寡核苷酸DNA氨解---脱保护基微波高压反应器为DNA合成保驾护航
时间:2019-08-30 阅读:2645
DNA化学合成固有的错误率较高,片段越长越是如此,挑选序列正确的克隆所花费的时间和金钱比DNA合成要多去了。挑克隆着实花费了无数学生们的不少好时光。所以,大家的选择标准也从价格渐渐回归到质量。各厂家之间,从过去拼价格,拼速度,到如今,拼的是纯化质量了。
说起DNA合成,几位前辈师兄师姐们犹会提起上世纪90年代世行dai款买仪器,好些单位甚至医院都赶时髦买了DNA合成仪,买回来才发现自己那点合成需求和费用,委实买得起用不起,那昂贵的设备成了摆设。彼时国外DNA合成虽然质量好纯度高,可寄回来海关不好过,时间上实在伤不起,幸亏国内迅速崛起的几家DNA定制合成供应商,以到货速度快和价格优势渐渐占据了低端市场,对于实验室来说,DNA定制合成于是变成了发传真+等收货那么简单的事。
也没那么简单。DNA化学合成固有的错误率较高,片段越长越是如此,挑选序列正确的克隆所花费的时间和金钱比DNA合成要多去了。挑克隆着实花费了无数学生们的不少好时光。所以,大家的选择标准也从价格渐渐回归到质量。各厂家之间,从过去拼价格,拼速度,到如今,拼的是纯化质量了。不纯化,PAGE纯化,HPLC纯化,到反相纯化,有多大区别?纯化过的DNA oligo是不就去除了全部错误序列呢?我们得先从DNA合成的错误成因谈起:
1. 内部缺失(n-1,n-2 etc)产物。这是化学合成DNA zui普遍与zui主要的限制因素,且不能通过纯化DNA oligo来解决这个问题。化学合成DNA不及活细胞内DNA复制具有高保真性,在活细胞内,存在大量的校正与修复系统,将碱基突变率降低至1/(1×106)以下。PCR反应也具有较高的保真度,例如:错误率在1/1000——1/10000,并且还可通过DNA 聚合酶的性能提高保真度。但是化学合成DNA不同,每单个合成循环的错误率约为1/100,随碱基数目增加而增加。其原因包括:
(1)DNA oligo的化学合成是碱基与碱基之间通过化学反应偶联而成,而化学反应的偶联效率一般在99%左右,也就是说,在每次进行偶联反应时,都会有1%的DNA片段附加不上新的碱基,对这种截断的失败序列,为了防止其参与后续的偶联反应,采用CapA与CapB进行化学封闭,以阻断其延伸,但化学封闭反应的效率不可能达到100%。导致出现合成失败的DNA片段或截断序列残留在合成的DNA粗制品中。
(2)DNA oligo的不*脱保护。寡核苷酸的*脱保护包括从磷酸酯基团、碱基上的环外氨基和5′-OH部分上去掉保护基团。脱保护的化学反应效率不可能达到100%,未脱保护的碱基无法参加偶联反应而导致DNA oligo内部缺失碱基。
(3)不断延长的DNA链与不断累积的副产物会干扰DNA oligo的化学合成。
对于以上三方面问题,至今为止还没有找到一个的解决方案。因为延长盖帽时间也不能保证封闭反应效率达到100%;而对于脱保护反应来说,增加脱保护试剂量及延长脱保护时间又会导致DNA oligo脱嘌呤。因此只能采取折衷方法将不*脱保护与脱嘌呤同时控制在低水平上。内部缺失碱基的截断序列绝不可能100%去除干净,对于几种纯化方法来说,OPC或HPLC不可能去除内部缺失碱基的截断序列,的方法是通过PAGE纯化降低截断序列数量。
2. 单核苷酸的插入是存在于目的DNA oligo产物中的另一种常见的序列错误。
当同一DNA oligo分子中存在G-偶联或单碱基插入(n+1)同时又存在单碱基缺失(n-1)时,此条DNA oligo的长度与目的DNA分子的长度相同,因此无法通过OPC 、HPLC或PAGE纯化将此“失败序列”去除。 DNA oligo化学合成存在的这些弊端曾被Hecker KH与Rill R报道过(Error analysis of chemically synthesized polynucleotides. Biotechniques,1998 Feb;24:256-260)。在这篇文章中,作者合成并PAGE纯化了长链DNA oligo,用它们进行PCR克隆,然后测序鉴定了10个克隆,发现存在7个单碱基缺失,一个连续的4个碱基缺失,一个G-C替换。除了这些碱基错误,其它学者还曾报道存在G-偶联、分支及其n+x产物。
为了解决上述碱基出错的问题,首先要优化化学合成方法来提高DNA oligo的纯度,并且对DNA oligo粗制品进行纯化,虽然无论哪种纯化方式都不能保证去除错误序列,但能改善产品的纯度,进而提高实验的成功率。Oligo的纯化方式常见的有脱盐、OPC、PAGE和HPLC。脱盐只能去除氨、盐等杂质,而不能有效去除合成过程中产生的短片段,因此一般只能用于普通的PCR反应和测序。HPLC和PAGE纯化得到的纯度很高,但只能进行手工操作,相当费时费力。OPC不仅能去除短片段,当DNA oligo的长度在40 bases以内,其纯度与HPLC或PAGE纯化的纯度相当,而且由于简便、快捷,能进行高通量(high-throughput)和自动化(automation)操作,因而受到很多DNA合成公司的青睐。
但OPC纯化也有一个缺点,就是在操作过程中需要一种弱酸脱掉DMT基团,而DNA Oligo在酸性条件下容易脱嘌呤(depurination)。对于脱嘌呤后的碱基,DNA聚合酶不能识别,可能导致PCR扩增后出现碱基缺失或错配。因此,有些公司不推荐OPC纯化用于克隆、突变、基因合成等实验。
一般来说,不同厂家的合成方法其实并没有什么大的本质的区别,只是有一些经验的积累和技巧。比如脱保护剂浓度的选择很重要,太低脱保护不*,太高又增加脱嘌呤的机率,还有如何优化程序,使盖帽更充分、更*等等…。纯化方式的选择,一般说来修饰标记要用HPLC纯化,长链要用PAGE 纯化,但这两种纯化方式都非常费时耗力。
DNA合成中氨解---脱保护基微波高压反应器是为有效制备生物样品而设计的,用于PCR引物、探针和组分生产,DNA测序、DNA和RNA合成、随机启动、载体设计、DNA指纹和人工基因合成。是DNA/RNA/寡核苷酸脱保护基快捷稳定的解决方案。反应可直接在96位样品架上进行,如“深井”板。6-10个样品架可用于10升压力反应器。因此,操作工作量大大缩短。样品被填充不同的板,例如带有过滤底座、特殊盖等,通过设计的电动升降系统,在反应中和反应后自动移出压力容器进行干燥。在开启和关闭过程中,会抽走腐蚀性反应气体,确保实验室人员的*安全。与样品的反应发生在气相的压力和微波效应下。高气相浓度会在几分钟内引起*均匀的反应。在系统中,所有操作参数均一直根据程序条件进行控制,并以图形方式记录和存储以进行质量控制。在整个过程中,液体试剂以及气相中的压力和温度是被控制的。这确保了样品的完整、可重复和均匀反应,以便随后分离出选择性DNA序列。*的10升反应器容量为*的样品吞吐量提供了新的可能性。
DDNA合成中氨解---脱保护基微波高压反应器应用:
食品工业
研究机构
大学
分子生物学
遗传学
合成生物学
医学
DNA合成中氨解---脱保护基微波高压反应器特点:
反应器容量:10升容量
样品数量:6至10个,每个样品有96位。
温度范围:*200°C
功率输出:1200瓦
符合CE规范
电源:220 V至240 V/50/60 Hz
*功耗:2500瓦
显示屏:彩色触摸屏
尺寸:W x D x H 52 x 73 x 123厘米(无终端)
重量:180公斤