DNA是生命信息的载体,自从寡核苷酸的化学合成方法出现以来,寡核苷酸的合成在许多研究领域发挥着关键作用,包括药物研制（如人工抗体、生物原料药）、精准医疗（如基因诊断、基因编辑）、工业生物（如生物燃料、重要化学品的生物合成）、农业（如转基因食品、生物源食品、农作物抗病）、纳米技术（如DNA组装材料、生物基材料）、信息存储与运算等。近年来,随着这些领域的快速发展,人们对大规模寡核苷酸的合成需求不断增加,这对DNA合成仪的通量、效率和成本提出了新的挑战。对于全基因组的研究,往往需要数以十万计的不同寡核苷酸,其数量远远超出了市面上能买到的DNA合成仪的合成通量;另外,全基因组研究的痛点还有材料的成本,在目前的寡核苷酸合成方式下,其合成成本对于进行全基因组研究来说太高了。所以,目前仍需要一种高通量、低成本的寡核苷酸合成仪器,这将对基因组研究乃至整个合成生物学的发展产生重大影响。本文首次提出了一种用非接触式压电阀代替传统电磁阀的DNA合成试剂加液方式,它的出液直径远小于电磁阀出液直径,但速度却可以达到10m/s,这种小口径、高速度的特性,使得试剂更容易落到合成板上的某一个位置,即便是平台移动速度非常快,也不影响压电阀的加液精度。这些特性将有助于突破传统DNA合成仪的弊端。本文基于这种高精度的压电阀,开展了更高通量、更快速度、更低成本的化学法DNA原位合成仪器研制。1)为满足新型DNA合成仪的功能需求,模块化完成仪器的结构设计,主要包括加液模块、运动模块和核心反应单元。加液部分采用核心试剂流过压电阀、通用试剂流过电磁阀的方式,更加注重合成效率和成本;运动模块的高速X-Y轴,目的是大幅缩短合成反应的时间,四轴机械臂的采用着重解决仪器自动化、无人化的需求;核心反应单元通过精密设计和加工,目前已经达到了最高6144孔的通量,把反应单元进行阵列化叠加可以使通量轻松破万甚至十万,且同时满足高通量和高载量特性。2)对仪器的主要受力构件进行有限元分析,主要包括结构力学分析和模态仿真。计算出仪器受力和仪器振动过程中的薄弱部分,有效地验证了结构设计的合理性和安全性,并针对不合理的结构提出改进方案。3)独立进行控制电路设计和软件编写。控制部分采用Ether CAT总线动态连接运动控制卡、PC、压电阀、电磁阀、直线电机、机械臂等,已实现多个方向的点位、插补动作、所在点位检测、开关量控制、位置比较等功能。采用C#进行上位端软件开发,主要包括控制流程的内在逻辑、界面UI设计、通讯协议等。4)经过系统化的组装调试和性能验证,设计一轮完整的实验来完成DNA合成和检测流程。对合成产物进行液相、质谱,得到了与设计序列重合的片段,进一步验证了用压电阀进行高通量的DNA合成的合理性和可行性。为下一步全面实现高通量、大规模的柱法合成提供实验样机和理论依据。