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对修饰的寡核苷酸合成进行故障排除

发表时间:[2020-09-20 11:50:14]

在过去的十年中,关于寡核苷酸合成的复杂程度已经大大提高。由于未修饰的寡核苷酸的适用性相当有限,因此花费大量时间和金钱来开发修饰的寡核苷酸。大多数研究人员发现,一定程度的寡核苷酸“ tweeking”对于获得诊断和治疗应用所需的特性是必要的。

尽管诊断和治疗行业有不同的需求,但是正在开发的化学方法却存在大量重叠。诊断行业面临两个主要挑战:严格性和敏感性(以及背景噪声)。不幸的是,这两个要求几乎是互斥的。为了具有高灵敏度,必须拥有一个坚固耐用的系统,该系统必须带有能够以高亲和力结合可用靶标的探针。但是,在推动平衡向双链体形成的过程中,与非靶标的结合增加,导致假阳性。为了解决这些问题,研究人员转向了许多寡核苷酸修饰,包括碱基,糖和骨架修饰以控制杂交特性。结合报道基团,例如荧光团,化学发光试剂和微芯片可以提高灵敏度。

治疗行业需要解决的问题范围稍广。尽管对于各种问题的严重性和解决方案存在分歧,但大多数人会同意以下是主要考虑因素:

  1. 体内稳定性
  2. 强大的杂交特性可在体内保持高度严格的同时靶向
  3. 循环寿命
  4. 代谢特性(毒性)

从一开始就很明显,未修饰的寡核苷酸不会成为可行的候选药物。引入了一系列修饰,增强了寡核苷酸克服这些障碍的能力。硫代磷酸酯是第二代药物中最流行的。这些修改导致发现了新的作用方式,例如吉利德和ISIS的适体。

随着我们对生物过程的理解变得越来越复杂,对化学家的要求也在增加,以产生更多与自然的偏离以控制它们。现在我们正在进入第三代药物。大多数主要参与者都引入了具有更复杂化学结构的寡核苷酸:吉利德的丙炔基,天猫的氨基磷酸酯,ISIS的MMI和MOE以及金塔的手性甲基膦酸酯。

随着每一次新的变化,负责制备这些化合物的合成化学家的问题倍增。新一代寡核苷酸与经典合成方法之间的兼容性问题比比皆是。在某些情况下,例如使用肽核酸,必须重新开发整个合成方案。

简要回顾了几个案例历史,展示了如何解决一些综合问题。