[go: up one dir, main page]

CZ366197A3 - Large-scale isolation process of plasmid - Google Patents

Large-scale isolation process of plasmid Download PDF

Info

Publication number
CZ366197A3
CZ366197A3 CZ973661A CZ366197A CZ366197A3 CZ 366197 A3 CZ366197 A3 CZ 366197A3 CZ 973661 A CZ973661 A CZ 973661A CZ 366197 A CZ366197 A CZ 366197A CZ 366197 A3 CZ366197 A3 CZ 366197A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
plasmid
plasmid dna
dna
column
anion exchange
Prior art date
Application number
CZ973661A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Ann L. Lee
Sangeetha Sagar
Original Assignee
Merck & Co., Inc.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Merck & Co., Inc. filed Critical Merck & Co., Inc.
Publication of CZ366197A3 publication Critical patent/CZ366197A3/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/10Processes for the isolation, preparation or purification of DNA or RNA
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/10Processes for the isolation, preparation or purification of DNA or RNA
    • C12N15/1003Extracting or separating nucleic acids from biological samples, e.g. pure separation or isolation methods; Conditions, buffers or apparatuses therefor
    • C12N15/1006Extracting or separating nucleic acids from biological samples, e.g. pure separation or isolation methods; Conditions, buffers or apparatuses therefor by means of a solid support carrier, e.g. particles, polymers
    • C12N15/101Extracting or separating nucleic acids from biological samples, e.g. pure separation or isolation methods; Conditions, buffers or apparatuses therefor by means of a solid support carrier, e.g. particles, polymers by chromatography, e.g. electrophoresis, ion-exchange, reverse phase
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/06Lysis of microorganisms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/10Processes for the isolation, preparation or purification of DNA or RNA
    • C12N15/1003Extracting or separating nucleic acids from biological samples, e.g. pure separation or isolation methods; Conditions, buffers or apparatuses therefor
    • C12N15/1017Extracting or separating nucleic acids from biological samples, e.g. pure separation or isolation methods; Conditions, buffers or apparatuses therefor by filtration, e.g. using filters, frits, membranes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/26Preparation of nitrogen-containing carbohydrates
    • C12P19/28N-glycosides
    • C12P19/30Nucleotides
    • C12P19/34Polynucleotides, e.g. nucleic acids, oligoribonucleotides

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)

Abstract

A process is disclosed for the large scale isolation and purification of plasmid DNA from large scale microbial fermentations. All three forms of plasmid DNA; supercoil (form I), nicked or relaxed circle (form II), and linearized (form III), are individually isolatable using the disclosed process. Highly purified DNA suitable for inclusion in a pharmaceutical composition is provided by the disclosed process.

Description

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká izolace všech tří forem plazmidové DNK ve velkém měřítku.The invention relates to the large-scale isolation of all three forms of plasmid DNA.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Klasické způsoby izolace plazmidové DNK z fermantací bakteriálních kultur se hodí k přípravě plazmidu v malém nebo laboratorním měřítku. Jeden takový postup zahrnuje alkalickou lyži buněk mikrobiálního hostitele, následovanou neutralizací acetátem, přičemž dochází k vysrážení genomové DNK hostitelských buněk a proteinů. Sraženina se odstraní například centrifugací. Kapalná fáze obsahuje plazmidovou DNK, která se sráží alkoholem a pak se izoluje izopyknickou centrifugací za použití CsCl v přítomnosti etidium bromidu. Etidium bromid je nutný pro rozdělení celkové plazmidové DNK na tři odlišné formy, což je nadšroubovice (forma I), otevřená kružnice (forma II) a linearizovaná forma (forma III), a dále pro izolaci požadované formy plazmidu. K odstranění zbytkového etidium bromidu je nutná další extrakce butanolem, pak následuje srážení DNK alkoholem. K odstranění proteinů z hostitelských buněk se používají další čistící kroky, které zahrnuji opakované extrakce fenolem nebo směsí fenolu a chloroformu. Plazmidová DNK se sráží alkoholem a zbytkový fenol se odstraní opakovanými extrakcemi směsí izopentylu a chloroformu. Po konečném srážení alkoholem se plazmidová DNK rozpustí ve vodě nebo ve vhodném roztoku pufru.Conventional methods for isolating plasmid DNA from bacterial cultures are suitable for the preparation of small or laboratory scale plasmids. One such procedure involves alkaline lysis of microbial host cells followed by neutralization with acetate to precipitate genomic DNA of the host cells and proteins. The precipitate is removed, for example, by centrifugation. The liquid phase contains a plasmid DNA that is precipitated with alcohol and then isolated by isopycnic centrifugation using CsCl in the presence of ethidium bromide. Ethidium bromide is required to split the total plasmid DNA into three distinct forms, namely the helix (Form I), the open circle (Form II) and the linearized form (Form III), and further to isolate the desired form of the plasmid. To remove residual ethidium bromide further extraction with butanol is required, followed by precipitation of the DNA with alcohol. Additional purification steps are used to remove proteins from the host cells, which include repeated phenol extractions or phenol / chloroform mixtures. The plasmid DNA is precipitated with alcohol and the residual phenol is removed by repeated extractions of a mixture of isopentyl and chloroform. After the final alcohol precipitation, the plasmid DNA is dissolved in water or in a suitable buffer solution.

Nevýhody a omezení tohoto postupu se uvádí dále:The disadvantages and limitations of this procedure are as follows:

a) tento postup vyžaduje použití drahých a nebezpečných chemikálií (CsCl a EtBr, které se používají při centrifugací s hustotním gradientem; EtBr je známý mutagen a musí se z produktu odstranit; také může v plazmidové DNK vytvořit zlom, protože jde o činidlo, které se dokáže interkalovat do DNK);(a) this procedure requires the use of expensive and dangerous chemicals (CsCl and EtBr, which are used in density gradient centrifugation; EtBr is a known mutagen and must be removed from the product; it may also cause a break in the plasmid DNA because it is an can intercalate into DNA);

b) objem odstřeďováni v hustotním gradientu není jednoduše nastavitelný;(b) the density gradient centrifugation is not easily adjustable;

c) k odstranění zbytkového EtBr je potřeba provést extrakci organickým rozpouštědlem;c) organic solvent extraction is necessary to remove residual EtBr;

d) fenolová extrakce se používá k odstranění zbytkových proteinů a DNázy, probíhá za použití centrifugace, která oddělí fenolovou a vodnou fázi;d) phenol extraction is used to remove residual proteins and DNase, using centrifugation to separate the phenol and aqueous phases;

f) opakující se kroky dělají postup pracný a časově náročný velkým aplikace lyžování viskozity je obtížná; a použití velkého množství zeslabení stěny mikrobiálních buněk před lyží.f) repetitive steps make the process laborious and time consuming by large application of viscosity skiing is difficult; and using a plurality of wall attenuation microbial cells prior to lysis.

(izolace vyžaduje několik dnů) problémem je změna objemu směsi lysozym/zásada/KOAc měřítku, izolace ve buněk v malém je příčinou, že chemické lyže, je účinná při avšak zvýšení velkém měřítku lysozymu k enzymatickému(isolation requires a few days) the problem is changing the volume of the lysozyme / alkali / KOAc scale, isolation in small cells makes chemical lysis effective at increasing the large scale lysozyme to enzymatic

Směs je pak neutralizována přidáním kyseliny, která vede ke srážení chromozomální DNK s vysokou molekulovou hmotností. RNK s vysokou molekulovou hmotností a komplexy protein-SDS se sráží přidáním vysoké koncentrace sole KOAc. Po centrifugací se plazmid nachází ve vyčeřeném supernatantu. Limitací tohoto postupu je, že musí probíhat rychle a DNK se musí držet na ledu, aby se utlumila aktivita nukleáz, které se odstranily až použitím fenolové extrakce. Hlavní kontaminant, kterým je RNK, zůstává v supernatantu s plazmidovou DNK.The mixture is then neutralized by the addition of an acid which results in the precipitation of the high molecular weight chromosomal DNA. The high molecular weight RNK and protein-SDS complexes are precipitated by the addition of a high concentration of KOAc salt. After centrifugation, the plasmid is found in the clarified supernatant. A limitation of this procedure is that it must proceed rapidly and the DNA must be kept on ice in order to dampen the nuclease activity, which was only removed by phenol extraction. The major contaminant, RNK, remains in the supernatant with the plasmid DNA.

Jiná běžně užívaná metoda pro izolaci a čištění plazmidové DNK z bakterií poskytuje rychlý postup vhodný pouze pro izolace v malém měřítku.Another commonly used method for isolating and purifying plasmid DNA from bacteria provides a rapid procedure suitable only for small-scale isolations.

Holmes a Quigley (1981, Analytical Biochem., 114, pp 193-197) popisují jednoduchou a rychlou metodu přípravy • · • φ φ φ φ· · φ φ φ· ···· · · · ···· • · · · φ · φ ··· ·· φ φφφφ φφφ φφ φ φφφ φφ ΦΦΦ φφ «φ plazmidů, kde se na bakterie působí lysozymem, pak se povaří při teplotě okolo 100°C v příslušném pufru (STET) po dobu 20 až 40 sekund, přičemž vznikne nerozpustná sraženina genomové DNK, proteinu a odpadu, kde plazmidové DNK spolu s RNK jako s hlavním kontaminantem zůstává v roztoku. Stupeň tráveni lysozymem je pro funkčnost tohoto způsobu izolace nutný. Tento stupeň se méně uplatňuje při izolaci DNK ve velkém měřítku. Zmíněná DNK se pak používá pro aplikaci na lidech a zvířatech. Přidáni lysozymu může zvýšit uvolnění plazmidů během lyže. Výhodou je, že tepelné zpracování buněk také denaturuje enzym DNázu. Avšak tento způsob není vhodný pro izolace z velkoobjemových mikrobiálních fermentací, jeví se použitelný pro fermentace, kde objem je menší než pět litrů.Holmes and Quigley (1981, Analytical Biochem., 114, pp 193-197) describe a simple and rapid method of preparing a φ φ φ φ · · φ φ φ · φ φ φ · φ φ φ · The plasmids, where the bacteria are treated with lysozyme, are then boiled at a temperature of about 100 ° C in the appropriate buffer (STET) for 20 to 40 seconds. Plaz plaz φ φ φ φ φ φ φ , thereby forming an insoluble clot of genomic DNA, protein and waste, wherein the plasmid DNA together with the RNK as the main contaminant remains in solution. The degree of lysozyme digestion is necessary for the functionality of this method of isolation. This step is less useful for large-scale DNA isolation. Said DNA is then used for application to humans and animals. Addition of lysozyme may increase plasmid release during lysis. The advantage is that heat treatment of the cells also denature the enzyme DNase. However, this method is not suitable for isolation from large-scale microbial fermentations, it appears to be applicable to fermentations where the volume is less than five liters.

Publikovaly se další alternativy izopyknické centrifugace za použití CsCl, vhodné pro izolaci plazmidů. Tyto alternativy jsou vhodné pouze pro izolaci plazmidů v laboratorním měřítku a zahrnují:Other isopycnic centrifugation alternatives using CsCl suitable for plasmid isolation have been reported. These alternatives are only suitable for plasmid isolation on a laboratory scale and include:

a) vylučovací chromatografii na základě velikosti, která je inherentně omezena výkonem;(a) size exclusion chromatography based on inherently limited performance;

b) hydroxyapatitová chromatografie, která má tu nevýhodu, že pro dosažení účinnosti vyžaduje vysoké koncentrace močoviny;b) hydroxyapatite chromatography, which has the disadvantage of requiring high urea concentrations to be effective;

c) chromatografie s reverzními fázemi; a(c) reverse phase chromatography; and

d) iontoměničová chromatografie.d) ion-exchange chromatography.

Izolace a čištění plazmidové DNK ve velkém měřítku z mikrobiálních fermentací o velkém objemu proto vyžaduje vývoj lepšího postupu izolace plazmidů. Vývoj v řadě oblastí molekulární biologie požaduje postup izolace a čištění vhodný pro produkci plazmidové DNK ve velkém měřítku. Zvláště poslední zdokonalené postupy v oblasti lidských vakcín založených na bázi polynukleotidů, vhodných pro lidskou genovou terapii, vyžadují možnost produkovat velké množství polynukleotidové vakcíny ve vysoce čisté formě.Isolation and purification of large-scale plasmid DNA from large volume microbial fermentations therefore requires the development of a better plasmid isolation process. Developments in many areas of molecular biology require an isolation and purification procedure suitable for large-scale plasmid DNA production. In particular, the latest improved procedures in the field of human polynucleotide-based vaccines suitable for human gene therapy require the ability to produce large quantities of polynucleotide vaccines in highly pure form.

• · ··· ♦ · · · ··· ···· · · · · · • · · · · · · »»f » · • ···· ··· ······ ·· ··· · · ··· · F f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f f ·· · · ··

Pro vývoj a zavedeni komerčně dostupného postupu fermentace, izolace, čištěni a charakterizace DNK pro farmaceutické účely je nutná naprosto nová technologie.A completely new technology is required to develop and implement a commercially available process for fermentation, isolation, purification and characterization of DNA for pharmaceutical purposes.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Současná laboratorní metoda izolace a čištěni plazmidové DNK zahrnuje serie klasických laboratorních metod, které nejsou vhodné pro použiti ve výrobním procesu. Například objem centrifugace s hustotním gradientem se nedá jednoduše měnit; postup čištění nutně vyžaduje použití nebezpečných a drahých chemikálií/rozpouštědel, jako je etidium bromid, který je známý mutagen. Postup je pracný a časově náročný. Z těchto důvodů se vyvinul alternativní postup, kde se může nastavit objem izolace. Tento postup se zde popisuje. Dále se zavedl test, kterým se sleduje plazmidový produktu během jednotlivých stupňů postupu, a dokáže rozlišit jednotlivé formy plazmidu. Mikrobiální buňky nesoucí plazmid se suspendovaly a inkubovaly se s lysozymem v pufru, který obsahuje detergent. Za účelem lyže buněk se suspenze zahřála průchodem výměníkem tepla a pak se centrifugovala. Po centrifugaci se vyčeřený lyzát, který obsahuje převážně RNK a plazmidový produkt, filtruje přes filtr s póry o velikosti 0,45 mikronů a pak, před nanesením na iontoměničovou kolunu, se podrobí diafiltraci. Plazmid se může před nebo po filtraci nebo během předešlých či pozdějších kroků ošetřit enzymem RNázou. Po výměně aniontů se frakce produktu obsahující plazmid nanese na kolonu z reverzními fázemi a eluuje se příslušným pufrem. Získá se vysoce čistá plazmidová DNK vhodná pro použití v případě lidí.The current laboratory method for isolating and purifying plasmid DNA includes a series of classical laboratory methods that are not suitable for use in the manufacturing process. For example, the density gradient centrifugation volume cannot be easily changed; the purification process necessitates the use of hazardous and expensive chemicals / solvents such as ethidium bromide, which is a known mutagen. The procedure is laborious and time consuming. For these reasons, an alternative procedure has been developed where the volume of insulation can be adjusted. This procedure is described herein. In addition, an assay was performed to monitor the plasmid product during the individual steps of the process, and can distinguish between different forms of the plasmid. The plasmid-bearing microbial cells were suspended and incubated with lysozyme in a buffer containing detergent. To lyse the cells, the suspension was heated by passing through a heat exchanger and then centrifuged. After centrifugation, the clarified lysate, which contains predominantly RNK and plasmid product, is filtered through a 0.45 micron filter and then subjected to diafiltration before being applied to the ion exchange column. The plasmid may be treated with the RNase enzyme before or after filtration or during previous or later steps. After the anion exchange, the plasmid-containing product fraction is applied to a reverse phase column and eluted with the appropriate buffer. A highly pure plasmid DNA suitable for human use is obtained.

Identifikoval se nový, alternativní, postup lyže, a odstranění nežádoucího buněčného odpadu, kde lze libovolně nastavit objem a který je vhodný pro izolaci a čištění plazmidu ve velkém měřítku. Tento postup využívá k indukci • · φφφ φ φ · · φφφφ φφφφ φφ φ φφφφ φ φφφ φ φ φ φφφφ φ lyže buněk rychlé zahřátí a dále dochází ke srážení genomové DNK, proteinů a dalšího nežádoucího buněčného odpadu, přičemž plazmid zůstává v roztoku. Tento postup se dá využít při izolaci a čištěni plazmidové DNK ve velkém měřítku. Zjistilo se, že když se mikrobiální buňky suspenduji v modifikovaném pufru STET (jak se dále popisuje) a pak se suspenze zahřeje na teplotu okolo 70 až 100°C v průtočném výměníku tepla, dochází k výborné lyži. Nepřetržitý průtok nebo vsádková centrifugace lyzátu ovlivňuje pelet, který obsahuje buněčný odpad, proteiny a většinu genomové DNK, zatímco plazmid zůstává v supernatantu. Tento vynález nabízí řadu výhod jako je vysoký výtěžek produktu ve srovnání s chemickou lyží, dále inaktivaci DNáz, jednoduchost a možnost libovolného nastavení objemu izolace.A new, alternative, lysis procedure, and the removal of unwanted cellular debris, where the volume can be arbitrarily adjusted, are identified and suitable for large-scale plasmid isolation and purification. This procedure utilizes rapid heating to induce cell lysis of cells, and genomic DNA, proteins, and other unwanted cellular debris are precipitated while the plasmid remains in solution. This procedure can be used to isolate and purify large-scale plasmid DNA. It has been found that when microbial cells are suspended in a modified STET buffer (as described below) and then the suspension is heated to a temperature of about 70-100 ° C in a flow heat exchanger, excellent lysis occurs. Continuous flow or batch centrifugation of the lysate affects the pellet that contains cellular debris, proteins, and most of the genomic DNA, while the plasmid remains in the supernatant. The present invention offers a number of advantages such as high product yield compared to chemical lysis, furthermore DNase inactivation, simplicity and the possibility of arbitrarily adjusting insulation volume.

Vynález se týká způsobu izolace a čištění plazmidové DNK ve velkém měřítku z mikrobiálních fermentací. Velkoobjemové mikrobiální fermentace, které se zde používají, jsou fermentace celých buněk o objemech větších než přibližně pět litrů nebo buňky získané z fermentace, jejíž objem je větší než přibližně pět litrů.The invention relates to a process for the isolation and purification of large-scale plasmid DNA from microbial fermentations. The large-scale microbial fermentations used herein are whole cell fermentations with volumes greater than about five liters or cells obtained from fermentations greater than about five liters.

Vynález dále popisuje získání plazmidové DNK ve vysoce čisté formě, která je vhodná pro aplikaci v případě lidí. Zmíněná DNK zahrnuje například polynukleotidové vakciny a DNK pro genovou terapii lidí. Polynukleotidové vakciny jsou určeny pro přímou aplikaci na lidech formou injekcí (Montgomery, D.L. et al., 1993, Cell Biol., 169, 99 244-247; Ulmer, J.B. et al., 1993, Sciences, 259, pp 1745-1749).The invention further provides for obtaining a plasmid DNA in a highly pure form suitable for human application. Said DNA includes, for example, polynucleotide vaccines and DNA for human gene therapy. Polynucleotide vaccines are intended for direct administration to humans by injection (Montgomery, DL et al., 1993, Cell Biol., 169, 99, 244-247; Ulmer, JB et al., 1993, Sciences, 259, pp 1745-1749). .

Vynález také popisuje způsob přímého monitorování různých forem plazmidové DNK během jednotlivých kroků izolace a čištění. Různé formy plazmidové DNK, které se shora zmiňují a mohou se jednotlivě izolovat postupem podle vynálezu, jsou forma I (nadšroubovice), forma II (relaxovaný plazmid nebo • · βThe invention also describes a method for directly monitoring various forms of plasmid DNA during the individual isolation and purification steps. The various forms of plasmid DNA which are mentioned above and can be isolated individually by the process according to the invention are form I (supercoiled), form II (relaxed plasmid or β).

plazmid se zlomem na jednom řetězci DNK) a forma III (linearizovaný plazmid).a single strand break DNA plasmid) and Form III (linearized plasmid).

Způsob podle vynálezu je obecně vhodný pro použití ve ' spojení s mikrobiální fermentací. Odborníkům je zřejmé, že při tomto postupu podle vynálezu je možné použit různé mikrobiální buňky, mezi něž například patří buňky hub zahrnující kvasinky a bakteriální buňky. Preferovanou mikrobiální fermentací je bakteriální fermentace buněk, které obsahují plazmid, jež se. má izolovat a čistit. Preferovanou bakteriální fermentací je fermentace bakterií E. coli, které obsahují plazmid, jež se má izolovat a čistit. Odborníkovi je zřejmé, že v tomto vynálezu se mohou použit i jiné druhy fermentace než fermentace bakterií E. coli. Mikrobiální fermentace může probíhat v libovolném kapalném médiu, které je vhodné pro růst použitých bakterií.The process of the invention is generally suitable for use in conjunction with microbial fermentation. Those skilled in the art will appreciate that various microbial cells may be used in the present invention, for example fungal cells including yeast and bacterial cells. A preferred microbial fermentation is bacterial fermentation of cells that contain the plasmid being digested. should insulate and clean. A preferred bacterial fermentation is the fermentation of E. coli containing a plasmid to be isolated and purified. The skilled artisan will appreciate that other types of fermentation other than E. coli fermentation can be used in the present invention. The microbial fermentation may take place in any liquid medium suitable for the growth of the bacteria used.

Plazmid, který se má izolovat a čistit postupem podle vynálezu, může být libovolná molekula extrachromozomální DNK. Plazmidy se mohou v buňce vyskytovat ve vysokém počtu kopií nebo v nízkém počtu kopií. Velikost plazmidů může být prakticky libovolná. Odborníkům je zřejmé, že prakticky libovolný plazmid se může izolovat uvedeným postupem podle vynálezu.The plasmid to be isolated and purified by the process of the invention may be any extrachromosomal DNA molecule. Plasmids may be present in the cell in a high copy number or a low copy number. The size of the plasmids can be virtually arbitrary. Those skilled in the art will recognize that virtually any plasmid can be isolated by the process of the invention.

Z mikrobiálních buněk, které obsahují plazmid a které se získaly z fermentačního média, se připravila buněčná pasta nebo kaše. Pro získání buněk z kapalného média je vhodný libovolný běžně dostupný způsob, který zahrnuje například centrifugaci nebo mikrofiltraci.Cell paste or slurry was prepared from microbial cells containing plasmid and obtained from the fermentation medium. Any commercially available method, including, for example, centrifugation or microfiltration, is suitable to recover cells from the liquid medium.

Izolace plazmidové DNK ze získaných mikrobiálních buněk za použití současných postupů v laboratorním měřítku zahrnuje hlavně aplikaci enzymů na mikrobiální buňky za účelem zeslabení buněčné stěny, po níž následuje lyže buněk. Kroky čištění pak zahrnují opakující se centrifugaci za použití CsCl/EtBr, po kterých následují extrakce organickýmiIsolation of plasmid DNA from the obtained microbial cells using current laboratory scale procedures involves mainly the application of enzymes to microbial cells to attenuate the cell wall, followed by lysis of the cells. The purification steps then include repeated centrifugation using CsCl / EtBr followed by organic extractions

• · rozpouštědly a sráženi za účelem odstraněni tRNK, zbytkových proteinů, EtBr nebo dalších kontaminant z hostitelských buněk. U těchto kroků nelze libovolně volit objem a proto nejsou vhodné pro použití v postupech ve velkém měřítku. Naopak použití preparativní chromatografie v procesu čištění produktů plazmidové DNK je velmi výhodné a poskytuje vysoké rozlišení, jednoduchost použití a zvýšenou produktivitu. Při čištění plazmidové DNK na velmi vysokou úroveň čistoty, která je nutná v případě aplikace na lidech, jsou vhodné dva různé typy chromatografie. Jsou to aniontoměničová chromatografie a chromatografie s obrácenými fázemi. Separace založené na obrácených fázích se řídí hydrofóbními interakcemi, zatímco separace aniontoměničovou chromatografií se zakládají na elektrostatických interakcích. Tyto dva ortogonální chromatografické kroky dosahují rozdělení různých forem plazmidu (n-adš rouboví co vé formy, otevřené relaxované formy, lineární formy a konkatemérů) a odstranění hostitelských kontaminant jako jsou LPS (endotoxin) , RNK, DNK a zbytkových proteinů.Solvents and precipitation to remove tRNK, residual proteins, EtBr or other contaminants from the host cells. These steps are not freely selectable and are therefore not suitable for use in large-scale processes. Conversely, the use of preparative chromatography in the process of purifying plasmid DNA products is very advantageous and provides high resolution, ease of use, and increased productivity. Two different types of chromatography are suitable for purifying the plasmid DNA to the very high level of purity required when administered to humans. These are anion exchange chromatography and reverse phase chromatography. Reverse phase-based separations are governed by hydrophobic interactions, while anion-exchange chromatography separations are based on electrostatic interactions. These two orthogonal chromatographic steps achieve the separation of different forms of the plasmid (n-admixture forms, open relaxed forms, linear forms and concateners) and the removal of host contaminants such as LPS (endotoxin), RNK, DNA and residual proteins.

Způsobem podle vynálezu se získané mikrobiální buňky resuspendovaly v modifikovaném pufru STET, který obsahuje přibližně 50mM TRIS, přibližně 50 až lOOmM EDTA, přibližně 8 % sacharózu, přibližně 2 % TRITON X-100 a sub-mikrogramovou koncentraci lysozymu, při pH v rozmezí 6,0 až 10,0. Koncentrace lysozymu používaná v postupu podle vynálezu je podstatně nižší než koncentrace, které se používají v postupech známých v oboru. Odborníkům je zřejmé, že se mohou připravit modifikace tohoto základního složení pufru a ty jsou vhodné pro použití v postupu podle vynálezu. Modifikace základního složení pufru, které v podstatě neovlivňují nebo nezmění výsledek postupu, se uplatňují v postupu podle vynálezu. Rozmezí pH se může upravit na hodnotu, která poskytuje nej lepší výsledky v případě použitého kmene • · bakterii. Preferuje se rozmezí pH přibližně 8,0 až 8,5. Suspenze se pak zahřívá na teplotu okolo 70°C až 100°C, preferuje se teplota 70°C až 77°C, průchodem výměníkem tepla. Lyzát se centrifuguje a do peletu přechází buněčný odpad, proteiny a většina genomové DNK.According to the method of the invention, the obtained microbial cells were resuspended in a modified STET buffer containing about 50 mM TRIS, about 50-100 mM EDTA, about 8% sucrose, about 2% TRITON X-100 and a sub-microgram concentration of lysozyme, at a pH of 6, 0 to 10.0. The concentration of lysozyme used in the process of the present invention is substantially lower than those used in procedures known in the art. Those skilled in the art will appreciate that modifications to this basic buffer composition can be prepared and are suitable for use in the process of the invention. Modifications to the basic buffer composition that do not substantially affect or alter the result of the process are applied in the process of the invention. The pH range can be adjusted to a value that gives the best results for the strain used. A pH range of about 8.0 to 8.5 is preferred. The suspension is then heated to a temperature of about 70 ° C to 100 ° C, preferably a temperature of 70 ° C to 77 ° C, by passing through a heat exchanger. The lysate is centrifuged and cell debris, proteins, and most genomic DNA are pelleted.

Aby se prokázalo, že lyže mikrobiálních buněk obsahujících plazmid se dá provést průchodem mikrobiální suspenze výměníkem tepla, se sestrojil prototyp tohoto výměníku tepla. Tento výměník tvoří trubka z nerezu o vnějších rozměrech 3,04 x 6, 35.10‘3m stočená do spirály. Trubka se celá ponořila do vodní lázně o konstantní teplotě. Objem trubky stočené do šroubovice je přibližně 50 ml. K měření teploty na vstupu a na výstupu výměníku a teploty vodní lázně se použily termočlánky a teploměr. Produkt se pumpoval do zahřívací spirály peristaltickou pumpou Masterflex silikonovým potrubím. Buněčný lyzát se po výstupu z výměníku centrifugoval za účelem vyčeření ve vsádkové centrifuze Beckman J-21. Obrázek č. 1 znázorňuje schéma tohoto aparátu, ale v popsaném vynálezu se mohou využít i jiné typy konstrukce výměníku tepla, které například zahrnují preferované plášťové a trubkové konstrukce.To demonstrate that lysis of plasmid-containing microbial cells can be performed by passing the microbial suspension through a heat exchanger, a prototype of this heat exchanger was constructed. This exchanger consists of a stainless steel tube with external dimensions of 3.04 x 6, 35.10 3 m coiled into a spiral. The tube was completely immersed in a constant temperature water bath. The volume of the coiled tube is approximately 50 ml. Thermocouples and a thermometer were used to measure exchanger inlet and outlet temperatures and water bath temperature. The product was pumped into the heating coil by a peristaltic Masterflex pump through a silicone line. After exiting the exchanger, the cell lysate was centrifuged for clarification in a Beckman J-21 batch centrifuge. Figure 1 shows a schematic of this apparatus, but other types of heat exchanger designs may be utilized in the described invention, including, for example, preferred jacket and tubular structures.

Po centrifugaci se do vyčeřeného lyzátu aplikovala RNáza a produkt plazmidu se může filtrovat, aby se odstranil zbytkový jemný odpad. V tomto procesu se mohou použít různé druhy filtrace, například membránová filtrace s malými póry. Preferovaný způsob filtrace je filtrace přes filtr s póry o velikosti 0,45 mikronů.After centrifugation, RNase was applied to the clarified lysate and the plasmid product can be filtered to remove residual fine waste. Various types of filtration can be used in this process, for example membrane filtration with small pores. A preferred filtration method is filtration through a 0.45 micron filter.

Další způsob jak odstranit kontaminanty z produktu DNK je, že materiál se může podrobit diafiltraci. Pro použití v procesu podle vynálezu jsou vhodné standardní běžně dostupné materiály. Preferovanou metodou diafiltrace je použití ultrafiltrační membrány, jejíž rozhraní molekulové hmotnosti je v rozmezí 30 000 až 500 000 v závislosti na velikosti ·· • · · · • · · · · · · · · · · • · · · · · · · · · · · • ···· · · · ♦ ·· ··· ·· 999 99 99Another way to remove contaminants from the DNA product is that the material may undergo diafiltration. Standard commercially available materials are suitable for use in the process of the invention. A preferred diafiltration method is the use of an ultrafiltration membrane having a molecular weight interface in the range of 30,000 to 500,000 depending on size. 999 99 99

Z plazmidu. Izolovaná DNK se dále diafiltruje za použiti ultrafiltračni membrány (hrana molekulové hmotnosti je přibližně 100 000) proti pufru, který se také používá při následující aniontoměničové chromatografii. Před aniontoměničovou chromatografii se preferuje zařadit stupeň diafiltrace, což umožňuje zvýšit množství lyzátu, který se nanese na kolonu.From the plasmid. The isolated DNA was further diafiltered using an ultrafiltration membrane (molecular weight edge of approximately 100,000) against a buffer which is also used in subsequent anion exchange chromatography. It is preferable to include a diafiltration step over anion exchange chromatography, which allows the amount of lysate to be loaded onto the column to be increased.

V popsaném vynálezu se může použít široké rozmezí komerčně dostupných aniontoměničových matric, které zahrnují například ty, které jsou dostupné od firem POROS Anion Exchange Resins, Qiagen, Toso Haas, Sterogene, Spherodex, Nucleopac a Pharmacia. Kolona (Poros II PI/M, 4,5mmxl00) se na začátku ekvilibruje 20mM Bis/TRIS propanem při pH 7,5 a 0,7M NaCl. Vzorky se nanesly na kolonu a promyly se za použití stejného počátečního pufru. Eluční gradient 0,5 M až 0,85 M NaCl v množství 25 objemů kolony se pak aplikuje na kolonu a shromáždí se jednotlivé frakce. Aniontoměničová chromatografie je ideální první čistící krok, protože odstraňuje RNK, genomovou DNK a proteiny. Obrázek č. 5 (silná čára) ukazuje eluční profil vzorku filtrovaného vyčeřeného buněčného lyzátu z aniontoměničové kolony. Analýza na agarózovém gelu ukázala, že druhý pík, který se objevil po průchodu kolonou, je tvořen produktem plazmidu. Předchozí velký pík způsobuje RNK. Toto zjištění se potvrdilo inkubací vyčiřeného buněčného lyzátu s ribonukleázou před tím, než se nanesl na kolonu. Pak se ukázalo, že velký pík zmizel a byl nahrazen několika menšími rychleji vymytými píky, frakce těchto plků obsahují degradované produkty vzniklé trávením ribonukleázou.A wide range of commercially available anion exchange matrices can be used in the present invention, including, for example, those available from POROS Anion Exchange Resins, Qiagen, Toso Haas, Sterogene, Spherodex, Nucleopac, and Pharmacia. The column (Poros II PI / M, 4.5mmx100) is initially equilibrated with 20mM Bis / TRIS propane at pH 7.5 and 0.7M NaCl. Samples were loaded onto the column and washed using the same initial buffer. An elution gradient of 0.5 M to 0.85 M NaCl in an amount of 25 column volumes is then applied to the column and the individual fractions collected. Anion exchange chromatography is the ideal first purification step because it removes RNK, genomic DNA and proteins. Figure 5 (thick line) shows the elution profile of a filtered clarified cell lysate sample from the anion exchange column. Analysis on an agarose gel showed that the second peak that appeared after passing through the column was a plasmid product. The previous large peak causes RNK. This finding was confirmed by incubating the clarified cell lysate with ribonuclease before loading onto the column. Then it turned out that the large peak had disappeared and was replaced by several smaller, faster eluted peaks, the fractions of these plots containing degraded ribonuclease digestion products.

Frakce z aniontoměničové kolony se nanesou na kolonu s obrácenými fázemi. Pro tento vynález se dají použít běžně dostupné matrice například ty, které jsou dostupné u firem POROS, Polymer Labs, Toso Haas, Pharmacia, PQ Corp., Zorbax,Fractions from the anion exchange column are loaded onto a reversed phase column. Commercially available matrices, such as those available from POROS, Polymer Labs, Toso Haas, Pharmacia, PQ Corp., Zorbax,

4444 ·· · ···· ··· 4 · · ·*··· • · · · · · ····· « ··· · · 4 ····· ······· ······ · · ··· ·· · ·4444 ··· ··· 4 · · * · · 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 ····· · · ··· ·· · ·

BioSepra resins, BioSepra Hyper D resins, BioSepra Q-Hyper D resins a Amicon. Matrice mohou být tvořeny polymérem nebo oxidem křemičitým. Kolona s obrácenými fázemi (Poros R/H) se ekvilibruje s přibližně lOOmM uhličitanem amonným při pH8,5. Pro eluci vázaného materiálu se používá gradient 0 až 11% izopropanol. Tímto způsobem se oddělily tři shora popsané formy plazmidu, forma I, II a III.BioSepra resins, BioSepra Hyper D resins, BioSepra Q-Hyper D resins, and Amicon. The matrices may consist of a polymer or silica. The reverse phase column (Poros R / H) is equilibrated with approximately 100 mM ammonium carbonate at pH 8.5. A gradient of 0 to 11% isopropanol is used to elute the bound material. In this way, the three plasmid forms I, II and III described above were separated.

Eluovaná plazmidová DNK se pak může koncentrovat a/nebo diafiltrovat za účelem zmenšení objemu nebo záměny pufru. Při izolaci DNK, která je určená pro použití na lidech, se doporučuje použití diafiltrace produktu DNK do farmaceuticky přijatelného nosiče nebo tlumícího roztoku. Farmaceuticky přijatelné nosiče nebo tlumící roztoky jsou známy v oboru a zahrnují ty, které jsou popsány v řadě publikací, jako je Remington's Pharmaceutical Sciences. V tomto vynálezu se dá použít libovolný způsob vhodný pro koncentrování vzorku DNK. Takové způsoby zahrnují diafiltraci, srážení alkoholem, lyofilyzaci a podobně. Preferuje se diafiltrace. Po diafiltraci se konečný produkt plazmidové DNK může sterilizovat. Vhodný je libovolný způsob sterilizace, který neovlivňuje využití produktu DNK. Mezi zmíněné způsoby sterilizace patří pasážování membránou, která má dostatečně malé póry, například 0,2 mikronu a menší.The eluted plasmid DNA can then be concentrated and / or diafiltered to reduce buffer volume or swap. For the isolation of DNA for human use, it is recommended to use diafiltration of the DNA product into a pharmaceutically acceptable carrier or buffer. Pharmaceutically acceptable carriers or buffers are known in the art and include those described in a number of publications such as Remington's Pharmaceutical Sciences. Any method suitable for concentrating the DNA sample can be used in the present invention. Such methods include diafiltration, alcohol precipitation, lyophilization and the like. Diafiltration is preferred. After diafiltration, the final plasmid DNA product can be sterilized. Any method of sterilization that does not affect the use of the DNA product is suitable. Said sterilization methods include passage through a membrane having sufficiently small pores, for example 0.2 microns or less.

Přehled obrázků na výkreseOverview of the drawings

Na obrázku č. 1 je znázorněno schéma vhodného výměníku tepla.Figure 1 shows a diagram of a suitable heat exchanger.

Na obrázku č. 2 je graficky znázorněn vztah mezi teplotou na výstupu a rychlostí průtoku.Figure 2 is a graphical representation of the relationship between outlet temperature and flow rate.

Na obrázku č. 3 jsou uvedeny srovnávací chromatogramy všech forem plazmidu ve vyčeřeném supernatantu s 50 mM EDTA a 100 mM EDTA.Figure 3 shows comparative chromatograms of all forms of plasmid in clarified supernatant with 50 mM EDTA and 100 mM EDTA.

• · ·«• · ·

Na obrázku č. 4 je znázorněn výtěžek superhelixové formy plazmidu jako funkce teploty na výstupu.Figure 4 shows the yield of the superhelix form of the plasmid as a function of the outlet temperature.

Na obrázku č. 5 jsou znázorněny profily eluce aniontoměničových kolon, na které se nanesly vyčeřené lyzáty s enzymem RNázou (silná čára) nebo vyčeřené lyzáty, které neobsahuji RNázu (slabá čára).Figure 5 shows the elution profiles of anion exchange columns on which clarified RNase enzyme lysates (thick line) or clarified RNase-free lysates (thin line) were applied.

Na obrázku č. 6 jsou uvedeny profily eluce aniontoměničové chromatografie vyčeřeného lyzátu, který se podrobil nebo nepodrobil diafiltraci před nanesením na kolonu.Figure 6 shows the anion exchange chromatography elution profiles of the clarified lysate that has been subjected to diafiltration or not prior to column loading.

Na obrázku č. 7 je zobrazen profil eluce plazmidové DNK z buněčného lyzátu.Figure 7 shows the elution profile of plasmid DNA from cell lysate.

Na obrázku č. 8 je zobrazena elektroforetická analýza na agarózovém gelu produktu DNK, získaného z různých intermediárních kroků čištění.Figure 8 shows an electrophoretic analysis on an agarose gel of a DNA product obtained from various intermediate purification steps.

Na obrázku č. 9 se zobrazuje analýza produktu DNK na aniontoměničové HPLC, která ukazuje čistotu produktu.Figure 9 shows anion-exchange HPLC analysis of the DNA product showing the purity of the product.

Příklady provedeni vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Příklad 1: Kultivace mikrobiálních buněk, lyže buněk a vyčiření.Example 1: Cultivation of microbial cells, cell lysis and clarification.

Pro přípravu osmi litrů buněčné suspenze v STET pufru (8 % sacharóza, 0,5 % TRITON, 50mM TRIS pufr, pH8,5 a 50mM EDTA) se použila kaše zmrazených buněk E. coli. Hodnota absorbance buněčné suspenze při vlnové délce 600 nm byla okolo 30. Suspenze se nepřerušovaně míchala, aby se dosáhlo homogenity. Viskozita buněčné suspenze se měřila při teplotě místnosti (24°C) a její hodnota je přibližně 1,94 cp. Buněčná suspenze se pumpoval skrz výměník rychlostí 81ml/min, což znamená, že suspenze setrvá ve výměníku tepla přibližně 35 sekund. Teplota ve vodní nádrži se udržovala na 92°C. Teplota ·· roztoku buněk na vstupu a na výstupu byla okolo 24°C a 89°C (průměr). Výměníkem prošel přibližně 11 vzorku. Pozorovalo se neviditlené lepení lyzátu na trubku, i když lyzát byl hustější než počáteční materiál. Lyzát se ochladil na teplotu místnosti a jeho viskozita dosáhla hodnoty přibližně 40 cp. Buněčný lyzát se vyčeřil vsádkovou centrifugací při 9 000 ot/min. po dobu 50 minut za použití centrifugy Beckman J-21. Analýza supernatantu potvrdila účinnou lyži buněk a získání produktu. Výtěžek produktu byl přinejmenším srovnatelný s výtěžkem, kterého se dosáhlo použitím způsobu vaření podle Quigley a Holmes. Druhá uvedená metoda musí však probíhat v laboratorním měřítku ve vsádkovém módu a je proto nevhodná pro zpracování ve velkém měřítku (5 litrů a větší) . Vzhledem k tomu, že výměník tepla je průtočný, neexistuje omezení maximálního objemu buněčné suspenze, která se může zpracovat tímto postupem. Tento proces je proto vhodný pro fermentace bakterií probíhající ve velkých objemech za účelem produkovat velké množství vysoce čisté plazmidové DNK.A slurry of frozen E. coli cells was used to prepare eight liters of cell suspension in STET buffer (8% sucrose, 0.5% TRITON, 50 mM TRIS buffer, pH 8.5 and 50 mM EDTA). The absorbance value of the cell suspension at 600 nm was about 30. The suspension was stirred continuously to obtain homogeneity. The viscosity of the cell suspension was measured at room temperature (24 ° C) and was about 1.94 cp. The cell suspension was pumped through the exchanger at a rate of 81ml / min, meaning that the suspension remained in the heat exchanger for approximately 35 seconds. The temperature in the water tank was maintained at 92 ° C. The temperature of the inlet and outlet cell solution was about 24 ° C and 89 ° C (mean). Approximately 11 samples were passed through the exchanger. Unseen bonding of the lysate to the tube was observed, although the lysate was denser than the starting material. The lysate was cooled to room temperature and its viscosity reached approximately 40 cp. The cell lysate was clarified by batch centrifugation at 9,000 rpm. for 50 minutes using a Beckman J-21 centrifuge. Analysis of the supernatant confirmed efficient cell lysis and product recovery. The product yield was at least comparable to that obtained using the Quigley and Holmes cooking method. However, the latter method must be run in batch mode on a laboratory scale and is therefore unsuitable for large-scale processing (5 liters or more). Since the heat exchanger is flow-through, there is no limitation on the maximum volume of cell suspension that can be treated by this process. This process is therefore suitable for large-scale fermentations of bacteria in order to produce large quantities of highly pure plasmid DNA.

Vyčeřený lyzát se pak filtroval přes membránu, která má velikost pórů 0,45 mikronů, z důvodu odstranění zbytkového odpadu. Filtrát se pak diafiltroval použitím membrány mající hranu molekulové hmotnosti okolo 100 000.The clarified lysate was then filtered through a membrane having a pore size of 0.45 microns to remove residual waste. The filtrate was then diafiltered using a membrane having a molecular weight edge of about 100,000.

Příklad 2: Řízení a reprodukovatelnost lyže buněk pomocí parametrů výměníku tepla.Example 2: Control and reproducibility of cell lysis using heat exchanger parameters.

Nastavení rychlosti průtoku (t.j. doby zdržení), kterou je buněčná kaše pumpována skrz výměník tepla umožňuje řízení teploty lyže, což je teplota suspenze na výstupu z výměníku. Roztok buněčné kaše se připravil, jak se popisuje v příkladu 1, a pumpoval se skrz výměník tepla. Rychlost průtoku byla v romezí 160 až 850ml/min. Tomu odpovídající teploty na výstupu ležely v rozmezí 93°C a 65°C. Obrázek č. 2 ilustruje vztah mezi rychlostí průtoku a teplotou. Počáteční teplota buněčné • 44 · • · 4 *· ·· • · 4 · • 4 ··Adjusting the flow rate (i.e., residence time) at which the cell slurry is pumped through the heat exchanger allows control of the ski temperature, which is the temperature of the suspension at the exit of the exchanger. The cell slurry solution was prepared as described in Example 1 and pumped through a heat exchanger. The flow rate was in the range of 160 to 850ml / min. The corresponding outlet temperatures were between 93 ° C and 65 ° C. Figure 2 illustrates the relationship between flow rate and temperature. Initial cell temperature • 44 • 4 * 4 • 4

kaše byla 24°C a teplota vodní lázně se držela konstantní na teplotě 96°C. Oběh se zastavil, když teplota na výstupu dosáhla 80°C. Běžně dosažený výtěžek je 24mg cirkulární DNK na litr vyčeřeného supernatantu, což demonstruje reprodukovatelnost procesu.the slurry was 24 ° C and the water bath temperature was kept constant at 96 ° C. The circulation stopped when the outlet temperature reached 80 ° C. The commonly achieved yield is 24mg of circular DNA per liter of clarified supernatant, demonstrating the reproducibility of the process.

Příklad 3: Čištění plazmidové DNK.Example 3: Purification of plasmid DNA.

Mikrobiální buňky a lyzáty se připravily způsobem popsaným v příkladu 1 a 2, pak proběhly následující analýzy.Microbial cells and lysates were prepared as described in Examples 1 and 2, followed by the following analyzes.

Následující analýzy se uskutečnily za účelem ukázat, že přidání lOOmM EDTA narozdíl od 50mM EDTA zvýší procento nadšroubovicové formy DNK a za účelem určit přijatelné rozmezí výstupních teplot (t.j. teplota lyže) s ohledem na získání nadšroubovicové formy DNK. Preferuje se nadšroubovicová forma DNK, protože je stabilnější než relaxovaná kruhová forma. Jeden způsob jak přeměnit nadšroubovicovou formu na otevřený kruh je vytvoření zlomu použitím DNázy. Zjistilo se, že přidání lOOmM EDTA na rozdíl od 50mM EDTA v prufru STET minimalizuje tvoření plazmidové formy otevřeného kruhu. Obrázek č. 3 ukazuje srovnávací chromatografy celého plazmidu ve vyčeřeném supernatantu s 50mM EDTA versus lOOmM EDTA. Buněčná suspenze se připravila podle postupu popsaném v příkladu 1. Průtoková rychlost byla přibližně 186ml/min. Teploty na vstupu, na výstupu a teplota vodní lázně je 24°C, 92°C a 96°C.The following analyzes were performed to show that the addition of 100mM EDTA, unlike 50mM EDTA, would increase the percentage of supercoiled DNA and in order to determine an acceptable exit temperature range (i.e., ski temperature) with respect to obtaining the supercoiled DNA. The supercoiled form of DNA is preferred because it is more stable than the relaxed ring form. One way to convert a supercoiled form into an open ring is to create a break using DNase. Addition of 100 mM EDTA in contrast to 50 mM EDTA in STET buffer was found to minimize the formation of the plasmid form of the open ring. Figure 3 shows comparative chromatographs of the whole plasmid in the clarified supernatant with 50 mM EDTA versus 100 mM EDTA. The cell suspension was prepared according to the procedure described in Example 1. The flow rate was approximately 186 ml / min. The inlet, outlet and water bath temperatures are 24 ° C, 92 ° C and 96 ° C.

Přijatelné rozmezí teplot lyže se určilo měřením procenta nadšroubovicové formy plazmidu vytvořené při každém oběhu. Obrázek č. 4 ukazuje koncentraci nadšroubovicové formy plazmidu jako funkci teploty na výstupu. Přijatelné rozmezí teplot je mezi 75°C a 92°C. Při teplotě pod 75°C se tvoří více plazmidové formy relaxovaného kruhu, pravděpodobně to je způsobené zvýšenou aktivitou DNázy. Při teplotě nad 93°C seThe acceptable range of lysis temperatures was determined by measuring the percentage of supercoiled form of the plasmid formed at each cycle. Figure 4 shows the concentration of the supercoiled form of the plasmid as a function of the outlet temperature. An acceptable temperature range is between 75 ° C and 92 ° C. At a temperature below 75 ° C, more plasmid forms of the relaxed ring are formed, probably due to increased DNase activity. At a temperature above 93 ° C

14 14 • · · ·· ·· 4 • · · · · · · • ··· · · · • · » · · · • · · · · 4 • · · · · · · · • ··· · · · • · » • · · · · • · · · • · · · • · · · • · · · · · • · · • · · · • · · · · · · · · · · · • · · · • · · · · · • · · • · · · množství amount nadšroubovicové supercoiled formy forms plazmidu plasmid snižuje, decreases, pravděpodobně k tomu dochází it probably happens denaturací denaturation teplem. heat. Po After nepřerušované lyži continuous ski teplem a heat and centrifugaci centrifugation se lml se lml

vyčeřeného lyzátu buď inkuboval s 5μ9 RNázy po dobu 2 hodin nebo se použil bez aplikace RNázy. Oba vzorky se pak nanesly na aniontoměničovou kolonu (Poros Q/M 4,6x100), která byla před tím. ekvilibrována směsi v poměru 50:50 rozpouštědla A a B (rozpouštědlo A pro HPLC má složení: 20mM Tris/Bis propan pH8,0; a rozpouštědlo B má složeni: ÍM NaCl v 20mM Tris/Bis propan pH8,0). Kolona se eluovala za použiti gradientu 50% až 85% rozpouštědla B množstvím, které odpovídá 100 objemům kolony. Plazmidová forma otevřeného kruhu se vymyje přibližně do 68 % roztoku B a eluát nadšroubovicové formy plazmidu je 72 % roztok B.The clarified lysate was either incubated with 5μ9 RNase for 2 hours or used without RNase. Both samples were then loaded onto an anion exchange column (Poros Q / M 4.6x100) previously. equilibrated with a 50:50 mixture of solvent A and B (solvent A for HPLC having the composition: 20 mM Tris / Bis propane pH 8.0; and solvent B having the composition: 1M NaCl in 20 mM Tris / Bis propane pH 8.0). The column was eluted using a gradient of 50% to 85% solvent B by an amount equal to 100 column volumes. The open ring plasmid form is eluted into approximately 68% solution B and the supercoiled form of the plasmid is 72% solution B.

lyzátu, enzymu frakce,lysate, enzyme fraction,

Srovnáni eluátů aniontoměničových aplikovala čára) kam se (tlustá jeComparison of anion exchange eluates applied a line) to where (thick)

RNáza (slabá zobrazeno na kolon z vyčiřeného čára) a bez aplikace obrázku č. 5. Pík přibližně deseti minutách je který nebyl ošetřen je následována velkým pikem, kterým je RNK. U vzorků která vyšla plazmidová DNKRNase (weak on the cleared column) and without application of Figure 5. A peak of approximately ten minutes which was untreated is followed by a large peak, which is RNK. For samples that produced plasmid DNA

RNázou, po případě vzorku, ošetřených RNázou se pík tvořený RNK odstranil a dosáhlo se lepší separace plazmidového píku od píku tvořeného kontaminanty.By RNase, after the RNase-treated sample, the RNK peak was removed and a better separation of the plasmid peak from the contaminant peak was achieved.

Jak se popisuje dříve diafiltrace, která je předřazena aniontoměničové chromatografii, vysoce zvyšuje množství lyzátu, které se může nanést na kolonu. Tento fakt je demonstrován na srovnání vyčiřeného lyzátu, obrázku č. 6, který ukazuje který se diafiltroval a vyčeřeného lyzátu, který se před aniontoměničovou chromatografií, nepodrobil diafiltraci. Vzorky se připravily shora popsaným způsobem s výjimkou, že jeden vzorek se diafiltroval před nanesením na aniontoměničovou kolonu a druhý ne. Průběh dělení a eluce na koloně byl stejný jak ten shora popsaný. Obrázek č. 6 • · · · · • · · · · · · ···· • · · · · · · * ··· • ··· · · · ···· · • ···· ··· ······ ·· ··· ·· ·· ukazuje, že množství kontaminant v eluovaném materiálu je větší v případě vzorku, který se nediafiltroval. Velké množství kontaminovaného materiálu, které se váže na matrici aniontoměničové kolony, může zcela vyčerpat maximální kapacitu kolony, což může způsobit ztrátu produktu DNK, protože matrice není schopna dále vázat jakýkoli další materiál. Proto diafiltrace, kterou se odstraňují kontaminanty, umožňuje navázání většího množství produktu DNK na matrici aniontoměničové kolony a tím umožňuje, že na kolonu je možné nanést větší objem vyčeřeného lyzátu.As previously described, diafiltration, which is preceded by anion exchange chromatography, greatly increases the amount of lysate that can be loaded onto the column. This fact is demonstrated by comparing the clarified lysate, Figure 6, which shows which diafiltered and the clarified lysate which was not subjected to diafiltration prior to anion exchange chromatography. Samples were prepared as described above except that one sample was diafiltered prior to loading on the anion exchange column and the other not. The separation and elution of the column was the same as that described above. Picture No. 6 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · Shows that the amount of contaminants in the eluted material is greater in the case of a sample that has not been filtered. The large amount of contaminated material that binds to the anion exchange column matrix may completely exhaust the maximum column capacity, which may cause loss of the DNA product, as the matrix is unable to further bind any other material. Therefore, diafiltration, which removes contaminants, allows the binding of more DNA product to the matrix of the anion exchange column, thereby allowing a larger volume of clarified lysate to be applied to the column.

Jednotlivé formy eluované plazmidové DNK se oddělily na HPLC s obrácenými fázemi. Separace nadšroubovicové formy plazmidu (forma I) a kruhu ze zlomem (forma II) je znázorněna na obrázku č. 7. Tyto dvě formy se separovaly jednoduše, což umožňuje izolaci jednotlivých forem plazmidu.The individual forms of the eluted plasmid DNA were separated on reverse phase HPLC. The separation of the supercoiled form of the plasmid (form I) and the fracture ring (form II) is shown in Figure 7. These two forms were separated easily, allowing the isolation of the individual forms of the plasmid.

Příklad 4: Vysoce čistá plazmidová DNK izolovaná postupem založeným na chromatografii.Example 4: High purity plasmid DNA isolated by a chromatography-based procedure.

Fermentační buněčná pasta se resuspendovala v pufru STET a pak se termálně lyžovala vsádkovým způsobem. V jiném případě se fermentační buněčná pasta resuspendovala v modifikovaném STET pufru a pak se termálně lyžovala shora popsaným postupem. Dvacet mililitrů supernatantu prošlo filtrací, jak se popisuje shora, a pak se naneslo na aniontoměničovou kolonu (Poros Q/M 4,6x100), která se před tím ekvilibrovala směsí pufrů A a B v poměru 50:50, jak se shora popisuje. Gradient 50% až 85 % roztoku B se použil pro elucí kolony v množství, které odpovídá 50-ti objemům kolony. Průtoková rychlost byla lOml/min. Z kolony se zachytilo 2,5ml každé frakce. Nadšroubovicové forma plazmidové DNK se eluovala z kolony do 72% roztoku B.The fermentation cell paste was resuspended in STET buffer and then thermally lysed in a batch process. Alternatively, the fermentation cell paste was resuspended in a modified STET buffer and then thermally lysed as described above. Twenty milliliters of supernatant was filtered as described above and then loaded onto an anion exchange column (Poros Q / M 4.6x100) which was previously equilibrated with a 50:50 mixture of buffers A and B as described above. A gradient of 50% to 85% of solution B was used to elute the column in an amount corresponding to 50 column volumes. The flow rate was 10ml / min. 2.5 ml of each fraction was collected from the column. The supercoiled form of the plasmid DNA was eluted from the column into 72% solution B.

Produkt z aniontoměničové kolony se pak nanesl na chromatografickou kolonu z obrácenými fázemi (Poros R/H) , • · • · která se před tím ekvilibrovala lOOmM uhličitanem amonným při pH8,0, a pro eluci vázaného materiálu se použil gradient 0 % až 80 % metanolu. Vysoce čistá nadšroubovicová forma plazmidové DNK se eluovala do 22 % metanolu.The anion exchange column product was then loaded onto a reversed-phase chromatography column (Poros R / H) previously equilibrated with 100mM ammonium carbonate at pH 8.0 and using a gradient of 0% to 80% to elute the bound material. of methanol. The highly pure supercoiled form of the plasmid DNA was eluted in 22% methanol.

Na obrázku č. 8 je znázorněn agarózový gel z frakcemi odebranými z každého hlavního stupně čistícího procesu. Z analýzy na agarózovém gelu a pomocí HPLC, z kolorimetrického testu, které se popisují v příkladu 3, vyplývá, že konečný produkt, ukázaný na obrázku č. 9, dosahuje vysoké čistoty. Produkt obsahuje více jak 90% nadšroubovicové formy plazmidu a méně jak 10% formy otevřeného kruhu. Množství RNK bylo pod hranicí detekce testu, který se použil pro tento účel. Množství genomové DNK a proteinů bylo také pod hranicí detekce testu, který se použil pro tento účel. Výtěžek nadšroubovicové formy plazmidu na konci procesu tvořil přibližně 60% této formy obsažené ve vyčiřeném lyzátu.Figure 8 shows an agarose gel with fractions collected from each main stage of the purification process. The agarose gel analysis and HPLC analysis of the colorimetric assay described in Example 3 shows that the final product shown in Figure 9 is of high purity. The product contains more than 90% of the supercoiled form of the plasmid and less than 10% of the open ring form. The amount of RNK was below the detection limit of the assay used for this purpose. The amount of genomic DNA and proteins was also below the detection limit of the assay used for this purpose. The yield of the supercoiled form of the plasmid at the end of the process was approximately 60% of that form contained in the clarified lysate.

Příklad 5: Multi-gramová izolace plazmidové DNK.Example 5: Multi-gram isolation of plasmid DNA.

K přípravě 33,71 buněčné suspenze se použilo 4,51 mražené kaše buněk E.coli v pufru STET (8 % sacharóza, 2 % Triton, 50mM Tris pufr, 50mM EDTA, pH8,5) obsahující 2 500 jednotek/ml lysozymu. Absorbance suspenze při vlnové délce 600nm byla okolo 30. Aby došlo k dokonalému promíchání, suspenze se míchala při teplotě místnosti po dobu 15 minut a pak se inkubovala po dobu 45 minut za stálého míchání při teplotě 37°C. Po inkubaci se pokračovalo v míchání při teplotě místnosti a buněčná suspenze procházela výměníkem tepla průtokovou rychlostí 500 ml/min. Vsádková teplota se držela na 100°C a vstupní teplota buněčné suspenze byla přibližně 24°C a výstupní se pohybovala mezi 70 až 77°C. Buněčný lyzát vycházející z výměníku tepla se shromažďoval v centrifugačních lahvích Beckman (o objemu 500ml) a pak se ihned centrifugoval v centrifugách Beckman J-21 po dobu • ···· ·· · ·· ·· • · · · · · · · β · οA 4.51 frozen slurry of E. coli cells in STET buffer (8% sucrose, 2% Triton, 50 mM Tris buffer, 50 mM EDTA, pH 8.5) containing 2500 units / ml lysozyme was used to prepare a 33.71 cell suspension. The absorbance of the suspension at 600nm was about 30. For complete mixing, the suspension was stirred at room temperature for 15 minutes and then incubated for 45 minutes with stirring at 37 ° C. After incubation, stirring was continued at room temperature and the cell suspension was passed through a heat exchanger at a flow rate of 500 ml / min. The batch temperature was held at 100 ° C and the inlet temperature of the cell suspension was approximately 24 ° C and the outlet temperature was between 70-77 ° C. The cell lysate exiting the heat exchanger was collected in Beckman centrifuge bottles (500ml) and then immediately centrifuged in Beckman J-21 centrifuges for a period of time. β · ο

50inin. při 9 000 ot./min.. Zjistilo se, že po centrifugaci supernatant obsahuje 4 krát vice produktu plazmidu než v případě, kdy se nepoužila inkubace s lysozymem. Supernatant se po centrifugaci ihned diafiltroval proti třem objemům pufru TE (25mM Tris-EDTA pH8,0) a pak se inkuboval s 20xl05 jednotek RNázy z E.coli po dobu 2 až 4 hodiny při teplotě místnosti. Po ukončení inkubace se roztok produktu diafiltroval 6 objemy pufru TE za použití 100 kD membrány MWCO a pak se filtroval přes filtr s póry 0,45 mikronů, aby se odstranil zbytkový odpad. Filtrovaný lyzát se naředil pufrem 20mM Bis/Tris propan-NaCl pH7,5 na koncentraci 0,7M NaCl. Tento pufr se připravil za účelem naředění filtrátu, který se dále nanese na aniontoměničovou kolonu. Aniontoměničová kolona (3,61 POROS PI/M) se dříve ekvilibrovala pufrem 20mM Bis/Tris propan a 0,7M NaCl. Na kolonu se nanesl filtrovaný lyzát, jehož množství odpovídalo kapacitě kolony. V tomto případě se na aniontoměničovou kolonu naneslo 5g nadšroubovicové formy plazmidu. Po jeho nanesení se kolona promyla 2 až 4 objemy kolony pufru 20mM Bis/Tris propan a 0,7M NaCl. Pro odstranění většiny proteinů, RNK a endotoxinů obsažených v buňkách E.coli se použil gradient od 0,7M NaCl do 2,0M NaCl v 20mM Bis/Tris propanu v množství odpovídající 10-ti objemům kolony. Frakce nadšroubovicové formy plazmidu se eluovala při koncentraci mezi 1,4M a 2,0M NaCl. Frakce nadšroubovicové formy plazmidu po průchodu aniontoměničovou kolonou se 2 až 3 krát naředila vodou, která neobsahuje pyrogeny, upravila se na 1,2%IPA a pH8,5 pomocí IN NaOH. Naředěná frakce nadšroubovicové formy plazmidu po průchodu aniontoměničovou kolonou se pak nanesla na kolonu s obrácenými fázemi o objemu 71 (POROS R2/M), která se dříve ekvilibrovala lOOmM uhličitanem amonným obsahující 1,2 % IPA. V tomto případě se na kolonu s obrácenými fázemi naneslo 3.2g nadšroubovicové formy plazmidu a kolona se50inin. at 9,000 rpm. The supernatant was found to contain 4 times more plasmid product after centrifugation than when no lysozyme incubation was used. After centrifugation, the supernatant was immediately diafiltered against three volumes of TE buffer (25 mM Tris-EDTA pH8.0) and then incubated with 20x10 5 units of E. coli RNase for 2-4 hours at room temperature. At the end of incubation, the product solution was diafiltered with 6 volumes of TE buffer using a 100 kD MWCO membrane and then filtered through a 0.45 micron pore filter to remove residual waste. The filtered lysate was diluted with 20 mM Bis / Tris propane-NaCl pH7.5 to 0.7M NaCl. This buffer was prepared to dilute the filtrate, which was further loaded onto the anion exchange column. The anion exchange column (3.61 POROS PI / M) was previously equilibrated with 20 mM Bis / Tris propane buffer and 0.7 M NaCl. A filtered lysate corresponding to the column capacity was applied to the column. In this case, 5g of the supercoiled form of the plasmid was applied to the anion exchange column. After loading, the column was washed with 2-4 column volumes of 20 mM Bis / Tris propane buffer and 0.7 M NaCl. A gradient from 0.7 M NaCl to 2.0 M NaCl in 20 mM Bis / Tris propane in an amount corresponding to 10 column volumes was used to remove most of the proteins, RNKs and endotoxins contained in E.coli cells. The supercoiled fraction of the plasmid eluted at a concentration between 1.4M and 2.0M NaCl. The supercoiled fraction of the plasmid after passing through the anion exchange column was diluted 2-3 times with pyrogen-free water, adjusted to 1.2% IPA and pH8.5 with 1N NaOH. The diluted supercoiled fraction of the plasmid after passing through the anion exchange column was then loaded onto a 71-phase reversed-phase column (POROS R2 / M), which had previously been equilibrated with 100mM ammonium carbonate containing 1.2% IPA. In this case, a 3.2g supercoiled plasmid was loaded onto the inverted phase column and the column was

promyla 6 až 10 objemy 1,2% IPA ve lOOmM uhličitanu amonným. Toto promytí se uskutečnilo za účelem odstraněni nečistot. Pro eluci se použil gradient 1,2 % IPA až 11,2 % IPA v množství, které odpovídá pěti objemům kolony. Frakce nadšroubovicové formy plazmidu se eluuje v přibližně 4 % IPA. Frakce nadšroubovicové formy produktu z kolony s obrácenými fázemi se pak koncentrovala a diafiltrovala do normálního fyziologického roztoku za použití 30kD MWCO membrány. Konečný objem produktu se filtroval přes filtr s póry o velikosti 0,22 mikronů. V tabulce č. 1 se popisuje odstraňování nečistot a výtěžky každého hlavního stupně procesu. Výtěžek postupu byl víc jak 50% nadšroubovicové formy plazmidu ve vyčeřeném buněčném lyzátu, což se určilo anionměničovou HPLC, jak se popisuje v příkladu 3. Čistota produktu byla velmi vysoká. Produkt obsahoval méně než 1% RNK a proteinu a méně než 2,9% genomové DNK z buněk E.coli.washed with 6-10 volumes of 1.2% IPA in 100mM ammonium carbonate. This washing was performed to remove impurities. A gradient of 1.2% IPA to 11.2% IPA in an amount corresponding to five column volumes was used for elution. The supercoiled fraction of the plasmid elutes at approximately 4% IPA. The supercoiled fraction of the product from the reversed phase column was then concentrated and diafiltered into normal saline using a 30 kD MWCO membrane. The final product volume was filtered through a 0.22 micron filter. Table 1 describes the removal of impurities and yields of each main process step. The yield of the process was more than 50% of the supercoiled form of the plasmid in the clarified cell lysate as determined by anion exchange HPLC as described in Example 3. The purity of the product was very high. The product contained less than 1% RNK and protein and less than 2.9% genomic DNA from E. coli cells.

Tabulka č. 1: Multi-gramová izolace a výtěžekTable 1: Multi-gram isolation and yield

Stupeň Degree Plazmid produkt (mg) Plasmid Product (mg) g. Ό výtěžku stupně G. Stupně yield grade genom. DNK (mg/mg) genom. DNA (mg / mg) protein (mg/mg) protein (mg / mg) RNK (mg/mg) RNK (mg / mg) LAL Eu/mg LAL Eu / mg vyčeřený iyzát clarified iysate 6750 6750 100 100 ALIGN! 0, 52 0, 52 7,6 7.6 196 196 1,1x10' 1,1x10 ' koncentrace RNáza/ diafiltrace/ filtrace na slepém konci RNase concentration / diafiltration / dead end filtration 6500 6500 93 93 0, 50 0, 50 1, 6 1, 6 2,21 2.21 3,4xlOb 3,4x10 b výměna aniontů anion exchange 4000 z 5000 4000 z 5000 80 80 0, 41 0, 41 0, 3 0, 3 0,1 0.1 l,2xl04 l, 2x10 4 obrácen.fáze reverse 2300 z 3200 2300 z 3200 77 77 0, 029 0, 029 <0, 01\ <0.01 \ <0, 01\ <0.01 \ 62 62 koncentrace diafiltrace do konečného pufru concentration of diafiltration into final buffer 2110 2110 100 100 ALIGN! 0,029 0,029 <0, 0Γ+ <0, 0Γ + <0, or+ <0, or + 2, 8 2, 8 konečný výtěžek procesu final yield of the process 54 54

pod hladinou detekce uvedené metodybelow the detection level of said method

Wf-#Wf- #

Claims (11)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Způsob izolace a čištění plazmidové DNK z velkoobjemových mikrobiálních buněčných fermentací, vyznačující se tím, žeA method for the isolation and purification of plasmid DNA from large-scale microbial cell fermentations, characterized in that: a) se získají mikrobiální buňky z fermentace ve velkém měřítku;(a) microbial cells are obtained from large-scale fermentation; b) se k získaným mikrobiálním buňkám přidá dostatečné množství lyžujícího roztoku;b) adding a sufficient amount of lysing solution to the obtained microbial cells; c) se mikrobiální buňky z kroku b) zahřejí na teplotu mezi 7 0°C a 100°C v průtočném výměníku tepla, přičemž se vytvoří surový lyzát;c) heating the microbial cells of step b) to a temperature between 70 ° C and 100 ° C in a continuous heat exchanger to form a crude lysate; d) se surový lyzát centrifuguje;d) centrifuging the crude lysate; e) filtrací a diafiltrací supernatantu z kroku d) vznikne filtrát;e) filtration and diafiltration of the supernatant of step d) to form a filtrate; f) filtrát z kroku e) přijde do kontaktu z aniontoměničovou matricí;f) contacting the filtrate of step e) with an anion exchange matrix; g) se plazmidová DNK eluuje z aniontoměničové matrice a shromažďuje se pro další zpracování;g) eluting the plasmid DNA from the anion exchange matrix and collecting it for further processing; h) plazmidová DNK z kroku g) přijde do kontaktu s matricí vysokoúčinné kapalinové chromatografie s obrácenými fázemi;h) contacting the plasmid DNA of step g) with a reverse-phase high performance liquid chromatography matrix; i) se plazmid z matrice vysokoúčinné kapalinové chromatografie s obrácenými fázemi podle kroku h) eluuje a shromažďuje se pro další zpracování;i) eluting the plasmid from the reverse phase high performance liquid chromatography matrix of step h) and collecting it for further processing; j) se produkt z kroku i) může koncentrovat a/nebo diafiltrovat do farmaceuticky přijatelného nosiče; aj) the product of step i) may be concentrated and / or diafiltered into a pharmaceutically acceptable carrier; and k) se produkt DNK může sterilizovat.k) the DNA product can be sterilized. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že lyžující roztok podle kroku b) je modifikovaný pufr STET.The method of claim 1, wherein the lysis solution of step b) is a modified STET buffer. • 9• 9 3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že zahřátí podle kroku c) je na teplotu mezi 70°C a 77°C.The process according to claim 1, wherein the heating according to step c) is at a temperature between 70 ° C and 77 ° C. 4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že lyžující roztok podle kroku b) obsahuje submikrogramové koncentrace lysozymu.The method of claim 1, wherein the lysing solution of step b) comprises sub-programmatic concentrations of lysozyme. 5. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že může zahrnovat v libovolném stupni, který následuje po stupni a), aplikaci RNázy.The method of claim 1, which may include, at any stage following step a), the application of RNase. 6. Izolovaná a čištěná plazmidová DNK získaná způsobem podle nároku 1.The isolated and purified plasmid DNA obtained by the method of claim 1. 7. Plazmidová DNK podle nároku 6, kde zmíněný plazmid je vhodný pro aplikaci na lidech.The plasmid DNA of claim 6, wherein said plasmid is suitable for administration to humans. 8. Plazmidová DNK podle nároku 6, kde zmíněný plazmid je vhodný pro aplikaci na zvířatech.The plasmid DNA of claim 6, wherein said plasmid is suitable for administration to animals. 9. Plazmidová DNK podle nároku 6, kde zmíněný plazmid je polynukleotidová vakcína.The plasmid DNA of claim 6, wherein said plasmid is a polynucleotide vaccine. 10. Izolovaná a čištěná plazmidová DNK vhodná pro aplikaci na lidech.10. Isolated and purified plasmid DNA suitable for human application. 11. Plazmidová DNK podle nároku 10, kde zmíněná plazmidová DNK je polynukleotidová vakcína.The plasmid DNA of claim 10, wherein said plasmid DNA is a polynucleotide vaccine.
CZ973661A 1995-05-19 1996-05-15 Large-scale isolation process of plasmid CZ366197A3 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US44611895A 1995-05-19 1995-05-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ366197A3 true CZ366197A3 (en) 1998-04-15

Family

ID=23771380

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ973661A CZ366197A3 (en) 1995-05-19 1996-05-15 Large-scale isolation process of plasmid

Country Status (18)

Country Link
EP (1) EP0827536A1 (en)
JP (1) JPH11505707A (en)
KR (1) KR19990014924A (en)
CN (1) CN1190435A (en)
AR (1) AR003122A1 (en)
AU (1) AU709003B2 (en)
CA (1) CA2220867A1 (en)
CZ (1) CZ366197A3 (en)
EA (1) EA000785B1 (en)
HR (1) HRP960222A2 (en)
HU (1) HUP9802557A3 (en)
MX (1) MX9708967A (en)
NO (1) NO975280L (en)
NZ (1) NZ309231A (en)
PL (1) PL323475A1 (en)
SK (1) SK155797A3 (en)
WO (1) WO1996036706A1 (en)
YU (1) YU29796A (en)

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69533552T2 (en) * 1994-07-15 2005-09-22 Merck & Co., Inc. A METHOD OF PLASMID CLEANING IN BULK
US6197553B1 (en) 1994-07-15 2001-03-06 Merck & Co., Inc. Method for large scale plasmid purification
GB9425138D0 (en) 1994-12-12 1995-02-08 Dynal As Isolation of nucleic acid
US5981735A (en) 1996-02-12 1999-11-09 Cobra Therapeutics Limited Method of plasmid DNA production and purification
FR2753204B1 (en) * 1996-09-11 1998-12-04 Transgene Sa PROCESS FOR THE PREPARATION OF PLASMID DNA
SE9703532D0 (en) 1997-09-30 1997-09-30 Pharmacia Biotech Ab A process for the purification of plasmid DNA
US6914137B2 (en) 1997-12-06 2005-07-05 Dna Research Innovations Limited Isolation of nucleic acids
WO1999063076A1 (en) * 1998-06-01 1999-12-09 The Immune Response Corporation Novel method of large scale plasmid purification
US6270970B1 (en) 1999-05-14 2001-08-07 Promega Corporation Mixed-bed solid phase and its use in the isolation of nucleic acids
US6310199B1 (en) 1999-05-14 2001-10-30 Promega Corporation pH dependent ion exchange matrix and method of use in the isolation of nucleic acids
US20020012990A1 (en) 1999-12-22 2002-01-31 Lander Russel Jackson Process for the scaleable purification of plasmid DNA
US7378238B2 (en) 2001-01-19 2008-05-27 Drm, Dr. Mueller Ag Method for treating biomass for producing cell lysate containing plasmid DNA
GB0107634D0 (en) * 2001-03-27 2001-05-16 Fermentas Ab Nucleic acid purification
US6406892B1 (en) 2001-05-23 2002-06-18 Bio-Rad Laboratories, Inc. Acetate-free purification of plasmid DNA on hydroxyapatite
US8501402B2 (en) 2003-03-24 2013-08-06 Boehringer Ingelheim Rcv Gmbh & Co Kg Methods and devices for producing biomolecules
EP1856262B1 (en) 2005-01-31 2012-08-15 Merck Sharp & Dohme Corp. Upstream and a downstream purification process for large scale production of plasmid dna
JP2006238822A (en) * 2005-03-04 2006-09-14 Fuji Photo Film Co Ltd Method for separating and purifying nucleic acid
DE102005059315A1 (en) * 2005-12-09 2007-06-14 Qiagen Gmbh Process for the enrichment of short-chain nucleic acids
CN100439497C (en) * 2006-05-26 2008-12-03 吉林大学 A purification method suitable for large-scale production of plasmid DNA
EP2081442B1 (en) * 2006-10-10 2016-08-10 TrovaGene, Inc. Compositions, methods and kits for isolating nucleic acids from body fluids using anion exchange media
PT2153260T (en) * 2007-05-23 2017-04-24 Vgxi Inc Composition comprising high concentration of biologically active molecules and processes for preparing the same
CN101070543B (en) * 2007-06-01 2010-12-29 广东药学院 Super spirial plasmid separation purifying process
GB0913160D0 (en) * 2009-07-29 2009-09-02 Avecia Biolog Ltd Extraction process
US9163228B2 (en) * 2010-04-08 2015-10-20 Qiagen Gmbh Method for isolating and purifying nucleic acids
EP3399036B1 (en) 2010-04-08 2023-01-25 QIAGEN GmbH Chromatographic device and method for isolating and purifying nucleic acids
JP5624487B2 (en) * 2011-01-31 2014-11-12 横河電機株式会社 Nucleic acid extraction method
US9493736B2 (en) 2011-04-27 2016-11-15 Merck Patent Gmbh Method for lysing cells
CN104099321A (en) * 2014-07-10 2014-10-15 广州市军科泰特医药科技有限公司 Preparation method of lung cancer resistant plasmid T-VISA (VP16-Gal4-WPRE integrated systemic amplifier)-Bik (bcl-2interacting killer) DD
CN106884011B (en) * 2015-12-16 2020-11-17 固安鼎泰海规生物科技有限公司 Combined liquid chromatography separation method for large-scale plasmid purification
CN111721871A (en) * 2020-06-24 2020-09-29 南京济群生物科技有限公司 High-resolution detection method for plasmid supercoiled DNA content
CN112798697B (en) * 2020-11-16 2022-11-22 武汉波睿达生物科技有限公司 Detection method for supercoiled structure purity of lentivirus packaging system helper plasmid
CN114456940B (en) * 2022-01-23 2024-05-03 和元生物技术(上海)股份有限公司 Method for improving plasmid stability in escherichia coli cracking process

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3056782B2 (en) * 1989-11-03 2000-06-26 ヴァンダービルト ユニバーシティ Pharmaceutical compositions for expression of genes in target organs
WO1993024640A2 (en) * 1992-06-04 1993-12-09 The Regents Of The University Of California Methods and compositions for in vivo gene therapy
US5834441A (en) * 1993-09-13 1998-11-10 Rhone-Poulenc Rorer Pharmaceuticals Inc. Adeno-associated viral (AAV) liposomes and methods related thereto
DE69533552T2 (en) * 1994-07-15 2005-09-22 Merck & Co., Inc. A METHOD OF PLASMID CLEANING IN BULK

Also Published As

Publication number Publication date
NZ309231A (en) 1999-10-28
AR003122A1 (en) 1998-07-08
HRP960222A2 (en) 1997-12-31
EA199700399A1 (en) 1998-06-25
EA000785B1 (en) 2000-04-24
CN1190435A (en) 1998-08-12
NO975280D0 (en) 1997-11-18
JPH11505707A (en) 1999-05-25
PL323475A1 (en) 1998-03-30
EP0827536A1 (en) 1998-03-11
WO1996036706A1 (en) 1996-11-21
HUP9802557A2 (en) 1999-02-01
AU709003B2 (en) 1999-08-19
CA2220867A1 (en) 1996-11-21
SK155797A3 (en) 1998-07-08
NO975280L (en) 1998-01-16
KR19990014924A (en) 1999-02-25
MX9708967A (en) 1998-03-31
YU29796A (en) 1999-06-15
AU5921996A (en) 1996-11-29
HUP9802557A3 (en) 2000-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ366197A3 (en) Large-scale isolation process of plasmid
US6197553B1 (en) Method for large scale plasmid purification
EP0268946B1 (en) Method for separating long-chain nucleic acids
EP0771355B1 (en) A method for large scale plasmid purification
Eon-Duval et al. Removal of RNA impurities by tangential flow filtration in an RNase-free plasmid DNA purification process
US6011148A (en) Methods for purifying nucleic acids
JP3905132B2 (en) Purification of plasmid DNA using column chromatography in the presence of PEG
US6410274B1 (en) Plasmid DNA purification using divalent alkaline earth metal ions and two anion exchangers
US20060194304A1 (en) Process for the depletion or removal of endotoxins
AU782153B2 (en) Methods of DNA purification and purified DNA
WO1995004140A1 (en) Process for isolating nucleic acid from gram positive microorganisms
US6953686B1 (en) Methods of DNA purification and purified DNA
KR100337046B1 (en) Method of purifying dna in a cross-flow centrifuge
MXPA99006453A (en) Method of purifying dna in a cross-flow centrifuge

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic