回旋层析技术：核酸分离的高速通道

回旋色谱法不再仅仅是一种科学奇观，而是一个卷土重来的故事。这项技术曾因可重复性有限和机制不清而被搁置，但由于核酸疗法的兴起和超高效液相色谱系统的进步，它现在正蓄势待发。但它的复兴并非偶然。我们花了一年时间深入研究 DNA 物理学，激发科学好奇心，并致力于解决细胞和基因治疗领域的现实挑战，包括改进 mRNA 的规模化生产工艺。

一项酝酿数十年的技术 

巴里-博伊斯（Barry Boyes）和葛西健一（Kenichi Kasai）等研究人员在 20 世纪 80 年代首次观察到回旋色谱法，其反向洗脱行为吸引了科学家们的注意，比如较长的 DNA 片段洗脱时间晚于较短的。这一概念极具视觉冲击力，就像 DNA 分子在拥挤的颗粒中穿梭，就像滑雪运动员在回旋门中穿梭一样。然而，由于缺乏清晰的机理认识，这项技术逐渐被人们淡忘。 

时至 2022 年，沃特斯公司的科学家法布里斯-格里蒂（Fabrice Gritti）、马修-劳伯（Matthew Lauber）和凯文-温德姆（Kevin Wyndham）提出了一个大胆的问题：回旋色谱法能否起死回生？格里蒂对 DNA 在剪切力作用下拉伸的物理学研究为新一代回旋色谱柱奠定了基础。他的研究发现，双链 DNA 和 RNA 会发生熵弹性拉伸，在不断开键的情况下展开，而单链分子则不会。这一发现为从 mRNA 疫苗产品中分离 dsRNA 杂质打开了大门，满足了现代生物制药的关键需求。 

回旋色谱法的卓越之处 

Slalom 色谱以快速、可重复的分离和最少的样品前处理改变着核酸工作流程。它在 DNA 限制性图谱、质粒拓扑分析和 PCR 产物验证等应用中尤为有效。现在，研究人员无需依赖凝胶就能分离出高达 1 µg 的纯 DNA 条带，并能更有把握地检测 mRNA 生产和大规模 mRNA 产品中的免疫原性 dsRNA 杂质。 

它操作简单，通常只需交换缓冲液和稀释，因此是一种低风险、高回报的技术，尤其适用于双链核酸。对于许多实验室来说，它是 DNA 凝胶电泳或 DNA 梯形凝胶电泳的有效替代品。使用回旋层析技术，您可以绕过"凝胶电泳如何分离 DNA 片段 "或"如何解释凝胶电泳的 DNA 数据 "等问题，因为它提供了一种更简化的双链核酸分析方法。Slalom 色谱法为您的实验室提供了清晰的分辨率和快速的馏分收集，而无需凝胶的预处理、涂片或猜测。 

分离背后的科学 

回旋色谱法的核心是一种独特的分离机制。在高压流动下，核酸分子会拉伸，较长的链与固定相的相互作用更强，导致它们洗脱得更晚。与传统的尺寸排阻色谱法（SEC）相比，这种行为翻转了剧本。 

双链 DNA 和 RNA 的行为类似于柔性聚合物，因此是回旋分离的理想选择。相比之下，单链和环状 DNA 的伸展方式不同，限制了它们与色谱柱的相互作用。该技术对 3-40 千碱基对范围内的分子最为有效，可根据分子的柔韧性和长度进行高分辨率分离，这对表征细胞和基因治疗中的大型生物聚合物至关重要。 

正确使用系统 

要充分发挥回旋色谱的潜力，您的系统必须具备高性能。压力≥10,000 psi 的超高压液相色谱系统必不可少。高温有助于降低粘度并提高重现性，而生物惰性材料则可防止非特异性吸附造成的样品损失。260 纳米的标准紫外检测效果良好，不过多角度光散射 (MALS) 可以提供更多有关分子量和大小的信息。对于那些希望纯化样品的人来说，馏分收集器是一个很有价值的补充。 

方法开发：精度至关重要 

开发稳健的回旋法需要注意细节。建议使用缓冲流动相（如三乙酸乙酯-EDTA（TAE）），并保持较高的色谱柱温度以确保稳定性。流速和离子强度应在压力范围内进行优化，以实现敏锐的选择性。使用低容量的 1M 亚精胺定期进行色谱柱再生，有助于去除杂质并延长色谱柱的使用寿命。 

省略温度控制或系统压力不足会影响分辨率和重现性，因此周到的设置是关键。 

从理论到影响 

沃特世成为首家将回旋色谱柱商业化的公司，标志着分离科学领域的一个里程碑。但这一旅程并未就此结束。随着客户开始分享反馈并探索新的应用，这项技术将在好奇心、合作精神和打破常规思维的推动下继续发展。 

无论是验证 PCR 产物还是纯化质粒，回旋层析技术都能提供快速、可靠、可重复的双链核酸分离方法。这不仅仅是一种技术。它证明了跨学科思维和科学毅力的力量。 

准备好探索回旋色谱的可能性了吗？利用这些资源深入探讨： 

• A New Alternative to Gel Electrophoresis: App Note 
• 回旋色谱法的回归：分离核酸的新方法：网络研讨会