核(he)酸(suan)合成(cheng)儀(yi)，又稱(cheng)寡核(he)苷(gan)酸合成(cheng)儀(yi)，是現(xian)代分子(zi)生物(wu)學(xue)和(he)生(sheng)物技(ji)術(shu)實(shi)驗室(shi)的(de)核(he)心(xin)裝(zhuang)備(bei)之壹。它通(tong)過(guo)固(gu)相(xiang)亞磷(lin)酰胺(an)化(hua)學(xue)法(fa)，實現(xian)了(le)在儀器(qi)內(nei)自(zi)動(dong)、高(gao)效(xiao)、精(jing)準地合成(cheng)特(te)定序(xu)列(lie)的(de)DNA或RNA片段(duan)（寡核(he)苷(gan)酸）。這臺(tai)看似(si)精(jing)密的(de)“化(hua)學(xue)打(da)印(yin)機”，其產物已成(cheng)為(wei)驅動(dong)生命(ming)科學(xue)前(qian)沿研究(jiu)與產業(ye)應(ying)用(yong)的(de)關(guan)鍵基(ji)石，用(yong)途極為(wei)廣(guang)泛(fan)。
壹、基礎(chu)科研的(de)核(he)心(xin)工(gong)具
1.聚合酶(mei)鏈式(shi)反(fan)應(ying)（PCR）與測序(xu)：
合成(cheng)儀(yi)普遍(bian)的(de)用(yong)途是(shi)生(sheng)產PCR引物和(he)測序(xu)引(yin)物。這些(xie)短(duan)鏈寡核(he)苷(gan)酸是開啟(qi)基(ji)因擴(kuo)增與讀取的(de)“鑰(yao)匙”，廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)於(yu)基(ji)因(yin)表達分析(xi)、基(ji)因分型(xing)、病(bing)原體檢測和各(ge)類分子(zi)克(ke)隆實驗中(zhong)，是分子(zi)生物(wu)學(xue)實(shi)驗的(de)起點。
2.基(ji)因合成(cheng)與(yu)克(ke)隆：
通過(guo)合成(cheng)重(zhong)疊的(de)長鏈寡核(he)苷(gan)酸，再經(jing)過(guo)拼接(jie)克(ke)隆，可以從(cong)頭(tou)合成(cheng)完(wan)整的(de)基因(yin)。這項技(ji)術(shu)使(shi)得(de)科學(xue)家(jia)能(neng)夠不受(shou)天(tian)然基因(yin)序(xu)列(lie)的(de)限(xian)制(zhi)，自(zi)由設(she)計(ji)並(bing)構(gou)建(jian)用(yong)於(yu)異(yi)源表達、功能(neng)研究(jiu)或基(ji)因回(hui)路(lu)的(de)人工(gong)基(ji)因。
3.功能(neng)基(ji)因組學(xue)研究(jiu)：
①RNA幹(gan)擾（RNAi）：合成(cheng)儀(yi)可生(sheng)產小(xiao)幹(gan)擾RNA（siRNA）或短發夾RNA（shRNA），用(yong)於(yu)特(te)異性(xing)敲低(di)目(mu)標(biao)基(ji)因的(de)表達，是(shi)研究(jiu)基因(yin)功能(neng)至(zhi)關(guan)重要的(de)工具(ju)。
②CRISPR-Cas基(ji)因編輯(ji)：合成(cheng)儀(yi)負(fu)責制(zhi)造CRISPR系統中(zhong)的(de)向導(dao)RNA（gRNA）。gRNA如同(tong)“導(dao)航系統”，引(yin)導(dao)Cas蛋白(bai)精(jing)準切割(ge)特(te)定DNA位(wei)點，是(shi)實現高(gao)效(xiao)基(ji)因(yin)編輯(ji)的(de)核(he)心(xin)組件(jian)。
二、臨(lin)床(chuang)診(zhen)斷與治(zhi)療(liao)的(de)應(ying)用(yong)
1.分子(zi)診斷：
核(he)酸(suan)合成(cheng)儀(yi)為(wei)各(ge)類診(zhen)斷試(shi)劑盒(he)生產核(he)心(xin)探(tan)針(zhen)和(he)引(yin)物，廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)於(yu)：
①傳(chuan)染病檢測：如HIV、HPV等(deng)病(bing)毒的(de)PCR或基(ji)因(yin)芯(xin)片檢(jian)測。
②遺傳(chuan)病(bing)篩(shai)查與(yu)產前診斷：檢測特(te)定基(ji)因(yin)突變(bian)。
③個性(xing)化(hua)醫療(liao)：如(ru)腫(zhong)瘤(liu)伴(ban)隨(sui)診斷，檢測癌癥驅(qu)動(dong)基因(yin)的(de)突變(bian)狀態(tai)以指(zhi)導(dao)靶向用(yong)藥(yao)。
2.核(he)酸(suan)藥(yao)物(wu)與(yu)療(liao)法(fa)：
這是核(he)酸(suan)合成(cheng)儀(yi)較具(ju)前景的(de)高(gao)價值應(ying)用(yong)領(ling)域(yu)。它(ta)被用(yong)於(yu)直接(jie)合成(cheng)治(zhi)療性(xing)的(de)寡核(he)苷(gan)酸，例如：
①反(fan)義(yi)寡(gua)核(he)苷(gan)酸（ASO）：用(yong)於(yu)治(zhi)療(liao)SMA等(deng)遺傳(chuan)病(bing)。
②適(shi)配(pei)體（Aptamer）：作為(wei)壹種核(he)酸(suan)抗體，用(yong)於(yu)疾(ji)病(bing)治(zhi)療和靶向遞(di)送。
③mRNA疫(yi)苗(miao)與(yu)療法(fa)：合成(cheng)用(yong)於(yu)體外(wai)轉錄(lu)（IVT）的(de)DNA模板(ban)，是(shi)生(sheng)產mRNA疫苗和(he)個(ge)性(xing)化(hua)腫(zhong)瘤(liu)疫苗(miao)的(de)關(guan)鍵上遊(you)原料(liao)。
三(san)、工業(ye)與材(cai)料(liao)科學(xue)的(de)跨(kua)界創(chuang)新
1.DNA納米(mi)技(ji)術(shu)：
科學(xue)家(jia)利(li)用(yong)DNA鏈的(de)特(te)異性(xing)堿(jian)基配(pei)對(dui)原則，將(jiang)其作為(wei)“編程(cheng)材料(liao)”，通過(guo)合成(cheng)儀(yi)設(she)計(ji)特(te)定的(de)序(xu)列(lie)，自(zi)組裝(zhuang)成(cheng)復(fu)雜的(de)二維(wei)、三(san)維(wei)納米(mi)結構(gou)（如納米(mi)盒(he)、納米(mi)機(ji)器(qi)人），用(yong)於(yu)藥(yao)物(wu)遞(di)送、生(sheng)物(wu)傳(chuan)感(gan)和(he)納米(mi)制(zhi)造。
2.生物芯(xin)片與(yu)庫(ku)構(gou)建(jian)：
合成(cheng)儀(yi)可在(zai)芯(xin)片上並行合成(cheng)數(shu)萬(wan)至(zhi)數百萬(wan)條不同(tong)序(xu)列(lie)的(de)寡核(he)苷(gan)酸，制(zhi)成(cheng)基因芯(xin)片或(huo)高(gao)通量(liang)測序(xu)文(wen)庫(ku)，用(yong)於(yu)大(da)規(gui)模基因(yin)分型(xing)、表達譜(pu)分析(xi)和(he)深度測序(xu)研究(jiu)。
總結
從基(ji)礎(chu)研究(jiu)的(de)引物(wu)制(zhi)備(bei)，到基因編輯(ji)和(he)核(he)酸(suan)藥(yao)物(wu)，再(zai)到(dao)前(qian)沿的(de)DNA納米(mi)材(cai)料(liao)，核(he)酸(suan)合成(cheng)儀(yi)的(de)用(yong)途已(yi)滲(shen)透(tou)至(zhi)生命(ming)科學(xue)的(de)每壹個角(jiao)落(luo)。它不僅(jin)是實(shi)驗室(shi)的(de)得(de)力(li)工(gong)具(ju)，更是推動(dong)生物(wu)醫(yi)藥(yao)產業(ye)創新與變(bian)革的(de)引擎，持(chi)續(xu)為(wei)人類(lei)健康和(he)新質生產力(li)的(de)發展(zhan)提供(gong)最基(ji)礎(chu)的(de)“遺傳(chuan)語言”模塊。
