Yhdistelmäsynteesi on tekniikka, jota kemistit käyttävät luodakseen suuren määrän samankaltaisia tai vastaavia kemiallisia yhdisteitä niiden vertaamiseksi. Kokemalla tietoja tällaisesta yhdisteiden ryhmästä, jota kutsutaan yhdistelmäkirjastoksi, kemisti voi sitten käyttää näitä tietoja valitakseen tiettyjä yhdisteitä jatkotutkimusta varten. Suuri osa tämän tyyppisestä työstä suoritetaan virtuaalisesti käyttämällä kehittyneitä ohjelmistoja, jolloin kemistit voivat nopeasti kerätä tietoa kaikista mahdollisista yhdisteistä, jotka voidaan luoda halutulla emäksellä tai komponenttien tai molekyylien joukolla. Lupaavat yhdisteet voidaan sitten valita ja syntetisoida laboratoriokokeita varten.
Tietotekniikan edistysaskeleet ovat suuresti edistyneet kombinatorisissa synteesitekniikoissa ja mahdollistaneet kemistien nopean luomisen yhdistelmäkirjastoiksi, joissa on hyvin paljon samankaltaisia mutta erillisiä yhdisteitä. Jotkin tämän tyyppiset tietokannat voivat sisältää miljoonia erilaisia yhdisteitä. Ajatus yhdistelmäsynteesistä kehitettiin ensimmäisen kerran 20 -luvun loppupuolella, mutta siitä tuli laajalti käytetty työkalu 1990 -luvulla, kun tutkijoiden käytettävissä oleva laskentateho kehittyi nopeasti.
Lääkeyritykset ovat yksi tämän tekniikan tärkeimmistä käyttäjistä, jonka avulla voidaan löytää mahdollisesti hyödyllisiä lääkkeitä ja valita ne varhaisimpiin testausvaiheisiin paljon nopeammin kuin aiemmin oli mahdollista. Käyttämällä kehittyneitä ohjelmistoja tutkijat pystyvät syntetisoimaan käytännössä kokonaisia yhdisteperheitä muutamassa sekunnissa, jotka muuten kestäisivät vuosia, jos ne suoritettaisiin laboratoriossa. Tämä ohjelmisto voi myös auttaa heitä valitsemaan tiettyjä yhdisteitä lisätestausta ja synteesiä varten tosielämän olosuhteissa. Tällä tavoin voidaan kehittää ja ottaa käyttöön monia uusia lääkkeitä paljon nopeammin kuin muuten olisi mahdollista.
Myös muut kemian alat voivat käyttää kombinatorisen synteesin periaatteita. Monien akateemisten ja teollisten alojen tutkijat käyttävät tätä tekniikkaa. Prosessia voidaan käyttää uusien polymeerien, öljytuotteiden ja hyönteismyrkkyjen kehittämiseen. Kalifornian Berkeleyn yliopiston tutkijat ovat kehittäneet yhdistelmäsynteesin avulla koko metalliyhdisteiden perheen, jota kutsutaan magnetoreaktiivisiksi yhdisteiksi. Näillä yhdisteillä on vaihteleva johtavuus, kun ne altistuvat tietyille magneettikentille.
Tämä tekniikka on vielä suhteellisen uusi, ja se epäilemättä antaa suuren vauhdin tutkimukselle monilla 21 -luvun aloilla. Lähes kaikki kentät, jotka tukeutuvat kemiaan millään tavalla uusien yhdisteiden kehittämisessä, voivat hyötyä yhdistelmäsynteesistä. Kemisti tai tutkija voi käyttää ohjelmistoa auttaakseen löytämään yhdisteitä, joilla on halutut ominaisuudet tai ominaisuudet murto -osassa ajasta, joka tarvitaan saman tutkimuksen suorittamiseen muilla menetelmillä.