质粒纯化新策略：从结构解析到层析技术的全流程优化
在基因治疗、mRNA疫苗与细胞治疗的黄金时代，质粒DNA作为核心载体，其纯化技术正迎来前所未有的挑战与机遇。如何高效获取高纯度超螺旋质粒？本文将从质粒特性、杂质控制到层析技术创新，为您揭秘关键工艺。
01
质粒：基因时代的“运输车”
质粒（pDNA）是存在于微生物中的环状双链 DNA 分子，以超螺旋（scDNA）、开环（ocDNA）和线性（L-DNA）三种构型存在。其中，超螺旋结构因活性最高、转染效率最优，成为基因治疗与疫苗载体的 “理想形态”，生产中要求其占比≥80%。作为基因工程的核心工具，它不仅能携带外源基因实现扩增表达，更可搭载 CRISPR-Cas9 进行基因编辑，或直接作为 mRNA 疫苗载体诱导免疫反应，在医药、农业等领域应用广泛。
Figure 1. 质粒DNA的三种分⼦构型
02
纯化难点：异构体和杂质的"双重考验"
质粒常用大肠杆菌制备，生产过程中异构体和杂质的控制是确保产品质量的关键。
分离scDNA是大规模纯化用于DNA疫苗和基因治疗的pDNA载体的关键，⽣产中要求占比≥80%。
03
层析技术：精准分离的"核心武器"
多种层析方法可用于纯化pDNA：
✅ 凝胶过滤：基于分子量分离，但通量低。
✅ 阴离子交换层析：去除痕量杂质，如内毒素和HCP。
Figure 2. 质粒DNA三步纯化方案
Figure 3. 质粒DNA两步纯化方案一
Figure 4. 质粒DNA两步纯化方案二
两步纯化法可实现更高的上样量、回收率和更快的流速，缩短工艺时间，减少试剂耗材用量和成本，提高质粒纯化效率。
Crysto Shell系列复合模式层析填料，同时具有分子筛和阴离子交换层析功能，且采用流穿模式进行纯化，因此具有较高的处理通量。
MoSphere 50V系列超大孔填料，采用亲水性聚甲基丙烯酸酯（PMMA）为基质，其4000Å超大孔径的设计，可以使更多的大尺寸生物分子进入填料孔道内部进行结合，轻松实现高载量、高流速、高效率的纯化。
科诺赛的超大孔色谱分离技术，显著优化了基因治疗药物和mRNA疫苗的下游纯化工艺流程，不仅降低了生产成本、提高了生产效率，而且为整个生物制药行业的快速发展奠定了坚实的技术基础。
MoSphere 50V DEAE 产品一览 MoSphere® 50V DEAE 超大孔弱阴离子交换层析介质，专为超大尺寸复杂生物大分子的分离纯化需求而设计，产品借助特有的表面修饰技术， 将离子交换官能团键合在亲水性基质表面，制备出弱阴离子交换（DEAE）层析介质。 应用领域：质粒、大核酸、VLP 颗粒、狂犬病毒、慢病毒的分离纯化。 产品特点 ✅高结合载量：载量是常规琼脂糖层析介质的 10 倍以上，是常规聚合物层析介质的 2 倍； ✅高回收率：可保持大分子蛋白或病毒结构的完整性，得到高收率、高活性的目的蛋白； ✅高分辨率、高柱效：分子传质速度快，蛋白或病毒颗粒可轻松进入孔内结合； ✅非特异性吸附低：微球表面进行亲水化改性，可解决某些疏水性强的蛋白或者病毒导致的强吸附问题。 订货信息 参考⽂献 1.H. Bo et al. Using a single hydrophobic-interaction chromatography to purify pharmaceutical-grade s u p e r c o i l e d p l a s m i d D N A f r o m o t h e r isoforms. J.Pharmaceutical Biology, 2013; 51(1): 42–48 2.M.L. Yu, M.R. Yu, F. Qian, Purification of plasmid DNA using a novel two stage chromatography process.Journal of Chromatography B 1250 (2025). https://doi.org/10.1016/j.jchromb.2024.124381
