擎科基因工厂揭秘（下）：高效Oligo合成，基因合成最快3天内可交付

北京2024年11月21日 /美通社/ -- 在前篇文章中，擎科给大家深入介绍了擎科基因工厂的基因揭秘基因自研合成原料与合成仪，揭示了擎科生物如何突破技术壁垒，工厂打造全自主的下高效基因合成产业链。

今天，合成合成本篇将继续带您走进擎科基因工厂，最快详细探讨擎科生物在Oligo合成等方面的天内技术优势，以及如何通过精密控制和智能化平台，可交实现基因合成高效交付的擎科背后秘密。通过技术升级与质量管理，基因揭秘基因擎科生物不仅为客户提供了可靠的工厂产品质量保障，还为广泛应用领域的下高效发展提供强有力的支持。

高效率和高准确度的合成合成Oligo合成

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，最快短链寡核苷酸片段首先被合成，天内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1.擎科生物Oligo合成类型及应用场景

• 合成效率和合成长度

Oligo合成通常采用化学合成固相亚磷酸三酯法，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。

• 合成纯度

纯度指目标序列占全部序列的百分比，Oligo的纯度对于确保实验的准确性和可靠性至关重要。从实验的准确度来说，Oligo的纯度越高，实验结果通常越可靠。但在实际应用中，综合考虑成本、时间和实验需求，合理选择纯度是关键。常见的纯化方式有DSL 纯化、OPC 纯化、PAGE 纯化、HPLC 纯化等。擎科生物子公司梓熙生物是业内为数不多支持CE检测的企业，精度可达1 nt的分辨率。

图2.擎科生物纯化级别推荐表

• 合成修饰

为了提高Oligo在不同应用场景下的稳定性、细胞摄取效率以及特定实验的灵敏度和特异性，可以进行核苷酸变体、荧光基团、淬灭基团、化学连接基团、生物素等不同修饰。

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3.Oligo修饰类型功能分类

图4.擎科生物荧光修饰稳定性测试（4℃/60℃ 70小时）

擎科生物具备卓越的Oligo合成能力，不仅显著提升了基因合成的成功率和成本控制，还为mRNA疫苗研发、抗体药物制备、基因编辑、分子诊断及基础科研等领域提供了高品质的Oligo产品，为各领域客户的研究和开发提供了有力支持。同时不断优化流程与配送时效，全国20个合成基地附近均可提供次日早晨送达服务，部分基地快至当日达。

从PCR到基因组装：揭示合成关键步骤与精准验证

由于寡核苷酸从头合成长度的限制，通常采用DNA组装技术、使用短寡核苷酸作为原料来构建更长的合成片段。常用的组装方法包括全片段酶促连接法和酶促填充法。全片段酶促连接法利用DNA连接酶将具有5'磷酸化且重叠互补的寡核苷酸片段连接形成双链DNA。酶促填充法基于聚合酶循环组装（Polymerase Cycling Assembly，PCA）技术，使用DNA聚合酶将重叠的寡核苷酸延伸成双链片段，通过overlap PCR获取较长片段，然后将各片段一起组装至载体上，最终构建出完整载体。

图5.擎科生物基因合成流程图

擎科生物的基因合成智能化生产平台专注于1.5 kb以内短片段的自动化生产，能够有效减少人工操作失误并显著提高生产效率。客户可根据不同应用需求选择合适的载体骨架。公司已经建立了一个精准规范的载体库，提供160多个免费载体供选择，并可按需制备合格的线性化载体。同时，擎科生物还为客户自备的载体提供NGS测序验证，确保载体序列的准确性，并提供一年的免费存储服务，方便后续使用。

为保证高效且高质量的基因合成过程，擎科生物自主研发了高品质的重组酶、聚合酶和感受态细胞，这些都是保证载体构建及PCR片段连接反应顺利进行的关键试剂。全流程的试剂控制确保每个环节的质量。

在自动化生产过程中，载体与PCR片段的连接反应由自动移液工作站完成，复苏液通过自动涂布仪进行样品涂布，随后利用全自动菌落挑选仪筛选阳性克隆。整个过程支持二维码和条形码管理，大幅提高了生产效率，减少了人工失误。

擎科生物还采用了自主开发的"磁珠法测序平台"进行Sanger测序，确保目的序列的100%准确性。此外，创新性的Fast NGS技术用于NGS测序，进一步保障了全质粒序列的精准度。通过智能化生产线的全程控制，从自动化序列分析到筛选、测序和质检，每一环节都经过严格把控，确保基因合成的高效率和高质量。最终，擎科生物的基因合成交付率超过99.5%，最快可在3天内完成交付。

在对擎科基因工厂的探秘之旅中，我们深入探讨了擎科基因工厂的核心组成部分，从自研的高质量合成原料到创新的合成仪设备，再到高效精准的合成技术与流程控制，每一环节都为推动基因合成技术的快速发展奠定了坚实基础。通过这些创新，擎科生物不仅打破了技术壁垒，建立起全自主的产业链，还在提高核酸合成效率、合成规模的同时，保证了产品的高质量和高交付速度。

随着基因合成技术的不断进步，我们可以预见未来生物医药、基因治疗、精准医疗等多个领域都会发生前所未有的变革。擎科生物在这场技术革命中，将为相关产业注入了强劲的动力。未来，擎科生物将继续发挥创新优势，推动基因合成技术的发展，为全球生物产业带来更多突破。