pDNA 생산

플라스미드 DNA(pDNA)

플라스미드 DNA(pDNA)는 재조합 단백질, 바이러스 벡터, 첨단 생물 치료제 개발을 비롯한 다양한 유전 공학 연구의 핵심 출발점입니다. 유전자 치료 및 DNA 분야의 지속적인 발전으로 임상 적용에 적합한 신뢰할 수 있는 pDNA 생산 공정에 대한 수요가 증가하고 있습니다.

플라스미드는 박테리아에서 자연적으로 발견되는 원형 DNA 분자입니다. 플라스미드는 박테리아 게놈 DNA와 독립적으로 복제(에피소말 복제)되는 특성을 가지고 있어 유전자 공학용 벡터로 사용하기에 이상적입니다. 정제된 pDNA는 아데노 관련 바이러스(AAV) 및 렌티바이러스 벡터 생산, 체외수정(IVT) 반응, 직접 유전자 전달 등의 공정에서 원료로 사용될 수 있습니다.

싸토리우스는 pDNA 생산 전 과정에 걸쳐 효율적인 제조를 위한 다양한 도구를 제공합니다. 박테리아 배양부터 최종 여과에 이르는 플라스미드 DNA 제조 과정을 아래에서 살펴보고, 각 단계를 성공적으로 이끌어 줄 솔루션을 확인해 보세요.

도전 과제

pDNA는 크기가 크고, 전단력에 민감하며, 일부 오염물질과 유사하기 때문에 높은 수율로 회수하는 것이 까다로울 수 있습니다.

고밀도 세포 배양은 모니터링, 유지 관리 및 수확이 까다로운 경우가 많습니다.
전단력은 pDNA를 손상시키고 침전된 게놈 DNA를 분해하여 플라스미드 추출물을 오염시킬 수 있습니다.
크기가 큰 플라스미드(>6kb)는 수지 등의 전통적인 방법을 사용하여 정제하기 어렵습니다. 플라스미드가 수지의 기공을 통해 성공적으로 확산되지 않기 때문입니다.
오염물질(원치 않는 플라스미드 동형체 포함)로부터 pDNA를 분리하여 균일한 산물을 얻는 것은 기술적으로 까다로울 수 있으며, 종종 여러 단계의 크로마토그래피 공정이 필요합니다.

pDNA 생산 공정

플라스미드 DNA를 분리하는 데 필요한 일반적인 단계

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CIMmultus^® HiP2 플라스미드 프로세스 팩™

pDNA 정제를 위한 2단계 플랫폼

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pDNA 생산 공정

대장균에서 정제된 플라스미드까지

관심 유전자를 pDNA에 삽입한 후, 형질전환이라는 과정을 통해 숙주 세균(일반적으로 대장균)에 도입합니다. 이 과정은 보통 전기천공법을 이용합니다. 숙주 세포는 발효 과정에서 증식하여 플라스미드를 복제하고 원하는 염기서열을 다량 생산합니다. 세포 밀도가 원하는 수준에 도달하면 세포를 수확하고, 일반적으로 알칼리 용해법을 이용하여 pDNA를 추출합니다. 추출된 용액을 정제한 후, 크로마토그래피를 이용하여 pDNA를 순수 분리합니다. 마지막으로, 플라스미드를 농축하고 여과한 후, 제품의 순도를 확보하기 위한 품질 관리 과정을 거칩니다.

pDNA 처리 흐름도

무균 여과를 통해 pDNA에서 미생물 오염 물질을 제거합니다.

분리된 pDNA는 미생물 오염을 방지하기 위해 무균 여과 과정을 거칩니다.

시료 부피가 줄어들고 완충액에서 작은 분자들이 제거됩니다.

플라스미드 동형체를 분리하여 균일한 pDNA를 생성합니다.

플라스미드 DNA 분리

시료 부피가 줄어들고 완충액에서 작은 분자들이 제거됩니다.

pDNA에서 세포 잔해의 초기 제거

숙주 세포를 용해시켜 pDNA를 방출합니다.

숙주 박테리아는 증식하여 수백만 개의 pDNA 복제본을 생성합니다.

종자 증식 및 생산

숙주 박테리아는 증식하여 수백만 개의 pDNA 복제본을 생성합니다.

플라스미드 생산에서 상류 공정의 목적은 숙주 세포 집단을 이용하여 가능한 한 많은 pDNA를 생성하는 것입니다. 일반적으로 대장균(E. coli)은 증식 능력이 뛰어나고 pDNA를 신속하게 고수율로 생산할 수 있기 때문에 사용됩니다. 고수율 클론을 선택하여 시드 트레인을 구성하고, 이를 통해 생산 생물반응기에 접종할 충분한 세포 수를 확보합니다. 배양 후, 세포는 일반적으로 원심분리를 통해 수확됩니다.

귀하의 필요사항:

세포 성장을 최적화하고 플라스미드 수율을 극대화하는 확장 가능한 생산 플랫폼을 간단하고 안정적인 방식으로 제공합니다.

견고하고 제어 가능하며 효율적인 생산
교차 오염을 방지하기 위한 무균 종자 배양 시스템
고속 공급 펌프

저희만의 독창적인 솔루션:

싸토리우스는 모든 생산 규모에 맞는 다양한 미생물 발효 솔루션을 제공합니다.

본 시스템은 10~200L 용량의 소형 생물공정 시스템으로, 대장균(>50 OD)의 고밀도 발효에 필요한 조건을 충족합니다.

세포 성장 조건을 최적화하기 위해 공정 전반에 걸쳐 독특하고 견고한 필름을 적용했습니다.
다양한 공정 분석 기술(PAT)의 통합(다음 포함):
교반 탱크 반응기(STR)까지 유연성과 완벽한 확장성을 제공하여 신속한 공정 개발이 가능합니다.

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알칼리성 세포 용해

숙주 세포를 용해시켜 pDNA를 방출합니다.

세포 용해의 목적은 pDNA를 방출하고 세포 파편 및 게놈 DNA를 제거하는 것입니다. 숙주 세포를 수확한 후, 세포 펠릿을 NaOH 용액으로 용해시키고 이어서 아세트산칼륨으로 중화시킵니다. 이렇게 생성된 침전물에는 숙주 세포 단백질과 DNA를 포함한 불순물이 들어 있습니다.

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설명

pDNA에서 세포 잔해의 초기 제거

알칼리 용해로 얻은 물질에는 pDNA뿐만 아니라 숙주 세포에서 유래한 오염물질도 포함되어 있습니다. 정제 과정을 통해 고밀도 세포 배양액에서 pDNA를 정제하고 세포 파편과 불순물을 제거합니다.

당신의 도전

고농도의 세포 용해액에서도 불순물을 분리해내는 최적의 pDNA 정제 솔루션

도구는 점도가 매우 높은 용액을 처리할 수 있어야 합니다.

저희만의 독창적인 솔루션:

싸토리우스는 공정 개발부터 대규모 상업 생산에 이르기까지 다양한 응용 분야를 아우르는 광범위한 접선 유동 여과(TFF) 소모품을 제공합니다. 당사의 중공사막 모듈은 특히 고밀도 세포 환경에서 세포 용해액 정제를 위한 확장 가능한 플랫폼을 제공합니다. 중간 또는 저농도 세포에는 이 모듈이 권장됩니다.

분자량 차단 범위가 3kD에서 750kD까지, 기공 크기가 0.1μm에서 0.65μm까지인 멤브레인을 제공합니다.
감마선 조사 처리되어 일회용으로 바로 사용 가능하며, 장비 설치에 소요되는 시간과 비용을 절감할 수 있습니다.
특히 세포 밀도가 높은 배양액에서 얻은 점성 용해물에 효과적입니다.

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농축 | 투석여과 1

시료 부피가 줄어들고 완충액에서 작은 분자들이 제거됩니다.

pDNA 생산에서 pDNA 농축, 오염물질 제거 및 완충액 교환 단계는 필수적이지만, pDNA의 큰 크기와 전단 민감성 때문에 어려움이 따릅니다. 최신 혁신 기술은 저전단 공정과 완전 밀폐형 공정을 결합하여 밀폐된 시스템 내에서 최고의 회수율을 달성함으로써 pDNA 제조에 이상적인 환경을 조성합니다.

여러분의 도전 과제:

크고 민감한 분자를 위한 맞춤형 농축 솔루션

손상 및 불량한 회복을 최소화하기 위해 전단력을 제한합니다.
가장 큰 구조물까지도 최대한 복구 가능

저희만의 독창적인 솔루션:

싸토리우스는 생체 분자의 농축/투석여과에 적합한 다양한 제품 포트폴리오를 제공합니다. 당사의 중공사형 일회용 유동 어셈블리는 pDNA 농축을 위한 완벽한 확장성을 갖춘 시스템입니다.

최대 750kb에 달하는 대형 플라스미드 여과를 지원하는 다양한 크기 범위. 연구 결과는 30kD에서 750kD 사이의 분자량 차단 한계(MWCO)를 권장합니다.
감마선 조사 처리되어 바로 사용 가능하며, 공정 시간을 단축시켜 줍니다.
저전단 작업

전문가 상담 요청

기타 솔루션

이 제품군은 모든 유형의 제품에 완벽하게 적용되어 최저 여과 비용을 제공하는 가장 광범위한 PES 멤브레인 조합을 포함합니다.

전문가 상담 요청

포착

플라스미드 DNA 분리

생물약품으로서 pDNA는 순도, 효능 및 수율에 대한 엄격한 요구 사항을 충족해야 합니다. pDNA 포획은 하류 공정에서 매우 중요한 단계로, 대부분의 오염 물질을 제거하고 pDNA를 농축하는 역할을 합니다.

귀하의 필요사항:

민감도가 높고, 전단력이 낮으며, 큰 분자에도 적합한 pDNA 포획 공정.

효율적이고 부드러운 불순물 제거로 제품 변질 방지
크기 제한이 없는 캡처 방법

저희만의 독창적인 솔루션:

이 제품은 싸토리우스의 전문 과학자들이 개발한 pDNA 정제를 위한 완벽한 솔루션입니다.

컬럼은 pDNA의 효과적인 정제를 위한 플러그 앤 플레이 플랫폼의 첫 번째 단계를 나타냅니다.

pDNA를 농축하고 숙주 세포 단백질 및 기타 핵산의 대부분을 제거합니다.
pDNA에 대한 높은 동적 결합 용량
낮은 전단력은 pDNA 회수율을 극대화합니다.
상세하고 간결한 당사의 프로토콜은 견고한 프로세스 개발을 지원합니다.

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광택

플라스미드 동형체를 분리하여 균일한 pDNA를 생성합니다.

pDNA 이성질체를 분리하기 위해서는 추가적인 정제 크로마토그래피 단계가 필요하며, 일반적으로 초나선형(SC) pDNA를 개방형 원형(OC) 및 선형 DNA로부터 분리합니다. 의약품용 pDNA는 순도, 균일성 및 효능에 대한 엄격한 요구 사항을 충족해야 하며, SC pDNA는 가장 안정적이고 효율적이며 생물학적으로 활성이 높은 형태입니다.

귀하의 필요사항:

균일한 pDNA 추출물을 안정적으로 생성하는 효율적이고 견고한 정제 크로마토그래피 솔루션

분석 방법은 플라스미드 동형체를 구분할 수 있을 만큼 충분히 민감해야 합니다.

저희만의 독창적인 솔루션:

싸토리우스(Sartorius)의 제품은 포괄적인 pDNA 정제 솔루션입니다. 컬럼은 정제 과정의 두 번째 단계를 구성합니다.

개방형 원형(OC) 및 선형 pDNA 동형체를 초나선형(SC) pDNA로부터 분리합니다.
높은 동적 결합 용량과 낮은 전단력은 pDNA 회수율을 극대화합니다.
유연성과 확장성을 제공합니다.

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농축 | 투석여과 2

시료 부피가 줄어들고 완충액에서 작은 분자들이 제거됩니다.

여러분의 도전 과제:

크고 민감한 분자를 위한 맞춤형 농축 솔루션

손상 및 불량한 회복을 최소화하기 위해 전단력을 제한합니다.
가장 큰 구조물까지도 최대한 복구 가능

저희만의 독창적인 솔루션:

최대 750kb에 달하는 대형 플라스미드 여과를 지원하는 다양한 크기 범위. 연구 결과는 30kD에서 750kD 사이의 분자량 차단 한계(MWCO)를 권장합니다.
감마선 조사 처리되어 바로 사용 가능하며, 공정 시간을 단축시켜 줍니다.
저전단 작업

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기타 솔루션

이 제품군은 모든 유형의 제품에 완벽하게 적용되어 최저 여과 비용을 제공하는 가장 광범위한 PES 멤브레인 조합을 포함합니다.

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최종F여과

분리된 pDNA는 미생물 오염을 방지하기 위해 무균 여과 과정을 거칩니다.

최종 무균 여과 단계는 미생물 오염을 방지하고 환자의 안전을 확보하는 데 매우 중요합니다. 혁신적인 위험 완화 전략은 마지막 여과 단계부터 일회용 백에 보관하기까지 전체 공정의 무결성을 보호할 것입니다.

귀하의 필요사항:

크기가 크고 전단력에 민감한 pDNA 분자에 적용 가능한 무균 여과 솔루션

점성 용액에 적합합니다.

당사만의 독창적인 솔루션:

싸토리우스는 고객의 용도에 맞는 최첨단 멸균 필터를 제공합니다. 다양한 PES 멤브레인 조합을 포함하는 이 제품군은 모든 유형의 제품에 완벽하게 적용되어 최저 여과 비용을 실현합니다.

최종 멤브레인 기공 크기가 0.2µm 또는 0.45µm인 제품을 선택할 수 있습니다.
밀폐형 일회용 애플리케이션용 필터 전송 세트에 통합됨

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해석학

분석은 pDNA 정제 과정 전반에 걸쳐 불순물의 존재 여부를 확인하고 생성물의 양을 정량화하는 데 필수적입니다. 제공된 정보는 공정 관리, 안정성 및 높은 제품 품질을 뒷받침합니다.

당신의 도전

pDNA 샘플에 대한 종합적인 평가를 제공하는 분석 솔루션

최종 제품의 전체적인 모습을 신속하게 제공합니다.
노동 집약적인 방법을 피하십시오.

저희만의 독창적인 솔루션:

싸토리우스는 pDNA 샘플을 모니터링하고 제어하기 위한 완벽한 솔루션을 제공합니다.

본 제품은 플라스미드 DNA의 신속하고 재현성 있는 HPLC 모니터링 및 정량, 그리고 다양한 플라스미드 DNA 이형체의 분리를 위해 개발되었습니다.

주로 정제 과정의 다양한 단계에서 pDNA 샘플의 공정 중 및 최종 관리를 위해 설계되었습니다.
RNA의 존재 여부를 확인하는 데에도 사용할 수 있습니다.
신속하고 고해상도의 분석
유동 무관 분리
높은 감도와 재현성

CIMmultus^® HiP2 플라스미드 프로세스 팩™

CIMmultus^® HiP2플라스미드 프로세스 팩™

우리는 과학자들이 자체적인 pDNA 정제 공정을 개발하고 이를 생산 단계로 이전할 수 있도록 즉시 사용 가능한 pDNA 정제 팩을 개발했습니다. HiP2 플랫폼은 단 두 단계의 크로마토그래피(음이온 교환 크로마토그래피 후 소수성 상호작용 크로마토그래피)만으로 pDNA를 효율적으로 회수할 수 있도록 지원합니다.

효율적 - 대부분의 오염물질(RNA, 게놈 DNA, 숙주 세포 단백질 및 내독소)을 제거하고 초나선형 pDNA를 분리합니다.
신속한 처리 - 단 몇 시간 만에 공정이 완료되어 생산성이 향상되고 제조 비용이 최소화됩니다. 잘 정의된 프로토콜을 통해 견고한 정제 절차를 신속하게 개발할 수 있습니다.
확장성 - 단일체 컬럼의 고유한 특성 덕분에 소규모 실험실 규모에서 대규모 산업 규모의 pDNA 정제에 이르기까지 생산 수준 간의 원활한 전환이 가능합니다.