近些年，合成生物学市场呈高速增长趋势，生物能源、生物化工和生物医药等应用领域对大规模DNA合成的需求日益迫切。DNA合成技术是合成生物学的关键底层技术，北京擎科生物科技股份有限公司（以下简称“擎科生物”）是国内提供这一技术服务的代表企业。作为一家自主全产业链的基因合成平台型企业，擎科生物业务涵盖合成基因组学产品及服务、生命科学原料及设备、生物制造CXO三大方向。近期，围绕擎科生物寡核苷酸合成仪研制进展、擎科生物在合成生物学领域的布局等问题，仪器信息网采访了擎科生物副总裁赵春德。自主研制高载量合成仪打破国外垄断2015年以前，我国的合成设备大量依赖进口，仪器不仅价格高昂（动辄百万），交货周期还不尽人意。在这样的背景下，擎科生物深知，想要发展需要坚定不移的走合成仪自主研发之路。大量的研发投入加持结合多年合成领域研究经验以及原始数据的累积分析，擎科生物积极探索，并成功研制出不同载量、通量的合成仪及合成配套设备，包括12通道单链核酸合成仪、192通道单链核酸合成仪、768通道单链核酸合成仪及氨解仪、纯化仪等。768通道单链核酸合成仪更加值得关注的是，擎科生物不局限于已有的产品，今年4月份正式推出了擎核TsiKer™高载量合成仪，可称得上国产合成仪的一次技术性突破。“擎核TsiKer™高载量合成仪合成规模达到毫摩尔级别，单次可合成克级以上的产品，具有专业的合成程序、精密的液路系统、智能的控制系统、稳定的硬件系统等诸多优势，有望助推我国核酸药物，进入创新和突破的发展新阶段。 针对国外合成仪核心技术“卡脖子”问题，我们历时15个月，倾力打造并成功自主研制高载量合成仪，进一步打破技术垄断，助力中国智造再上台阶。”赵春德介绍道。兼为设备制造者和使用者 更懂用户需求目前国内外研制合成仪的企业不多，国内仅有几家具备规模的合成仪制造公司。不同于其他两家企业单纯销售仪器，擎科生物合成仪的客户不仅有药物开发企业、科研院所等，还有擎科生物自己。擎科生物作为客户使用合成仪，同时作为销售企业会根据用户使用习惯、实际情况对工艺参数不断优化，对仪器的双重理解更为深刻的做到以客户需求为中心。此外，自主生产的合成试剂、合成单体、合成柱等与设备匹配性更高，为寡核苷酸合成的纯度、合成效率上提供保障，这些都是擎科生物相较于其他合成仪企业的优势所在。赵春德讲到：“仪器设备是为我们打造产业链的需要，我们最终布局是从原料到设备再到下游服务的闭环产业链。目前，公司下游服务中正在使用的100多台合成仪全是自产的，业务上可以为客户提供DNA合成、RNA合成、普通引物合成、探针合成等多种下游服务。自产的设备不仅具备了满足客户多种需求的能力，结合公司使用的数据及时对设备优化升级，在服务自己的同时为客户提供更优质的产品。”搭建“基因工厂” 助推合成生物学行业发展问及如何看待我国合成生物学未来发展前景及趋势，赵春德表示：“‘以万物生万物’，合成生物学的‘造物时代’已然开启。我们非常看好合成生物学的前景。随着测序成本的大幅降低，我们需要知道测出的这么多序列功能究竟是什么，所以需要合成出基因去验证它的功能。此外，在‘双碳’背景下，我们要通过绿色环保的方式生产大宗商品，用细胞或者大肠杆菌等生物制造要代替原来的化学法，这个时代已经到来，只不过现在还处于初期阶段，未来前景很好。”据赵春德介绍，目前基因合成的成本还非常高，这让合成生物学的研发成本也居高不下。基于此，擎科生物提出的“基因工厂”概念，是从基因合成设备、合成原材料、合成工艺到基因组装的分子生物学试剂的产业链条的串联起来，搭建起智能化生产线，不仅提高了基因合成的成功率和交付率，也降低下游的研发成本。“我们做的其实是合成生物学产业的‘使能技术’，通过搭建基因合成生产平台降低下游研发成本，进而促进行业蓬勃发展。”围绕基因合成业务线，从基因合成技术到合成平台，再到全生产要素自主构建的智能化“基因工厂”，擎科生物进一步布局下游的合成生物学，辐射多场景业务，正由被动型服务的提供者向主动型合成平台跨越，在生物医药（IVD原料、核酸药物等）、合成生物制造、基因存储等方向的不断创新与突破。

寡核苷酸通过固相亚磷酰胺的方法进行合成，合成达到所需长度的寡核苷酸链之后，需要通过氨解反应及纯化反应，将寡核苷酸链从CPG上切割下来并纯化至所需纯度，从而匹配不同应用场景，题目里所说的“量体裁衣”也指代为此。01氨解反应有机化合物与氨化剂（如氨）发生反应而生成胺类化合物的过程，称为氨解反应，产物为脂肪胺和芳香胺。反应化学式为：R-Y+NH3→R-NH2+HY（R=烷基、芳基；Y=OH，Cl，SO3H，NO2）在寡核苷酸合成中，常用新鲜的浓氨水来裂解CPG上连接化合物与初始核苷间的酯键。氨解的过程是寡核苷酸合成的一个重要环节，是影响寡核苷酸产物质量、产量与纯度的重要因素。目前通常使用气相高压氨解装置——氨解仪，进行氨解反应。作用机理是通过加热氨解锅内的水，使水转换为水蒸气，再向氨解锅内通入氨气，直到一定的压力，利用氨蒸气达到氨解作用。02纯化反应寡核苷酸合成过程中会不可避免的引入杂质，包含失败的序列、残留的合成原料、盐类等杂质，这些杂质会影响后续的反应，因此要对寡核苷酸产物进行纯化。· 脱盐纯化脱盐纯化通过反向色谱柱对合成产物进行处理，可去除合成过程中的多余的盐。应用于无需进一步纯化的应用，如PCR扩增、DNA测序、全基因组合成等。· OPC纯化OPC纯化是基于反向色谱柱，利用DNA保护基团和OPC柱内树脂间的亲和作用，进行分离纯化。可以去除盐类杂质及失败的合成序列，纯化的纯度要高于脱盐纯化方式。· PAGE纯化根据合成产物长度和构象的不同，来区分合成的全长序列与失败序列，基于聚丙烯酰胺凝胶电泳的方法进行分离纯化。应用于突变文库、克隆、PCR、筛选实验等研究方向。· HPLC纯化基于反向高效液相色谱的原理，对寡核苷酸产物进行纯化。该方法纯化后的产物纯度和灵敏度要高于前3种纯化方式，可有效去除大部分的N-短片段，纯度可达到99%。该方法主要用于商业化的诊断探针和引物、核酸药物研发等场景下的纯化。以上4种纯化方式为基础的纯化反应，在实际应用中通常会根据自身需求选择或调整。例如纯化后产物纯度更高的UPLC纯化方式（超高效液相色谱法）。03合成配套设备擎科生物可提供氨解、纯化配套设备，助力寡核苷酸合成的高纯度及高效率。· 氨解仪氨解仪用于合成后的氨解工作，可同时对多块96孔合成板进行氨解反应。通过温控装置调节氨解锅的温度，使得氨解锅中充满氨气，并形成一定的压力，在高温下经过短时间（约2 h）可去除合成产物上的保护基团，得到不含保护基团的寡核苷酸单链。· 纯化仪用于对DNA合成引物进行自动化的脱保护及纯化。可以去除DMT、脱盐、氨解后的一些保护基团，适合需要对大量DNA产物进行脱保护及纯化的企业和研发机构。如需了解产品内容及详情信息，回复小编或联系邮箱sales-equipment@tsingke.com.cn即刻开聊！

2023年4月8日，由北京擎科生物科技股份有限公司与常州市金坛区人民政府联合主办的“核酸药物发展论坛暨擎科生物合成生物学金坛产业基地项目签约仪式”在中国（常州）德国中心1号楼交流中心圆满落幕。金坛区区委副书记胥亚伟，擎科生物创始人、董事长兼总裁马石金先生以及国内合成生物学、核酸药物领域的众多专家、企业代表等200余位嘉宾出席。 产研融合 落子金坛核酸药物引起高特异性、高效性、长效性等明显优势，研究前景广阔，是未来生物制药最具临床潜力的前沿领域之一。产业的蓬勃发展离不开科研创新驱动，中国工程院院士、生物化工专家郑裕国院士、大连理工大学特聘研究员、博士生导师陈麒先研究员、华大工程生物生物学长荡湖研究所所长沈玥博士等领域专家、企业高管以主题报告、高峰对话等形式，共同深刻研讨核酸药物领域的机遇与挑战，为核酸药物领域的创新与发展，提供了有力的理论及技术支撑。图1. 郑裕国院士作主题报告          图2. 陈麒先研究员作主题报告          图3. 沈玥博士作主题报告图4. 领域专家及企业高管进行高峰对话共聚常州·金坛，共话核酸药物产业化的发展与未来。擎科落子金坛，是擎科生物打造“基因工厂”的关键部署，是未来全力打造全中国高规格、大规模小核酸药物的CDMO生产基地的重要一步，同时为推动长三角生物医药产业高质量发展聚力赋能。通过产业链与科研创新链的产研双向融合，将共同为合成生物学领域高效发展提供原动力，并助力核酸药物产业化的发展。 图5. 擎科生物与金坛区进行产业基地签约擎核TsiKer™重磅发布，助推实现核酸药物设备国产化目标随着核酸药物产业蓬勃发展，市场需求增加，保证核酸药物的及时供应成为产品开发和商业化成功的重要性指标。作为国内自主全产业链基因合成平台型企业，擎科不断创新突破，致力于突破寡核苷酸合成的关键技术壁垒。基于擎科生物十余年合成设备的丰富研发经验，本次会议重磅推出“擎核TsiKer™高载量合成仪”。擎核TsiKer™高载量合成仪合成载量达毫摩尔级别，单次可合成克及以上的产品，具有专业的合成程序、精密的液路系统、智能的控制系统、稳定的硬件系统等诸多优势，有望助推我国核酸药物，进入创新和突破的发展新阶段。擎核TsiKer™ Syn HL-12的问世，锚定寡核苷酸药物合成领域，提供实验室规模和小试规模的合成设备，及配套的合成工艺、载体和试剂，保障合成高效、稳定地进行。合成仪产品布局将以“基因工厂”为载体，以突破高质量、高载量、和高通量的核心技术为目标，助推实现核酸药物领域合成设备及工艺技术国产化的目标。图6. 擎核TsiKer™高载量合成仪产品发布    未来，擎科生物将聚焦核酸药物领域，发挥基因工厂智能化、定制化、规模化的优势，加速拓展基因工厂在不同场景的应用，为生命科学、医疗健康等产业贡献力量。