瑞士oligoDNA核酸快速脱保护基反应器——DNA专用氨解仪

来源:网络  作者:网络转载   2019-10-09 阅读:658

瑞士oligo DNA核酸快速脱保护基反应器——DNA专用氨解仪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高效稳定的解决方案。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,确保实验室人员的完全安全。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完全均匀的反应。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。独特的10升反应器容量为极高的样品吞吐量提供了新的可能性。

 

瑞士oligo DNA核酸快速脱保护基反应器——DNA专用氨解仪应用:

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

 

瑞士oligo DNA核酸快速脱保护基反应器——DNA专用氨解仪特点:

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标志

保修12个月

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

 

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的不完全脱保护。寡核苷酸的完全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完美的解决方案。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完全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,zui好的方法是通过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百分之百去除错误序列,但能改善产品的纯度,进而提高实验的成功率。Oligo的纯化方式最常见的有脱盐、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,太低脱保护不完全,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、更完全等等…。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。

瑞士oligo DNA核酸快速脱保护基反应器——DNA专用氨解仪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高效稳定的解决方案。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,确保实验室人员的完全安全。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完全均匀的反应。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。独特的10升反应器容量为极高的样品吞吐量提供了新的可能性。

 

瑞士oligo DNA核酸快速脱保护基反应器——DNA专用氨解仪应用:

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

 

瑞士oligo DNA核酸快速脱保护基反应器——DNA专用氨解仪特点:

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标志

保修12个月

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

 

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的不完全脱保护。寡核苷酸的完全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完美的解决方案。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完全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,zui好的方法是通过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百分之百去除错误序列,但能改善产品的纯度,进而提高实验的成功率。Oligo的纯化方式最常见的有脱盐、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,太低脱保护不完全,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、更完全等等…。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。

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