通过体外转录(IVT)获得的mRNA,其反应混合物不仅包含所需的mRNA产物,还包括T7 RNA聚合酶、无机焦磷酸酶、NTP、模板DNA、盐离子、各类添加剂及IVT中形成的mRNA副产物(如dsRNA和截断RNA片段)等杂质。这些杂质可能对mRNA的功能产生不良影响,导致其定量不准确、翻译效率降低或免疫原性改变。因此,必须通过有效的纯化技术将目标mRNA从IVT混合物中分离,以确保其纯度和完整性,从而保证产品的安全性和有效性。
常见的mRNA纯化方法包括氯化锂(LiCl)沉淀、硫酸铵沉淀、磁珠纯化、硅胶柱膜纯化和层析法等。其中,沉淀、磁珠和硅胶柱法操作简单、快捷,但由于纯化效率有限,主要应用于科研和早期研究阶段。而在工业生产中,层析法是最为主要的纯化方法。
硫酸铵沉淀法
2024年1月,中科院过程工程研究所张松平团队发表了题为“Rapid and high recovery isolation of mRNA from in vitro transcriptions system by ammonium sulphate precipitation at room temperature”的研究,探讨了硫酸铵沉淀mRNA的可行性。该研究针对增强型绿色荧光蛋白(EGFP)编码的mRNA,结果显示在硫酸铵浓度为18M时,mRNA的沉淀率超过95%。进一步增加硫酸铵浓度时,沉淀速率无显著差异。除了沉淀率外,溶解率也是重要指标,直接影响mRNA的回收率。结果表明,在室温下,硫酸铵浓度高于18M时,沉淀物可在3分钟内快速溶解于无RNase水中,溶解率超过90%。最佳沉淀条件为2M硫酸铵(AS)、pH 7.0,温度20℃,沉淀时间2小时,能够实现接近100%的沉淀率和溶出率。
硅胶柱膜纯化法
硅胶柱膜纯化基于硅胶膜表面的硅醇基团与mRNA分子间的相互作用。硅胶膜的硅醇基团在高盐环境下能中和mRNA的负电荷,促进其结合。与此相对,不含盐时,mRNA被释放。所以,该法能够有效将mRNA与蛋白质、多糖和脂类等杂质分离。此外,硅胶膜材料安全无毒,符合环保理念,有利于保护实验人员的健康。由于具有高效和简便的优点,硅胶柱膜法在实验室和初期研究阶段得到了广泛应用。
层析法
在工业级的mRNA纯化中,通常采用层析法,以获得更高质量的核酸。Oligo(dT)亲和色谱是当前的主流方法,但由于其无法区分带Poly(A)尾的ssRNA和dsRNA杂质,常与疏水层析和阴离子层析联合使用。这种方法适合mRNA的放大生产,形成了一种平台化的解决方案。层析法的关键在于“高盐结合,低盐洗脱”,其步骤简单,能够有效捕获mRNA。
南宫28NG相信品牌力量,致力于提供高性能的mRNA纯化工艺及相关产品,以支持生物医疗领域的研究。持续改进工艺,将为客户提供更加安全有效的mRNA相关产品。
总结
南宫28NG相信品牌力量,积极参与mRNA纯化工艺的创新和优化,致力于推动生物医疗行业的发展。通过不断提升产品的纯度和回收率,我们希望为科研和工业生产提供最佳的解决方案。无论是早期研究阶段,还是后期的大规模生产,我们都将坚持为客户提供一流的技术支持和服务。