上新 | 42℃高温 UniPhi29 DNA 聚合酶,解决MDA / RCA 扩增不均、产量不足
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2026-09-08
单细胞多组学、微量降解样本测序、环状核酸探针信号放大、质粒体外酶法合成等研究应用,高度依赖等温扩增技术,等温扩增技术现已成为基因组学、分子诊断、空间转录组、微生物研究领域的核心底层工具。
随着科研需求不断升级,实验人员对聚合酶的模板适配能力、扩增均一性、产物得率、数据可靠性提出了更高要求。微量单细胞 DNA、高 GC 重复序列、低拷贝环状模板等珍贵样本稀缺且获取难度大,一旦扩增不均、产量不足、测序缺口过多,不仅会大幅增加测序成本,还会直接丢失关键基因组信息,造成样本不可逆损耗。
针对全行业等温扩增实验的升级需求,基于野生型 Phi29 DNA Polymerase 蛋白结构与催化机制深度解析,翌圣生物通过基因工程定向改造,重磅推出兼顾高灵敏度、高扩增产量、强均一性的UniPhi29 DNA Polymerase DNA Polymerase(Cat#14417ES)。UniPhi29 DNA Polymerase 源自枯草芽孢杆菌噬菌体 phi29,整体单体分子量约 66 kDa,经定点突变改造优化温度耐受结构域,实现 42℃等温扩增,在灵敏度、扩增产量、均一性、反应特异性上实现全方位升级:

图1. Phi29 DNA Polymerase结构[1]
提升复杂模板的扩增能力:增强了对高 GC 含量、回文结构等复杂模板的延伸能力,使 NGS 测序覆盖度更加均一,降低所需测序深度,同时减少测序中的 Gap 区域,提高单细胞测序的数据质量与完整度。
提高扩增产物产量与效率:在多重置换扩增(MDA)及滚环扩增(RCA)等实验中,高温反应条件显著提高了扩增产物产量及扩增效率。
降低非特异性扩增:高温反应条件有效减少了非特异性扩增产物的生成,提升了反应特异性。
UniPhi29 在 MDA、RCA 中的应用优势
依托Phi29 DNA Polymerase独有的强持续合成、链置换、高保真校正大活性,UniPhi29 DNA Polymerase 完美适配 MDA、RCA 两大等温扩增主流技术,高温改造特性进一步放大技术优势。
1. MDA—— 单细胞微量基因组解析金标准方案
MDA 以随机六聚体引物、UniPhi29 DNA Polymerase 协同完成恒温全基因组扩增:随机引物多点结合线性基因组模板,聚合酶同步启动多条链合成,新链置换原有互补单链,置换出的单链再次作为扩增模板,形成大量分支 DNA 产物。
UniPhi29 DNA Polymerase 42℃高温体系是单细胞扩增的核心优势:高温弱化引物非特异性结合,有效缓解 GC 扩增偏好,同时强化难扩区域延伸效率,仅 pg 级单细胞基因组 DNA 即可扩增出高均一性产物,适配肿瘤单细胞异质性分析、胚胎植入前遗传学检测、微生物单细胞、FFPE 降解微量组织等稀缺样本研究。

图2. MDA原理图[2]
2.RCA—— 环状核酸放大与体外合成通用平台
RCA 技术模拟微生物天然环状 DNA 滚环复制机制,以质粒、锁式探针、人工环形寡核苷酸为模板,依靠聚合酶超长持续合成与链置换活性,生成携带大量重复靶序列的超长单链,搭配随机引物可实现超分支指数级信号放大。
UniPhi29 DNA Polymerase 兼容特异性单引物、随机引物两套实验体系,环状模板检测下限低至 10 fg,覆盖多元前沿场景:空间转录组原位荧光成像、病原微生物微量核酸早期筛查、无发酵 dbDNA 体外质粒合成、DNA 纳米材料构建等。

图3. RCA原理图[3]。
A: 以单引物扩增产生长链DNA;
B: 以随机引物扩增产生长链串联DNA
性能数据展示
1.灵敏度高,fg 级微量环状模板稳定检出

图4. RCA灵敏度测试结果
实验条件:20 μL 标准 RCA 体系,10 U UniPhi29 DNA Polymerase,随机引物10μM,dNTP 0.5mM,42℃恒温孵育 2 h;模板梯度 1 ng~1 fg 环状质粒。
实验结论:UniPhi29 DNA Polymerase 可稳定检测低至 10 fg 环状 DNA 模板,无酶对照 C1、无模板阴性对照 C2 无扩增杂带,微量低拷贝模板实验成功率显著提升。
2.扩增产量高:媲美进口主流品牌

图5. UniPhi29 DNA Polymerase 与进口竞品 Supplier A* RCA 扩增产量对比
实验条件:20 μL 体系,UniPhi29 DNA Polymerase 10 U,dNTP 1 mM,引物50 μM,42℃孵育 4 h,模板梯度 10 ng、100 pg 环状质粒。
实验结论:高、低两种模板投入量下,UniPhi29 DNA Polymerase 扩增总产量均媲美对标进口品牌,10 ng 模板单反应产物可达 15 μg 以上,完全满足规模化体外 DNA 合成、高通量样本建库的高产量需求。
3.WGA 单细胞测序数据均衡稳定,测序质控表现优异

图6. UniPhi29 DNA Polymerase 与进口竞品 Supplier A* 单细胞测序性能对比
实验条件:实验选取 0~5 个微量细胞作为起始模板,采用 UniPhi29 DNA Polymerase 介导 MDA扩增完成全基因组扩增;取 100 ng WGA 扩增产物作为建库起始模板,经 6 轮 PCR 预扩增、25 min 酶切片段化处理,构建基因组测序文库,文库主峰稳定集中于 300 bp 区间。酶切产物完成接头连接后,使用 0.6× 磁珠进行首轮纯化;文库扩增完成后以 0.9× 磁珠二次精细纯化,最终 42 μL 体系洗脱得到合格测序文库。
实验结论:0~5 个细胞样本,扩增产物大小在 2-100 kb 之间,产量≥ 5 μg;CV 值低于竞品 A*,扩增均一性更好。
4.高纯酶制剂,无外源核酸酶污染,下游无干扰

图7. UniPhi29 DNA Polymerase 外源核酸酶残留质控检测
实验条件与结论:
核酸外切酶:10 U 酶与 λDNA-HindⅢ 片段 37℃孵育 4 h,DNA 电泳条带无降解;
核酸内切酶:10 U 酶与质粒 37℃孵育 4 h,质粒线性化损耗<10%;
RNase:10 U 酶与 293T-RNA 37℃孵育 4 h,RNA 条带完整无降解。
依托成熟的分子酶研发与生产平台,翌圣生物可提供覆盖单细胞全基因组扩增、滚环扩增、体外 dbDNA 酶法合成等场景的全套工具酶、试剂盒及配套实验原料,一站式满足科研探索、高通量测序、分子诊断原料开发等多元化实验与产业化需求。
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产品类别 |
产品名称 |
产品货号 |
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Phi29 DNA Polymerase |
14417ES |
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TelN端粒酶 |
14540ES |
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MDA扩增试剂盒 |
12512ES |
◆ 参考文献
[1] Kamtekar S, Berman AJ, Wang J, et al. Insights into strand displacement and processivity from the crystal structure of the protein-primed DNA polymerase of bacteriophage phi29. Mol Cell. 2004;16(4):609-618.
[2] Rato S, Golumbeanu M, Telenti A, Ciuffi A. Exploring viral infection using single-cell sequencing. Virus Res. 2017;239:55-68.
[3] Huang L, Ma F, Chapman A, Lu S, Xie XS. Single-Cell Whole-Genome Amplification and Sequencing: Methodology and Applications. Annu Rev Genomics Hum Genet. 2015;16:79-102.
[4] Rato S, Golumbeanu M, Telenti A, Ciuffi A. Exploring viral infection using single-cell sequencing. Virus Res. 2017;239:55-68.





