第一節(jié) DNA合成儀市場(chǎng)基本生產(chǎn)技術(shù)、工藝或流程

DNA合成儀的基本組成結(jié)構(gòu)和性能：

1、壓力系統(tǒng)

系統(tǒng)壓力由超純氬(99．998％)提供。氬氣密度高、氧污染少，因此高壓氬氣常常用來(lái)啟動(dòng)真空輔助系統(tǒng)及供給合成儀調(diào)節(jié)器。進(jìn)入合成儀的氬氣通過(guò)10txm的顆粒過(guò)濾器后送到3個(gè)壓力調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器將氬氣輸送到特定的壓力閥來(lái)增加試劑和溶劑瓶的壓力。調(diào)節(jié)器也將氬氣供給柱子和試劑閥體。

2、試劑和溶劑儲(chǔ)液瓶

儀器上每個(gè)儲(chǔ)液瓶都有特定的位置，儲(chǔ)液瓶蓋座和儀器上所有號(hào)碼相對(duì)應(yīng)，儀器上的位置或儲(chǔ)液瓶的編號(hào)都是1—8(5個(gè)堿基的儀器為1～5)、9、10、11、12、14、15、18和19(配有自動(dòng) 分析 的儀器)。將1～8號(hào)瓶向上推，在聚四氟乙烯插塞周?chē)幸?ldquo;O”形環(huán)，每一瓶頸內(nèi)部形成一氣密塞。因?yàn)樵噭┹斔拖到y(tǒng)是要加壓的，所以要使瓶

子與儀器之間的密封塞保持氣密性。選擇合適的一次性塞及在瓶上加“O”形環(huán)可以加強(qiáng)氣密性。

3、壓力管路及輸送管路

每個(gè)瓶子都有一個(gè)氬氣壓力管道及輸送管道進(jìn)入瓶蓋插塞，對(duì)于亞磷酰胺，1—8號(hào)瓶其壓力管道也作為排氣管。氬氣管要保持在液體水平以上，而輸送管卻伸到瓶的底部。當(dāng)閥門(mén)正確設(shè)置打開(kāi)時(shí)，儲(chǔ)液瓶上部空間由氬氣加壓，液體被推進(jìn)輸送管，流到其目的地。

4、亞磷酰胺瓶排氣

除了加壓外，亞磷酰胺瓶都是用壓力排氣管排氣的。把亞磷酰胺放人儀器前，要用氬氣排除空氣使其凈化。凈化是通過(guò)輸送管輸送氣體，當(dāng)氣體輸送到瓶?jī)?nèi)時(shí)，空氣經(jīng)壓力排氣管排出。這是由瓶子更換步驟自動(dòng)完成的。廢液瓶是輸送系統(tǒng)的低壓側(cè)，必須將出口與大氣相通。要確保排氣管通到通風(fēng)柜。如果排氣管阻塞，將會(huì)產(chǎn)生反壓，試劑和溶劑的輸送會(huì)受到抑制。

5、輸送閥塊

試劑輸送系統(tǒng)包括兩個(gè)試劑閥塊(8堿基儀器有3個(gè))及2個(gè)或4個(gè)柱閥塊。閥塊控制氣體和化學(xué)試劑流人柱子及出口。除亞磷酰胺和四唑以外，試劑和溶劑都被同時(shí)輸送到所有活化柱。當(dāng)有多個(gè)活化柱時(shí)，對(duì)流速的細(xì)微變化，以自動(dòng)調(diào)節(jié)每個(gè)柱子的輸送次數(shù)來(lái)補(bǔ)償。每一個(gè)5—端口柱閥塊將流出物導(dǎo)人廢液口、DMT收集口，或DNA收集瓶，它也控制用于除去或沖洗柱內(nèi)和柱閥塊內(nèi)的試劑的氬氣。

6、輔助真空

對(duì)于閥塊的適當(dāng)運(yùn)行，關(guān)鍵是隔膜形成一個(gè)圓頂小空隙，每次電磁閥打開(kāi)時(shí)，抽氣泵為每個(gè)閥塊提供了輔助真空，輔助真空在隔膜的螺線(xiàn)管一側(cè)形成，使隔膜形成一圓頂空隙。

7、柱子

起始結(jié)合在載體上的核苷酸是裝在一次性的柱子中，除柱體外，還有2個(gè)固定過(guò)濾板和2個(gè)接頭，所有的部件都由惰性材料制成。固定過(guò)濾板是多孑L性聚苯乙烯固定在兩端蓋子中。人口和出口都是母路厄氏(1uer)接頭，與儀器的公路厄氏接頭配對(duì)。柱子是對(duì)稱(chēng)的(沒(méi)有頂端和底部、前后之分)，可以以任何方式與公路厄氏接頭相連接。每一個(gè)柱子都用顏色編號(hào)，表示不同的起始核苷酸，以及有一個(gè)唯一的連續(xù)順序號(hào)碼。正常的流路是從底部進(jìn)入，通過(guò)向上輸送液體，使CPG顆粒上升并保持懸浮狀態(tài)。溶劑和試劑的流速已經(jīng)設(shè)置好，能使顆粒適當(dāng)?shù)鼗旌稀?/p>

8、路節(jié)流閥

試劑通過(guò)底部的luer接頭，流到柱子，如果沒(méi)擰上下面的一個(gè)luer接頭，應(yīng)會(huì)在一個(gè)圓柱形的玻璃流路節(jié)流閥上發(fā)現(xiàn)。試劑通過(guò)流路節(jié)流閥中一個(gè)很小的通道流到柱子。小量的試劑可以在流路節(jié)流閥中結(jié)晶，長(zhǎng)期這樣會(huì)造成流路阻塞。

9、廢液和排氣

大多數(shù)化學(xué)試劑輸送的最終點(diǎn)是廢液瓶，廢液瓶是一個(gè)空立著的10L的聚苯乙烯容器，可放在合成儀附近的地板上或放在低于儀器的附近工作臺(tái)上。排氣管將廢氣導(dǎo)人適當(dāng)?shù)呐艢庋b置，如排煙罩

10、電導(dǎo)池

電導(dǎo)流動(dòng)池是為了測(cè)定在每個(gè)DNA合成循環(huán)內(nèi)釋放的DMT陽(yáng)離子的總電導(dǎo)而設(shè)計(jì)的。流動(dòng)池是由一空隙隔開(kāi)的兩個(gè)電極組成，在空隙之間應(yīng)用一小電壓。DMT陽(yáng)離子流過(guò)電導(dǎo)池時(shí)起電導(dǎo)作用。

11、電池

DNA合成儀一般帶有鋰電池，可以使用幾年。當(dāng)主電源斷開(kāi)時(shí)，所有的合成參數(shù)都被保留下來(lái)。這些參數(shù)包括儲(chǔ)存的DNA序列，用戶(hù)設(shè)定的循環(huán)、步驟和功能，以及瓶子使用資料等。如果正在合成中電源出現(xiàn)故障，合成將被中斷，只有主電源恢復(fù)時(shí)合成才可重新開(kāi)始。電池還保持合成儀內(nèi)部的時(shí)鐘計(jì)時(shí)。

12、控制器

控制器指導(dǎo)和初始合成儀的所有活動(dòng)，它的主要部分是軟件、微處理機(jī)、顯示屏幕、鍵板及相關(guān)的電子部件。軟件控制合成的所有必要操作并由微處理機(jī)來(lái)解釋和執(zhí)行。軟件儲(chǔ)存在一個(gè)可取出的存儲(chǔ)卡中，這個(gè)存儲(chǔ)卡插在儀器的背面。合成信息顯示在液晶顯示屏上，通過(guò)選擇鍵板上的鍵可與儀器交流。軟件是“菜單驅(qū)動(dòng)”，通過(guò)按適當(dāng)?shù)逆I，可選擇一項(xiàng)，給予指令。為了完成自動(dòng)合成，軟件應(yīng)用一個(gè)包含一系列步驟的循環(huán)來(lái)完成全部化學(xué)反應(yīng)。

第二節(jié) DNA合成儀市場(chǎng)新技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用情況

當(dāng)前DNA合成儀的主要生產(chǎn)廠(chǎng)商都致力于機(jī)器性能的完善和應(yīng)用領(lǐng)域的開(kāi)拓以及高效率、高產(chǎn)率的儀器的開(kāi)發(fā)與 研究 。

臺(tái)灣科學(xué)委員會(huì)“基因醫(yī)藥衛(wèi)生科技尖端 研究 計(jì)劃”中的基因生物技術(shù)組已經(jīng)成功研發(fā)全世界第一臺(tái)高密度復(fù)制DNA合成儀，可以同時(shí)合成384條不同DNA，每日可合成768條DNA，并可以配合聚合酶連鎖反應(yīng)裝置，大量復(fù)制各種基因，不但節(jié)省時(shí)間，也可節(jié)省大量人力，這部機(jī)器能復(fù)制動(dòng)物、人體、植物的基因甚至是防偽基因。

由于人們所需要的大部分核酸的堿基對(duì)數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)目前DNA合成儀可以合成的最長(zhǎng)核酸鏈的堿基對(duì)數(shù)量，因此還需要不斷改善合成工藝才能得到較長(zhǎng)的核酸分子。

為了能夠在將來(lái)改變酶的結(jié)構(gòu)，使其在工業(yè)上更有價(jià)值；改變蛋白質(zhì)和多肽的結(jié)構(gòu)，制備新藥物；并開(kāi)拓有關(guān)人類(lèi)疾病和遺傳調(diào)控的新領(lǐng)域，化學(xué)合成DNA在這一過(guò)程中將起關(guān)鍵性作用。根據(jù)不同化學(xué)方法研制的DNA合成儀也將不斷涌現(xiàn)，能夠突破現(xiàn)有核酸合成的堿基對(duì)數(shù)量限制，大量節(jié)省人力、物力、財(cái)力。

第三節(jié) DNA合成儀市場(chǎng)國(guó)外技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1、PE公司391型DNA／RNA合成儀

美國(guó)PE公司應(yīng)用生物系統(tǒng)部(原美國(guó)應(yīng)用生物系統(tǒng)公司，ABl)于1982年推出了世界上第一臺(tái)全自動(dòng)DNA合成儀。391型DNA／RNA合成儀可滿(mǎn)足不同科研工作者對(duì)高產(chǎn)率、高純度DNA、RNA的需求。該儀器采用固相亞磷酰胺合成法，配有多種規(guī)格合成柱，可滿(mǎn)合成大量的長(zhǎng)片段DNA；合成試劑純度>99.8％；每步偶聯(lián)效率>98．5％，保證一般情況下可合成100bp以上核酸片段，而且合成的片段純度高、產(chǎn)率高；每步循環(huán)時(shí)間5—6min，合成時(shí)間短；可以合成混合引物或探針，即保證在引物某一位點(diǎn)各種堿基有同等摻人率；引物可使用寡聚核苷酸純化柱純化；采用快速脫保護(hù)試劑，可在1h內(nèi)完成堿基脫保護(hù)。

2、美國(guó)貝克曼公司01ig01000系列DNA合成儀

Olig01000系列采用星型射流設(shè)計(jì)，可節(jié)省試劑用量達(dá)50％；可自由選擇30、200和1000nmol合成量；每個(gè)循環(huán)只需2min，裂解／脫保護(hù)步驟所需時(shí)間短，可在1h內(nèi)合成約17個(gè)堿基的引物；堿基試劑采用防潮雙元包裝，能迅速無(wú)誤稀釋核苷酸，具有良好的偶聯(lián)效率；儀器配有自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，保證DNA準(zhǔn)確合成；合成產(chǎn)物純度較高，無(wú)需純化，可直接應(yīng)用于大多數(shù)的 研究 。

第四節(jié) DNA合成儀市場(chǎng)技術(shù)開(kāi)發(fā)熱點(diǎn)、難點(diǎn) 分析

在生物、化學(xué)、材料實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)常需要對(duì)流體進(jìn)行操作，如樣品DNA的制備、PCR反應(yīng)、電泳的檢測(cè)等都是在液相環(huán)境中進(jìn)行。將樣品制備、生化反應(yīng)、結(jié)果檢測(cè)等步驟集成到生物芯片上，將會(huì)使實(shí)驗(yàn)所用流體的量從毫升、微升的數(shù)量級(jí)降至納升、皮升的數(shù)量級(jí)，這時(shí)往往需要借助微流控裝置。微流控技術(shù)作為生物芯片的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，得到了人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注，其具有傳統(tǒng)技術(shù)不可比擬的優(yōu)點(diǎn)：樣品和試劑的消耗量非常少；進(jìn)行分離和檢測(cè)時(shí)有很高的分辨率和靈敏度；具有極高的效率，其速度常比宏觀(guān)方法高一至兩個(gè)數(shù)量級(jí)；體積輕巧，方便攜帶；具有層流效應(yīng)等。

微流控既是一種科學(xué)也是一種技術(shù)，是使用微米級(jí)的通道對(duì)微量液體或樣品進(jìn)行處理或控制的系統(tǒng)，是在微電子、微機(jī)械、生物工程和納米技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一門(mén)全新的交叉學(xué)科。微流控芯片可以把樣品的制備、反應(yīng)、分離和檢測(cè)等操作集成到芯片上，由微通道網(wǎng)絡(luò)來(lái)調(diào)控反應(yīng)過(guò)程。該技術(shù)不強(qiáng)調(diào)減小器件的尺寸，而是著重于構(gòu)建微流控通道系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的微流控操縱功能。微流控系統(tǒng)所需的器件包括泵、閥、混合器、過(guò)濾器、分離器等。

盡管蛋白質(zhì)和DNA可用納米級(jí)濾器獲得，微流控系統(tǒng)普遍使用毛細(xì)管電泳、凝膠電泳、電色譜、等電聚焦等方法制備蛋白質(zhì)和DNA樣品，這些微米級(jí)的器件的分離速度較快，使用的樣品量較少。Lu等使用等電聚焦從凋亡的HeLa細(xì)胞中分離線(xiàn)粒體。為了進(jìn)一步優(yōu)化蛋白分離的效果，Gottschlich等將電色譜和毛細(xì)管電泳相結(jié)合，而Li等把等電聚焦和凝膠電泳相結(jié)合，都達(dá)到了很好的效果。

微流控技術(shù)的發(fā)展前景很廣闊，它給未來(lái)提供了許多可能性。涉及細(xì)胞生物學(xué)的微流控技術(shù)在很多領(lǐng)域有很高的應(yīng)用價(jià)值。該技術(shù)解決了制藥工業(yè)中新藥開(kāi)發(fā)的困難，諸如實(shí)現(xiàn)了快速的高通量藥物篩選等，顯示出很強(qiáng)的應(yīng)用潛力。與此同時(shí)，微流控工具在基因組、蛋白質(zhì)組和代謝 研究 中的應(yīng)用發(fā)展的非常迅速。公共衛(wèi)生監(jiān)控、家庭保健和醫(yī)院使用以及國(guó)防和反恐領(lǐng)域?qū)ξ⒘骺叵到y(tǒng)的需求量相當(dāng)大，這些需求刺激了微流控技術(shù)迅猛發(fā)展。發(fā)展微流控技術(shù)必須將它商業(yè)化，而不是僅僅用于科學(xué) 研究 。這個(gè)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)存在一些問(wèn)題亟待解決，如微流控器件的制作工藝的進(jìn)一步改進(jìn)、微流控的知識(shí)產(chǎn)權(quán)以及其價(jià)格定位等問(wèn)題等。盡管如此，微流控技術(shù)由于其獨(dú)特的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，必將在科研、生產(chǎn)等諸多領(lǐng)域大放異彩。

第五節(jié) DNA合成儀市場(chǎng)未來(lái)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

目前世界上最快的DNA合成儀，2分鐘可合成一個(gè)堿基；2小時(shí)的工作效率，相當(dāng)于過(guò)去25個(gè)專(zhuān)業(yè)人員手工操作4—5年的工作量。即它1小時(shí)的工作量。相當(dāng)于人的手工操作9萬(wàn)小時(shí)的工作量。也就是說(shuō)，工作效率提高了九萬(wàn)倍?？梢哉f(shuō)，DNA合成儀向超高速發(fā)展是其未來(lái)發(fā)展的主要趨勢(shì)之一，另外未來(lái)它還降向著超微量和超小型方向發(fā)展。
 

上一篇：家具五金滑軌產(chǎn)品專(zhuān)項(xiàng)調(diào)查方法介紹
下一篇：電子級(jí)別超純氨氣產(chǎn)品專(zhuān)項(xiàng)調(diào)查方法介紹