寡核苷酸药物因链长差异微小、结构相似性高,分离难度极大,已成为核酸药物研发与质控的共性难题。传统反相离子对色谱方法开发面临诸多挑战:离子对试剂筛选繁琐、pH与柱温参数组合复杂、梯度优化高度依赖经验,导致方法开发周期长、重复性差,严重影响研发效率。
岛津基于AQbD理念的LabSolutions MD智能化方法开发软件与Nexera XS inert生物惰性超高效液相色谱系统搭配,为寡核苷酸分析提供自动化、智能化解决方案。
本文以11种不同链长的连续胸腺嘧啶寡核苷酸dT(x)的反相离子对色谱方法开发为例,展示了从流动相筛选到梯度条件优化的完整工作流程。自动化和智能化技术的应用显著加速了核酸类药物的方法开发。
离子对试剂自动筛选,告别繁琐手动配液
软件自动筛查了18种流动相,包括不同类型(TEA、DBA、HA)不同浓度(20、50、100 mmol/L)离子对试剂以及不同有机溶剂(甲醇、乙腈)的组合。全程自动化,无需手动调节 pH,反复溶液配制。
离子对试剂筛选色谱图
实验结果显示,TEA分离效果差、峰重叠严重,而 DBA与HA可显著提升分离度,软件快速锁定50 mmol/L为最优浓度,大幅简化筛选流程。
pH与柱温系统优化,直观锁定最佳条件
在第一步确定浓度的基础上,进一步考察了pH 6.0/6.5/7.0/7.5、柱温40/50/60/70/80℃ 多参数组合。LabSolutions MD提供丰富的峰识别条件(如光谱相似度%、峰面积、峰高、基峰m/z、分子量等)供选择来进行自动准确的峰跟踪,无需人工比对色谱图。在本例中,由于不同链长的dT(x)紫外光谱差异较小,但洗脱顺序却相对固定,始终与链长正相关,所以以洗脱顺序作为自动峰识别的依据,并自动生成分离度设计空间,直观呈现最优参数区间(红色区域)。
分离度设计空间热力图
(红色区域代表该参数下分离度高)
直观明确了高温条件下可显著提升分离效果,配合最佳pH可获得理想分离。
AI自动梯度优化,摆脱经验依赖
以分离度≥1.5为目标,软件通过内置AI算法自动迭代校正,数小时内完成数天工作量,不依赖经验也能找到最优条件。最终实现11种不同链长寡核苷酸的基线分离,峰形尖锐、排序清晰,满足核酸药物质量控制的严苛要求。
AI自动梯度优化后11种寡核苷酸混合物的色谱图
流动相A: (上图) 50 mmol/L DBA,pH 7.5,
(下图) 50 mmol/L HA,pH 7.5
流动相B:甲醇
柱温:80℃
结论
LabSolutions MD实现从流动相筛选、参数优化到梯度微调的全流程自动化,显著降低手动操作误差,摆脱方法开发对资深经验的依赖,大幅缩短开发周期、提升方法稳健性,为寡核苷酸药物分析提供自动化、智能化、高效化解决方案。
*文中涉及最佳等程度类描述,仅限于实验组别对比结果

