酶促法DNA合成以及其未來(lái)的展望

2021-06-30 11:43 睿度光電RUIDU

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DNA存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的技術(shù)將會(huì)是未來(lái)的發(fā)展方向，而目前的DNA測(cè)序技術(shù)的發(fā)展遠(yuǎn)比寫(xiě)的速度快，所以DNA的合成是一個(gè)急需解決的問(wèn)題。化學(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(chēng)基因的半合成）得以被廣泛運(yùn)用。

隨著數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求的激增，原先的單晶硅和二進(jìn)制的光或磁的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法并不能滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求，需要尋找一種新的方法存儲(chǔ)越來(lái)越多的數(shù)據(jù)。自從20世紀(jì)80年代以來(lái)，DNA存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的能力逐漸為人們所知，但是直到最近，它的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的技術(shù)才取得比較大的突破。因?yàn)楦叱杀镜南拗?，在過(guò)去的十年內(nèi)，DNA合成技術(shù)沒(méi)有得到顯著的發(fā)展。DNA數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以它的豐富、可持續(xù)和較大的存儲(chǔ)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(chǔ)數(shù)據(jù)的技術(shù)將會(huì)是未來(lái)的發(fā)展方向，而目前的DNA測(cè)序技術(shù)的發(fā)展遠(yuǎn)比寫(xiě)的速度快，所以DNA的合成會(huì)是一個(gè)急需解決的問(wèn)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(chēng)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(yùn)用。酶促法的使用可以追溯到20世紀(jì)60年代。與傳統(tǒng)的全合成相比，酶促法的反應(yīng)條件相對(duì)比較溫和，所以對(duì)堿基序列的損傷會(huì)更小，有助于提高合成的準(zhǔn)確性，同時(shí)也減少了反應(yīng)生成的副產(chǎn)物，為合成更長(zhǎng)鏈的Oligo提供了可能。但是酶促法的發(fā)展非常緩慢，至今都未能實(shí)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(gè)方法將dNTP通過(guò)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(shí)間完成DNA鏈的延伸，而且可以重復(fù)進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)特定DNA鏈的合成。該方法將為具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的酶促DNA合成法的開(kāi)發(fā)打下基礎(chǔ)。

DNA的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)，雖然有著極大的發(fā)展?jié)摿?，但它也有一些?wèn)題需要解決。一個(gè)因素是，合成DNA的成本*高，所以阻礙了商業(yè)化的進(jìn)程。另一個(gè)因素是，由于缺乏專(zhuān)門(mén)的DNA數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(chǔ)。基于以上兩個(gè)原因，目前的DNA數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)還局限于實(shí)驗(yàn)室和科學(xué)領(lǐng)域。但是關(guān)于DNA數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在近年來(lái)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(chǔ)方法，并表明這項(xiàng)技術(shù)有望被應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室以外的領(lǐng)域。這項(xiàng)技術(shù)將對(duì)海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，有望實(shí)現(xiàn)將大型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在一支含有DNA顆粒的小試管中。展望未來(lái)，DNA數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)有望在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中給人類(lèi)帶來(lái)重要的創(chuàng)新。

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

關(guān)于RD-MAS200

RUIDU 皮升級(jí)微陣列噴墨打印生物合成平臺(tái) RD-MAS200，是一款全新自動(dòng)壓電驅(qū)動(dòng)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(tái)基于微液滴發(fā)生系統(tǒng)，專(zhuān)為打印pL量級(jí)試劑的精密點(diǎn)陣需求而設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)高精度微陣列打印，亦可進(jìn)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(tái)應(yīng)科研實(shí)驗(yàn)室及企業(yè)研發(fā)部門(mén)的需求而生，以高性?xún)r(jià)比為原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，滿(mǎn)足研發(fā)的同時(shí)還能夠進(jìn)行小批量生產(chǎn)，在功能、搭建與設(shè)計(jì)方面均與該系列量產(chǎn)設(shè)備保持同等的高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，可協(xié)助研究者在生物領(lǐng)域進(jìn)行探索，并可實(shí)現(xiàn)各種生物芯片和生物傳感器產(chǎn)品的研究及制造。