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如何選擇合適的離子對搞定oligo雜質？
更新時間：2025-06-06
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2023年8月22日，小干擾RNA(siRNA)降膽固醇藥物英克司蘭鈉注射液(樂可為®，Inclisiran)在遞交新藥申請9個月后獲NMPA批準上市，為中國心血管疾病患者的長期血脂管理帶來了前沿、依從性更高、更便捷的治療方案。
圖1. 英克司蘭的結構[1]
英克司蘭是一種硫代修飾的寡核苷酸，將原有磷酸鍵中一個非橋連的氧原子用硫原子來置換。加入硫代磷酸酯鍵后寡核苷酸的穩定性更好，能抵抗核酸酶的降解，因此有效地增加了寡核苷酸在細胞環境中的半衰期。雖然寡核苷酸的穩定性得到增強，但引入每個硫代磷酸酯鍵都會引入一個手性中心，因此含n個硫代修飾的寡核苷酸理論上存在 2? 種立體異構體（如20-mer硫代寡核苷酸可能有上百萬種異構體）。
硫代寡核苷酸在液相色譜分析中常出現峰展寬現象，推測是由于理化性質上存在的細微差異會導致非對映異構體在色譜柱固定相上得到部分分離，所以硫代磷酸酯寡核苷酸的色譜峰比其天然（磷酸二酯）對應物的色譜峰寬[2]。
在一些文獻中，我們也可以看到有一些規律[3]，圖2是相同的核酸序列，不同硫代個數的寡核苷酸樣品，在不同的離子對試劑條件下的峰形對比。對于弱的離子對試劑，非對映異構體的分離更加明顯，而對于強的離子對系統則表現出抑制效果。因此學者假設非對映異構體的分離是由于與C18固定相的疏水相互作用造成的，在使用親水性烷基胺的離子對反相液相色譜中，低濃度的ACN時更為明顯。強的離子對試劑需要高濃度的ACN來洗脫寡核苷酸，這導致非對映異構體的分離減少。一些相關實驗同時也表明，PS寡核苷酸峰的寬度大于所有IP系統中的PO寡核苷酸。
圖2. 同一序列的21聚體寡核苷酸的分離（1-無硫代；2-一硫代；3-二硫代；4-四硫代；5-六硫代）在可比較的時間窗口（保留時間約10分鐘）內實現寡核苷酸洗脫的峰形對比。
針對上述現象，本文開發一種色譜條件能夠抑制硫代磷酸酯寡核苷酸非對映異構體的峰展寬，同時使全長硫代磷酸酯寡核苷酸（n）和其序列長短異構體（n+1和n-1）以及硫代不異構體得到良好的分離，參見圖3和圖4。
圖3. AS鏈以及其失敗序列的單標疊圖（深藍色：AS-1nt；；淺藍色：AS-1S；黑色：AS；綠色：AS+1nt）
圖4. SS鏈以及其失敗序列的單標疊圖（深藍色：SS-1nt；；淺藍色：SS-1S；黑色：SS；綠色：SS+1nt）
采用Phenomenex的BioZen Oligo 是一種專為寡核苷酸分析設計的色譜柱，除了擁有了先進的核-殼顆粒技術和有機硅膠雜化工藝，還引入了BioTi生物兼容性硬件，提高了色譜柱在低進樣量分析時的靈敏度和穩定性，特別是在處理生物樣品中寡核苷酸的表征和定量時。這種硬件改進有助于改善回收率，對于治療性寡核苷酸藥物的研發和質量控制至關重要。
參考文獻
[1] Oligonucleotide Therapeutics — A New Class of Cholesterol-Lowering Drugs. N Engl J Med. 2017; 376(1):4-7.
[2] Z. Kadlecova, K. Kalíkova, E. Tesarova, M. Gilar, Phosphorothioate oligonucleotides separation in ion-pairing reversed-phase liquid chromatography:effect of ion-pairing system, J. Chromatogr. A 1676 (2022) 463201.
[3] Z. Kadlecov′a, K. Kalíkov′a, E. Tesaˇrov′a, M. Gilar, Phosphorothioate oligonucleotides separation in ion-pairing reversed-phase liquid chromatography: effect of ion-pairing system, J. Chromatogr. A 1676 (2022) 463201
