An evaluating study for the purification of pharmaceutical oligonucleotides using ionexchange chromatography

The initial goal of the project was to develop a more effective method for the purifications of oligonucleotides. This was achieved by developing a method of ion-exchange based on-column deprotection. The resulting method was compared to preestablished methods using LC-MS fraction analysis evaluated according to a purityscore with the acceptance criteria of ≥ 0.45. The on-column deprotection was shownto achieve a purity score > 0.6 for both of the fully thiolated and the partially thiolatedoligonucleotides while the other methods of regular ion-exchange chromatography,ion-pair chromatography and reversed phase chromatography only achieved a purityscore of ≥ 0.6 for only the fully thiolated oligonucleotides. The ion-exchange methodsbecame dependent on more chaotropic agents than expected, but the results gainedduring the resin screening portion of the project may provide a remedy. During theresin screening, the effects of two factors, pore size and ligand density, were investigated. Showing that the pore size did not affect the oligonucleotides to any extent,resulting in the ligand density being the major affecting factor. When studying thedifferent resins, a trend of lower retention with lower ligand density was observed.These results provide a foundation to use lower ligand density resins compatible withless harsh conditions when applying the on-column deprotection in future optimization for the purification of pharmaceutical oligonucleotides.
Syftet med projektet var att utveckla en mer effektiv metod för upprening av oligonukleotider. Detta uppnåddes genom att utveckla en metod för direkt avlägsning av denskyddande gruppen direkt på kolonnen baserat på jonbytes kromatografi. Den resulterande metoden jämfördes med tidigare etablerade metoder genom LC-MS fraktionsanalys och utvärderades enligt ett renhetsbetyg med acceptanskriterier på ≥ 0,45.Metoden visade sig uppnå ett renhetsbetyg > 0,6 för både de fullständigt tiolieradeoch delvis tiolierade oligonukleotider, medan andra metoder som vanlig jonutbyteskromatografi, jonpars-kromatografi och reversed phase-kromatografi endast uppnådde ett renhetsbetyg ≤ 0,6 för fullständigt tiolierade oligonukleotider. Jonutbytesmetoderna blev beroende av fler kaotropiska kemikalier än förväntat, men resultatenfrån resin undersökningen under projektet kan ge en lösning på detta. Under resinundersökningen utreddes effekterna av två faktorer, porstorlek och liganddensitet. Detvisades att porstorleken inte påverkade oligonukleotiderna i någon större utsträckningoch att liganddensiteten var den avgörande faktorn. Vid studier av olika resiner observerades en trend mot lägre retention vid lägre liganddensitet. Dessa resultat ger engrund för att använda resiner med lägre liganddensitet i den utevecklade metoden.Vilket bör tillåta mindre hårda förhållanden vid fortsatt optimering av uppreningenför farmaceutiska oligonucleotider.