江湘儿 王 勇 沈 玥

1(深圳华大生命科学研究院 深圳 518083)

2(广东省高通量基因组测序与合成编辑应用重点实验室 深圳 518120)

3(中国科学院深圳先进技术研究院 深圳合成生物学创新研究院 深圳 518055)

1 引 言

合成生物学促进了生命科学从基于观测、描述及经验的科学跃升为可预测、可定量及可工程化的科学，并在医疗、能源、工业、农业、环境、信息等领域的应用日益广泛，潜力巨大，已成为各国科技战略布局的必争之地[1-5]。DNA 合成作为合成生物学的关键基础性技术，其重要性堪比测序技术对基因组学的支撑[6]。合成技术及核心工具合成仪的创新，将解决合成生物学发展的限速问题；合成技术及核心工具合成仪的自主，也将标志着合成生物学领域中关键“卡脖子”技术取得重要突破，并保障生命科学产业自主发展。

DNA 合成原理主要包括化学法及生物法。其中，化学法(尤其是固相亚磷酰胺三酯合成法)最为成熟且被广泛应用，而有关生物法合成技术的一系列产业布局也陆续在欧美国家出现，但总体仍处于原理验证阶段。自 20 世纪 80 年代开始，基于化学法原理的 DNA 合成仪经历了从柱式合成到高通量芯片合成的两个关键时期。本文围绕DNA 合成技术与仪器，系统阐述 DNA 合成方法及配套设备研制的进展，并结合日益增长的需求与法律法规的完善对未来发展方向进行了展望。

2 DNA 合成技术

2.1 寡核苷酸合成技术概述

寡核苷酸(Oligonucleotide)是一类多个相邻核苷酸残基以磷酸二酯键连接的短链核苷酸(包括脱氧核糖核酸(DNA)或核糖核酸(RNA)内的核苷酸)的总称，其人工化学合成过程是一个多步连续的反应，目标产物的得率受合成过程中副反应发生(如脱嘌呤等)的影响。……