MOLECULAR INFORMATION STORAGE SYSTEM

칩 병렬 합성과 올리고 풀

DNA Data Storage 6-2 · 다종 서열의 칩 기반 병렬 합성

포토마스크 · DMD · 잉크젯 · 전기화학 · 미세웰 ｜ 광화학과 오류 ｜ 올리고 풀 · 정제 ｜ 마이크로유체·벤치탑 장치

송영준 Youngjun Song, Ph.D. · 인천대학교

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학습 목표

Learning Outcomes · 6가지

  • 칩 합성을 공간 주소 지정으로 설명 · 컬럼과 비교해 서열 수 · 양 · 단가의 차이를 수치로 제시
  • 다섯 방식(포토마스크 · DMD · 잉크젯 · 전기화학 · 미세웰)의 위치 선택 원리와 장치 구성 비교
  • 각 방식의 한 사이클을 실제 순서대로 재현 · 공간 선택성이 걸리는 단계 지목
  • PGA와 광분해 보호기의 차이를 산 확산 · 양자수율로 설명
  • 칩 올리고의 오류율이 컬럼보다 높은 물리적 이유 5가지 제시
  • 공급사 스펙(길이 · 오류율 · 균일도)을 읽고 저장 용량으로 환산 · 정제 4종을 용도에서 거꾸로 선택
칩 합성의 공통 원리

포스포라미다이트 4단계 사이클 기반 · 방식별 공간 선택성의 부여 단계 비교

강의 구성

6개 파트 · 합성 방식·제품 사양·정제·합성 장치

PART 1

칩 기반 병렬 합성의 필요성

컬럼과 칩의 비교 — 종류 · 양 · 단가

PART 2

칩 합성 다섯 방식

방식별 합성 사이클 비교

PART 3

광화학과 오류

PGA · 광분해 보호기 · 오류율의 근원

PART 4

공급사와 올리고 풀

스펙 · 동영상 · 실제 저장 논문

PART 5

정제

합성 산물의 조성 · 정제법 4종 · 선택 기준

PART 6

마이크로유체·벤치탑 장치

유로·반응 구획 · 실제 장치 · 공식 작동 영상

DNA Data Storage 1–5와의 연결

DNA Data Storage 3의 2 bit/nt 매핑과 DNA Data Storage 5의 올리고 구조(프라이머 + 인덱스 + 데이터 + ECC)를 이용한 서열 설계 → 물리적 DNA 분자의 합성

컬럼 합성의 서열별 반응 분리

컬럼의 시간별 시약 공급 · DNA 저장용 다종 서열의 병렬 합성

컬럼 1개 굵은 화살표 = 많은 양 서열 1종 25 nmol 스케일 ≈ 1.5×10¹⁶ 분자 시간별 시약 공급 순서에 따른 서열 결정 96-well 합성기 = 1회 96종 · 길이 ~200 nt 칩 1장 서열 10⁴–10⁶종 각 0.2–1 fmol ≈ 10⁸ 분자 위치별 광조사·시약 토출·전압 인가에 따른 서열 결정 사이클 수는 그대로 4N번 · 서열 수만 10⁴–10⁶배
DNA 저장용 합성의 요구 조건

DNA 저장: 다종 서열 · 서열당 소량 · 컬럼 합성: 제한된 서열 수 · 서열당 대량

Twist Bioscience, Oligo Pools Product Sheet DOC-001054 REV12 (2026-01) · 컬럼 25 nmol 스케일과 분자 수는 아보가드로 수 계산

PART 1

칩 기반 병렬 합성의 필요성

From Columns to Chips

  • 컬럼과 칩 — 서열 수 · 규모 · 분자 수 · 비용 단위
  • 칩 기반 병렬 합성에 의한 서열 다양성 확대
  • 1 MB 저장에 필요한 서열 수 산출

컬럼 합성과 칩 합성의 정량 비교

공통 합성 화학 · 방식별 서열 수와 산출량 비교

방식1회 산출 서열 수길이서열당 양서열당 분자 수단가 단위
컬럼 (96-well)96 종~200 ntnmol 급≈1.5×1016$0.05–1 / base
마이크로어레이 칩10⁴ – 10⁶ 종~150–350 ntfmol 급108 급$0.00001–0.001 / base
실리콘 미세웰 (Twist)1회 약 7×10⁵ 올리고최대 350 nt>0.2 fmol≈1.2×108비공개 (구간 과금)
주요 비교 항목

칩 합성의 서열당 분자 수: 컬럼 대비 10⁷–10⁸배 감소 · 염기 단가: 2–4 자릿수 감소

서열당 소량 합성의 정제 제약

서열당 fmol 규모의 개별 HPLC·PAGE 정제 제약 → 불완전 합성 산물의 혼입 가능성 (PART 5)

Twist, Oligo Pools Product Sheet REV12 (2026-01) · Kuiper, Prins & Billerbeck, ChemBioChem 23:e202100507 (2022) · Kosuri & Church, Nature Methods 11:499 (2014) · 분자 수는 계산

칩 합성의 병렬 처리와 서열 다양성

DNA 저장용 서열 수·분자 수와 칩 합성 산출의 관계

서열당 분자 수 격차10⁷–10⁸ 배
염기 단가 격차2–4 자릿수
1회 산출 서열 수10⁴–10⁶ 종
1 MB 저장에 필요한 서열 수 산출

200 nt 올리고 = 프라이머 20+20 + 인덱스 10 + ECC 20 + 데이터 130 nt

130 nt × 2 bit/nt = 260 bit ≈ 32.5 byte / 올리고 → 1 MB ÷ 32.5 byte ≈ 약 3.2만 종

코딩 오버헤드·중복도 포함: 수만~수십만 종 · 칩 병렬 합성의 적용 규모

DNA 저장용 올리고의 요구량

시퀀싱에 필요한 서열별 최소 분자 수 확보 · 서열당 fmol 규모

유전자 조립용 올리고의 요구량

조립·클로닝에 필요한 분자 수 확보 · 칩 합성 올리고의 증폭 필요

연결

DNA Data Storage 3에서 2 bit/nt로 만든 서열, DNA Data Storage 5의 프라이머·인덱스·ECC 포함 설계 → 칩의 위치별 서열 지정

칩 규모 · 분자 수는 Twist REV12 (2026-01) 및 Kuiper et al., ChemBioChem 23:e202100507 (2022) · 필요 서열 수는 DNA Data Storage 3 2 bit/nt와 DNA Data Storage 5 올리고 구조로 계산

PART 2

칩 합성 다섯 방식

Spatial Addressing in Chip-Based DNA Synthesis

  • 공통 합성 사이클 · 방식별 위치 선택 제어
  • 포토마스크 광유도 · 마스크리스 DMD — 단계별 위젯
  • 잉크젯 토출 · 전기화학 탈보호 — 단계별 위젯
  • 실리콘 미세웰과 다른 방식의 성능 비교

공통 합성 사이클과 탈보호 제어 방식

DNA Data Storage 6-1의 공통 사이클 · 탈보호 또는 시약 전달 단계의 공간 선택성

① 탈보호 ② 커플링 ③ 캡핑 ④ 산화 칩에서도 4N 사이클 빛 → 광분해 보호기 빛 → 산 (PGA) 전압 → H⁺ 격벽 + 표준 산 공통 반응 골격: 커플링 · 캡핑 · 산화
방식별 도식의 비교 기준

동일한 칩 단면과 반응 단계 배치 · 방식별 공간 선택 단계와 시약 전달 비교

끌어서 돌리기 · 휠 확대

DNA Data Storage 6-1의 포스포라미다이트 단량체 — 칩에서도 같은 분자 · 같은 커플링

Lietard et al., Nucleic Acids Res 49:6687 (2021) · Egeland & Southern, Nucleic Acids Res 33:e125 (2005) · 3D 좌표는 RDKit 생성 · 3Dmol.js

① 포토마스크 광유도 — 한 사이클

Affymetrix · 크롬 마스크 개구부 아래 피처의 선택적 탈보호

포토마스크 광유도 (Affymetrix)

UV 365 nm 광원 크롬 마스크 — 열린 창 2곳 (피처 1 · 3) N-mer → 마스크 4N장 마스크 개구부와 반응 피처의 위치 정렬 차단차단 마스크 순차 교체 · 25-mer 합성에 약 100장 유리 기판 · 피처 1 — 4 G PMeNPOC OH T P(V) A P 보호 유지 C P OH 결합 실패 Ac이 길이에서 정지 T P dT 아미다이트 + 활성화제 — 칩 전체 Ac₂O / NMI — 칩 전체 I₂ 산화액 — 칩 전체 Cycle 1 / 4N

Fodor et al., Science 251:767 (1991) · Nature Biotechnology 17:953 (1999) · Nucleic Acids Res (2016) PMC4776362

광유도 합성 — 마스크와 선택적 탈보호

본문 개념과 영상의 실제 공정·반응 기전 비교 · 재생 버튼 선택

Affymetrix Microarray | Affymetrix Genechip | Affymetrix Genechip Oligonucleotide Microarray |

BMH learning (2:00)YouTube에서 보기 ↗

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관찰할 내용

크롬 마스크 개구부의 선택적 탈보호 순서 · 포토마스크 위젯과 비교

개념 연결

  • 마스크의 열린 영역과 반응 위치
  • 노광 패턴 변경과 서열 다양성

CSHL GeneChips 애니메이션 · 포토마스크 방식의 추가 복습

영상: BMH learning · Support Center for Microsystems Education · YouTube 제목·제작자 확인: 2026-10-07 · 긴 강연은 필요한 구간을 선택하여 시청

DMD — 미세거울 픽셀의 구조

Digital Micromirror Device(디지털 미세거울 장치) · MEMS(미세전자기계시스템) 기반 공간 광변조

TI 공식 DMD 픽셀 구조: 미세거울, 비틀림 힌지, 전극, 탄성 접촉부와 연결 기둥
TI 공식 픽셀 구조 · DLPA008B Fig. 2-2 · 원그림의 부품 표기 유지
Micromirror(미세거울)

알루미늄 반사면 · 픽셀별 반사 방향 선택

Torsion hinge(비틀림 힌지)

미러의 회전축 · Via(연결 기둥)를 통한 미러 지지

Electrode(전극) · Spring tip(탄성 접촉부)

정전기력에 의한 경사 제어 · 종단 위치에서의 접촉

CMOS memory(픽셀 메모리)

픽셀별 비트 저장 → Mirror clocking pulse(미러 구동 펄스) → 기계적 상태 전환

TI DLPLCR70UVEVM 공식 제품 이미지: DLP7000UV 칩과 평가 보드
제품 예시: DLP7000UV · DLPLCR70UVEVM
1024 × 768 미러 · 피치 13.68 μm · 경사 ±12° · 363–420 nm

TI DMD 101, DLPA008B · DLP7000UV 규격 · 평가 보드 · 도면·사진: Texas Instruments · 규격은 UV 지원 제품 예시 · MAS 논문 장비: TI Discovery 1100.

DMD — 반사 광경로와 합성 위치 선택

미러의 경사 전환 → 조사 패턴 형성 → 기판의 선택적 탈보호 · ±12° 미러의 광경로 예시

ON / OFF 반사 경로

UV 365 nm 기준 법선 Projection lens(투영 렌즈) DNA 합성 기판 Light dump(광흡수부) 회전축에 수직인 단면 · 광경로 개념도 ON+12° OFF−12°

장치의 역할

DMD: 반사 방향 선택 · 광학계: 패턴의 기판 투영 · 보호기: 조사에 따른 화학 반응

단량체 도입 위치

선택 피처의 5′-OH 노출 → 칩 전체에 공급한 단량체와 Coupling(커플링)

미러 피치와 합성 피처

DMD 자체 피치와 광학계 배율의 조합으로 투영 피처 크기 결정 · 여러 미러로 한 피처 구성 가능

MAS 연구의 투영 예시

1:1 투영 · 1 × 1 미러: 약 14 × 14 μm 피처 · 인접 간극 약 0.8–1 μm

TI UVA 시스템 광학, DLPA060B · Lietard et al., Nucleic Acids Res 49:6687–6701 (2021), Fig. 1 / Materials and Methods · 광경로: 공식 원리에 따른 수업용 벡터 도식.

② 마스크리스 DMD — 한 사이클

NimbleGen MAS · Roche · DMD 패턴 기반 가상 마스크

마스크리스 DMD (NimbleGen MAS · Roche)

패턴 (컴퓨터) 물리적 마스크 0장 · 주소 78만 (XGA) UV-LED 365 nm DMD 미러 배열 ON → 칩 / OFF → 흡수면 흡수 BzNPPOC 3 J/cm² → 약 95% 유리 기판 · 논문 예시: 1×1 미러 → 14×14 μm 피처 (1:1 투영) G P OH T 캡핑 · 산화 A P 미러 OFF C P 미탈보호 5% → 결손 (deletion) T P dT 아미다이트 — 칩 전체 Ac₂O / NMI → I₂ — 칩 전체 패턴 교체 — 마스크 교체 시간 0

Lietard et al., Nucleic Acids Res 49:6687 (2021) · Agbavwe et al., J Nanobiotechnology 9:57 (2011) · Nuwaysir et al., Genome Research 12:1749 (2002)

공간 해상도와 합성 오류의 관계

미러 → 픽셀 → 피처 · 광학 한계와 실측 오류율

피처 크기 (픽셀 수) 4×4 56×56 μm 2×2 28×28 μm 1×1 14×14 μm 총 오류율 5.9–6.3%/base (67 nt · 2만 서열) → 21.8%/base (120 nt · 30만 서열) 회절 한계 2.4 μm (NA 0.08)
항목값
인접 피처 간극 (MAS 연구)약 0.8–1 μm
주소 수 (XGA / HD)7.8×105 / 2×106
염기별 커플링 수율dA 99.8 · dC 98.0 · dG 98.6 · dT 99.4%
미광 배플링 전 → 후 결손율0.15 → 0.101
인접 피처의 비의도적 탈보호

회절·산란·미광에 의한 인접 피처 오탈보호 → 삽입(insertion)·교차오염 · 피처 축소에 따른 위치 오류 증가 가능성

Lietard et al., Nucleic Acids Res 49:6687 (2021) · Agbavwe et al., J Nanobiotechnology 9:57 (2011) · Lietard et al., JoVE 59936 (2019)

③ 잉크젯 토출 — 한 사이클

Agilent SurePrint · 위치별 단량체 토출 · 커플링 단계의 공간 선택성

잉크젯 토출 (Agilent SurePrint)

프린트헤드 — 5가지 잉크 dAdC dGdT tetrazole 무수(anhydrous) 프린트 챔버 피처 2 · 4에만 토출 유리 기판 · 피처 1 — 4 (어레이 1장 = 최대 22,575 피처) G OH 미토출 피처의 기존 상태 유지 A OH T DMT OH C OH Apurinic/apyrimidinic site(무염기 자리) → 최종 염기성 탈보호에서 절단 T OH T DMT OH 0.02 M I₂ / THF·pyridine·H₂O — 약 30 s · 전체 3% DCA in toluene — 60 s · 전체 피처의 DMT 제거 배수 후 피처 위에 남은 산 용액 = 농축 액적 하단 포트 주입 → FIFO 치환 → 액적 차단 → 150-mer

LeProust et al., Nucleic Acids Res 38:2522 (2010)

잉크젯 합성 — 좌표별 단량체 전달

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安捷倫晶片技術 Inkjet Printing Technology used for Microarray Print

威健生技 Welgene Biotech (3:46)YouTube에서 보기 ↗

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관찰할 내용

Agilent SurePrint의 좌표별 잉크젯 토출 · 대만 대리점 영상 · 스텝효율 >99%와 캡핑 생략 설명의 위젯 비교

개념 연결

  • 노즐의 토출과 좌표 선택
  • 위젯과 실제 시약 전달 방식의 비교

영상: 威健生技 Welgene Biotech · YouTube 제목·제작자 확인: 2026-10-07 · 긴 강연은 필요한 구간을 선택하여 시청

④ 전기화학 탈보호 — 한 사이클

CustomArray → GenScript · 양극의 산 생성과 인접 음극의 양성자 소모

전기화학 탈보호 (CustomArray → GenScript)

대향 전극판 — 간격 40 μm 피스톤 후퇴 — 간격 800 μm · 시약 주입 공간 전해액: 25 mM HQ / BQ / TBAPF₆ · 무수 ACN 기판 · 전극 폭 40 μm · 간격 40 μm 음극 양극 +1.33 V 선택 전극 음극 음극 HQ → BQ + 2H⁺ + 2e⁻ H⁺ 확산 음극 생성물이 H⁺ 소모 반응 영역의 공간 경계 형성 G DMT A DMT OH T 캡핑 · 0.1 M I₂ 산화 C DMT T DMT 아미다이트 + tetrazole 주입 통전 9 s → 탈퓨린화 <1%/step · 11 s 초과 시 급증

Egeland & Southern, Nucleic Acids Res 33:e125 (2005)

전기화학 합성 — 전극과 국소 산 생성

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DNA Synthesis Technology | How synthetic DNA is made

GenScript USA Inc. (1:46)YouTube에서 보기 ↗

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관찰할 내용

GenScript·CustomArray 계열 CMOS 전극의 국소 산 생성 → DMT 제거 → 단량체 도입

개념 연결

  • 전극 선택과 국소 산성 환경
  • DMT 제거 후 단량체 연결

영상: GenScript USA Inc. · YouTube 제목·제작자 확인: 2026-10-07 · 긴 강연은 필요한 구간을 선택하여 시청

⑤ 실리콘 미세웰 기반 병렬 합성

Twist Bioscience · 미세웰 격벽에 의한 반응 구획 분리

① 미세웰 격리반도체 공정으로 파낸 웰 자체가 격벽 — 96-well 플레이트 크기에 약 10⁶ 사이트
▶
② 웰별 시약 주입 · 커플링96-well 화학을 그대로 축소 — 시약 투입 −99.8% · 처리량 ×10,000
▶
③ 캡핑 · 산화 · 표준 산 탈보호표준 산 탈보호와 공통 합성 반응의 적용
▶
④ 다음 염기최대 350 nt · 오류율 최대 1:3,000 · 1회 약 70만 올리고
시약 분배 — 웰 단위 웰 웰 웰 웰 미세웰 격벽에 의한 인접 반응 구획 간 시약 혼합 억제
미세웰의 반응 구획 분리

새 탈보호 화학을 도입하지 않았다 — 광탈보호의 유한한 양자수율도, 산의 측방 확산도 구조로 회피

피처 밀도와 구획 크기의 관계

웰별 서열 1종 지정 → 광·전기화학 방식 대비 낮은 피처 밀도 (1회 약 7×10⁵ vs 전기화학 칩 최대 8×10⁶)

Twist Bioscience, Oligo Pools Product Sheet REV12 (2026-01) · C&EN 93(43) (2015) · GenScript GenTitan Oligo Pools (2026-09-22 확인)

실리콘 미세웰 — 실제 웨이퍼 제조

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Twist Bioscience mass produces synthetic #DNA using silicon wafer manufacturing techniques #mercnew

Mercury News (0:41)YouTube에서 보기 ↗

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관찰할 내용

실리콘 웨이퍼의 생산 공정 · Mercury News 취재 · 96-well 규모와 칩 소형화의 비교

개념 연결

  • 미세웰과 반응 구획의 역할
  • 화학 합성의 소형화와 병렬화

영상: Mercury News · Twist Bioscience · YouTube 제목·제작자 확인: 2026-10-07 · 긴 강연은 필요한 구간을 선택하여 시청

칩 합성 방식별 성능 비교

공간 선택 제어와 탈보호 트리거에 따른 분류

방식주소 지정탈보호 트리거어레이당 서열 수길이오류율 · 수율대표
포토마스크 광유도크롬 마스크 패턴빛 → MeNPOC6.5×106 피처 / 1.28 cm2~25 nt스텝수율 92–94%Affymetrix
마스크리스 DMDDMD 가상 마스크빛 → NPPOC7.8×105 (XGA) · 2×106 (HD)67–120 nt5.9–6.3%/base · 21.8%/baseNimbleGen MAS · Roche
잉크젯 토출시약 방울 좌표산 (3% DCA · 전체)22,575 피처150 nt0.3–0.6%/bp · HiFi 1:2,265Agilent SurePrint
전기화학전극별 전압전기화학적 H⁺9.2×104 · 8×106 (HD 칩)20–170 nt≤1 fmol · 커버리지 >99%CustomArray → GenScript
실리콘 미세웰웰 격벽표준 산 (웰 내부)1회 ~7×105 올리고~350 nt최대 1:3,000 · >0.2 fmolTwist Bioscience
반도체 집적 기반 합성 플랫폼

나노전극 웰(전극 650 nm · 피치 2 μm): cm²당 2,500만 서열, imec×Atlas는 CMOS ASIC 위에 1억 2,800만 사이트집적 · 주요 제조 과제: 백금 초미세 식각과 누설전류 억제

Lietard et al., Nucleic Acids Res 49:6687 (2021) · LeProust et al., Nucleic Acids Res 38:2522 (2010) · Nguyen et al., Science Advances 7:eabi6714 (2021) · 피처 밀도: Expert Rev Mol Diagn 6:145 (2006) · HiFi 1:2,265: Agilent SurePrint 제품 문서 (2차 자료) · imec 보도자료 (2026-03-05) · Twist REV12 (2026-01) · GenScript (2026-09-22)

열 제어 합성 — 칩 위의 추가 접근

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Evonetix DNA synthesis on silicon arrays

Evonetix (1:11)YouTube에서 보기 ↗

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관찰할 내용

Evonetix의 열 제어 기반 5′ 탈보호와 칩 위 조립 · DNA Data Storage 7-1의 플랫폼 비교

개념 연결

  • 열에 의한 위치별 반응 제어
  • 전기화학·광유도 방식과의 구분

영상: Evonetix · YouTube 제목·제작자 확인: 2026-10-07 · 긴 강연은 필요한 구간을 선택하여 시청

PART 3

광화학과 오류

Photochemistry and Error Mechanisms

  • PGA와 광분해성 보호기의 산 확산 특성
  • 광학적·구조적 공간 제어 방식 비교
  • 스텝수율의 지수 법칙 — 길이 한계의 수학적 근거
  • 칩 올리고의 오류율이 더 높은 물리적 이유 5가지

광산 발생과 광분해성 보호기의 비교

(A) 광조사에 의한 산 생성 ｜ (B) 광조사에 의한 보호기 결합의 광분해

(A) 광생성 산 — PGA

산 유도 DMT 제거 → 트리틸 양이온 생성 · 표준 DMT 보호기의 적용

  • 광산발생제 diaryl iodonium 염 + thioxanthenone 광증감제
  • 탈트리틸화 15 s 미만 (기존 화학 60 s 이상) · 평균 스텝수율 >98%
  • 제한 요인: 생성된 산의 액상 측방 확산
  • 산 확산 제어: 깊이 30 μm 마이크로웰의 반응 구획 제한 (Xeotron · LC Sciences, 투영 픽셀 30×30 μm)

(B) 광분해 보호기 — MeNPOC · NPPOC · BzNPPOC

광조사 영역의 선택적 보호기 결합 분해 끊김 유지 끊김 유지 유지 회절 한계 2.4 μm까지 공간 해상도 우위
  • 광분해성 보호기의 직접 탈보호 · 산 생성 방식과 구분
  • MeNPOC 스텝수율 92–94% → NPPOC 96–99%로 개선 · 100-mer 이상 합성의 기반
  • 제한 요인: 유한한 양자수율 · 3 J/cm²에서 약 95%탈보호
광탈보호 방식의 제한 요인

PGA: 산의 확산 제어 · 광분해성 보호기: 탈보호 완결성 확보

Gao et al., Nucleic Acids Res 29:4744 (2001) · Nucleic Acids Res (2016) PMC4776362 · Lietard et al., Nucleic Acids Res 49:6687 (2021)

광산 발생 — µParaflo 반응실

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µParaflo® Technology

LC Sciences (3:46)YouTube에서 보기 ↗

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관찰할 내용

LC Sciences의 광산 발생: 광조사 → PGA 전구체의 산 생성 → DMT 제거 · 미세유체 구획의 산 확산 제어

개념 연결

  • 빛 → 산 생성 → DMT 제거
  • 미세유체 구획과 산 확산 제어

영상: LC Sciences · YouTube 제목·제작자 확인: 2026-10-07 · 긴 강연은 필요한 구간을 선택하여 시청

스텝수율의 지수 법칙

단계별 수율과 사슬 길이에 따른 전장 수율의 변화

전장 수율 = (스텝수율)사이클 수반복 사이클에 따른 실패 확률의 누적
스텝수율100 사이클200 사이클대응
99.9%90%82%컬럼 + 정제
99.5%61%37%잉크젯 요구선 (≥99.5%)
99%37%13%DMD 전역 피팅 99.0%
98%13%1.8%dC 커플링 98.0%
95%0.6%0.0035%BzNPPOC 3 J/cm² 탈보호
탈보호 수율과 전장 수율

광탈보호 수율 95% 조건의 200-mer 전장 수율: 매우 낮은 수준 · 노광량 증가에 따른 광손상·탈퓨린화 위험

노광량과 손상의 균형

완전 탈보호 기준 12–15 J/cm² · 적용 조건 4–6 J/cm² · 불완전 탈보호와 손상을 고려한 길이·노광량 선택

연결

DNA Data Storage 6-1에서 컬럼 합성의 전장 수율을 계산할 때 쓴 같은 식 — 바뀐 것은 스텝수율의 출처(산 대신 빛 · 전압)뿐

계산 (수율^사이클 수) · 입력값은 Agbavwe et al., J Nanobiotechnology 9:57 (2011) · Lietard et al., Nucleic Acids Res 49:6687 (2021) · LeProust et al., Nucleic Acids Res 38:2522 (2010)

칩 합성의 주요 오류 발생 요인

주요 오류 발생 요인 5종과 정량적 근거

  1. 불완전 탈보호 — 광·전기화학 탈보호의 유한한 양자수율·전류효율 · 미탈보호 피처의 해당 사이클 미연장 → 결손 형성 · 미탈보호 ~5% ↔ 실측 결손 4.65%
  2. 빛과 산의 측방 누출 — 회절 · 산란 · 미광, 그리고 H⁺의 확산이 인접 피처를 오탈보호 → 삽입 · 교차오염. 배플링으로 결손 0.15 → 0.101
  3. 탈보호 완결성과 DNA 손상 — 노광량·통전 시간 증가 → 탈보호율 개선과 광손상·탈퓨린화 증가 가능성 · 필요 12–15 J/cm² vs 실사용 4–6
  4. 산에 의한 사슬 절단 — 피처 위 산 농축 → Apurinic/apyrimidinic site(무염기 자리) 형성 → 최종 염기성 탈보호 시 사슬 절단 · 한계 ~100 nt → FIFO로 150 nt
  5. 정제 불가 — 피처당 0.2–1 fmol(분자 10⁸개)의 개별 HPLC·PAGE 정제 제약 · 불완전 산물의 풀 내 잔류 · 컬럼 대비 서열당 10⁷–10⁸배 적음
칩 합성 오류의 정정

잔류 서열 오류에 대한 오류정정 부호 적용 · DNA Data Storage 4의 RS·XOR와 연계

분지 부반응의 제어 사례 (2025)

구아닌 O6-phosphitylation에 의한 분지·단편화 · debranching 단계 적용 결과: 형광신호 6배 · 시퀀싱 read 약 100배

Lietard et al., Nucleic Acids Res 49:6687 (2021) · Agbavwe et al., J Nanobiotechnology 9:57 (2011) · LeProust et al., Nucleic Acids Res 38:2522 (2010) · Communications Chemistry (2025) s42004-025-01755-0

PART 4

공급사와 올리고 풀

Suppliers and Oligonucleotide Pool Specifications

  • 2026년 공급사 지도 — 칩 풀 · 컬럼 풀 · 효소 합성
  • 스펙 비교표와 주문 시 읽어야 할 세 가지
  • 관련 공정 영상
  • DNA 데이터 저장 연구의 올리고 풀 적용 사례

2026년 올리고 풀 공급사 지도

합성 원리로 세 갈래 · 조사 시점 2026-09-22

① 어레이 · 칩 풀

  • Twist Bioscience — 실리콘 미세웰
  • Agilent — 잉크젯 SurePrint
  • GenScript GenTitan — 전기화학 칩 (2017년 인수한 CustomArray 계보)

종류 10⁴–10⁶ · 서열당 fmol · DNA 저장이 쓰는 쪽

② 컬럼 기반 풀

  • IDT oPools — 40–350 base
  • Eurofins ePools — 40–200 base

종류 10²–10⁴ · 서열당 pmol · 프라이머 · 소규모 라이브러리

③ 효소 합성 (DNA Data Storage 7)

  • DNA Script — 벤치탑 SYNTAX
  • Ansa Biotechnologies — 2026-01 IDT 포트폴리오 편입

화학 합성과 다른 단일 잔기 도입 제어 · DNA Data Storage 7의 효소 합성

합성 기술의 인수와 사업 이전

2017 GenScript ← CustomArray · 2025-01 Maravai/TriLink ← Molecular Assemblies · 2026-03 Biomemory ← Catalog · 2026-03 imec, Atlas 지분 참여

공급사 자료의 확인 범위

2026-09-22 기준 확인된 공급사 자료 반영 · 미확인 공급사의 표 제외

각 사 제품 페이지 2026-09-22 직접 확인 · GenScript/CustomArray 인수 발표 (2017) · TriLink 보도자료 (2025-01) · Biomemory 보도자료 (2026-03) · imec 보도자료 (2026-03-05)

공급사 스펙 비교

공급사별 길이·풀 크기·오류율·납기·산출량 비교 · 가격 비공개

공급사합성 원리길이풀 크기오류율납기올리고당 양
Twist Oligo Pools실리콘 미세웰최대 350 nt2종 ~ 상한 없음최대 1:3,0002–4 영업일>0.2 fmol
Agilent SurePrint *잉크젯30–230 nt최대 244,000종~1:4,000 (HiFi)3–8 영업일fmol 급
GenScript GenTitan전기화학 칩20–170 nt92K 칩 · 8M 칩커버리지 >99%3–5 영업일최대 1 fmol
IDT oPools컬럼40–350 base100–20,000종 (1 pmol)미공개 · dropout 0.8%4–7 영업일1 / 10 / 50 pmol
Eurofins ePools컬럼40–200 base10–2,000종 (10 pmol)미공개미공개10 / 50 pmol
제품 사양의 개정 이력

Twist 구 제품시트 300 nt · 1:2,000 · 균일도 <2.5배 → 현행 350 nt · 1:3,000 · <2.0배. 제품 사양의 조사일과 문서 개정 번호 확인

* 각주

Agilent 행은 2차 자료 (벤더 비교표, 2026-04 확인) — 원본 제품 문서 확인 범위의 제한 · 인용 시 출처 등급과 조사일 확인

Twist Oligo Pools Product Sheet REV12 (2026-01) · GenScript GenTitan · IDT oPools · Eurofins ePools (모두 2026-09-22 확인) · Agilent 행은 oligopool.com 벤더 비교 (2026-04)

올리고 풀의 주요 제품 사양

제품 사양과 저장 용량·오류율·서열 손실의 관계

① 길이 (nt)최대 350 nt (Twist)페이로드 길이의 제한 · 전체 길이에서 프라이머·인덱스·ECC를 제외한 데이터 영역
② 오류율최대 1:3,000 nt오류정정 부호의 여유분 설정 기준 · 염기당 오류율 표기
③ 균일도>90%가 평균의 <2.0배서열별 분자 수의 편차와 dropout 위험 · 낮은 산출량 서열의 판독 누락 가능성
염기당 오류율과 올리고의 무오류 확률

200 nt 올리고의 무오류 확률 = (1 − 1/3,000)200 ≈ 93.6%

→ 약 15개 중 1개의 오류 포함 확률 · 10⁵종 풀에서 약 6,400종의 오류 포함 가능성

서열별 산출량 편차와 dropout

IDT oPools의 서열별 QC·정량 미제공 — 90만 종 시험에서 평균 dropout 0.8%. 누락 서열에 대한 인덱스·ECC 기반 복구 (DNA Data Storage 4)

Twist Oligo Pools Product Sheet REV12 (2026-01) · IDT oPools 제품 페이지 (2026-09-22) · 93.6%는 계산

올리고 풀 — 설계·생산·저장 비용

본문 개념과 영상의 실제 공정·반응 기전 비교 · 재생 버튼 선택

2018 -12 13 Webinar: Oligo pools design, synthesis, and research applications

GenScript USA Inc. (37:02)YouTube에서 보기 ↗

영상 선택

관찰할 내용

CustomArray의 Marcelo Caraballo 강연 · 합성 원리·풀 설계·연구 적용 · 초기 10 min의 합성 원리 설명

개념 연결

  • 풀 크기·길이·오류율의 구분
  • 긴 강연의 합성 원리 부분 선택 시청

영상: GenScript USA Inc. · SNIAVideo · YouTube 제목·제작자 확인: 2026-10-07 · 긴 강연은 필요한 구간을 선택하여 시청

DNA 데이터 저장 연구의 올리고 풀 적용 사례

연구별 합성 공급사·풀 규모·저장 용량 비교

논문합성 공급풀 규모저장 용량 · 특징공급사 현황
Grass 2015CustomArray Inc.158 nt × 4,991 조각83 kB · 실리카 캡슐화, 70℃ 1주 = 중부유럽 보관 2,000년 등가GenScript (2017 인수)
Erlich & Zielinski 2017Twist Bioscience200 base × 72,000 올리고2.14 MB · 밀도 215 PB/g (DNA Fountain)현존
Organick 2018Twist Bioscience>1,300만 올리고35개 파일 200 MB 이상 · PCR 프라이머 기반 random access 최초 대규모 시연현존
주요 비교 항목

연구별 풀 규모와 공급사의 생산 용량 비교 · 4,991종: 92K 칩 1장 이내 · 1,300만종: 8M 칩 약 2장 규모

연결

Grass 2015가 쓴 오류정정 부호와 DNA Data Storage 4의 Reed–Solomon 연계 · 합성 오류에 대한 부호 기반 정정

Grass et al., Angew Chem Int Ed 54:2552 (2015) · Erlich & Zielinski, Science 355:950 (2017) · Organick et al., Nature Biotechnology 36:242 (2018)

DNA 저장 — 올리고 풀의 활용

본문 개념과 영상의 실제 공정·반응 기전 비교 · 재생 버튼 선택

DNA Data Storage by Twist Bioscience

Twist Bioscience (0:35)YouTube에서 보기 ↗

영상 선택

관찰할 내용

합성된 올리고 풀과 디지털 데이터의 연결 · 정제·보관·판독 단계와 연계

개념 연결

  • 디지털 데이터와 합성된 서열의 연결
  • 합성 이후 정제·보관·판독으로의 흐름

영상: Twist Bioscience · YouTube 제목·제작자 확인: 2026-10-07 · 긴 강연은 필요한 구간을 선택하여 시청

PART 5

정제

Separation Principles and Purification Limits

  • 합성 직후 튜브 안의 조성
  • DMT-on 카트리지 정제 — 단계별 위젯
  • 정제 4종 비교와 용도별 선택
  • HPLC의 기본 원리 · 상세 이론은 보충 강의록 참조

합성 산물의 조성과 불순물

60-mer · 단계별 수율 99% 조건의 산물 조성

전장 산물 55% 절단 서열 n−1 · n−2 … 45%

0.9960 = 0.547 → 전장 약 55% · 나머지 약 45%: 캡핑된 짧은 사슬 · 탈보호 부산물(벤즈아미드 등)과 염의 동반 혼입

정제가 필요한 이유

  • 순도 — 짧은 불완전 사슬에 의한 PCR·라이게이션 등 후속 반응 방해 가능성
  • 정량 — 흡광도 기반 정량에 불완전 사슬의 기여 포함

정제 가능한 불순물과 분리 제약

  • 분리 가능: 길이가 다른 것 (절단 · 결손)
  • 안 분리 가능: 길이는 같고 염기만 바뀐 것 (치환)
  • 캡핑에 의한 실패 사슬의 신장 차단 → 길이·말단 보호기 차이를 이용한 분리
연결

치환 변이의 길이 기반 분리 제약 → DNA Data Storage 4 RS·XOR 기반 오류정정

전장 비율은 계산 (0.9960) · 캡핑과 DMT-ON의 분리 논리: Glen Research, Glen Report 21.211

⑤ DMT-on 카트리지 정제 — 단계별

캡핑에 의한 길이 차이 · DMT-on에 의한 소수성 차이 · 카트리지 흡착 분리

카트리지 (OPC · Glen-Pak 계열) 정제

카트리지 · C18 소수성 수지 수지층 (C18) DMT Ac 혼합물 로딩 전장(DMT-on) · 절단(Ac) 염 · 탈보호 부산물 DMT DMT DMT-on 전장 사슬의 수지 흡착 Ac 절단 사슬 · 염 · 부산물 → 폐액 폐액 산 처리에 의한 DMT 제거 DMT 용출액 공급 · 전장 사슬의 소수성 감소 전장 산물 회수 치환 변이 길이 같음 · DMT 같음 → 그대로 통과 전장 + 치환 변이 서열당 fmol 칩 풀의 개별 정제 제약 → 오류정정 부호로 (DNA Data Storage 4)

Glen Research, Glen Report 21.211 · 칩 풀의 정제 불가 근거: Twist REV12 (2026-01) 및 분자 수 계산

올리고뉴클레오타이드 정제법의 비교

정제법별 순도·회수율·적용 규모의 정성 비교

방법분리 원리정제 후 순도규모주 적용저장용 풀 적용
탈염 (desalting)크기 배제 — 염만 제거낮음전 범위짧은 프라이머가능 (풀 단위)
카트리지 (OPC · Glen-Pak)DMT-on 소수성 흡착중간nmol–μmol일반 프라이머 · 프로브불가
HPLC (RP · IE)소수성 또는 총 음전하높음nmol–μmol긴 올리고 · 치료용불가
변성 PAGE겔 전기영동 — 길이 분해능 최고매우 높음μg 급긴 올리고 · 형광 표지불가
저장용 풀의 개별 정제 제약

서열당 0.2–1 fmol(분자 10⁸개)에 종류가 10⁴–10⁶ — 서열별 분리·회수의 제약 · 풀 단위 탈염의 적용

PAGE의 회수율과 적용 범위

높은 길이 분해능과 낮은 회수율 · 요구량·순도에 따른 선택 필요

칩 올리고 양 · 정제 불가 근거: Twist REV12 (2026-01) · GenScript (2026-09-22) · 분자 수 계산 · 분리 원리는 기존 강의안 보강 자료

HPLC의 분리 원리와 장치 구성

이동상·정지상 간 분배 차이에 의한 분리 · 상세 이론은 보충 강의록 참조

이동상용매 펌프고압 주입기시료 컬럼정지상 검출기UV A260 분획수집 RP-HPLC · DMT-on 크로마토그램 (모식도) A260 머무름 시간 → 염 · 부산물 절단 n−1 (DMT-off) 전장 (DMT-on)
모드정지상분리 기준올리고 분리 기준
역상 RPC18 알킬 사슬소수성 차이5′-DMT의 유무
이온교환 IE양전하 작용기인산 골격의 총 음전하길이 차이 — n−1까지
크기배제 SEC다공성 겔분자 크기주로 탈염 · 완충액 교환
DMT-on의 분리 선택성

캡핑: 길이 차이 형성 · 최종 DMT 유지: 소수성 차이 형성 · 두 특성에 의한 분리 선택성 확보

보충 강의록

HPLC의 이론 · 구배 설정 · 크로마토그램 판독은 별도 HPLC 강의록참조 · 본 강의의 범위: 분리 원리

분리 원리와 DMT-on 전략: Glen Research, Glen Report 21.211 · 기존 강의안 보강 자료 (상세는 별도 HPLC 강의록)

용도별 정제법 선택 기준

후속 반응의 요구량·순도·변형 특성에 따른 정제법 선택

용도요구 순도권장 정제이유
일반 PCR 프라이머 (<35 nt)보통탈염짧은 길이에 따른 낮은 불완전 사슬 비율
시퀀싱 프라이머 · qPCR 프로브높음카트리지 (DMT-on)전장 산물 확보 · 비용과 회수율의 균형
긴 올리고 (>60 nt) · 유전자 조립용높음HPLC 또는 PAGE불완전 사슬의 조립 반응 방해 가능성
형광 · 변형 올리고매우 높음HPLC (RP)미표지·미변형 사슬의 제거 필요
DNA 저장용 올리고 풀풀 단위탈염 (개별 정제 없음)종류 10⁴–10⁶ · 서열당 fmol — 서열별 정제의 제약
유전자 조립과 데이터 저장의 오류 처리

유전자 합성: 정제·선발·서열 확인 · DNA 저장: 오류정정 부호 적용 · 용도별 오류 처리 전략

칩 풀 규모 · 서열당 양: Twist REV12 (2026-01) · GenScript (2026-09-22) · 용도별 권장은 기존 강의안 보강 자료

마이크로유체 합성 — Kilobaser와 LC Sciences

PART 6 · Microfluidic synthesis(미세유체 합성) · 시약 전달과 반응 구획의 소형화

Kilobaser · 단일 미세컬럼

Kilobaser가 공개한 실제 미세유체 칩 사진

일회용 칩 76 × 26 mm · 회사 공개 원사진

  • 유로와 밸브: 13개 유체 채널 · 외부 공압에 의한 밸브 개폐
  • 반응 구획: 다공성 고체 지지체를 포함한 Microcolumn(미세컬럼) 1개
  • 합성: Phosphoramidite(포스포라미다이트) 4단계 사이클 · 한 번에 한 서열
  • 시약 전달: 카트리지 → 선택 밸브 → 미세컬럼 → 폐액 회수

공식 기술 설명 ↗ · 제품 사양 ↗

LC Sciences · µParaflo 병렬 반응실

LC Sciences가 공개한 미세 반응실 SEM과 µParaflo 유로 구조 도식

실제 반응실 SEM과 유로 도식 · 회사 공개 원그림

  • 유로와 반응실: 실리콘 기판의 분배 채널 · 피코리터 규모 반응 구획
  • 위치 선택: DLP 광패턴 + Photoacid generation(광산 발생) → DMT 제거
  • 병렬 합성: 여러 반응실에서 서로 다른 서열의 동시 합성
  • 제품 형태: OligoMix(올리고 풀) 수탁 합성 · 한 튜브로 회수

공식 OligoMix 기술·서비스 ↗ · 광산 발생 — µParaflo 반응실 영상

장치 설계의 비교 기준

소형 유로·밸브에 의한 시약 선택 및 교체 · 반응 구획의 형상과 개수 · 단일 서열의 소량 합성과 다종 서열의 병렬 합성 구분

Kilobaser, Our Technology / Technical Specifications · LC Sciences, OligoMix Microfluidic Array Platform. 회사 공개 기술·제품 자료 확인: 2026-10-07 · 그림: 각 회사 공식 페이지 원자료.

LC Sciences µParaflo — 반응실과 유로

미세유체 병렬 합성 플랫폼 · 실제 반응실 SEM과 회사 공개 유로 도식

Reaction chamber(반응실)
실리콘 기판의 반복 반응 구획 · 원사진의 축척 막대 참조
Fluid channel(유체 채널)
분배 채널·반응실·덮개 유리 · 광조사와 시약 공급
광패턴과 위치 선택

DLP 패턴의 선택적 조사 → Photoacid generation(광산 발생) → DMT 제거 → 뉴클레오타이드 도입

병렬 반응과 회수

유로를 통한 시약 교체 · 반응 구획의 위치별 서열 합성 · 최종 절단 후 OligoMix(올리고 풀) 회수

SEM·유로 원그림: LC Sciences, OligoMix — Microfluidic Array Platform · 반응실 사진과 유로 도식의 개별 확대 · 구조·공정: 공식 기술 설명.

Kilobaser — 칩과 시약 카트리지의 장착 구조

실제 장치·소모품 사진 · 상부 칩 장착부와 전면 카트리지 연결부

Kilobaser 공식 사진: 열린 장치 상부에 미세유체 칩을 장착하는 위치
Microfluidic chip(미세유체 칩)
유로·공압 밸브·미세컬럼의 통합 · 상부 장착부
Kilobaser 공식 사진: 전면 시약 카트리지 삽입부와 보라색 시약 카트리지
Reagent cartridge(시약 카트리지)
단량체·보조 시약·용매 저장 · 전면 연결부
시약 저장교체형 카트리지
▶
공급·선택가스 압력 · 칩 밸브
▶
합성고체상 미세컬럼
▶
배출세척 · 폐액 회수

사진·장치 구조: Kilobaser, Our Technology · 원사진 유지 · 시약 전달 경로는 공식 기술 설명에 따른 개념 순서.

SYNTAX — 본체와 플레이트·시약 키트

DNA Script STX-200 · 플레이트 기반 효소 합성 · 실제 제품 외형과 소모품 구성

DNA Script 공식 SYNTAX STX-200 외형: 전면 콘솔과 두 개의 장치 도어
STX-200 제품 외형 이미지 · 전면 콘솔과 장치 도어
SYNTAX 96 Standard 플레이트·시약 키트
회사 공개 제품 사진
플레이트와 반응 단위

웰별 한 서열 · 고체 지지체에 고정된 개시 DNA · 키트별 서열 수와 길이

EDS(효소적 DNA 합성)

개조 TdT의 단일 잔기 도입 → 가역적 종결 → 탈보호 → 반복

장치 운용

서열 입력 → 플레이트·시약 설정 → 합성·후처리 → 산물 회수 · 자동화 범위는 키트별 사양 참조

제품 이미지: DNA Script, SYNTAX System · Standard 키트 사진: CUS-27 제품 자료 · 현재 키트별 사양.

벤치탑 합성 장치 — Kilobaser와 SYNTAX

실험실 내 올리고 제조 · 소형 화학 합성 장치와 플레이트 기반 효소 합성 장치의 비교

Kilobaser 합성 장치와 미세유체 칩·시약 카트리지
Kilobaser One / One-XT · 칩과 시약 카트리지
DNA Script 공식 제품 페이지의 SYNTAX STX-200 외형 이미지
DNA Script SYNTAX STX-200 · 플레이트 기반 장치
비교 항목Kilobaser One / One-XTDNA Script SYNTAX STX-200
합성 원리고체상 phosphoramidite 화학 합성
미세컬럼 내 4단계 사이클		TdT 기반 Enzymatic DNA synthesis(효소적 DNA 합성)
가역적 종결기 도입·탈보호
장치 크기27 × 33 × 33 cm122 × 66 × 74 cm (W × H × D)
별도 진공 캐비닛
서열 수·길이1 oligo/run · 권장 최대 50 nt
One-XT: 변형 DNA·RNA 지원		Hi-Fidelity: 96종 × 최대 120 nt
Hi-Plex: 384종 × 최대 60 nt / 288종 × 최대 80 nt
시약과 운용일회용 칩 · 시약 카트리지
N₂ 또는 Ar 공급 · 2.5 min/nt		합성·실행 키트와 플레이트
키트별 산출량·정제 자동화 범위의 차이
공식 공개 자료장치 설명 ↗ · 사양 PDF ↗장치 설명 ↗ · 키트별 사양 ↗ · 설치 조건 ↗

제품 외형은 사진 참조 · 장치 크기·처리량은 표의 개별 사양 참조 · SYNTAX의 효소 반응 원리는 DNA Data Storage 7-1에서 설명

Kilobaser One & One-XT Technical Specifications · DNA Script SYNTAX Kits / System FAQ · Hi-Plex CUS-39 (2026-05). 기업 공개 사양 확인: 2026-10-07 · 제품 이미지: 각 회사 공식 제품·기술 페이지.

벤치탑 장치 — 공식 작동 영상

칩·카트리지 장착과 플레이트 기반 운용 · 제조사 공개 영상

How to make DNA yourself with Kilobaser

KILOBASER - PERSONAL DNA & RNA SYNTHESIZER (3:03)YouTube에서 보기 ↗

제조사 영상 선택

관찰할 내용

서열 입력 → 시약 카트리지·미세유체 칩 장착 → 합성 시작 → 산물 회수 · 소형 화학 합성 장치의 실제 조작

장치 구성과의 연결

  • 일회용 칩의 장착 위치와 시약 카트리지 연결
  • 단일 미세컬럼과 병렬 플레이트의 처리량 비교
  • 합성 종료 후 산물 회수와 후처리

영상: Kilobaser / DNA Script 공식 채널 · Kilobaser FAQ의 공식 안내 링크 및 YouTube oEmbed 제작자 확인: 2026-10-07 · 필요한 구간 선택 시청.

칩 합성과 올리고 정제의 핵심 원리

칩 병렬 합성과 정제의 주요 개념 6가지

  1. 컬럼의 시간별 시약 공급과 칩의 위치별 반응 제어 · 4N 사이클과 다종 서열의 병렬 합성
  2. 공통 4단계 반응 골격 · 탈보호·시약 전달의 공간 선택: 광분해 보호기·광산·전압·격벽
  3. 잉크젯의 커플링 단계 공간 선택성 · 칩 전체의 일괄 탈보호
  4. 불완전 탈보호에 의한 결손 발생 · 미탈보호 약 5%와 실측 결손 4.65%의 관계
  5. 주요 제품 사양: 길이·오류율·균일도 · 1:3,000 조건의 200 nt 무오류 확률 93.6%
  6. 서열당 fmol·10⁵종 이상 풀의 개별 정제 제약 → 오류정정 부호 적용 · DNA Data Storage 4와 연계
효소 합성과의 연계 (DNA Data Storage 7)

화학 합성의 길이·오류·공정 제한과 효소 합성의 비교 · TdT·가역적 종결기·CMOS 병렬 합성

퀴즈 — 학습 내용 확인

문항 선택 후 해설 확인

합성 방식별 공간 선택 단계의 구분
포토마스크 · DMD · 전기화학 = ① 탈보호 (빛 또는 전압이 닿은 자리탈보호)잉크젯 = ② 커플링 (방울이 닿은 자리만 커플링, 탈보호는 칩 전체 일괄)실리콘 미세웰: 격벽에 의한 반응 구획 분리
BzNPPOC·3 J/cm²·약 95% 탈보호 조건의 미탈보호 피처와 오류 유형
미탈보호 피처의 해당 사이클 미연장 → 결손(deletion)실측 결손율 4.65%와 미탈보호 약 5%의 정량적 대응 (Lietard 2021)
스텝수율 95%·200-mer의 전장 수율 계산과 해석
0.95200 ≈ 0.0035% — 사실상 불가능반복 사이클에 따른 전장 수율 감소 · 긴 사슬 합성을 위한 단계별 수율 개선 필요
DNA 저장용 올리고 풀의 개별 HPLC·PAGE 정제 제약
서열당 0.2–1 fmol(분자 10⁸개)에 종류가 10⁴–10⁶ — 개별 분리·회수에 필요한 양과 처리 규모의 제약잔류 오류에 대한 오류정정 부호 적용 (DNA Data Storage 4 RS · XOR)

질의응답

칩 기반 다종 서열의 병렬 합성 · 서열당 소량 산출 · 정제 제약과 오류정정 부호의 적용

송영준 Youngjun Song, Ph.D. · 인천대학교