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オリゴ核酸合成機

オリゴ核酸合成機は、DNA/RNAやASO・siRNAを固相ホスホロアミダイト法で自動合成する装置です。CPGやポリスチレン担体上で、脱保護・カップリング・キャッピング・酸化(または硫化)のサイクルを繰り返し、塩基を1残基ずつ伸長します。研究用の少量スケールから核酸医薬の製造スケールまで機種があり、原薬合成の起点となる工程を担います。

固相ホスホロアミダイト合成ASO/siRNA原薬スケール対応GMP/カップリング効率

用途・特徴

オリゴ核酸合成機は、固相ホスホロアミダイト法による合成サイクルを自動で繰り返す装置です。担体に結合した5'末端の脱トリチル化(脱保護)、アミダイトとアクチベーターによるカップリング、未反応末端のキャッピング、亜リン酸トリエステルの酸化または硫化を1サイクルとし、目的長まで伸長します。試薬の送液・反応時間・洗浄を機械が制御することで、長鎖でも再現性の高い合成ができます。

選定軸はスケール、カラム(反応容器)数、カップリング効率、収率、GMP対応です。スケールはnmol〜μmol級の研究用から、数十mmol〜mol級の製造用まで幅があり、目的の必要量とコストで決まります。1残基ごとのカップリング効率は最終収率を左右し、長鎖ASO/siRNAでは99%以上が求められます。トリチルモニタリングで各サイクルの進行を確認できる機種もあります。

工程設計では、ホスホロチオエート化(硫化)の有無、2'修飾アミダイトやLNA/MOEなどの特殊モノマー対応、デリバリー方式(流路式か反応容器式か)、試薬消費量、スケールアップの連続性を考慮します。製造用途では21 CFR Part 11対応や記録性、洗浄バリデーション、原材料トレーサビリティが重要になります。

Point
  • 固相ホスホロアミダイト法でDNA/RNA/修飾オリゴを自動合成する
  • 脱保護・カップリング・キャッピング・酸化(硫化)のサイクルを繰り返す
  • ASO・siRNA・ガイドRNAなど核酸医薬原薬の合成起点となる
  • スケールは研究用(nmol〜μmol)から製造用(mmol〜mol)まで幅がある
  • カラム数(同時合成本数)でスループットが決まる
  • カップリング効率と収率が長鎖オリゴの品質を左右する
  • ホスホロチオエート化や2'修飾・LNA/MOEなど特殊モノマーへの対応が分かれる
  • 製造用途では21 CFR Part 11対応や記録性・洗浄バリデーションが重要になる

使用方法

基本的には、担体をセットし、配列とサイクル条件を設定して、試薬を装置に接続したうえで自動合成を実行します。

1合成スケールと配列・修飾を設定する
2固相担体(CPG/ポリスチレン)をカラムにセットする
3アミダイト・アクチベーター・脱保護液・酸化/硫化液を接続する
4脱保護・カップリング・キャッピング・酸化(硫化)のサイクルを自動実行する
5トリチルモニタリングでカップリング効率を確認する
6切り出し・脱保護後、精製・QCへ送る
実際の条件は、合成スケール、配列長、修飾の種類、必要純度、スループット、GMP対応によって変わります。

使用される工程

オリゴ核酸合成機は、核酸医薬や関連試薬の原薬・素材を作る工程で使われます。

ASO・siRNA原薬合成

核酸医薬原薬となるオリゴを固相合成する中心工程。ホスホロチオエート化や2'修飾を含む配列を合成する。

主な用途
  • 原薬合成

ガイドRNA・修飾オリゴ合成

CRISPR用ガイドRNAやアプタマー、修飾オリゴの合成に使われる。

主な用途
  • 合成

研究・前臨床用オリゴ調製

配列・修飾の最適化やスクリーニング用に少量多検体のオリゴを調製する。

主な用途
  • 少量多検体

工程開発・スケールアップ

カップリング条件や試薬量を最適化し、研究スケールから製造スケールへ移行する。

主な用途
  • スケールアップ

GMP製造・品質管理

製造スケールでの原薬合成、記録管理、洗浄バリデーション、原材料管理に関わる。

主な用途
  • GMP製造

使用されるモダリティー

オリゴ核酸合成機は、オリゴそのものが有効成分や素材になるモダリティーで特に重要です。

ASO(アンチセンス核酸)
関連度
原薬合成ホスホロチオエート2'-MOE/LNA修飾
ASO原薬を固相合成する中心装置として使われる。
siRNA
関連度
センス/アンチセンス鎖合成2'-O-Me/F修飾GalNAc結合体
二本鎖を構成する各鎖の合成に使われる。
アプタマー・修飾オリゴ
関連度
修飾アミダイトライブラリー合成
修飾を含むオリゴの合成に使われる。
mRNA-LNP
関連度
キャップアナログポリAテンプレートプライマー
原薬本体はIVTだが、関連オリゴや試薬の合成で使われる。
遺伝子編集
関連度中〜高
ガイドRNA合成ssODNドナープライマー
ガイドRNAやドナーオリゴの合成に使われる。

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