Oligo合成技术发展历程
寡核苷酸(Oligonucleotide)是一类多个相邻核苷酸残基以磷酸二酯键连接的短链核苷酸的总称，包括DNA或RNA，其人工化学合成过程是一个多步连续的反应[1]。
寡核苷酸化学合成起步于20世纪40年代末。1955年，剑桥大学的 Todd 实验室，第一次化学法成功合成了简单二聚寡核苷酸，并获得1957年诺贝尔奖[2] 。
图1 DNA 合成技术发展历程
20世纪80年代由 Marvin Caruthers 课题组提出了如今被广泛应用的固相亚磷酰胺三酯合成法[3] 。
随着合成技术进步，发展出光化学、电化学脱保护合成法、喷墨打印等二代合成技术，最大的优点是高通量，同时也面临着自动化控制技术要求高、错误率高、难以单独分离纯化等难题。
从 2013 年开始，3 家以 TdT 酶为基础的 DNA 合成公司：Molecular Assemblies、DNA Script 和 Nuclera 相继成立。该方法本质上都是通过修饰核苷酸分子，化学合成带有可逆终止基团的核苷酸单体，利用 TdT 酶将碱基不断地添加到所合成序列的末端，该技术也面临着天然酶对修饰可逆终止-dNTP的掺入效率低、阻断基团的去除复杂、额外需要>3 nt 的引发链等难题。
Oligo主流合成技术
固相亚磷酰胺三酯合成法是目前国内外主流 DNA 合成仪采用的合成方法，包括脱保护、偶联、盖帽和氧化4步循环 [4-5] 。
图 2 亚磷酰胺三酯合成法原理[4]
按照预定碱基序列，通过液路系统依次在提前做好表面修饰的固相载体上加入相应的A、T、C、G亚磷酰胺合成单体及其他化学试剂，以完成指定寡核苷酸序列的合成。合成后，通过氨气或利用其他碱性条件，将产物从固相载体上切除并收集，即可获得目标碱基序列的寡核苷酸。但由于每一步化学反应的不完全性和副反应的发生，寡核苷酸合成链越长，合成效率越低，合成错误率也越高，这极大地限制了寡核苷酸合成的长度及合成质量。
赛默飞Oligo合成服务
对于Oligo合成，核酸单体、固相载体、合成仪和工艺参数是重要的参考要素。
在中国，赛默飞有苏州、广州两地工厂都可以提供oligo合成服务，并且苏州和广州工厂均获得 ISO 9001 认证。Oligo合成包括PCR引物、qPCR探针、测序引物、NGS引物或探针等等。根据应用不同，有氨基、生物素、甲基化、锁核苷酸、荧光基团、淬灭基团、双淬灭探针等不同修饰，另外，也提供定制化的合成服务。
赛默飞Oligo合成服务
源头保障，主要关键合成原料使用进口高品质产品，卓越的全球采购系统确保了生产的高起点。
引领行业发展风向 ，全行业内率先进行气相氨解，且采用自动化控制进行氨解，成为行业发展的风向标。
合成仪器多样化，经典高效大通量合成仪及特殊应用的高品质合成仪相结合，满足各种合成需求。
在线控制能力， BIOTEK 锁定引物合成效率，合成的同时加强了在线控制，确保高质量的引物流入下道工序。
独特质检工艺，采用 Trityl 在线监控和 CE、MS 及 OD 检测相结合，确保 oligo 具有持续稳定的质量和准确的定量。
赛默飞Oligo合成服务已经超过了 20 年，积累了丰富的经验和良好的业内声誉，并且能够提供单批次2-30,000 OD的高质量引物探针，以减少批间差，平均日产能可以达到300,000 OD以上，具备大规模的合成能力，满足客户大量生产需求。赛默飞将继续提供稳定的合成服务和严格质量管理规范的Oligo产品。
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参考文献：
[1] Jiang XE, Wang Y, Shen Y. The review of DNA synthesis technologies and instruments development [J]. Journal of Integration Technology, 2021, 10(5): 80-95
[2] Lin X. Oligodeoxynucleotide synthesis using protecting groups and a linker cleavable under nonnucleophilic conditions [D]. Michigan: Michigan Technological University, 2013.
[3] Beaucage SL, Caruthers MH. Deoxynucleoside phosphoramidites—a new class of key intermediates for deoxypolynucleotide synthesis [J]. Tetrahedron Letters, 1981, 22(20): 1859-1862.
[4] Lin X. Oligodeoxynucleotide synthesis using protecting groups and a linker cleavable under nonnucleophilic conditions [D]. Michigan: Michigan Technological University, 2013.
[5] Kosuri S, Church GM. Large-scale de novo DNA synthesis: technologies and applications [J]. Nature Methods, 2014, 11(5): 499-507.
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