CN114984896B - 寡核苷酸合成装置及寡核苷酸合成方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种寡核苷酸合成装置及其方法。该寡核苷酸合成装置包括反应室、分液板、活动塞、反应柱以及密封组件，所述反应室具有反应槽，所述分液板安装于所述反应槽内，所述分液板上贯穿有进液通道，所述活动塞位于所述反应槽内，所述活动塞与所述反应槽的内壁动密封配合且与所述分液板形成储液腔，所述反应室和/或所述活动塞上设置有与所述储液腔连通的出液孔，所述反应室上设置有与所述储液腔连通的进液孔与进气孔，所述反应室内设置有所述反应柱，所述反应柱分别与所述进液通道对应，密封组件能够分别密封或者开启各个所述反应柱的其中一端。该寡核苷酸合成装置合成质量高，合成效率高。

Description

寡核苷酸合成装置及寡核苷酸合成方法

技术领域

本发明涉及基因合成技术领域，特别是涉及一种寡核苷酸合成装置以及寡核苷酸合成方法。

背景技术

基因组合成设备中，例如DNA合成仪是实现DNA合成过程自动化、标准化的技术手段。目前用于基因组合成的主要设备是柱法合成仪。柱法合成仪的合成载体为管道合成柱，其内部填充的可控多孔玻璃为真正的反应介质。柱法合成仪通过电脑程序控制试剂的加入，最终合成单链DNA片段。当前，柱法合成仪单批次合成通量最高可达1536条寡核苷酸，最大合成长度一般在150-200nt，超过该长度以后，副反应和低反应效率会显著影响寡核苷酸的序列准确性与产率。

现有的柱法合成仪普遍存在以下局限性：(1)受生化效率影响，合成长度难以再次提升，且错误率较高；(2)柱法合成仪的反应腔较大，废气残留在给液钢针表面发生反应产生结晶，同时气体消耗量较大；(3)柱法合成仪的反应腔密封难度较大，吹压给气不均匀，造成反应柱内反应水平不均，进而导致合成质量不均，从而成为下游基因组合成的致命缺点；(4)钢针给液的方式，容易在钢针表面产生挂液，液滴随机降落会严重影响合成质量；(5)腔体吹气排液的方式，无法精准控制试剂在反应柱内的流动速度，造成反应效率低下以及试剂的浪费。

发明内容

基于此，有必要针对现有高通量柱法合成仪合成质量不高、反应效率低下、合成质量不均等技术问题，提供一种寡核苷酸合成装置。

一种寡核苷酸合成装置，包括反应室、分液板、活动塞、反应柱以及密封组件，所述反应室具有反应槽，所述分液板安装于所述反应槽内，所述分液板上贯穿有多个进液通道，所述活动塞位于所述反应槽内，所述活动塞与所述反应槽的内壁动密封配合且与所述分液板形成储液腔，所述反应室和/或所述活动塞上设置有与所述储液腔连通的出液孔，所述反应室上设置有与所述储液腔连通的进液孔与进气孔，所述反应室内设置有所述反应柱，所述反应柱分别与所述进液通道对应，所述密封组件能够密封或者开启各个所述反应柱的其中一端。

在其中一些实施例中，所述进液孔呈倾斜状，所述进液孔朝向所述储液腔一端的开口高度低于所述进液孔朝向所述反应室外部一端的开口高度。

在其中一些实施例中，所述进气孔呈倾斜状，所述进气孔朝向所述储液腔一端的开口高度低于所述进气孔朝向所述反应室外部一端的开口高度。

在其中一些实施例中，所述活动塞上设置有与所述储液腔连通的出液孔。

在其中一些实例中，所述出液孔的数量为多个，多个所述出液孔均匀排布在所述活动塞上。

在其中一些实施例中，所述寡核苷酸合成装置还包括推拉组件，所述推拉组件包括推拉杆以及推拉驱动件，所述推拉驱动件通过所述推拉杆连接于所述活动塞。

在其中一些实施例中，所述推拉杆连接于所述活动塞的中部位置；

和/或，所述推拉杆的数量为多个，多个所述推拉杆间隔且均匀分布。

在其中一些实施例中，所述密封组件包括多个密封柱，所述密封柱的数量与所述反应柱的数量一致，多个所述密封柱与所述反应柱分别一一对应，各个所述密封柱分别用于密封所述反应柱。

在其中一些实施例中，所述密封组件还包括电控密封板以及密封驱动件，所述电控密封板上连接有所述密封柱，所述密封驱动件连接于所述电控密封板，所述密封驱动件能够驱动所述密封柱运动。

在其中一些实施例中，所述密封柱用于与所述反应柱配合的端部呈逐步收窄的尖状结构。

在其中一些实施例中，所述寡核苷酸合成装置还包括密封管，所述密封管设置于所述分液板的所述进液通道内，所述密封管用于连接所述反应柱和对应的所述进液通道。

在其中一些实施例中，所述分液板与所述反应室连接呈一体式结构。

在其中一些实施例中，所述寡核苷酸合成装置还包括反应板，所述活动塞与所述反应板均位于所述反应槽内且分别位于所述分液板的两侧，所述反应柱安装于所述反应板上。

在其中一些实施例中，所述反应柱贯穿于所述反应板。

在其中一些实施例中，所述反应室的内壁、所述进液通道的内壁、所述储液腔的内壁、所述出液孔的内壁以及所述进液孔的内壁均设置有涂层。

在其中一些实施例中，所述进液孔的数量为多个；

和/或，所述进气孔的数量为多个；

和/或，所述出液孔的数量为多个。

在其中一些实施例中，所述分液板的厚度为0.5cm-3cm。

在其中一些实施例中，所述寡核苷酸合成装置还包括负压组件，所述负压组件可拆式连接于所述反应室且与所述出液孔连通，所述负压组件用于通过负压排除所述储液腔内的反应液。

在其中一些实例中，所述反应板上的所述反应柱的个数取决于密封组件单点控制的性能，所述反应柱的个数为1-2000个。

本发明的另一目的还在于提供一种寡核苷酸合成方法。本发明的寡核苷酸合成方法能够实现精准定位到每个反应柱的开合，精准控制反应柱上下的压差达到控制反应柱内试剂流动速度的目的，提高所有反应柱内的合成质量。

一种使用所述的寡核苷酸合成装置的寡核苷酸合成方法，包括如下步骤：

开启进液口并关闭出液口以及进气口，通过进液口向储液腔内加入反应试剂，关闭所述进液口；

控制密封组件打开相应的反应柱，控制活动塞朝向所述分液板运动以实现所述储液腔内的所述反应试剂进入相应的所述反应柱内，所述反应柱内的反应试剂进行寡核苷酸合成反应；

根据合成要求，活动塞以可控的速度上下往复多次，实现试剂与反应柱内固相载体的充分接触和反应，往复次数可根据试剂的工艺要求进行自动调节控制；

反应结束后，控制所述活动塞复位以使得反应液回流至所述储液腔内，通过出液孔排液，控制所述密封组件密封相应的所述反应柱。

在其中一些实施例中，寡核苷酸合成方法还包括如下步骤：

化学合成反应时，控制所述活动塞往复运动多次，以实现反应液在需要的所述反应柱内往复多次。

在其中一些实施例中，寡核苷酸合成方法还包括如下步骤：还包括如下步骤：反应结束后且通过出液孔排液后，通过进气孔向所述储液腔内通入惰性气体以清扫所述储液腔。

本发明的寡核苷酸合成装置能够精准定位到每个反应柱的开合，通过精准控制反应柱上下的压差达到控制反应柱内试剂流动速度的目的，从而全面提高所有反应柱内的合成质量。

综上所述，本发明相比现有技术，具有如下有益效果：

(1)本发明的寡核苷酸合成装置，提高了化学合成的质量。本发明提出针对反应柱的单点控制管道连接单个反应柱的给液技术，可精准定位到每个反应柱的开合，通过精准控制反应柱上下的压差达到控制反应柱内反应试剂流动速度的目的，从而全面提高所有反应柱内的合成质量。本发明废弃了传统的钢针给液的方式，从根本上解决了钢针挂液、钢针结晶等进而影响合成质量的问题。

(2)本发明的寡核苷酸合成装置，提高了化学合成的反应效率。本发明通过推拉式方式从反应柱下方给液的控制技术，可实现往复给液、循环给液，从根本上解决了现有技术中由于反应试剂流通次数不够、试剂与反应柱接触时间不够等因素导致的反应效率低下的问题，本发明在推拉时无需依赖额外的动力源或气体效率。

(3)本发明的寡核苷酸合成装置，实现了多个反应柱内反应质量均匀。本发明通过推拉式活动塞结构结合分液板的结构，保证每个反应柱能够获得均等的反应试剂和惰性气体，相同的反应试剂能够均匀且同时进入到各个反应柱内，在活动塞运动时其以同样的压力驱动实现反应柱内排液和注液，保证了各个反应柱内的反应试剂均等的接触时间和流动速度，也即保证了各个反应柱均匀的合成质量。反应柱内均匀的合成质量保障了下游合成时所有片段的完整性和准确性，进而保障了合成的质量和效率。

(4)本发明的寡核苷酸合成装置，从给液方式、腔体大小、密封方式、排液方式以及给气方式等方面，实现了高质量、高效率的寡核苷酸合成，对于高通量柱法合成仪具有突破性的创新价值。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对本领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

为了更完整地理解本申请及其有益效果，下面将结合附图来进行说明。其中，在下面的描述中相同的附图标号表示相同部分。

图1为本发明一实施例所述的寡核苷酸合成装置示意图；

图2是本发明一实施例所述的寡核苷酸合成装置的分液板上所有进液通道均打开时的流场分布图；

图3是本发明一实施例所述的寡核苷酸合成装置的分液板上部分进液通道打开时的流场分布图；

图4是本发明一实施例所述的寡核苷酸合成装置使用状态示意图；

图5是本发明一实施例所述的寡核苷酸合成装置的活动塞示意图。

附图标记说明

10、寡核苷酸合成装置；100、反应室；110、反应槽；120、进液孔；130、进气孔；140、储液腔；200、分液板；210、进液通道；300、活动塞；310、出液孔；400、反应柱；500、密封组件；510、密封柱；520、电控密封板；600、推拉杆；700、密封管；800、反应板。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

在本发明的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本申请实施例提供一种寡核苷酸合成装置10，以解决现有的高通量柱法合成仪合成质量不高、反应效率低下、合成质量不均等技术问题。以下将结合附图对进行说明。

本申请实施例提供的寡核苷酸合成装置10，示例性的，请参阅图1所示，图1为本申请实施例提供的寡核苷酸合成装置10的结构示意图。本申请的寡核苷酸合成装置10能够用于基因组如DNA、RNA合成。

为了更清楚的说明寡核苷酸合成装置10的结构，以下将结合附图对寡核苷酸合成装置10进行介绍。

示例性的，请参阅图1所示，图1为本申请实施例提供的寡核苷酸合成装置10的结构示意图。一种寡核苷酸合成装置10，包括反应室100、分液板200、活动塞300、反应柱400以及密封组件500。反应室100具有反应槽110。分液板200安装于反应槽110内，分液板200上贯穿有进液通道210。活动塞300位于反应槽110内，活动塞300与反应槽110的内壁动密封配合且与分液板200形成储液腔140。反应室100和/或活动塞300上设置有与储液腔140连通的出液孔310。反应室100上设置有与储液腔140连通的进液孔120与进气孔130。反应室100内设置有反应柱400。反应柱400分别与进液通道210对应。密封组件500用于密封反应柱400。

在其中一些实施例中，分液板200上贯穿有多个进液通道210。

在其中一些实施例中，反应柱400的个数取决于密封组件单点控制的性能，反应柱400的数量可以是多个。例如，反应柱400的个数为1-2000个，具体地，例如反应柱400的个数为96个、144个、192个等。多个反应柱400可以按照多行多列的顺序或者按照同心圆的顺序分布排列。反应室100内设置有多个反应柱400。多个反应柱400分别与多个进液通道210对应。密封组件500用于密封各个反应柱400。

在其中一些实施例中，活动塞300可以是橡胶塞。或者，在其中一些实施例中，活动塞300的中部为硬质板状结构且活动塞300的周缘连接有弹性件，弹性件能够保证活动塞300与反应室100的内壁动密封。上述的弹性件可以是橡胶圈。

在其中一些实施例中，请参阅图1所示，进液孔120呈倾斜状，进液孔120朝向储液腔140一端的开口高度低于进液孔120朝向反应室100外部一端的开口高度。进液孔120呈倾斜状以保证反应试剂能够完全进入储液腔140并且在进液孔120内不残留，提高了反应试剂含量的准确性，提高了化学合成质量。

在其中一些实施例中，请参阅图1所示，进气孔130呈倾斜状，进气孔130朝向储液腔140一端的开口高度低于进气孔130朝向反应室100外部一端的开口高度。进气孔130用于供外部惰性气体进入储液腔140内，惰性气体可流经反应柱400，对反应柱400进行保护。

在其中一些实施例中，活动塞300上设置有与储液腔140连通的出液孔310。活动塞300上设置出液孔310能够方便储液腔140内的液体排出。

在其中一些实施例中，请参阅图1所示，寡核苷酸合成装置10还包括推拉组件。推拉组件包括推拉杆600以及推拉驱动件。推拉驱动件通过推拉杆连接于活动塞300。推拉驱动件可以是驱动电机或者驱动气缸等机构。推拉驱动件在附图1中未示出。推拉驱动件能够实现活动塞300运动自动化，提高自动化程度，并且推拉驱动件与控制机构电性连接，能够在设定的程序下实现精准控制。

在其中一些实施例中，请参阅图1所示，推拉杆600连接于活动塞300的中部位置。推拉杆600设置在中间位置，在对推拉杆600施力时能够保证活动塞300运动平稳，保证进入或者流出各个反应柱400内的反应试剂的量相等。

在其中一些实施例中，推拉杆600的数量为多个，多个推拉杆600间隔且均匀分布。

在其中一些实施例中，请参阅图1所示，密封组件500包括密封柱510。当反应柱400的数量为多个时，密封柱510的数量为多个，且多个密封柱510与反应柱400分别一一对应。各个密封柱510分别用于密封反应柱400。

在其中一些实施例中，密封组件500还包括电控密封板520以及密封驱动件。电控密封板520上连接有多个密封柱510。密封驱动件连接于电控密封板520，密封驱动件能够分别驱动密封柱510运动。密封驱动件在附图1中未示出。控制机构根据控制程序以及反应步骤的要求，传输信号给电控密封板520，控制电控密封板520升起相应数量的密封柱510。之后，控制程序根据该步骤下参与反应柱400的个数调整并控制推拉驱动件驱动推拉杆600的向上推进速度。

在其中一些实施例中，寡核苷酸合成装置10还包括电控组件。电控组件可拆式连接于反应柱400上方的密封组件500，且与反应柱400逐一对应。电控组件用于单点式控制密封柱510的上下移动，以实现反应柱400的可控密封。电控组件的实现方式不限于电磁阀、气缸、微动泵等结构。电控组件在附图1中未示出。

在其中一些实施例中，请参阅图1所示，密封柱510用于与反应柱400配合的端部呈逐步收窄的尖状结构。

在其中一些实施例中，反应柱400贯穿于反应板800，且反应柱400的两端均凹陷于反应板800的表面。

在其中一些实施例中，请参阅图1所示，寡核苷酸合成装置10还包括密封管700。密封管700设置于分液板200的进液通道210内，密封管700用于连接反应柱400和对应的进液通道210。优选地，各个进液通道210内分别设置有密封管700，各个进液通道210分别通过对应的密封管700与对应的反应柱400连接。密封管700呈两端开口的管状结构，密封管700用于提供反应柱400与分液板200的进液通道210内壁之间的密封。优选地，密封管700呈弹性结构。

在其中一些实施例中，请参阅图1所示，分液板200与反应室100连接呈一体式结构。分液板200与反应室100可在设计加工时做成一体式的结构，从而避免了因分液板200和反应室100之间的装配导致的间隙问题。

在其中一些实施例中，请参阅图1所示，寡核苷酸合成装置10还包括反应板800。活动塞300与反应板800均位于反应槽110内且分别位于分液板200的两侧。多个反应柱400安装于反应板800上。参见图1所示，反应板800上设置有多个安装孔，各个安装孔内分别装配有反应柱400。

在其中一些实施例中，反应室100的内壁、进液通道210的内壁、储液腔140的内壁、出液孔310的内壁以及进液孔120的内壁均设置有涂层。反应室100的内壁、进液通道210的内壁、储液腔140的内壁、出液孔310的内壁以及进液孔120的内壁选择不易于残留的材料加工，以保证反应试剂在离开储液腔140时不残留。

在其中一些实施例中，进液孔120的数量为多个。请参阅图1所示，图1中示出了进液孔120的数量为一个。请参加图5所示，图5中示出了多个进液孔120。

在其中一些实施例中，进气孔130的数量为多个。请参阅图1所示，图1中示出了进气孔130的数量为一个。

在其中一些实施例中，出液孔310的数量为多个。请参阅图1所示，图1中示出了出液孔310的数量为两个。请参加图5所示，图5中示出了多个出液孔310。

在其中一些实施例中，分液板200的厚度为0.5cm-3cm。在反应试剂完全进入反应柱400时，活动塞300的上方和分液板200的下方直接接触，此时储液腔140中仍有部分反应试剂未进入反应柱400内，该部分试剂是在反应过程中浪费的试剂。为降低浪费的反应试剂的量，分液板200的厚度需要设置成一定的厚度，但仍需要保证分液板200的强度与密封功能。

在其中一些实例中，如图4所示，活动塞300上可设置驱液塞，上方密封组件500的电控塞板上可设置密封塞，活动塞300向上推进反应液时，驱液塞可有效减少非反应状态的反应柱内的试剂量。密封塞降低了非反应状态的反应柱400内的空气量，减少了因空气压缩导致的反应试剂进入非反应状态反应柱内400的可能性。如图4所示，在活动塞300向上推动反应液进入反应柱400时，可有效减少试剂进入非反应状态反应柱400内的试剂量，进而减少试剂的浪费。

在其中一些实施例中，寡核苷酸合成装置10还包括负压组件。负压组件可拆式连接于反应室100且与出液孔310连通，负压组件用于通过负压排除储液腔140内的反应液。负压组件在附图1中未示出。

在其中一些实例中，参见图5所示，进液孔120可以设置在活动塞300上。进液孔120设置在活动塞300上时方便加工制造。

在其中一些实例中，进液孔120的数量为多个，多个进液孔120均匀排布在活动塞300上，进液孔120可以通过外接密封管道与外界反应试剂相连，不同的进液孔120可以用于不同反应试剂的进出，以防止不同的反应试剂之间的污染。进液孔120的数量取决于反应试剂的种类。

在其中一些实例中，活动塞300上还设置有多个出液孔310。出液孔310的数量一般设置为1个或多个。多个出液孔310均匀排布便于反应试剂更好地排出。如此设计能更好地保护储液腔内壁的完整性和密封性，从而进一步保证活动塞在储液腔内运动时的通畅性。

优选地，当出液孔310与进液孔120均位于活动塞300上时，进液孔120与出液孔310可以共用同一个孔，以减少加工工序。

本发明的另一目的还在于提供一种寡核苷酸合成方法。本发明的寡核苷酸合成方法能够实现精准定位到每个反应柱400的开合，精准控制反应柱400上下的压差达到控制反应柱400内试剂流动速度的目的，提高所有反应柱400内的合成质量。反应结束后，为了保证反应试剂在反应柱400内不残留，待反应试剂完全离开反应柱400后，再打开出液口。出液口设计为负压回抽的方式，可结合重力，确保反应试剂在储液腔140内的不残留。

上述的寡核苷酸合成装置10在使用时，为保证合成反应的顺利进行，整个寡核苷酸合成装置10应置于一个密闭环境中，并在该密闭环境中充惰性气体保护，严格控制该密闭环境中的湿度和氧气含量。

对上述的寡核苷酸合成装置10进行流场分布分析。如图2和图3所示，图2是寡核苷酸合成装置10的分液板200上所有进液通道210均打开时的流场分布图。图3是寡核苷酸合成装置10的分液板200上部分进液通道210打开时(图3中从左至右第1、3、8位置的进液通道210打开)的流场分布图，其中，图2、图3中的右侧条带为压力大小条带。由流场分析图可知，在当推拉杆600向上推试剂时，不管反应柱400是全部打开还是部分打开，其对储液腔140内的试剂来说都处于同一层级，以此保证了进入反应柱400内的反应试剂量是均匀的。同时在推拉杆600向下拉时，反应柱400内的试剂也能同时离开反应柱400，以此保证了反应试剂与反应柱400接触时间是相同的。可见，上述的寡核苷酸合成装置10能够保证反应试剂与反应柱400接触量、接触时间均相等，从而保证了合成反应的质量和效率。

一种使用上述的寡核苷酸合成装置10的寡核苷酸合成方法，包括如下步骤：

开启进液口并关闭出液口以及进气口，通过进液口向储液腔140内加入反应试剂，关闭进液口；

控制密封组件500打开相应的反应柱400(反应柱内含有寡核苷酸合成载体)，控制活动塞300朝向分液板200运动以实现储液腔140内的反应试剂进入相应的反应柱400内，反应柱400内的反应试剂进行化学合成反应；

反应结束后，控制活动塞300复位以使得反应液回流至储液腔140内，通过出液孔310排液，控制密封组件500密封相应的反应柱400。

在其中一些实施例中，寡核苷酸合成方法还包括如下步骤：

化学合成反应时，控制活动塞300往复运动多次，以实现反应液在所需的反应柱400内往复多次(也即部分反应柱400内的反应液往复移动多次)。根据反应程序设置，推拉杆600可重复向下抽回反应试剂再向上推入反应试剂，实现反应试剂和反应柱400的多次接触，进而提高反应效率、试剂利用率以及合成质量。具体地，根据推拉杆600的推拉行程控制，能够实现反应试剂在反应柱400往复运动，并且反应试剂不会进入到密封管内。

在其中一些实施例中，寡核苷酸合成方法还包括如下步骤：反应结束后且反应液回流至储液腔140内后，打开310，排出液体，通过进气孔130向储液腔140内通入惰性气体以清扫储液腔140内残留液体。反应试剂离开储液腔140后，打开进气口，向储液腔140内通入惰性气体，配合推拉杆600对反应柱400进行试剂排干操作，保证反应试剂在与其接触的各个部件表面均不残留。清扫后，储液腔140可开始下一次合成反应。

在其中一些实施例中，寡核苷酸合成方法还包括如下步骤：反应液排干后，清洗试剂重复上述反应液的流动过程，对反应液接触到的所有表面进行清洗，清洗后，通入惰性气体进一步排干清洗液，为下一步骤的试剂反应做准备。

本发明的寡核苷酸合成装置10能够精准定位到每个反应柱400的开合，通过精准控制反应柱400上下的压差达到控制反应柱400内试剂流动速度的目的，从而全面提高所有反应柱400内的合成质量。

综上，本发明相比现有技术，具有如下有益效果：

(1)本发明的寡核苷酸合成装置10，提高了化学合成质量。本发明提出针对反应柱400的单点控制管道连接单个反应柱400的给液技术，可精准定位到每个反应柱400的开合，通过精准控制反应柱400上下的压差达到控制反应柱400内反应试剂流动速度的目的，从而全面提高所有反应柱400内的合成质量。本发明废弃了传统的钢针给液的方式，从根本上解决了钢针挂液、钢针结晶等进而影响合成质量的问题。

(2)本发明的寡核苷酸合成装置10，提高了反应效率。本发明通过推拉式方式从反应柱400下方给液的控制技术，可实现往复给液、循环给液，从根本上解决了现有技术中由于反应试剂流通次数不够、试剂与反应柱400接触时间不够等因素导致的反应效率低下的问题。

(3)本发明的寡核苷酸合成装置10，实现了多个反应柱400内反应质量均匀。本发明通过推拉式活动塞300结构结合分液板200的结构，保证每个反应柱400能够获得均等的反应试剂和惰性气体，相同的反应试剂能够均匀且同时进入到各个反应柱400内，在活动塞300运动时其以同样的压力驱动实现反应柱400内排液和注液，保证了各个反应柱400内的反应试剂均等的接触时间和流动速度，也即保证了各个反应柱400均匀的合成质量。反应柱400内均匀的合成质量保障了下游化学合成时所有片段的完成性，进而保障了化学合成的质量和效率。

(4)本发明的寡核苷酸合成装置10，从给液方式、腔体大小、密封方式、排液方式以及给气方式等方面，实现了高质量、高效率的化学合成，对于高通量柱法合成仪具有突破性的创新价值。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种寡核苷酸合成装置，其特征在于，包括反应室、分液板、活动塞、反应柱以及密封组件，所述反应室具有反应槽，所述分液板安装于所述反应槽内，所述分液板上贯穿有多个进液通道，所述活动塞位于所述反应槽内，所述活动塞位于所述分液板的下方，所述活动塞与所述反应槽的内壁动密封配合且与所述分液板形成储液腔，所述反应室和/或所述活动塞上设置有与所述储液腔连通的出液孔，所述反应室上设置有与所述储液腔连通的进液孔与进气孔，所述反应室内设置有多个所述反应柱，多个所述反应柱位于所述储液腔的外部，多个所述反应柱分别与多个所述进液通道一一对应，所述密封组件能够密封或者开启各个所述反应柱的其中一端。

2.根据权利要求1所述的寡核苷酸合成装置，其特征在于，所述进液孔呈倾斜状，所述进液孔朝向所述储液腔一端的开口高度低于所述进液孔朝向所述反应室外部一端的开口高度；

和/或，所述进气孔呈倾斜状，所述进气孔朝向所述储液腔一端的开口高度低于所述进气孔朝向所述反应室外部一端的开口高度。

3.根据权利要求1所述的寡核苷酸合成装置，其特征在于，所述寡核苷酸合成装置还包括推拉组件，所述推拉组件包括推拉杆以及推拉驱动件，所述推拉驱动件通过所述推拉杆连接于所述活动塞；

所述推拉杆连接于所述活动塞的中部位置；

所述推拉杆的数量为多个，多个所述推拉杆间隔且均匀分布。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的寡核苷酸合成装置，其特征在于，所述密封组件包括密封柱，所述密封柱的数量与所述反应柱的数量一致，所述密封柱与所述反应柱对应，所述密封柱用于密封所述反应柱；

所述密封组件还包括电控密封板以及密封驱动件，所述电控密封板上连接有所述密封柱，所述密封驱动件连接于所述电控密封板，所述密封驱动件能够驱动所述密封柱运动；

所述密封柱用于与所述反应柱配合的端部呈逐步收窄的尖状结构。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的寡核苷酸合成装置，其特征在于，所述寡核苷酸合成装置还包括密封管，所述密封管设置于所述分液板的所述进液通道内，所述密封管用于连接所述反应柱和对应的所述进液通道。

6.根据权利要求1-3任意一项所述的寡核苷酸合成装置，其特征在于，所述寡核苷酸合成装置还包括反应板，所述活动塞与所述反应板均位于所述反应槽内且分别位于所述分液板的两侧，所述反应柱安装于所述反应板上；

所述反应柱贯穿于所述反应板。

7.根据权利要求1-3任意一项所述的寡核苷酸合成装置，其特征在于，所述反应室的内壁、所述进液通道的内壁、所述储液腔的内壁、所述出液孔的内壁以及所述进液孔的内壁均设置有涂层。

8.根据权利要求1-3任意一项所述的寡核苷酸合成装置，其特征在于，所述寡核苷酸合成装置还包括负压组件，所述负压组件可拆式连接于所述反应室且与所述出液孔连通，所述负压组件用于通过负压排除所述储液腔内的反应液。

9.一种使用权利要求1-8任意一项所述的寡核苷酸合成装置的寡核苷酸合成方法，其特征在于，包括如下步骤：

开启进液口并关闭出液口以及进气口，通过进液口向储液腔内加入反应试剂，关闭所述进液口；

控制密封组件打开相应的反应柱，控制活动塞朝向所述分液板运动以实现所述储液腔内的所述反应试剂进入相应的所述反应柱内，所述反应柱内的反应试剂进行化学合成反应；

反应结束后，控制所述活动塞复位以使得反应液回流至所述储液腔内，通过出液孔排液，控制所述密封组件密封相应的所述反应柱。

10.根据权利要求9所述的寡核苷酸合成方法，其特征在于，还包括如下步骤：反应结束后且通过出液孔排液后，通过进气孔向所述储液腔内通入惰性气体以清扫所述储液腔。