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从 Tris 到 CABS/CAPS:DNAPac PA200 揭示 siRNA 离子交换方法开发中容易被忽视的关键变量

发布时间:2026/10/30 8:30:14关注度:84

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徐培辉

随着 siRNA 等小核酸药物快速发展,分析人员面对的挑战也越来越具体:N-1、N+1、P=O、偶联基团脱落等这些结构高度相似的杂质,到底怎样才能稳定地分开?尤其是在变性阴离子交换色谱分析中,有时我们会遇到这样一种情况:同样的方法、同样的样品,换了一根色谱柱,某个关键杂质的分离突然变差。

第一反应往往是:是不是柱间差异?但答案可能没有这么简单。

本次实验我们选用 Inclisiran 作为模型 siRNA,使用 Thermo Scientific™ DNAPac™ PA200 强阴离子交换色谱柱,在高温变性条件下使 siRNA 双链解离为 SS 和 AS 单链,并进一步分析 N-1、N+1、P=O、loss of L96 等相关杂质。

首先,我们使用常见的 Tris/高氯酸钠体系,在 pH 10.7 条件下对 3 个批次的 DNAPac PA200 进行测试,见图一。

图一 Tris体系下三批次色谱柱图谱峰依次为:SS P=O/SS N-1/SS/SS N+1/SS loss of L96/AS P=O/AS N-1/AS/AS N+1(点击查看大图)

结果发现一个值得关注的现象:部分杂质的分离表现存在明显差异,尤其是 AS 链与 N+1 杂质,在其中两个批次色谱柱上基本未得到有效分离。乍一看,这似乎指向了“柱间差异”。但继续分析后,一个更基础的问题浮现出来:pH 10.7,却用了 Tris?对于离子交换色谱而言,pH 不仅是一个数字,更直接影响分析物的电荷状态、保留和选择性。而原方法采用的 Tris 在 pH 10.7 条件下并不是理想的缓冲选择。这意味着,当方法工作在缓冲体系能力不足的区域时,即使只是较小的 pH 变化,也可能转化为色谱选择性的变化。因此,表面上看起来像是“不同色谱柱分离不一致”,背后真正需要解决的,可能首先是方法本身的稳健性。

换一个“真正能稳住 pH”的缓冲体系?!

基于这一思路,我们将关注点转向 CABS 和 CAPS。两者均能覆盖实验所需的 pH 10–11 区域,因此更适合这一高 pH 阴离子交换方法。随后,我们系统考察了:柱温、乙腈比例、流动相 pH、EDTA 浓度以及缓冲盐种类。最终优化条件确定为:pH 10.6的 CABS 缓冲体系,20% ACN ,1 mM EDTA·2Na ,柱温80 ℃。我们再次使用 3 个批次的 DNAPac PA200 进行测试。见图二。结果显示,难分离的 AS N+1 杂质与主峰之间 P/V 分别达到 1.08、1.04 和 1.00;SS 链与 N+1 杂质的 USP Rs 均高于 1.2。进一步进行连续三针测试见图三:主峰保留时间/峰面积 RSD <0.3%;AS N+1 杂质保留时间/峰面积 RSD <0.7%。即使面对较难分离的杂质,方法依然表现出了良好的重复性。

图二 CABS体系下三批次色谱柱图谱,峰依次为:SS P=O/SS N-1/SS/SS N+1/SS loss of L96/AS P=O/AS N-1/AS/AS N+1(点击查看大图)

图三 CABS体系下连续三针谱图,峰依次为:SS P=O/SS N-1/SS/SS N+1/SS loss of L96/AS P=O/AS N-1/AS/AS N+1(点击查看大图)

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更有意思的是,当 CABS 更换为同样具有适宜缓冲能力的 CAPS 后,通过微调 pH为10.45,同样可以获得相似的杂质分离表现见图四。

图四 CAPS体系下色谱图,峰依次为:SS P=O/SS N-1/SS/SS N+1/SS loss of L96/AS P=O/AS N-1/AS/AS N+1(点击查看大图)

这进一步指向了本次实验最重要的结论之一:真正重要的不是“必须使用某一种缓冲盐”,而是缓冲体系必须与方法工作的 pH 区域相匹配。

从“追求分离度”走向“设计稳健的方法”小核酸杂质分析的难点,从来不只是“能不能把峰分开”。对于真正走向药物研发和 QC 的分析方法而言,更重要的问题是:今天能分开,明天还能不能分开?这一批柱子能分开,下一批还能不能保持一致?

而本次实验结果带来的启示或许比一个具体的方法条件更加重要:

当小核酸 AEX 方法出现稳定性问题时,不妨先问三个问题:缓冲盐选对了吗?目标 pH 真正被“缓冲”住了吗?方法参数是否处在足够稳健的设计空间内?把这些问题解决之后,才能真正发挥高分辨率色谱柱的性能,让小核酸杂质分析从“分得开”走向“稳定地分得开”。

Thermo Scientific™ DNAPac™ PA200 采用无孔聚合物固定相及壳层型强阴离子交换键合相,面向核酸高分辨率分离设计,同时可以通过 pH、有机溶剂以及不同盐体系调节寡核苷酸的保留和选择性。为小核酸药物杂质的高分辨率离子交换分析提供更多方法开发可能。

更多详情见应用文章:AN_26047_CCS_制药_DNAPac PA200用于siRNA杂质高分辨率分析及方法稳健性研究

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