质粒DNA是一种小型的、环状的双链DNA 分子，通常存在于细菌、酵母等微生物中，独立于宿主细胞的染色体 DNA 存在。质粒DNA 是现代生物学中不可或缺的多功能工具，可推动遗传学、医学、生物技术等领域的进步。随着新技术和新方法的出现，质粒 DNA 的应用范围也在不断扩大。

质粒DNA结构与特点

环状结构：质粒 DNA 通常呈闭合环状，少数为线性。

小型分子：大小范围从几千碱基对（bp）到数十万碱基对不等。

自主复制：质粒DNA携带复制起点（origin of replication, ori），可以在宿主细胞内独立复制。

可携带基因：质粒可以携带额外的基因，如抗生素抗性基因、荧光蛋白基因等，用于筛选或功能研究。

质粒DNA 在不同应用中的质量要求有哪些？

质粒DNA 广泛用于各种应用，每种应用都有不同的纯度和质量要求。质粒在用于研究、细胞转染及临床试验时，其超螺旋 DNA 比例和内毒素含量要求各不相同。

• 研究级质粒DNA

应用：适用于一般分子生物学研究，包括克隆、PCR、体外转录、细菌转化等实验。

纯度：A260/A280 比率为 1.8-2.0，有效控制蛋白质污染；A260/A230 > 2.0，确保无盐类及有机溶剂残留。

超螺旋比例：无严格限制，但为保证质粒的稳定性和表达效率，建议超螺旋比例> 70%。

内毒素水平：通常要求内毒素浓度低于0.1-10 EU/μg DNA，具体限值需根据实验类型和灵敏度确定。

• 转染级质粒DNA

应用：用于哺乳动物细胞的瞬时或稳定转染，适用于蛋白质表达、CRISPR基因组编辑或病毒包装。

纯度：高纯度，A260/A280比率为1.8-2.0，A260/A230 > 2.0，确保RNA、蛋白质和盐污染最小。

超螺旋比例：优选超螺旋比例≥80%的质粒，较高的超螺旋比例有助于提高转染效率和细胞内的稳定性。

内毒素水平：内毒素水平通常要求小于0.1 EU/µg，某些高灵敏度应用甚至要求更低（如≤0.005 EU/µg）。内毒素浓度过高会引发炎症反应，降低转染效率。

GMP 级/临床级质粒 DNA

应用：用于基因治疗、疫苗生产、CAR-T 细胞治疗及临床试验，需严格符合《药品生产质量管理规范》（GMP）要求。

纯度：超纯质粒，A260/A280 比率为 1.8-2.0，A260/A230 > 2.0，确保无蛋白质、RNA、盐类及有机溶剂残留。

超螺旋比例：≥90%，高超螺旋比例可提高质粒在治疗应用中的稳定性和功能性。

内毒素水平：<0.1 EU/µg，部分高灵敏度应用要求 <0.01 EU/µg，以满足临床安全性和有效性要求。

案例研究：质粒DNA 的应用

在科研探索中，精准可靠的技术支持合作伙伴是取得突破性成果的关键之一。我们非常荣幸与您分享由泓迅生物（Synbio Technologies）提供的质粒DNA制备服务助力的研究成果。

2024年9月12日，中国药科大学戴岳教授和夏玉凤教授带领的研究团队在《FASEB Journal》上发表重要研究成果。

文献名称：Bergenin, the main active ingredient of Bergenia purpurascens, attenuates Th17 cell differentiation by downregulating fatty acid synthesis

发表期刊：《FASEB Journal》

影响因子：14.7

合作单位：中国药科大学 

泓迅提供的服务内容：质粒制备 

主要内容：

Bergenin是药用植物Bergenia purpurascens的主要活性成分，长期以来被用于治疗多种Th17细胞相关疾病，如变应性气道炎症和结肠炎。该研究从细胞代谢的角度揭示Bergenin阻碍Th17细胞反应的潜在机制。在体外实验中，Bergenin治疗降低了小鼠初始CD4+T细胞产生Th17细胞的数量。其机制在于岩白菜素可通过限制组蛋白H3K27 在 SREBP1 启动子区的乙酰化水平，进而下调关键脂质代谢调控因子 SREBP1 的表达，从而抑制脂肪酸的合成，阻碍 Th17 细胞的正常分化。此外，该研究进一步发现，Bergenin 可直接与 SIRT1 相互作用并激活其功能，而 SIRT1 的活化在抑制 FAS 和 Th17 细胞分化中起到了至关重要的作用。最后该研究团队在葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导的结肠炎小鼠模型中验证了 Bergenin 的治疗潜力，表明其通过 SIRT1 依赖性途径有效抑制了 Th17 细胞的响应，为未来 Th17 相关疾病的治疗提供了新的思路。

链接：https://doi.org/10.1016/j.apsb.2024.11.014

我们为该研究团队提供了SREBP1相关的质粒，协助研究者进行基因功能的验证，助力于相关的机制机理的研究分析。

同年11月26日，该研究团队在《Advanced Pharmaceutical Sciences and Biotechnology》上也发表一项重要研究成果。

文献名称：Facilitation of mucosal healing by estrogen receptor β in ulcerative colitis through suppression of branched-chain amino acid transport and subsequent triggering of autophagy in colonic epithelial cells

发表期刊：《Advanced Pharmaceutical Sciences and Biotechnology》

影响因子：4.4

合作单位：中国药科大学 

泓迅提供的服务内容：质粒制备

主要内容：该研究首次揭示了雌激素受体β（ERβ）在结肠上皮细胞中的激活程度与溃疡性结肠炎（UC）患者粘膜愈合之间存在正相关关系。研究表明，ERβ的激活促进了结肠上皮细胞的自噬过程，抑制了分支链氨基酸的转运，从而激活了焦点黏附激酶（FAK），加速了上皮细胞的迁移和粘膜愈合。此外，ERβ−/−小鼠的溃疡性结肠炎模型显示其愈合能力较野生型小鼠显著受损，进一步证实了ERβ在肠道修复中的关键作用。研究还发现，ERβ激动剂与常用的UC治疗药物5-氨基水杨酸（5-ASA）的联用，可以增强其抗结肠炎的效果，为溃疡性结肠炎的治疗提供了新的思路。

文献链接https://doi.org/10.1016/j.apsb.2024.11.014

我们为该研究团队提供了paxillin-pmCherry和pmCherry-EGFP-Light chain 3 (LC3)质粒，助力研究者在活细胞中实时监测并分析焦点粘附转运的情况。在Focal adhesion turnover assay实验中，主要通过使用带有荧光标记的质粒转染细胞，结合LMS800共聚焦荧光显微镜对细胞的粘附点进行实时追踪和成像。该实验重点是观察焦点黏附点（focal adhesion, FA）在细胞迁移过程中如何组装与解体。该质粒在实验中的应用可以使研究人员直观地观察焦点黏附点的动态变化，这为揭示ERβ在结肠粘膜修复中的机制提供了有力支持。

通过这两篇文献我们可以了解到，质粒DNA不仅可以用于基因功能的验证，对代谢机理的研究，带荧光的融合蛋白质粒构建还可以用于活细胞中的定位和观测。此外，丰富的质粒载体还可以用于蛋白的表达，稳转株/工程菌的构建，病毒包装，mRNA的合成和疫苗研发，以及用于细胞基因治疗等多个领域。

我们相信，文献的突破性研究不仅为溃疡性结肠炎治疗提供了新的视角，也能为您的科研工作带来新的启发。泓迅生物会继续致力于为全球科研工作者提供领先的基因合成和合成生物学等服务，助力科学突破。

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