在基因合成领域，固相合成和液相合成基于不同的反应体系，应用场景差异显著，具体应用如下：

一、固相合成在基因合成中的应用

    固相合成的核心是将寡核苷酸链的一端固定在固相载体（如可控孔度玻璃、聚苯乙烯树脂）上，所有合成反应均在载体表面进行，反应后通过洗涤快速去除多余试剂和副产物，是目前基因合成的主流技术。

 

1、高通量合成短链寡核苷酸

    这是固相合成最核心的应用。商业化基因合成平台普遍采用固相亚磷酰胺三酯法，批量合成20–200bp的单链寡核苷酸。这些短链寡核苷酸是后续基因片段拼接的基础原料，可用于Gibson组装、GoldenGate克隆等技术构建完整基因；同时也能直接合成PCR引物、qPCR探针、siRNA等常用短链核酸分子。

 

2、直接合成中等长度基因片段
    针对200–1000bp的基因片段，通过优化固相合成条件，比如延长碱基偶联时间、使用高纯度亚磷酰胺单体，可直接合成较长的单链寡核苷酸，再通过退火形成双链、酶促连接或PCR扩增的方式，获得双链DNA产物。不过随着链长增加，合成效率会明显下降，碱基错配、缺失的概率也会升高，因此更长的基因需要分段合成后再组装。

 

3、合成带有常规修饰的核酸分子

    固相合成的反应体系便于精准引入各类常规化学修饰基团，因此广泛用于合成功能化核酸。例如带有荧光标记的原位杂交探针、qPCR探针，带有甲基化、磷酸化或生物素修饰的寡核苷酸，以及用于基因编辑的sgRNA、crRNA等，都可以通过固相合成高效制备。

二、液相合成在基因合成中的应用

    液相合成的所有反应均在溶液中进行，合成的寡核苷酸链游离在体系内，无需固相载体。该技术自动化程度低、操作繁琐，在基因合成中属于补充性技术，主要应用于以下场景：

 

1、定制合成超长基因片段

    固相合成难以突破1000bp的高效合成上限，而液相合成可通过逐步延伸结合分段连接的策略，合成kb级别的超长基因片段。比如完整的真核生物基因（包含内含子、调控序列，长度可达数kb），以及人工合成基因组（如支原体基因组）的分段合成，都依赖液相合成技术完成。其核心思路是先液相合成数百bp的短片段，再通过酶促反应或化学连接将片段拼接为超长基因。

 

2、合成带有复杂修饰的基因或核酸复合物

    对于固相合成难以引入的复杂修饰，液相合成的反应环境更灵活，可通过溶液中的化学反应精准实现。例如带有大分子量蛋白偶联修饰的核酸分子、特殊糖基化修饰的基因片段，以及核酸-蛋白复合物等，都需要借助液相合成技术制备。

 

3、实验室小规模、低成本的基因合成

    液相合成无需昂贵的自动化固相合成仪，仅需常规化学试剂和实验室基础设备，适合实验室按需合成少量短片段。比如实验室自制PCR引物、小片段基因，采用液相合成的成本远低于商业化固相合成服务。不过这种方式通量极低、耗时久，产物纯化步骤也较为繁琐，不适合大规模、高通量合成。