首先，我们来了解一下化学合成法。

自Todd等^[1]在20世纪50年代合成出了第一个二嘧啶核苷，一系列寡核苷酸合成方法也陆续被开发出来^[2]。目前使用比较多的是固相亚磷酰胺化学寡核苷酸合成法，主要步骤如下图所示。整个过程通过脱保护、偶联、盖帽及氧化四个步骤来进行，经过上述步骤的循环反应，即可得到特定长度的DNA片段^[3]。目前许多合成仪都是基于这个原理来进行合成的。

图1 亚磷酰胺合成法^[4]

它最大的优点在于其单次合成量较大（和芯片合成相比）、准确性较高、灵活性以及可控性较好，可以根据实验的具体需求，合成特定序列的探针，通过质控可以很好地控制探针的合成量、质量、纯度和浓度，这使得单条探针合成在多种领域都有广泛的应用。例如，可以用质谱进行单条的分子量检测，同时后期既可以进行单条发货，或者混成引物池发货，也可以根据实验的需求自行选择其他方式。然而，单条探针合成也有其局限性。最大的问题在于它的通量较低，由于柱式合成的寡核苷酸的每轮合成反应效率通常低于99.5%，导致柱式合成120 nt以上、高纯度的探针非常困难，这一定程度上限制了柱式合成寡核苷酸的应用^[2]。

芯片合成是以芯片为载体，以高密度、集成方式在其表面特定位点上进行合成反应，从而在节省试剂的同时实现高通量合成^[5]。

图2 DNA芯片技术的原理^[6]

它的最大的优点在于高通量和自动化。在一个芯片上，你可以同时合成成千上万条探针，大大提高了实验的效率。而且，芯片合成通常使用自动化设备，可以自动化地完成探针的合成和固定，减少了人为操作的误差。芯片合成的量一般为飞摩尔级，通常比柱式法的合成量低2~4个数量级^[4]。低合成量也带来了一个额外的好处，就是试剂量使用较少，可以很好的降低实验成本。再者，芯片合成由于其设备结构复杂，从而会导致与柱式合成相比，其合成的误差会多一些^[4]。还有一点和化学合成的显著差异，即是芯片合成的寡核苷酸是混合的引物池形式，所以常规的质谱检测是无法对其质量进行检测的，而且又因为合成的成品就是引物池的形式，也是没法拆分成单条进行发货。