摘要：寡核苷酸药物（ Oligonucleotide Drugs，又名小核酸药物）由于其直接作用于疾病的遗传物质（DNA/RNA）靶点发挥治疗作用，提供了更高的疾病靶向成药性，具有高特异性和长药效的优势，且合成方便、 临床前研发周期短、不良反应可控。被称为继抗体药物
转自：纳微科技
寡核苷酸药物（ Oligonucleotide Drugs，又名小核酸药物）由于其直接作用于疾病的遗传物质（DNA/RNA）靶点发挥治疗作用，提供了更高的疾病靶向成药性，具有高特异性和长药效的优势，且合成方便、 临床前研发周期短、不良反应可控。被称为继抗体药物后的第三代创新药物，在重大疾病治疗中展现出巨大潜力。
寡核苷酸药物分为小干扰RNA(small interfering RNA, siRNA)、反义寡核苷酸(antisense oligonucleotide, ASO ）、微小RNA(microRNA, miRNA)、核酸适配体(Aptamer)等。目前，寡核苷酸药物主要包括ASO和siRNA，二者主要作用于细胞质的mRNA，通过碱基互补识别和抑制靶mRNA，实现对蛋白表达的调控，达到治疗疾病的目的。
表1. 常见的小核酸药物
小核酸药物为诸多棘手病症提供了全新解决思路，包括罕见病、遗传病、慢性病（如高血脂、NASH）以及“不可成药靶点”（如RNA剪接异常）。全球约7000种罕见病中，仅5%有有效治疗手段，因此小核酸药物（如ASO、siRNA）已成为研发热点。
数据来源：弗若斯特沙利文）
寡核苷酸合成解决方案
寡核苷酸药物的制备，目前多采用化学合成方法。工艺流程包括 ：1）靶序列筛选；2）寡核苷酸固相合成； 3）切割脱保护； 4）寡核苷酸纯化； 5）浓缩(超滤)换液；6）冻干/制剂等步骤。
目前多采用亚磷酰胺固相合成法合成寡核苷酸。亚磷酰胺固相合成主要分为以下四步：
每次经过以下四个步骤就可以在固相载体上添加一个序列，完整的合成周期是将一个核苷酸残基添加到在固相载体上的不断延长的寡核苷酸链上，理论上可以通过重复循环该步骤从3’端向5’端无限添加序列。
寡核苷酸合成，不仅受核酸单体品质、合成用的固定相载体、试剂质量、合成工艺参数、合成环境的影响，而且受合成设备影响。纳微科技为满足客户合成需求，开发了寡核苷酸固相合成载体，各项性能指标接近进口水平；赛谱仪器基于现有专利技术，结合市场需求研发了寡核苷酸合成仪，各项性能指标可满足客户需求。
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寡核苷酸固相合成载体
核酸固相合成载体是寡核苷酸（小核酸药物）化学合成中的关键材料，用于固定初始核苷酸，为后续复杂的链接反应提供稳定的基础，确保每一个核苷酸都能准确无误地连接在一起，逐步构建起具有特定序列和功能的寡核苷酸。
NMOligo是纳微科技基于多年的PS-DVB聚合物合成技术以及表面改性方法制备而成的高性能固相合成载体填料。该填料采用了纳微科技独有的制孔技术，具有比较均一的孔径和粒径分布以及优化的交联聚苯乙烯结构，可以实现高纯度、高收率和高载量的寡核苷酸合成，降低固相合成成本。
产品优势
高负载能力
卓越的批次稳定性
多样化的客户定制
表2. NMOligo 固相合成载体参数表
注：NMOligo可以通过完全衍生化的方式加载到客户要求的各种规格
合成案例：NMOligo-Unylinker350合成20mer DNA
固相载体的性能是合成过程的起跑线，极大影响着合成产物的收率和纯度。纳微科技固相合成载体性能优异，测试某进口N品牌固相载体与纳微科技固相载体同时合成短链DNA，且实验条件不变的情况下，通过对比寡核苷酸粗产品纯度、收率，结果显示纳微科技固相载体可达到进口水平。
图6. NMOligo-Unylinker350 (紫色线)与进口品牌（黑色线）在实验室规模上合成20merDNA的HPLC对比图
表3. 实验室规模NMOligo-Unylinker350合成20mer DNA结果对比
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寡核苷酸合成仪
TrueSyntTM 核酸合成系统首款产品-STS0100核酸合成仪由赛谱仪器研发，是一套实验室级别的、全自动的亚磷酰胺法寡核苷酸合成仪。采用高精度柱塞泵驱动，精确控制反应速度和接触时间，精心设计的流路可显著降低单体及试剂用量，保证了低成本、高效益、高质量的合成结果。该设备可应用于siRNA、miRNA、 ASO、Aptamer等寡核苷酸的合成，合成范围为50μmol-9mmol 。
TM 寡核苷酸合成仪
产品特点
精准控制，保证高合成效率；
兼容多种修饰核苷酸，满足探针、引物、siRNA等不同应用需求；
可控合成规模，满足研发及生产需求；
智能软件控制合成全流程，减少人工干预和污染风险；
精确控制试剂用量，降低合成成本；
合成工艺简单明了，易于线性放大；
提供专业的技术支持和售后服务，软件终身免费升级服务。
寡核苷酸纯化解决方案
固相合成后的寡核苷酸经过氨解切割等一系列步骤后，得到寡核苷酸粗品。虽然固相合成中，单体的偶联效率很高，但也会产生N-X和N+X寡聚物、修饰反应的副产物及不完整的氧化/脱保护/带帽产物等杂质，这些杂质会严重影响药品的质量，需要通过层析分离纯化技术去除目标产物中的相关杂质。所以，固相合成之后，如何选择合适的填料及纯化工艺对于产品质量和生产至关重要。目前主流的纯化方式主要是阴离子交换层析、反相层析和疏水层析。由于纯化工艺的差异，可结合其选择其中一种或者两种方式进行纯化。
阴离子交换层析可以与带负电荷的寡核苷酸结合。通常，先利用一定浓度的盐除去无DMT保护的杂质，然后在柱上利用酸洗脱三苯甲基（Detritylation），最后利用不同的盐浓度把目的寡核苷酸分离纯化。一般，寡核苷酸都会包括5’-DMT保护基团， DMT是一个强疏水性基团，与反相层析/疏水层析产生相互作用，因此可以用于带有DMT的全长序列的分离。
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寡核苷酸纯化填料
纳微科技基于微球研发与药物下游纯化领域多年深耕，推出寡核苷酸纯化解决方案：通常优先选择阴离子交换层析，当面临挑战性情况，可以保留DMT从而在反相层析或疏水层析上进行分离，优选填料主要包括NanoQ-30L, NanoQ-15L, UniPS 10-300, UniPS 30-300, UniSil 30-120 C18, UniSil 10-120 C18。
表4. 寡核苷酸纯化填料
纯化案例一：NanoQ-15L离子交换层析纯化寡核苷酸
纯化结果
在20 mer寡核苷酸的纯化中，采用纳微科技NanoQ-15L进行规模纯化，粗品HPLC分析显示主峰纯度仅82.49%，主要杂质为N-1短链（12.7%）及DMT保护基残留（4.8%）。经优化线性洗脱，纯化后主峰纯度显著提升至97.45%，关键杂质控制达到：N-170%标准。
纯化案例二：UniPS 10-300聚合物反相层析纯化寡核苷酸
纯化结果
结果显示，在25个碱基寡核苷酸纯化中，采用纳微科技UniPS 10-300反相层析纯化，一步纯化即可将纯度由82.5%提升到98.9%，满足质量要求。
纯化案例三：UniSil 10-120 C18 硅胶反相层析纯化寡核苷酸
纯化结果
结果显示UniSil 10-120 C18纯化寡核苷酸，一步纯化最终纯度从82.0%提高至96%以上，同时收率达75%。满足其质量要求 。
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寡核苷酸分析色谱柱
纳微科技纳谱分析开发的DNACoreTM寡核苷酸分析色谱柱是基于单分散硅胶和聚合物微球，结合先进的表面键合、修饰和接枝技术，经优化的装填工艺而成。该系列包括DNACore 1000 C18反相色谱柱和DNACore NP-Q阴离子交换色谱柱，分别适用于反相和阴离子交换分离模式下DNA/RNA片段、mRNA和质粒的高效分离。
表5. DNACoreTM系列寡核苷酸分析色谱柱参数
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寡核苷酸纯化设备
纳微科技赛谱仪器针对制药领域下游分离纯化需求，开发了层析纯化系统，可以快速实现生物样品的纯化，满足客户实验室研发及中试生产需求。
SCG-P蛋白层析系统为高端一体机，功能强大，性能卓越。 集成的样品泵和样品阀设计可满足客户对样品泵以及整体流路极强的拓展需求。紧凑巧妙的布局让整个流路的延迟体积更小。 更强大的外挂阀空间可满足未来设备硬件升级。层析工作站提供直观灵活的方法编辑，系统控制和数据分析，软件可终生免费升级。可以适配进口或者国产品牌的层析柱。可放入层析冷柜。
产品特点
满足客户对样品泵以及整体流路极强的拓展需求；
集成控制面板，外增开始、暂停快捷按钮，集科技智能一体；
灵活配置，轻松满足从毫克到克级或更高规模的纯化需求；
完美集成DOE功能，最小的实验投入即可获得最优的工艺条件和结果。
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寡核苷酸分析设备
纳微科技福立仪器L75液相全能冠军家族，作为国产高端液相色谱新技术的标杆产品，以模块化创新设计重新定义了分析仪器的通用性与灵活性，覆盖从常规分析到超高效分离的多维需求，适配寡核苷酸的精准分析。全供应链可控的国产化设计降低用户运维成本，是从实验室研发到GMP生产的全周期国产替代优选方案。
产品特点
宽应用范围：独立螺杆直驱双柱塞泵，可覆盖5μm至亚2μm全多孔及核壳应用；
样品盘温控：支持2mL样品盘及96孔板，保证生物样品在进样过程的稳定性；
简化手动流程：全自动一键排空，简化繁琐手动操作，可实现无人值守的远程控制；
智能溶剂管理：实时监控流动相余量，并进行低液位报警；
人机交互设计：大尺寸触摸屏与色谱工作站同步，实现远程交换；
合规化工作站：基于数据库架构，支持单机/网络版部署，符合FDA 21 CFR Part 11、SDA GXP等合规性要求。
总结
对于寡核苷酸生产来说，最为重要的因素是寡核苷酸的合成及合成后的纯化，纳微科技在这两个方面可以提供优异的产品以及解决方案。针对寡核苷酸合成，纳微科技可提供寡核苷酸合成仪、寡核苷酸固相合成载体；针对寡核苷酸的纯化，纳微科技可以提供完整的工艺方案及设备支持，包括纯化填料、层析设备、分析柱、分析设备以及纯化工艺开发服务，以满足寡核苷酸药物开发到商业化生产需求。
来源：新浪财经
