核苷酸分离

乳粉中添加尿苷酸（UMP）、胞苷酸（CMP）、腺苷酸（AMP）、鸟苷酸（GMP）、肌苷酸（IMP）等多种核苷酸，用来提高婴儿的免疫调节功能和记忆力。 核苷酸分析目前存在的挑战：由于核苷酸极性很大，用反相色谱柱很难达到很好的保留和分离，所以为了提高核苷酸的保留往往会尝试离子对色谱方法，离子对色谱方法存在以下问题：1. 容易起泡，管路中有气泡，影响分析2. 平衡时间长，延长了分析工作时间3. 难以清洗，对色谱柱有损伤4. 易变质，容易堵塞管路，损伤仪器 沃特世公司（Waters）解决方案：1. 避免使用离子对试剂，仅需要使用挥发性乙酸铵、乙腈体系2. 建议使用Oasis HLB SPE小柱利用通过净化方式进行乳粉样品前处理，提供更洁净的样品，提高灵敏度、延长色谱柱及仪器寿命3. 使用Amide色谱柱分析，用一般反相流动相保留极性化合物，方法简单快速 实验结果及色谱图5种核苷酸混合标准品的6针连续进样分析结果 实际样品6针连续进样分析图谱 小结：本实验采用Waters ACQUITY UPLC H-Class 系统，BEHTM Amide 1.7&mu m 2.1*100mm色谱柱，对婴幼儿奶粉中的5种核苷酸进行分析方法的开发，实验结果表明： 1.在Waters ACQUITY UPLC H-Class 系统上，采用BEH Amide 1.7&mu m 2.1*100mm色谱柱能迅速分离奶粉中5种核苷酸标准品，且5种化合物的分离度均在3.0以上；对于实际的奶粉样品，5种核苷酸样品及杂质之间的分离度均在1.6以上。2.该分析方法重现性好。其中，奶粉样品6次连续进样分析结果中，5种核苷酸保留时间RSD值均小于0.12%。3.Waters ACQUITY UPLC H-Class 系统，具有四元溶剂的Auto&bull Blend PlusTM功能，因此，在该系统上进行方法开发非常灵活、方便，节约了溶剂配置的大量时间，大大提高了实验的效率，从而大幅度的降低了实验的溶剂消耗，降低了实验成本。 产品订购及促销信息： Oasis HLB 6cc/150mgP/N 186003379XBridge Amide 3.5&mu m 4.6*150mm columnP/N 186004869ACQUITY UPLC BEH Amide 1.7&mu m 2.1*100mmP/N 186004801点击此处下载完整解决方案联系方式： 叶晓晨沃特世科技（上海）有限公司市场服务部xiao_chen_ye@waters.com周瑞琳(GraceChow)泰信策略(PMC)020-8356928813602845427grace.chow@pmc.com.cn

美迪西是一家专业的生物医药临床前综合研发服务CRO，服务覆盖药物发现、药学研究及临床前研究的全过程，致力于为全球的医药企业和科研机构提供全方位的符合国内及国际申报标准的一站式新药研究服务。 图1.美迪西产业园(上海南汇分部)。 2020年前后，随着国外多款寡核苷酸药物成功获批上市，美迪西敏锐地意识到寡核苷酸药物的发展潜力并开始搭建自己的研发平台。在搭建过程中，美迪西在综合考虑了品牌的市场占有率及自身的使用习惯之后，选择从沃特世购置仪器、耗材及信息学软件，专门用于寡核苷酸药物的研究，目前已建立起成熟的寡核苷酸药物研发体系。 分析技术助力寡核苷酸药物研发 “提质增效” 美迪西化学部副主任田宝泉说： 寡核苷酸药物研发中，分析检测是不可或缺的一环。分离和质量控制在研发过程中占据着至关重要的地位。 制备型液相色谱提升纯化效率 美迪西化学分析部助理主任宋德奎负责寡核苷酸药物的纯化、分析方法开发与测试。为了改善寡核苷酸的峰回收率和峰形，宋德奎团队通过沃特世的制备型液相色谱LC Prep AutoPurification系统搭配ACQUITY UPLC OST C18色谱柱完成基于离子对试剂的反相色谱纯化。 图2.美迪西纯化分析实验室。 宋德奎主任介绍说： “ 寡核苷酸药物制备时容易产生N+1、N-1这类较难分离的杂质，因此对高压制备的分离度有很高的要求。常规来说，生物活性筛选对纯度的要求一般在85%-90%以上，而目前我们的回收率可以达到95%以上，远超行业的平均水平，这得益于Waters AutoPurification系统给予我们的性能保障。 ” Waters AutoPurification系统搭配了沃特世2545泵，其背压可以达到6,000psi，出色的耐高压性能完美满足了寡核苷酸制备的要求。宋德奎主任说：”这意味着我们可以用甲醇体系实现更好的分离度。此外，由于2545泵的稳定性很好，保留时间稳定，我们可以利用白天工作时间制备样品并优化纯化方法，夜晚时再进行自动化样品纯化，大大提升了工作效率。” 超高效液相色谱实现快速、高质量的分离 在完成纯化工作后，宋德奎团队会通过超高效液相色谱UPLC测定样品纯度。 “ 之所以选用UPLC，是因为其可以在很短时间内就达到对难分离杂质的分离要求，在提高效率的同时保证了分离质量。 宋德奎 ” 由于寡核苷酸药物结构特殊性，易与金属发生非特异性吸附。美迪西选择了Waters ACQUITY Premier UPLC系统，该系统采用MaxPeak高性能表面（HPS）技术，其接触样品的色谱表面惰性化处理非常适合用于改善寡核苷酸的分离和检测。 宋德奎主任说：“使用过程中，我们能明显地感受到它相较于传统UPLC系统的优越性 - 可以更好地减少残留、拖尾现象，帮助我们获得更好的峰形和可重现的结果，节省了很多的时间成本。” 智能化的LC-MS系统搭配信息学平台赋能深度表征 寡核苷酸样品经过分离后，需要通过质谱做进一步鉴定和表征。宋德奎主任介绍说：“我们早前在建小分子药物分析平台的时候，就选择了沃特世的高分辨质谱BioAccord LC-MS高分辨质谱系统用于分子量表征。使用过程中发现，它出色的性能同样可以满足寡核苷酸药物分子量表征的需求。” 图3.宋德奎主任带领的化学分析团队使用高性能的Waters LC-MS系统进行寡核苷酸药物表征分析。 值得一提的是，BioAccord LC-MS系统支持自动执行校准设置和系统健康状态检查。 宋德奎主任表示： “ 这套智能化系统不仅为我们免去了手动校正的时间和工作量，而且很好地保障了数据的一致性，为我们提供了更准确、可靠的结果。 ” 该系统还搭载了waters_connect实验室信息学平台，可以为分析人员提供一整套简单易操作的工作流，包含分子量确认、去卷积等功能。分析人员只需按固定流程操作，就能获得想要的结果，并根据预设模板生成数据报告。 “最开始的时候，只有我们的分析人员在使用这套系统。而现在，我们的合成人员也能熟练地操作它了。它的简单易用让合成人员能够自行完成分析，更快地拿到结果，也使得分析人员能够从样品测试工作中解放出来，更专注解决复杂分析问题。”宋德奎主任说，“目前，这套设备基本每天24小时满负荷运转。” 高灵敏度液质联用技术缩短生物分析方法开发周期 生物分析是药物临床前DMPK研究的关键环节。美迪西药物代谢动力学部DMPK副主任万咪咪负责大分子早期药代动力学评价和代谢物鉴定。 “ 在非临床早期研究中，由于缺乏寡核苷酸药物相关代谢研究，液质联用(LC-MS)是寡核苷酸药物生物定量分析的首选方法，可避免未知代谢物对检测的干扰。另外，对于一些特殊的取材，如肝穿刺活检组织样品，有的时候只能拿到几个mg。面对如此少量的样品，必须要通过高灵敏度的仪器才能得到更可靠的分析结果。 万咪咪 ” 2022年初，美迪西专门采购了沃特世的ACQUITY Premier UPLC液相系统和Xevo TQ-XS三重四极杆质谱仪，用于寡核苷酸药物的生物样本定量分析。 万咪咪主任评价道：“我们团队在使用ACQUITY Premier UPLC系统后的明显感受是残留显著降低，而且它能提供更好的峰形、可重现的定量分析结果，以及灵敏度的显著提升，这些优势给我留下了深刻的印象。” 图4.美迪西药物代谢动力学部。 前沿分析技术加速寡核苷酸药物研发 实验室分析技术贯穿药物开发全生命周期的各个阶段，迎合了实际需求的技术创新，也为寡核苷酸药物研发“加速跑”提供了强劲的推动力。 “ 作为CRO企业，我们以效率和质量赢得客户信任，助力客户快速推进研发管线，加速商业化进程。在先进、可靠的实验室技术的加持下，推动中国自主研发的药物早日实现商业化生产，这是我们美迪西一直以来的目标和使命。 田宝泉 ” 点击此处，查看完整客户案例。

BioSpring是一家位于德国法兰克福的合同生产机构(CMO)，为商业化寡聚核苷酸药物开发、商业化生产提供可靠的分析解决方案。随着寡聚核苷酸生产及分析业务不断扩张，BioSpring部署Waters BioAccord LC-MS系统和waters_connect平台，保障数据可靠性和满足监管机构要求。BioSpring的寡聚核苷酸生产和分析业务BioSpring自1997年起就致力于为全 球客户开发和生产高质量寡聚核苷酸。其生产的寡聚核苷酸在反义技术、siRNA、偶联药物和单链长RNA等领域均有应用。2007年，该公司取得了寡聚核苷酸治 疗药物的cGMP生产认证，提供符合cGMP、ICH Q7和ISO 13485要求的服务。公司近日部署了Waters BioAccord LC-MS系统和waters_connect信息学平台，用以满足寡聚核苷酸业务需求。图1. BioSpring正在扩充其质量控制部门，该部门部署BioAccord LC-MS系统。寡聚核苷酸业务需求不断攀升BioSpring质量控制部门负责人JAN NICKOLAUS博士说到：我们的客户遍布世界各地，类型多样，有全 球制药巨头，亦不乏小型生物技术公司。这就是为什么我们要确保服务足够灵活并且以客户为中心，因为每位客户的需求都不尽相同。例如，我们可以带领客户完整实施整个项目，也可以只帮忙起草申报文件的CMC部分，还可以只在药品申报文件提交阶段提供支持。我们愿意根据客户需求开展合作。图2. BioSpring生产的寡聚核苷酸种类随着寡聚核苷酸类治 疗药物的产品管线不断扩展，寡聚核苷酸cGMP生产方面的需求也在增加。BioSpring提供覆盖面相当广的生产和分析服务。Nickolaus博士解释说：我们的业务中有70%是遵循cGMP标准生产，剩下30%则是分析客户提供的寡聚核苷酸，开展放行检测。在某些情况下，我们需要生产寡聚核苷酸并交付给制药厂商。QC部门负责BioSpring的一切综合分析业务，包括方法开发、研究和生物分析，还负责涉及GMP分析和非GMP临床前研究的常规业务。我们还提供商业化产品的稳定性研究和放行检测服务。研究已经证明，经化学修饰的核苷酸与递送系统（如GalNac）相结合，可以显著提高寡聚核苷酸类药物的稳定性和疗 效，这也是近年来此类药物大获成功的关键。因此，确认寡聚核苷酸序列中的化学修饰及其具体位置至关重要，而质谱(MS)已被证明具有100%确认序列（包括序列中每一个修饰核苷酸的位置）的特殊能力。寡聚核苷酸LC-MS工作流程对于治 疗或临床诊断用途的寡聚核苷酸，BioSpring的QC部门必须遵循法规要求确认产品成分、序列和纯度。新的治 疗方式激发了更多需求，包括鉴别、表征和定量低水平杂质，以及开展临床前和临床药物代谢及药代动力学(DMPK)研究，以确保药物安全性和有效性。BioSpring质量控制部门负责人JAN NICKOLAUS博士：部署符合cGMP及ISO要求的高分辨率质谱系统是我们的工作重 点之一。Rühl博士和他的团队曾前往沃特世英国分公司实地考察沃特世高分辨率质谱系统，这是我们第 一次看到运行中的Waters BioAccord LC-MS系统。Waters BioAccord LC-MS系统对BioSpring而言很有吸引力，因为这款仪器专为满足法规要求而开发，在色谱分离度、质谱分辨率、灵敏度、质量精度和线性方面也能充分满足各种常规生物制药分析的需求。不仅如此，Waters BioAccord LC-MS系统还自带经过优化的合规工作流程，包括：完整蛋白分析和完整寡聚核苷酸分析单克隆抗体(mAb)亚基分析肽图分析/MAM（多属性方法）游离N-糖分析在开发和制造该系统的过程中，沃特世还对整套BioAccord解决方案实施了严格的验证。验证测试从样品到结果报告全程采用生物制药方法，验收标准符合生物制药行业标准的要求。Waters BioAccord LC-MS系统还具备全面审计追踪功能、可配置访问权控制和关系型数据库，有助于公司保障数据可靠性和满足21 CFR第11部分及欧盟GMP附件11的要求。BioSpring质量控制部门负责人JAN NICKOLAUS博士：沃特世解决方案的审计追踪、用户管理和其他合规功能正是我们需要的。通过部署BioAccord LC-MS系统在内部完成各项分析，对我们接受监管机构和客户的审计有很大帮助。特别是在申报过程中，我们必须列出用到的所有外部应用程序，它们可能也得接受审计。投资回报2020年，BioSpring安装了第 一套Waters BioAccord LC-MS系统和waters_connect信息学平台，紧接着又安装了第二套BioAccord系统。这家CMO公司一直使用沃特世系统分离35～130 nt的寡聚核苷酸。BioAccord鉴定长链寡聚核苷酸的性能尤其突出，质量精度可达50 ppm。不仅如此，该系统还可以确认序列，过去这往往需要使用更精密的QToF质谱设备才能实现。这可谓该领域的一个里程碑，因为BioAccord将分析所需的质谱功能与操作简单的全套GMP认证工具成功结合到了一起。图3. 借助Waters BioAccord LC-MS系统，BioSpring公司得以将部分过去外包业务收回公司内部完成。这款LC-MS仪器采用Waters SmartMS技术，具有内置的健康状态检查功能，可确保数据质量。SmartMS简单易用，这意味着无论是LC-MS专家还是新手，都能轻松使用BioAccord获得同样高质量的结果。BioSpring质量控制部门负责人JAN NICKOLAUS博士：我们在法兰克福不只设有分析实验室，还设有生产工厂。为了支持工厂产能，我们还会表征生产过程中观察到的杂质。这是Waters BioAccord LC-MS系统发挥作用的又一个方面。它可以帮我们缩短周转时间，同时降低成本。除了提升和扩大产能，Waters BioAccord LC-MS系统让BioSpring得以将一部分过去需要外包的业务收回公司内部完成。这意味着能节省更多的时间和成本，业务流程也更加可控。Nickolaus博士解释：我们曾与美国某伙伴实验室合作开展序列确认。每执行一个放行检测项目，我们就得往他们的实验室送一次样品。内包这些工作有助于提高数据质量和可靠性，周转时间也可从原来的10周缩短到几天。此外，部署这套系统还能让我们进一步为业务做好更充分的准备。使用Waters BioAccord LC-MS系统，相同的服务以更低的成本就能实现完全控制和完成试验。在此基础上，我们可以进一步提升服务质量，同时显著降低成本和缩短交付时间。展望未来BioSpring目前在QC部门安装了两套Waters BioAccord LC-MS系统和waters_connect信息学平台，但这只是公司长期计划的一部分。BioSpring还希望在不久的将来部署更多Waters BioAccord LC-MS系统，进一步扩大服务规模。增添这些设备将有助于BioSpring达成其长期目标，那就是让服务适应未来发展，满足新客户需求。随着寡聚核苷酸市场不断发展和BioSpring持续扩张公司设施和服务规模，BioSpring打算继续与沃特世开展密切合作。投资部署Waters BioAccord LC-MS系统是BioSpring长期战略的一个关键组成部分，旨在让BioSpring在这个快速发展的行业中保持企业可信度和品牌信誉。BioSpring质量控制部门负责人JAN NICKOLAUS博士：Waters BioAccord LC-MS系统的性能本身就令人信服。不过除此之外，开展合作的机会和来自沃特世的支持对我们来说也很重要。与沃特世合作的方式类似于我们与客户合作的方式，这一点非常吸引人。