[00068889]全新 DNA 分子量标准(DNA marker)制备模式的创建与转化

DNA 分子量标准(DNA molecular weight standards， DNA marker)是目前分子生物学和基因工程研究中广泛应用的电泳“耗材”。其应用具有着广阔的生物技术、医药、农业等相关

科研领域，市场需求很大。几年前国内科研人员使用的都是国外公司生产的 DNA 分子量标准；近 5 年来，各种常用的 DNA 分子量标准已经完全国产化，国内北京的天根生化(已被QiaGen 收购)和广州的东盛生物就是以生产 DNA 分子量标准而起家的两家生物公司。而且由于国内廉价的劳动力，国外生物试剂公司多在国内找代工为之生产。DNA 分子量标准的制备目前主要以载体酶切和PCR 扩增两种方式进行；由于 PCR 扩增的方式灵活，同时制备的 DNA 分子量标准条带均一，所以是目前国内 DNA 分子量标准制备业的主要生产方式。但是 PCR 扩增设备投入高、产能低、成本高，是一种劳动密集型的生产活动，其现状亟待改观。

技术特点

本成果建立了一种全新 DNA 分子量标准制备（生产）模式。本模式由如下两个互补的体系构成：

（1） 超级载体的构建

利 用 全 新 基 因 工 程 原 理 构 建 了 一 系 列 DNA 分 子 量 标 准 制 备 用 的 载 体

（pVEC100/pUJN-1/pYe200 等），经文献和专利搜索，目前世界范围内尚没有第二方（生物技术公司、实验室等）能够构建同种水平的“超级”载体，仅以单酶切就可以产生所需要的DNA 片段组合。

（2） PCR 扩增新模式

PCR 技术生产 DNA marker 技术的新突破，成本只有现有技术（或者说 PCR 生产模式） 的五分之一(同等产量，DNA 聚合酶、dNTPs、primers 等原料的用量只有普通PCR 的 1/3-1/10)，同时工作效率提高 10 倍以上，从而大大降低对设备、耗材(PCR 仪，一台 PCR 仪可以匹敌

10 台以上的机器)和人力的要求。本项目技术突破（或者说模式）为原始创新，策略和工艺水平独一无二，同时比现有模式更简单、更高效、成本更低。

主要技术指标：利用本成果之超级载体结合 PCR 扩增新模式可以生产目前市场上流行的 100bp ladder、200bp ladder、DL2000、DL3000、1kb ladder 等各种 DNA 分子量标准(DNA marker)。利用大肠杆菌发酵培养可以将生产规模放大到工业级生产，经过实验室水平的小试， 每升 LB 发酵液（菌体）可以制备 500 支 DL2000 或 DL3000，市场价值 3 万元左右。

生产条件及市场预测

主要设备：发酵罐或摇床、大容量离心机、灭菌锅、超净工作台、PCR 仪、1~2 名技术员、100m² 实验生产用地、对环境无特殊要求、无“三废”产生。

由于 DNA 分子量标准是一种耗材型的实验用品，故市场需求量很大，而且具有持续性。本成果一个月的生产量(中等规模=每个月可以进行 100 升的工程菌发酵及后续处理工作、1~2 名技术人员)可以达到 5 万管 DNA 分子量标准，按目前最低市场价格计算(45 元/管)，产值可达 225 万元。而所有成本性消耗不会高于 5 万元。