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干貨 | 外源性DNA殘留檢測簡介

發布時間:2022-10-24 17:32 信息來源: 閱讀次數: 次


 外源性DNA屬于生物制品工藝相關雜質,對其含量進行檢測可以確認產品純化工藝是否合理,即能否有效去除外源DNA殘余;同時可確認產品中雜質含量是否符合標準要求,該檢測值是生物制品質量控制的重要參數之一。


外源性DNA的來源



生產生物制品的宿主細胞(細菌、真菌和哺乳動物細胞)基因組,如E.coli、釀酒酵母、Vero細胞等;


生產用細胞攜帶的潛在病毒、包裝用病毒基因組或相關特定轉化序列,如逆轉錄病毒、輔助病毒、SV40大T抗原等;


質粒DNA,如包裝質粒或體外轉錄模板。


外源性DNA殘留的風險



感染性風險:整合的或游離的DNA病毒和反轉錄病毒的DNA在機體內外均具有感染性,感染后可產生感染性病毒粒子,其風險可能比致癌性風險更高。


致癌性風險:現存的主要致癌機制是引入的顯性致癌基因(如真核生物中廣泛存在的ras基因),通過直接轉化使得部分正常細胞分化為瘤性細胞。


免疫原性風險:細菌基因組富含的CpG組分和未甲基化修飾的序列會刺激非特異性免疫反應,增加免疫原性風險。


致突變性風險:哺乳動物細胞基因組中含有高拷貝數的轉座子,可通過異位重排改變基因組從而致突變。


外源性DNA殘留的限定標準



中國藥典》2020年版規定:細胞基質生產的生物制品DNA殘留量不高于100 pg/劑、細菌或真菌基質生產的制劑DNA殘留量不超過10 ng/劑;


美國藥典:規定成品中殘留DNA不高于10 ng/劑、長度不大于200 bp;


歐洲藥典:規定殘留DNA不超過10 ng/劑,具體可接受限度需由權威機構批準。

圖片

后臺回復“外源性DNA殘留”,獲取相關法規原件。


外源性DNA殘留的檢測方法



DNA 探針雜交法

 根據檢測目標DNA設計特異性探針,同位素或熒光染料標記后與固定在膜上的變性DNA樣本雜交并顯現斑點,通過與DNA標準品信號值對比來估算樣本中DNA殘留量。

該方法優勢在于可通過電泳估計DNA分子大小,但缺點也很明顯,即實驗耗時長(48 h)。另外,若用同位素標記探針,靈敏度能達到pg級,但只能半定量檢測且有放射性污染風險;熒光染料標記探針能對DNA殘留進行定量檢測,但靈敏度有所降低。


熒光染色法

 應用熒光染料picogreen與雙鏈DNA結合形成復合物,在480 nm激發光、520 nm接收光下檢測,在一定的DNA濃度范圍及熒光染料過量的條件下熒光強度與DNA濃度成正比,根據熒光強度計算樣本中DNA殘留量。

該方法操作簡單、成本低廉、無需純化DNA;純DNA條件下靈敏度為0.2 ng/ml,基質中單鏈DNA和RNA對檢測影響較小,高濃度蛋白對檢測有干擾,故疫苗類產品經方法學驗證后是可以使用的,但不適用于高劑量的蛋白類制品;該方法對各類DNA具有通用性,無需對不同類型DNA設計特異性探針,但也因其特異性差易受環境中DNA污染。


定量PCR法

對外源性DNA設計特異性引物和熒光標記的探針,以反應體系中熒光數值反映特異性擴增產物量,當反應過程中熒光強度達到預設的閾值時,體系的PCR循環數與該體系所含有的起始DNA模板量的對數呈線性關系,依據DNA標準品測定樣本中外源性DNA殘留量。

該方法序列特異性強、靈敏度高(fg級)、重現性好,是中國藥典、美國藥典和歐洲藥典均推薦的方法;靶標區域的選擇、引物和探針的特異性、DNA標準品質量對方法的靈敏度和準確度有較大影響,需針對不同外源性DNA開發特異的檢測體系和DNA標準品。


免疫閾值法

 應用單鏈DNA結合蛋白捕獲變性的單鏈DNA,然后用尿素酶標記的抗-DNA抗體與結合的DNA反應,以尿素酶水解尿素后溶液pH變化反應體系中DNA含量,經DNA標準品計算殘留DNA含量。

該方法靈敏度高(1-3 pg),有標準化操作流程,但依賴單鏈DNA結合蛋白和抗-DNA單克隆抗體兩種蛋白與DNA的結合,費用較高且需片段不小于600 bp。


珈創生物致力于外源性DNA殘留檢測服務的開展,歡迎新老客戶前來咨詢。


參考文獻:

Xing Wang,Donna M. Morgan,Gan Wang, Ned M. Mozier1.Residual DNA Analysis in Biologics Development: Review of Measurement and Quantitation Technologies and Future Directions.Biotecnology





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