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技术前沿 | 如何快速穿包装鉴别寡核苷酸初始物料?

2022年05月31日 14:46 来源:安捷伦科技(中国)有限公司

寡核苷酸


新冠疫情中,一般采用如聚合酶链反应(PCR)快速检测是否存在 SARS-CoV-2 。PCR 检测的目标是由亚磷酰胺为主体合成的核苷酸或者短链 RNA/DNA 分子。 亚磷酰胺单体的排列、化学改性以及数量赋予 RNA/DNA 序列特定靶向,应用于疾病筛查、生物医学研究和刑事等领域。在过去几年,寡核苷酸应用与日俱增,满足质量要求的供应链日趋紧张。在 cGMP 环境下,对合成寡核苷酸的初始物料,在物料接收处进行鉴别,以保持质量标准。这是在寡核苷酸生产流程中防止原料掺假或引入劣质原料的道防线。

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本文介绍安捷伦 vaya 手持拉曼用于鉴别合成寡核苷酸的商品化物质---亚磷酰胺。实验证明,在 cGMP 环境下 Vaya 可穿透透明或不透明容器有效鉴别和区分生物制药的原辅料。


Agilent Vaya 手持拉曼采用空间位移拉曼(SORS)技术,可以直接穿透透明和不透明的容器鉴别原辅料(如图 1 ),还可以准确区分类似物,例如非对映异构体、位置异构体、多晶型等。


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图 1 . Vaya 直接穿透棕色玻璃瓶鉴别寡核苷酸初始物料


Vaya 直接穿透棕色玻璃瓶测试的五种亚磷酰胺(采购于 Sigma Aldrich),测试谱图如下:

a. DMT-dA(bz) Phosphoramidite

b. DMT-dT Phosphoramindite

c. DMT-dG(ib) Phosphoramidite

d. DMT-dA(bz)-CPG

e. DMT-2’O-Methyl-rA(bz) Phosphoramidite

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图 2 .  5 种亚磷酰胺的拉曼谱图

从图 2 看出,c 和 d 的两种亚磷酰胺在 1000-1500cm-1 范围有明显特征峰,容易和其他四种亚磷酰胺区分,而其他三种亚磷酰胺就很相似,对于拉曼鉴别就具有一定挑战。Vaya 手持拉曼采用双参数 R2 和 LMC 同时评判测试结果是 Pass 还是 Fail ,相比单一参数评判,更容易区分相似组分。更重要的是,Vaya 在建模过程中还具备添加相似组分的功能,让其区分相似组分的能力更加强大



建模时不添加相似组分


如图 3 是建模不添加相似组分的 5 种亚磷酰胺的交叉验证结果。直接隔着棕色玻璃瓶分别对每一种亚磷酰胺建模(此时没有将其他 4 种亚磷酰胺作为相似组分添加入模型),再用每一个模型分别去验证 5 种亚磷酰胺。理想情况应该是,只有每一个模型验证自身时,结果是 Pass ,而验证其他四种亚磷酰胺时,结果均是 Fail 。实际结果表明,在不添加相似组分时,由于其中几种亚磷酰胺相似度太高,Vaya 不能稳定的区分这 5 种亚磷酰胺。于是下一步就在建模中采用添加相似组分的功能。

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图 3 . 不添加相似组分时 5 种亚磷酰胺的交叉验证结果


建模时添加相似组分


如图 4 是采用添加相似组分功能后 5 种亚磷酰胺的交叉验证结果。直接隔着棕色玻璃瓶分别对每一种亚磷酰胺建模,并将其他 4 种亚磷酰胺作为相似组分添加入模型中,启动更智能的算法,再用每一个模型分别去验证 5 种亚磷酰胺。结果发现,每种亚磷酰胺模型只在验证测试自身时,结果是 Pass,验证测试其他四种物质时都显示 Fail。说明在采用添加相似组分功能后,Vaya 可以直接隔着棕色玻璃瓶稳定鉴别区分亚磷酰胺物质


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图 4 . 添加相似组分时 5 种亚磷酰胺的交叉验证结果


结语

安捷伦 Vaya 手持拉曼,无需打开容器,在物料接收处,只需几秒即可直接验证亚磷酰胺,快速判断其是否被装错。Vaya 也同样适用于生物制药其他原辅料的验证。


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