用于高保真固相酶促 DNA 合成的珠-液滴反应器
应用物理
2023-06-05 v2 流体动力学
摘要
固相合成技术支撑着 DNA、寡肽、寡糖以及用于药物发现的组合库的合成。最先进的固相合成仪可生产长达 200–300 个核苷酸的寡核苷酸，同时使用过量试剂。多个反应周期中累积的错误阻碍了为合成生物系统的基因组尺度工程合成更长寡核苷酸。合成柱中这些错误的来源仍知之甚少。本文中，我们通过分析荧光标记核苷酸在起始珠上的酶促偶联，结合孔隙率、颗粒追踪与扩散计算，表明珠-珠堆叠显著贡献于柱中的反应错误。为规避堆叠，我们引入介电泳珠-液滴反应器（DBDR）；一种在微液滴内于单个微珠上合成的新方法。介电泳力克服液滴-介质界面张力，在液滴微流控器件中封装并从微液滴中弹出单个珠。液滴中更快的试剂扩散，以及非均匀电场在其表面诱导的试剂浓度增强，可提升 DBDR 中的反应保真度。荧光比较表明，相较于柱法约有 3 倍的保真度提升。DBDR 有望实现任意长链 DNA 的高纯度合成，以满足医疗、环境、农业、材料与计算领域的新兴需求。
引用
@article{arxiv.2211.06799,
title = {Bead-Droplet Reactor for High-Fidelity Solid-Phase Enzymatic DNA Synthesis},
author = {Punnag Padhy and Mohammad Asif Zaman and Michael Anthony Jensen and Yao-Te Cheng and Yogi Huang and Ludwig Galambos and Ronald Wayne Davis and Lambertus Hesselink},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.06799},
year = {2023}
}