适用于RNA和DNA合成的合成柱及包括其的系统的制作方法

适用于rna和dna合成的合成柱及包括其的系统
技术领域
[0001]
本实用新型涉及生物技术领域，具体而言，涉及一种适用于rna和dna合成的合成柱及包括其的系统。


背景技术：

[0002]
随着合成生物学、人造生命、功能基因组学、蛋白组学、靶药合成、寡核苷酸干扰药物、rna和dna编码化合物库、临床诊断学研究的快速发展，需要大量rna和dna的工业化合成。这些合成的寡核苷酸可用于基因组合成、二代测序技术、基因靶向治疗药物的研发，用于抗病毒、抗肿瘤和治疗遗传性疾病等。因此寡核苷酸作为生命科学研究的一种基本工具，在生物医药研究、遗传病、基因研究等领域应用广泛。
[0003]
寡核苷酸的结构合成一般采用固相合成的方法，每次将一个核苷酸加到所接长的寡核苷酸链上，加入每一个核苷酸都利用相同的化学反应与相应的嘌呤或嘧啶碱基衍生物作用。在实验室中，rna和dna合成一般通过rna和dna合成仪等设备工具完成。其中rna合成柱由柱管、筛板和装填于其中的固相载体组成，固相载体一般为可控制孔径的玻璃珠(controlled pore glass，简称cpg)，孔径大小可以根据实验需要选择。目前人工合成寡核苷酸的设备主要还是依赖于国外进口整台套设备或者非自动化合成，进口仪器成本高昂且供货期较长，如若采用非自动化合成将会大量耗费时间成本和人力成本，也伴随人工合成时存在的不可消除的误差风险，工序繁琐且费时费力，同时由于经典合成柱存在合成试剂通过的空间较大，造成试剂的极大浪费的缺点，合成柱内的筛板应保证固相载体cpg不能从筛板漏出来，所以对rna和dna合成的cpg载体的合成柱提出了更高的功能需求。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型旨在提供一种适用于rna和dna合成的合成柱及包括其的系统，以提供一种结构更加灵活、易拆卸的合成柱。
[0005]
为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种适用于rna和dna合成的合成柱。该合成柱包括柱管、设置在柱管内的筛板、固相载体以及柱盖，柱管为分段连接形成的柱管，筛板通过可拆卸部件固定在柱管内。
[0006]
进一步地，筛板由螺纹连接固定在柱管内。
[0007]
根据本实用新型的另一个方面，提供了一种适用于rna和dna合成的系统。该系统包括：碱基对瓶组，由碱基a瓶、碱基c瓶、碱基g瓶和碱基u瓶构成；合成柱，上述适用于rna和dna合成的合成柱；供料系统，由柱塞泵组成，碱基对瓶组通过供料系统向合成柱供料；试剂瓶组，由脱保护剂瓶、活化剂瓶、盖帽试剂a瓶、盖帽试剂b瓶、氧化剂瓶、洗脱乙腈瓶及废液收集瓶构成；多通阀，试剂瓶组通过多通阀向合成柱提供试剂；用于监控合成柱的显示区域，由控制元件和紫外-可见光检测器组成；用于向碱基对瓶组内提供氩气保护的外接气源；以及用于监控柱塞泵的控制系统。
[0008]
进一步地，供料系统由两台流量范围在0.1～50.0ml/min的柱塞泵构成。
[0009]
进一步地，多通阀包括四通阀、六通阀、八通阀和九通阀。
[0010]
进一步地，合成柱设置在系统的中心部位，碱基对瓶组、供料系统、试剂瓶组、多通阀、显示区域、外接气源以及控制系统围绕合成柱设置。
[0011]
本实用新型的适用于rna和dna合成的合成柱为分段连接形成的柱管，筛板通过可拆卸部件固定在柱管内，结构更加灵活、易拆卸，适用于多种规模寡核苷酸的制备，减少了固相载体cpg的浪费，同时削弱了试剂在合成柱内流体流型的径向不均匀性，改善了液相在柱内的整体稳定性，从而提高了柱效，延长了合成柱的使用寿命，大大降低了实验成本。适用于rna和dna合成的系统具有合成效率高，模块化、自动化等特点，其合成柱拆卸更加容易灵活，适合多种规模的寡核苷酸的合成制备。
附图说明
[0012]
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
[0013]
图1示出了根据本实用新型一实施方式的适用于rna和dna合成的合成柱的部分结构示意图；以及
[0014]
图2示出了根据本实用新型一实施方式的适用于rna和dna合成的系统的结构示意图。
具体实施方式
[0015]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0016]
根据本实用新型的一种典型实施方式，提供一种适用于rna和dna合成的合成柱。参见图1，该合成柱包括柱管、设置在柱管内的筛板101、固相载体以及柱盖201，柱管为分段连接形成的柱管，筛板通过可拆卸部件固定在柱管内。优选的，筛板由具有螺纹的连接卡箍301连接固定在柱管内。
[0017]
本实用新型的适用于rna和dna合成的合成柱为分段连接形成的柱管，筛板通过可拆卸部件固定在柱管内，结构更加灵活、易拆卸，适用于多种规模寡核苷酸的制备，减少了固相载体cpg的浪费，同时削弱了试剂在合成柱内流体流型的径向不均匀性，改善了液相在柱内的整体稳定性，从而提高了柱效，延长了合成柱的使用寿命，大大降低了实验成本。
[0018]
根据本实用新型的一种典型实施方式，提供一种适用于rna和dna合成的系统。该系统包括碱基对瓶组、合成柱、供料系统、试剂瓶组、多通阀、显示区域、外接气源和控制系统，其中，碱基对瓶组由碱基a瓶、碱基c瓶、碱基g瓶和碱基u瓶(也可以盛放碱基t)构成；合成柱为本实用新型的适用于rna和dna合成的合成柱；供料系统由柱塞泵组成，碱基对瓶组通过供料系统向合成柱供料；试剂瓶组由脱保护剂瓶、活化剂瓶、盖帽试剂a瓶、盖帽试剂b瓶、氧化剂瓶、洗脱乙腈瓶及废液收集瓶构成；试剂瓶组通过多通阀向合成柱提供试剂；用于监控合成柱的显示区域，由控制元件和紫外-可见光检测器组成；用于向碱基对瓶组内提供氩气保护的外接气源；控制系统用于监控柱塞泵。
[0019]
本实用新型所设计的适用于rna和dna合成的系统具有合成效率高，模块化、自动
化等特点，其合成柱拆卸更加容易灵活，适合多种规模的寡核苷酸的合成制备。
[0020]
在一实施例中，供料系统由两台流量范围在0.1～50.0ml/min的柱塞泵构成，多通阀包括四通阀、六通阀、八通阀和九通阀等多个多通阀。
[0021]
在本实用新型一优选的实施例中，合成柱设置在系统的中心部位，碱基对瓶组、供料系统、试剂瓶组、多通阀、显示区域、外接气源以及控制系统围绕合成柱设置，这种设计布局使得系统各个部分更加紧凑，管路连接距离优化变短，这样便减少了试剂在设备中死体积的量，更加便于操作以至于减少不必要的浪费。
[0022]
在本实用新型一具体的实施例中，如图2所示，供料系统01由两台流量范围在0.1～50.0ml/min的柱塞泵组成，同时控制系统能够监控其泵内压力，超过设定值，泵停止工作并报警；显示区域02由控制元件和一台紫外-可见光检测器组成。功能操作均在显示屏上进行操作，操作屏幕内包括：流程图、项目编辑、曲线、手动模式、用户编辑、导入导出等功能模块；合成柱03是一种结构灵活、易拆卸的合成柱，可以采用分段连接，筛板由螺纹连接固定(如图2)，可以根据情况加长，且增加筛板数量；减少了固相载体cpg的浪费，同时削弱了试剂在合成柱内流体流型的径向不均匀性，从而提高了柱效，延长了合成柱的使用寿命，大大降低了实验成本。多通阀04由v1-v9共9个阀体构成；经过各个多通阀各通道的开闭及泵的运行实现打料，比如：在“脱保护”这一步骤时，开启v3-5、v5-b、v6-1、v7-1、v8-1，泵的流量为20ml/min，运行时间为60s；外接气源05为氩气气源，经钢瓶、减压阀、气体分布器后，气体通入试剂瓶，碱基单体瓶内，提供氩气保护，防止水和空气进入；试剂瓶组06由脱保护剂(deb)瓶、活化剂(act)瓶、盖帽试剂a(capa)瓶、盖帽试剂b(capb)瓶、氧化剂(oxi)瓶、洗脱乙腈(acn)瓶及废液收集瓶构成。主要通过脱保护(deblocking)-偶联(coupling)-氧化(oxidation)-盖帽(capping)四步骤进行合成，每进行一个循环，延长一个碱基；碱基对瓶组07由碱基a瓶、碱基c瓶、碱基g瓶和碱基u瓶构成，可根据自己合成要求，添加或更改其他单体；用于监控柱塞泵的控制系统采用模块化设计，所做每一个项目，需要由配方列表库、配方块、项目块、碱基列表库、项目五部分构成，配方列表库可以是一个子程序控制要求可编辑清单，根据工艺要求事先将系统流量、运行时间参数，多通阀开闭通道位置等参数进行设置，比如多通阀1的6通道可以设置为：“v1-6”；调用左右移动配方库中的列表构成配方块，支持配方块中的程序上下移动；然后调用配方块构成项目块，之后根据项目要求，调用项目块中的程序构成碱基列表，工艺操作人员只是对合成碱基的顺序进行排列即可，排列组合合成想要的rna和dna链，完成所做项目。此模块化操作控制系统具有便于操作，合成效率高，自动化等特点，同时还有手动模式，支持合成过程中参数的修改、碱基的排序、添加删除等功能，适合长短链rna和dna寡核苷酸的合成。
[0023]
在一具体实施例中，试剂正常的流路是从合成柱的底部进入，试剂通过合成柱向上输送液体，使cpg颗粒上升并保持悬浮状态，使固相载体cpg和试剂充分地混合，这样提高了柱效，达到了较好的合成效果。
[0024]
本实用新型的适用于rna和dna合成的合成柱及其系统采用标准碱基对进行测试，以1gcpg为载体进行测试，所得一组数据见表1，base表示合成相应的碱基，detrit area表示uv紫外
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可见光检测器检测的在“脱保护”这一步时的脱去连结在cpg可控孔径玻璃上的核苷酸的保护基团dmtr，peak height表示其实时检测峰值，eff(％)表示其效率，从表1中可以看到rna和dna的碱基合成效果良好，并且该装置易于操作，节省试剂使用量，合成效率
较高。
[0025]
表1
[0026][0027]
以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。