核酸合成

固相合成担体(CPG・合成カラム)

固相合成担体(CPG・合成カラム)は、オリゴヌクレオチド合成で最初の塩基を共有結合で固定する出発点となる多孔質担体です。制御細孔ガラス(CPG)やポリスチレンに3'末端のヌクレオシドをローディングし、合成機のカラムに充填して伸長・脱保護・切り出しを行います。ローディング量・細孔径・スケールが収量と純度を左右する選定軸です。

固相担体CPG/ポリスチレンローディング量細孔径選定合成スケール
分類
核酸合成
主な用途
固相担体 / CPG/ポリスチレン / ローディング量 / 細孔径選定 / 合成スケール
関連モダリティ
アンチセンス核酸(ASO) / siRNA/核酸医薬 / アプタマー/CpGオリゴ / mRNA医薬・LNP / ガイドRNA/ゲノム編集
代表メーカー
Cytiva・Glen Research・LGC Biosearch Technologies・Merck / MilliporeSigma ほか計6社
関連キーワード
オリゴ核酸合成 / ホスホロアミダイト法 / CPG / 細孔径 / ローディング量 / アンチセンス核酸

用途・特徴

固相合成担体は、ホスホロアミダイト法によるオリゴ合成で3'末端の最初のヌクレオシドを共有結合(多くはスクシニルリンカー)で固定する出発点です。脱トリチル・カップリング・キャッピング・酸化を繰り返して鎖を伸長し、合成後にアンモニア等で切り出します。担体に何がローディングされているか(dA/dC/dG/dT、ユニバーサル担体)と結合様式が、合成設計と切り出し条件を決めます。

選定の中心はローディング量(µmol/g)と細孔径です。ローディング量はスケール当たりの収量と立体的な込み合いに影響し、高ローディングは収量に有利ですが長鎖や難配列ではステップ収率が落ちることがあります。細孔径(500Å/1000Å/2000Åなど)は合成可能な鎖長と相関し、長いオリゴやRNAでは大きな細孔径が選ばれます。CPGは剛直で膨潤が少なく長鎖に強く、ポリスチレンは小スケールや特定試薬系で高い収率を示します。

工程設計では、担体材質(CPG/ポリスチレン)、細孔径、ローディング量、粒子径(合成機の流路・背圧に適合するか)、プレフィルド合成カラムかバルクか、5'修飾・3'修飾やユニバーサル担体の要否、GMP/医薬グレードの供給可否を合わせて確認します。プレフィルドカラムはスケール(nmol〜mmol)ごとに用意され、合成機のフォーマットとの整合が重要です。

Point
  • 3'末端の最初のヌクレオシドを共有結合で固定する出発担体
  • 材質はCPG(剛直・低膨潤・長鎖に強い)とポリスチレン(小スケール・高収率)が主流
  • ローディング量(µmol/g)はスケール当たり収量とステップ収率のバランスを決める
  • 細孔径(500/1000/2000Å)は合成可能な鎖長と相関し長鎖・RNAで大きくする
  • dA/dC/dG/dTプリロード担体とユニバーサル担体(任意3'末端)がある
  • スクシニルリンカーが一般的で、切り出し・脱保護条件と整合させる
  • プレフィルド合成カラムはスケール・合成機フォーマットに合わせて選ぶ
  • GMP/医薬グレードの供給とロット間再現性が原薬製造では重要

使用方法

基本的には、目的の3'末端と合成スケールに合うローディング・細孔径の担体(充填済みカラム)を選び、合成機にセットして固相合成サイクルを回します。

13'末端塩基・スケール・鎖長から担体と細孔径を選ぶ
2ローディング量と充填済みカラム(またはバルク充填)を準備する
3合成カラムを合成機の流路にセットする
4脱トリチル・カップリング・キャッピング・酸化を繰り返す
5合成完了後に担体から切り出し・脱保護する
6粗生成物を回収しUV/HPLCで収量・純度を確認する
実際の条件は、3'末端の種類(標準塩基/ユニバーサル/修飾)、合成スケール、鎖長、RNA/DNAの別、担体材質・細孔径・ローディング量、合成機のカラムフォーマット、GMP要件によって変わります。

掲載情報の確認日:2026年7月(メーカー公開情報をもとに編集部が確認。最新・正確な仕様は各社公式をご確認ください)