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本课题以Ecoli DH5α为质粒pVAX-44的宿主菌，在摇瓶实验中，从代谢合成途径考虑，考察质粒复制的前体物质、蛋白质合成抑制剂及金属离子对核酸疫苗pVAX-44质粒拷贝数的影响，运用均匀试验设计及相关数学软件优化出培养基的最佳配方，并考察了培养条件对菌体生长和质粒生产的影响。在达到质粒高拷贝基础上，探索了一条细胞破碎，利用凝胶过滤层析去除RNA，亲和层析捕获超螺旋质粒DNA，离子交换层析去除热源的分离纯化工艺。
结果表明：在改良的LB培养基中同时加入三种氨基酸(谷氨酰胺、甘氨酸、天冬氨酸)和三价铁离子的质粒拷贝数高于分别加入这几种物质的条件下质粒拷贝数。通过均匀试验设计确定，当在改良的LB培养基中添加甘氨酸，天门冬氨酸和谷氨酰胺，Fe6+至终浓度分别为1.6g/L，1.O g/L，0.2 g/L，0.4 mmol/L时，可在菌体密度改变不大的情况下，单位菌体质粒含量达到9.11 mg/g，相比优化前提高1.23倍。在此基础上加入0.1 g/L链霉素抑制蛋白质合成，单位菌体质粒含量可达到9.5 mg/g。同时考察了其他基质组分对细胞生长和质粒形成的影响，发现核苷和乙酸可以使单位菌体质粒含量分别提高1倍和1.2倍。通过对菌体生长和质粒形成的培养条件的研究发现最适合菌体生长的温度和pH分别为37℃和7；而最适合质粒生产的温度和pH为42℃和7.5；在发酵后期(10hs后)将温度由37℃提高到42℃，可以使单位菌体质粒含量提高14.9 mg/g。
利用Sepharosc 6FF凝胶过滤层析做分组分离除去RNA及蛋白质，再使用一种新型的Plasmidselect亲和介质得到单一构象超螺旋质粒，最后用Source 30Q离子交换层析去除潜在痕量的热源并浓缩样品。结果表明以碱裂液中质粒DNA为计算基准的质量得率为60％、超螺旋质粒DNA的电泳纯度100％。