基于电子控释化学的芯片级单碱基分辨率多重酶促DNA合成技术

为解决高通量单链DNA(ssDNA)合成中的精确序列控制难题，研究人员开发了一种新型电子控释化学(ECDC)技术，结合水凝胶-引物修饰系统，通过电化学生成HNO2实现3′-氧氨基基团的精准脱保护。该平台在硅芯片上实现了单碱基分辨率的平行酶促DNA合成(EDS)，单序列合成准确率达100%，双序列平均准确率约96%，为自动化DNA制造奠定了基础。

　　

这项突破性研究展示了芯片级酶促脱氧核糖核酸(DNA)合成(EDS)的革命性进展。传统化学合成法面临的环境污染问题被生物友好的酶催化方式巧妙解决，而电子控释化学(ECDC)技术的引入更让整个过程如虎添翼。研究人员在硅芯片上构建了精妙的水凝胶-引物修饰系统，通过电极精准调控亚硝酸(HNO₂)的生成，像分子剪刀般精确切断DNA链3′端的氧氨基保护基。这种时空可控的脱保护策略，让多重合成阵列的每个像素点都能像钢琴键般被精准"弹奏"。

实验验证阶段展现了令人振奋的结果：在四核苷酸测试中，单序列合成展现出完美的100%准确率，双序列并行合成也达到约96%的平均准确率。这种电子调控的分子舞蹈，不仅为高通量ssDNA生产提供了新范式，更预示着自动化DNA制造的曙光。该技术突破犹如为合成生物学领域安装了一台精密的分子打印机，为基因电路构建、DNA存储等前沿应用铺平了道路。