平衡：Buffer A 2~3CV，至 pH、Cond 平衡

• 上樣：不超過 2mg/mL，保留時間不低于 3min

• 清洗：Buffer A 清洗 3~5CV

• 洗脫：Buffer B 洗脫

Fig.5 陰離子交換層析圖譜
 

為方便質粒純化后實驗結果分析，博格隆推出 Ezscreen Bestarose 6HP 預裝柱，用于質粒定量分析。

Fig.6 質粒分析圖譜
 

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