哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院牵头的研究团队，在生物技术领域实现了一项具有里程碑意义的创新。他们开发出一种新型硅芯片，该芯片以水为反应介质，通过电流精确调控酶促反应，实现了DNA的合成。这项成果为DNA制造技术开辟了更安全、更环保的新路径，相关研究已发表于国际权威期刊《自然-电子学》。
传统DNA合成主要依赖磷酸酰胺化学法，这种方法虽能高效生成大量DNA序列，但生产过程高度依赖有机溶剂，且需在大型专业设施中完成，存在环境污染和安全隐患。而哈佛团队采用的酶法合成工艺，更贴近生物体内自然构建DNA的方式，显著降低了对有害化学物质的依赖，体现了绿色化学的核心理念。
该硅芯片的核心优势在于其高并行合成能力。芯片表面集成了64个独立合成位点，每个位点配备同心环电极结构。当需要添加核苷酸时，内部电极通过电流产生局部质子，降低pH值以激活酶反应；外部电极则及时中和扩散的质子，防止酸性环境影响相邻位点，确保合成过程的精确控制。实验数据显示，该芯片可同时合成64条长度达39个核苷酸的DNA序列，刷新了酶促DNA合成的并行记录。
尽管当前研究在芯片位点高密度排列方面仍面临挑战，但团队通过系统分析发现，限制因素主要源于现有脱保护化学反应的效率，而非芯片本身的电子控制能力。这一发现为后续优化指明了方向——开发更高效的酸驱动脱保护化学体系。该研究由哈佛大学、博德研究所及DNA script公司等多家机构联合完成，其技术突破有望推动合成生物学、精准医疗及信息存储等领域的变革性发展。
