寡核苷酸(Oligo)合成是基因合成的基础模块。在基因合成过程中,短链寡核苷酸片段首先被合成,然后通过拼接和延长构建出完整的基因序列。Oligo合成不仅对基因合成至关重要,还涵盖了DNA和RNA的合成,以及修饰寡核苷酸的合成。这些合成在分子生物学、基因治疗、诊断和药物开发等领域发挥着关键作用。
图2. 擎科生物Oligo合成类型及应用场景
Oligo合成通常采用化学合成固相亚磷酰胺三酯法,通过每个【脱保护,偶联,加帽,氧化】的循环逐个加入核苷酸单元,每一步反应效率都不能达到100%,且该过程会随着引物长度的增加而变得复杂。每轮寡核苷酸的合成效率都会影响最终的总合成效率。随着合成长度越长,总合成效率会降低,即使每个合成周期的效率高,但当链长增加到一定程度时,产物中的目标序列占比会显著降低。假设每步反应效率是98%,合成100 nt长度时,产物中的目标序列占比降至13.26% (98%的100次方) ,且较难纯化出目标的Oligo。而且较长的链会增加内部错误配率对和二级结构形成的可能性,这也将导致合成效率下降和错误率上升。
引物合成的耦合效率高低与多种因素相关,包括人员专业性、机器先进性、原料稳定性、规章制度的精细性以及环境控制的严格性。2024年年初擎科生物从“人机料法环”5个方面进行了全面升级,并严格执行周期质量跟踪。擎科生物Oligo合成每步耦合效率高达99.5%,这为总效率提供了保障,合成长度可达200 nt。
擎科生物子公司梓熙生物,在北京和苏州布局了高质量修饰引物/探针的生产工厂,可提供百余种修饰基团,客户可根据需要进行选择,修饰位置包括5'端修饰、3'端修饰、双标修饰、中间修饰与核苷酸碱基修饰,按照功能可划分为以下几类:
图4. Oligo修饰类型功能分类