了解 DNA 與 RNA 為何會使裂解液變得濃稠、牽絲且難以澄清,以及核酸酶處理如何改善流動性、過濾性與下游製程相容性。
當細胞被破碎時,DNA 與 RNA 會釋放到由蛋白質、膜、鹽類、碳水化合物、宿主細胞碎屑與產物所組成的高濃度混合物中。這些核酸並不是被動的污染物。長鏈 DNA 與 RNA 相對於其他裂解液成分可跨越較大的距離,形成具彈性且纏結的網絡,吸附水分並包埋懸浮固體。
製程團隊對其結果並不陌生:裂解液流動緩慢、會從移液器吸頭牽絲、難以混合、使澄清設備負荷過高,且不同批次之間表現不一致。

Strandfall 核酸酶可用於從源頭降低這種網絡結構。透過將 DNA 與 RNA 切割成較短片段,它有助於在澄清與下游處理前,將濃稠的裂解液轉變為更容易管理的製程流體。
基因組 DNA 與高分子量 RNA 的行為可類似於製程尺度的聚合物。細胞裂解後,它們會在液相中延展並彼此物理纏結。即使總固形物並未異常偏高,也會增加表觀黏度並造成牽絲。
在實務上,裂解液可能看起來已部分澄清,但流動時仍像凝膠狀液體。
DNA 與 RNA 帶有電荷,會與蛋白質、膜碎片及其他細胞來源碎屑相互作用。這可能穩定懸浮物,並減緩沉降或相分離。其製程影響不只限於濃稠度;也可能影響顆粒行為、濁度與濾材負荷。
強烈混合或泵送可以破壞部分結構,但單靠剪切力通常不夠一致。它也可能產生更難移除的較小碎屑。若核酸仍長到足以維持彈性網絡,裂解液仍可能持續造成濾材堵塞並阻礙澄清。
高細胞密度製程、強烈機械裂解、冷凍解凍破碎,以及特定微生物或哺乳動物細胞系統,都可能快速釋放核酸。緩衝液組成、鹽濃度、pH 範圍、產物敏感性與保留時間,都會影響黏度問題的嚴重程度。

當團隊觀察到以下情況時,通常會懷疑黏度是由核酸所驅動:
這些症狀並不能證明核酸是唯一問題,但它們是評估核酸酶處理的強烈訊號。
核酸酶會將 DNA 與 RNA 鏈切割成較小片段。一旦長鏈網絡被破壞,裂解液通常會降低彈性,並更容易通過標準製程步驟。
重要的是操作結果:
對許多製程而言,核酸酶處理的目的不是讓裂解液在外觀上達到完美,而是建立受控的製程窗口,讓下一個單元操作能接收到可處理的流體。
通常會在裂解後不久考慮使用核酸酶,避免製程受到黏度或固體處理限制。常見評估點包括:

裂解後降低黏度
在細胞被打開後使用,以在澄清前降低核酸鏈長度。
離心前調理
有助於為固液分離建立更均一的進料。
過濾前調理
有助於降低核酸對濾材負荷與壓力上升的貢獻。
下游捕獲或濃縮前
有助於降低可能干擾後續製程步驟的核酸負荷。
最佳添加點取決於您的裂解方法、產物穩定性、不純物目標與下游流程順序。
有效的核酸酶討論應聚焦於適配性,而不是學術細節。評估供應時,請就以下項目取得一致:
這正是受控核酸酶供應的重要性所在。此酵素不只是一種試劑;它會成為影響產率保護、週期時間與批次間信心的製程助劑。
高黏度會產生隱性成本。它會拖慢批次移動、增加操作人員介入、使取樣更複雜,並讓設備表現更難預測。若裂解液品質變動,下游團隊可能會以更長的保留時間、額外過濾面積或保守的製程設定來補償。
降低核酸驅動的黏度有助於穩定製程前段。上游流體處理更順暢,通常會轉化為更可預測的澄清、更乾淨的進料,以及製造流程後段更少的意外。
在要求報價前,如可取得,請先彙整以下資訊:
開始討論不需要已完成的規格。清楚的製程描述就足以協助確認合適的產品形式與評估計畫。
如果核酸正在限制裂解液處理,Strandfall 可協助您評估核酸酶供應,以達成受控的黏度降低與下游相容性。



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