酶促法DNA合成以及其未來的展望

2021-06-30 11:43 睿度光電RUIDU

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DNA存儲數(shù)據(jù)的技術(shù)將會是未來的發(fā)展方向，而目前的DNA測序技術(shù)的發(fā)展遠比寫的速度快，所以DNA的合成是一個急需解決的問題?；瘜W(xué)法合成基因的方法有兩種：全合成和半合成。由于全基因合成的成本偏高，且使用的原料毒性較大，所以酶促法（又稱基因的半合成）得以被廣泛運用。

隨著數(shù)據(jù)存儲需求的激增，原先的單晶硅和二進制的光或磁的數(shù)據(jù)存儲方法并不能滿足日益增長的數(shù)據(jù)存儲需求，需要尋找一種新的方法存儲越來越多的數(shù)據(jù)。自從20世紀80年代以來，DNA存儲數(shù)據(jù)的能力逐漸為人們所知，但是直到最近，它的存儲數(shù)據(jù)的技術(shù)才取得比較大的突破。因為高成本的限制，在過去的十年內(nèi)，DNA合成技術(shù)沒有得到顯著的發(fā)展。DNA數(shù)據(jù)存儲以它的豐富、可持續(xù)和較大的存儲密度，目前已經(jīng)成為了大家廣受關(guān)注的解決方案。DNA存儲數(shù)據(jù)的技術(shù)將會是未來的發(fā)展方向，而目前的DNA測序技術(shù)的發(fā)展遠比寫的速度快，所以DNA的合成會是一個急需解決的問題。

化學(xué)法合成基因的方法有兩種：全合成和半合成。酶促法又稱基因的半合成。由于全基因合成的成本偏高，且使用的原料毒性較大，所以酶促法得以被廣泛運用。酶促法的使用可以追溯到20世紀60年代。與傳統(tǒng)的全合成相比，酶促法的反應(yīng)條件相對比較溫和，所以對堿基序列的損傷會更小，有助于提高合成的準確性，同時也減少了反應(yīng)生成的副產(chǎn)物，為合成更長鏈的Oligo提供了可能。但是酶促法的發(fā)展**緩慢，至今都未能實現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)。在近兩年，一種新的酶促法合成方案被提出。這個方法將dNTP通過可光誘導(dǎo)剪切的連接子與TdT連接，所得dNTP-TdT復(fù)合物可在10-20s的時間完成DNA鏈的延伸，而且可以重復(fù)進行，實現(xiàn)特定DNA鏈的合成。該方法將為具有實際應(yīng)用價值的酶促DNA合成法的開發(fā)打下基礎(chǔ)。

DNA的數(shù)據(jù)存儲技術(shù)，雖然有著極大的發(fā)展?jié)摿?，但它也有一些問題需要解決。一個因素是，合成DNA的成本*高，所以阻礙了商業(yè)化的進程。另一個因素是，由于缺乏專門的DNA數(shù)據(jù)存儲技術(shù)，現(xiàn)在還只能使用生命科學(xué)技術(shù)完成數(shù)據(jù)的存儲?；谝陨蟽蓚€原因，目前的DNA數(shù)據(jù)存儲技術(shù)還局限于實驗室和科學(xué)領(lǐng)域。但是關(guān)于DNA數(shù)據(jù)存儲在近年來也有一些新突破。有資料顯示Catalog在酶促法合成中發(fā)現(xiàn)了新的存儲方法，并表明這項技術(shù)有望被應(yīng)用于實驗室以外的領(lǐng)域。這項技術(shù)將對海量的數(shù)據(jù)進行編碼，有望實現(xiàn)將大型數(shù)據(jù)存儲中心的數(shù)據(jù)存儲在一支含有DNA顆粒的小試管中。展望未來，DNA數(shù)據(jù)存儲技術(shù)有望在計算機領(lǐng)域中給人類帶來重要的創(chuàng)新。

為了更好地助力DNA測序技術(shù)的發(fā)展中的寫的速度，睿度光電在相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域推出了RUIDU 皮升級微陣列噴墨打印生物合成平臺 RD-MAS200，通量提高至＞200個/mm2。

關(guān)于RD-MAS200

RUIDU 皮升級微陣列噴墨打印生物合成平臺 RD-MAS200，是一款全新自動壓電驅(qū)動的、超低容量、高通量的非接觸式溶液分配打印系統(tǒng)。

該生物合成平臺基于微液滴發(fā)生系統(tǒng)，專為打印pL量級試劑的精密點陣需求而設(shè)計，可實現(xiàn)高精度微陣列打印，亦可進行靈活的定制化打印，適用于0.5~30cps黏度范圍內(nèi)的溶液、懸濁液、乳濁液、分散液和固定熔融物，可用于各種載玻片、硅片、板、膜、柔性及剛性基底。

此款生物合成平臺應(yīng)科研實驗室及企業(yè)研發(fā)部門的需求而生，以高性價比為原則進行設(shè)計，滿足研發(fā)的同時還能夠進行小批量生產(chǎn)，在功能、搭建與設(shè)計方面均與該系列量產(chǎn)設(shè)備保持同等的高質(zhì)量標準，可協(xié)助研究者在生物領(lǐng)域進行探索，并可實現(xiàn)各種生物芯片和生物傳感器產(chǎn)品的研究及制造。