pDNA 생산

플라스미드 DNA (pDNA)

플라스미드 DNA (pDNA)는 재조합 단백질, 바이러스 벡터 및 첨단 생물치료제 개발을 포함한 많은 유전공학 추구의 중요한 출발점을 나타냅니다. 유전자 치료 및 DNA에 대한 지속적인 진전으로 임상 응용에 적합한 신뢰할 수 있는 pDNA 생산 공정에 대한 수요가 증가하고 있습니다.

플라스미드는 박테리아에서 자연적으로 발견되는 원형 DNA 분자입니다. 이들은 박테리아 게놈 DNA와 독립적으로(에피좀) 복제되며, 이러한 특성으로 인해 유전공학을 위한 벡터로 이상적으로 적합합니다. 정제된 pDNA는 아데노 관련(AAV) 및 렌티바이러스 벡터 생산, 전사(IVT) 반응 중 및 직접 유전자 전달과 같은 과정의 원료로 사용될 수 있습니다.

싸토리우스는 pDNA 생산 전반에 걸쳐 효율적인 제조를 위한 다양한 도구를 제공합니다. 아래 박라스미드 DNA 제조 과정을 세균에서 최종 여과까지 탐색하고, 모든 단계를 안내하는 솔루션을 발견하세요.

도전 과제

플라스미드 DNA(pDNA)의 높은 수율을 회복하는 것은 크기, 전단 민감성, 일부 오염 물질과의 유사성으로 인해 까다로울 수 있습니다.

고밀도 세포 배양은 모니터링, 유지 및 수확이 종종 까다롭습니다.
전단력은 pDNA를 손상시키고 침전된 게놈 DNA를 분해하여 플라스미드 추출물을 오염시킬 수 있습니다.
대형 플라스미드(>6kb)는 기공을 통과할 수 없어 전통적인 수지 방법을 사용하여 정제하기 어렵습니다.
원하는 순수한 제품을 얻기 위해 pDNA를 오염물질(원치 않는 플라스미드 이소형 포함)로부터 분리하는 것은 기술적으로 까다로울 수 있으며, 종종 여러 단계의 크로마토그래피가 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

E. coli에서 정제된 플라스미드까지

관심 유전자는 pDNA에 삽입되며, 일반적으로 전기천공법을 통해 숙주 박테리아(일반적으로 E. coli)에 도입됩니다. 숙주 세포는 발효 과정에서 복제되어 플라스미드의 사본을 만들고 원하는 서열을 대량 생산합니다. 세포가 원하는 밀도에 도달하면 수확되고, pDNA는 일반적으로 알칼리 용해법으로 추출됩니다. 그 후 용해액을 명확히 하고 크로마토그래피를 사용하여 pDNA를 정제합니다. 마지막으로 플라스미드는 농축 및 여과된 후 제품의 충분한 순도를 보장하기 위한 품질 관리 조치를 거칩니다.

pDNA 공정 흐름

멸균 여과는 pDNA에서 미생물 오염 물질을 제거합니다

분리된 pDNA는 미생물 오염을 방지하기 위해 멸균 여과 과정을 거칩니다

샘플 부피가 줄어들고 완충액에서 작은 분자들이 제거됩니다

플라스미드 이소폼의 분리를 통한 균일한 pDNA 생산

플라스미드 DNA 분리

샘플 부피가 줄어들고 완충액에서 작은 분자들이 제거됩니다

pDNA로부터 세포 잔해의 초기 제거

호스트 세포 용해를 통한 pDNA 방출

숙주 박테리아는 pDNA의 수백만 개의 복사본을 생성하기 위해 확장됩니다

종자 확장 및 생산

숙주 박테리아는 pDNA의 수백만 개의 복사본을 생성하기 위해 확장됩니다

플라스미드 생산의 업스트림 공정 목표는 숙주 세포 집단을 사용하여 가능한 한 많은 pDNA를 생성하는 것입니다. 일반적으로 E. coli는 빠르게 증식하고 높은 수율의 pDNA를 생성할 수 있기 때문에 사용됩니다. 고생산성 클론을 선택하여 생산 생물반응기를 접종하는 데 충분한 세포 수를 제공하는 종자 배양을 형성하는 데 사용됩니다. 배양 후 세포는 일반적으로 원심분리를 통해 수확됩니다.

귀하의 요구사항:

간단하고 신뢰할 수 있는 방식으로 세포 성장을 최적화하고 플라스미드 수율을 최대화할 수 있는 확장 가능한 생산 플랫폼

강력하고 제어 가능하며 효율적인 생산
교차 오염을 방지하기 위한 무균 시드 트레인
고속 공급 펌프

당사의 독특한 솔루션:

싸토리우스는 모든 생산 규모에서 미생물 발효를 위한 다양한 솔루션을 제공합니다.

10에서 200L까지의 용기 크기를 가진 컴팩트한 생물공정 시스템으로, E. coli의 고밀도 발효 요구사항(>50 OD)을 충족합니다.

세포 성장 조건을 최적화하기 위한 고유하고 견고한 필름
다양한 공정 분석 기술(PAT) 통합
신속한 공정 개발을 위한 교반 탱크 반응기(STR)까지의 유연성과 완전한 확장성

전문가와 상담

알칼리성 세포 용해

호스트 세포 용해를 통한 pDNA 방출

세포 용해의 목적은 pDNA를 방출하고 세포 잔해와 게놈 DNA를 제거하는 것입니다. 숙주 세포를 수확한 후, 세포 펠릿은 수산화나트륨(NaOH) 용액으로 용해되고 이후 아세트산 칼륨으로 중화됩니다. 결과적인 침전물에는 숙주 세포 단백질 및 DNA를 포함한 불순물이 포함됩니다.

전문가와 상담

정제

pDNA로부터 세포 잔해의 초기 제거

알칼리 용해로 수집된 물질에는 pDNA와 숙주 세포의 오염 물질이 포함되어 있습니다. 정제 과정은 고밀도 세포 배양에서 pDNA를 정제하고 세포 잔해와 불순물을 제거합니다.

당신의 도전

최고 밀도의 세포 용해물에서도 불순물을 분리하는 최적의 pDNA 정제 솔루션

도구는 고점도 용액을 처리할 수 있어야 합니다

당사의 독특한 솔루션:

Sartorius는 프로세스 개발부터 대규모 상업 생산까지 다양한 접선 흐름 여과(TFF) 소모품을 제공합니다. 당사의 중공 섬유 모듈은 특히 고세포 밀도 환경에서 세포 용해물을 명확히 하기 위한 완전히 확장 가능한 플랫폼을 제공합니다. 중간 또는 낮은 세포 농도에 권장됩니다.

3 kD부터 750 kD까지의 분자량 차단 및 0.1 μm부터 0.65 μm까지의 공극 크기를 제공하는 멤브레인
감마선 멸균; 단일 사용 및 즉시 사용 가능하여 장비 설치와 관련된 시간과 비용 절약
고밀도 배양에서 점성이 높은 용해물에 특히 효과적임

전문가와 상담

농축 | 다이여과 1

샘플 부피가 줄어들고 완충액에서 작은 분자들이 제거됩니다

pDNA의 농축, 오염물질 제거, 완충액 교환 단계는 pDNA 생산에 필수적이지만 pDNA의 큰 크기와 전단 민감성으로 인해 까다로울 수 있습니다. 최신 혁신 기술은 저전단 작업과 완전 밀폐 공정을 결합하여 밀폐 시스템 내에서 최고의 회수율을 허용하고, pDNA 제조를 위한 이상적인 환경을 조성합니다.

귀하의 과제:

대형 및 민감한 분자를 위한 맞춤형 농축 솔루션

저하 및 낮은 회수율을 최소화하기 위한 제한된 전단
가장 큰 구조물도 최대한 회수

당사의 독특한 솔루션:

싸토리우스는 생체분자의 농축/투석여과에 적합한 강력한 제품 포트폴리오를 제공합니다. 당사의 중공 섬유 일회용 흐름 조립품은 pDNA를 농축하기 위한 완전히 확장 가능한 시스템을 나타냅니다

대형 플라스미드(최대 750 kb) 여과를 지원하는 다양한 크기. 연구에서는 30 kD와 750 kD MWCO 사이를 권장합니다
감마선 멸균되어 즉시 사용 가능하며, 공정 시간을 단축합니다
저전단 작업

전문가와 상담

기타 솔루션

이 제품군은 최저 여과 비용으로 모든 유형의 제품에 완벽하게 적응할 수 있는 PES 멤브레인 조합의 가장 폭넓은 범위를 포함합니다

전문가와 상담

캡처

플라스미드 DNA 분리

생물의약품 제품으로서 pDNA는 순도, 효능, 수율에 대한 엄격한 요구사항의 적용을 받습니다. pDNA 포집은 다운스트림 공정의 중요한 단계로, 대부분의 오염물질을 제거하면서 pDNA를 농축합니다.

귀하의 요구사항:

대형 분자에 적합하고 민감하며 전단력이 낮은 pDNA 포집 공정.

분해를 방지하기 위한 효율적이고 부드러운 불순물 제거
크기 제한 없는 캡처 방법

당사의 독특한 솔루션:

이 제품은 싸토리우스의 전문 과학자들이 개발한 pDNA 정제를 위한 엔드 투 엔드 솔루션입니다.

열 기둥은 pDNA의 효과적인 정제를 위한 플러그 앤 플레이 플랫폼의 첫 번째 단계를 나타냅니다

pDNA를 농축하고 대부분의 숙주 세포 단백질 및 기타 핵산을 제거합니다.
pDNA에 대한 높은 동적 결합 용량
낮은 전단력은 pDNA 회수를 최대화합니다
상세하고 명확한 프로토콜은 견고한 공정 개발을 지원합니다

전문가와 상담

폴란드어

플라스미드 이소폼의 분리를 통한 균일한 pDNA 생산

pDNA 이소형을 분리하기 위해 일반적으로 개방형 원형(OC) 및 선형 DNA로부터 슈퍼코일드(SC) pDNA를 분리하는 추가적인 폴리싱 크로마토그래피 단계가 필요합니다. 제약용 pDNA는 순도, 균일성 및 효능에 대한 엄격한 요구 사항이 있으며, SC pDNA는 가장 안정적이고 효율적이며 생물학적으로 활성이 높은 형태입니다

귀하의 요구사항:

균일한 pDNA 추출물을 안정적으로 생산하는 효율적이고 견고한 연마 크로마토그래피 솔루션

플라스미드 이소형을 분리할 수 있을 만큼 민감해야 하는 방법

당사의 독특한 솔루션:

Sartorius의 컬럼은 종합적인 pDNA 정제 솔루션의 두 번째 단계를 형성한다

선형 및 개방형 원형(OC) pDNA 이소형을 초나선형(SC) pDNA로부터 분리
높은 동적 결합 용량과 낮은 전단력으로 pDNA 회수 최대화
유연성과 확장성 제공

전문가와 상담

농축 | 한외여과 2

샘플 부피가 줄어들고 완충액에서 작은 분자들이 제거됩니다

귀하의 과제:

대형 및 민감한 분자를 위한 맞춤형 농축 솔루션

저하 및 낮은 회수율을 최소화하기 위한 제한된 전단
가장 큰 구조물도 최대한 회수

당사의 독특한 솔루션:

대형 플라스미드(최대 750 kb) 여과를 지원하는 다양한 크기. 연구에서는 30 kD와 750 kD MWCO 사이를 권장합니다
감마선 멸균되어 즉시 사용 가능하며, 공정 시간을 단축합니다
저전단 작업

전문가와 상담

기타 솔루션

이 제품군은 최저 여과 비용으로 모든 유형의 제품에 완벽하게 적응할 수 있는 PES 멤브레인 조합의 가장 폭넓은 범위를 포함합니다

전문가와 상담

최종 F여과

분리된 pDNA는 미생물 오염을 방지하기 위해 멸균 여과 과정을 거칩니다

최종 무균 여과 단계는 미생물 오염을 방지하고 환자 안전을 보장하는 데 중요합니다. 혁신적인 위험 완화 전략은 마지막 여과 단계부터 일회용 백 저장까지 전체 작업의 무결성을 보호할 것입니다.

귀하의 요구사항:

대용량, 전단에 민감한 pDNA 분자에 적용 가능한 무균 여과 솔루션

점성이 높은 용액에 적합

당사의 독특한 솔루션:

싸토리우스는 귀하의 애플리케이션에 가장 진보된 무균 필터를 제공합니다. 이 제품군은 최저 여과 비용으로 모든 유형의 제품에 완벽하게 적응하는 가장 광범위한 PES 멤브레인 조합을 포함하고 있습니다

0.2 또는 0.45 µm 최종 멤브레인 공극 크기로 제공 가능
폐쇄형 일회용 애플리케이션을 위한 필터 전송 세트에 통합

전문가와 상담

분석

분석은 불순물의 존재를 확인하고 pDNA 정제 과정 전반에 걸쳐 제품의 양을 정량화하는 데 필요합니다. 제공된 정보는 공정 제어, 강건성 및 높은 제품 품질을 지원합니다.

당신의 도전

pDNA 샘플의 포괄적인 평가를 제공하는 분석 솔루션

최종 제품의 전체적인 그림을 신속하게 제공
노동 집약적인 방법 피하기

당사의 독특한 솔루션:

싸토리우스는 pDNA 샘플을 모니터링하고 제어하기 위한 완전한 솔루션을 제공합니다.

우리의 분석 컬럼은 플라스미드 DNA의 신속하고 재현 가능한 HPLC 모니터링 및 정량, 그리고 다양한 플라스미드 DNA 이소형의 분리를 위해 고안되었습니다.

정제 과정의 다양한 단계에서 pDNA 샘플의 공정 중 및 최종 품질 관리를 주로 목적으로 설계되었습니다.
RNA의 존재를 확인하는 데에도 사용할 수 있습니다.
신속하고 고해상도의 분석
유동 독립적 분리
높은 민감도와 재현성

CIMmultus^® HiP2 플라스미드 프로세스 팩™

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과학자들이 자체 pDNA 정제 프로세스를 개발하고 생산으로 전환하는 데 도움을 주기 위해 즉시 사용 가능한 pDNA 정제 팩을 만들었습니다. HiP2 플랫폼은 두 단계의 크로마토그래피(음이온 교환 크로마토그래피 후 소수성 상호작용 크로마토그래피)로 pDNA를 효율적으로 회수할 수 있게 합니다.

효율적 - 대부분의 오염 물질(RNA, 게놈 DNA, 숙주 세포 단백질, 엔도톡신)을 제거하고 슈퍼코일드 pDNA를 분리
신속성 - 단 몇 시간 만에 처리가 완료되어 생산성을 높이고 제조 비용을 최소화합니다. 잘 정의된 프로토콜은 신속하게 강력한 정제 절차를 개발하는 데 도움을 줍니다.
확장성 - 모노리식 컬럼의 고유한 특성은 소규모 실험실에서 대규모 산업용 pDNA 정제에 이르기까지 생산 수준 간 원활한 전환을 용이하게 합니다.