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多肽是一種與生物體內(nèi)各種細(xì)胞功能都相關(guān)的生物活性物質(zhì),它的分子結(jié)構(gòu)介于氨基酸和蛋白質(zhì)之間,是由多種氨基酸按照一定的排列順序通過肽鍵結(jié)合而成的化合物。多肽是涉及生物體內(nèi)各種細(xì)胞功能的生物活性物質(zhì)的總稱,常常被應(yīng)用于功能分析、抗體研究、尤其是藥物研發(fā)等領(lǐng)域。
1963年,Merrifield提出了固相多肽合成方法(SPPS),由于其合成方便,迅速,成為多肽合成的方法,而且?guī)砹硕嚯挠袡C(jī)合成上的一次革命,并成為了一支獨(dú)立的學(xué)科——固相有機(jī)合成,固相合成的發(fā)明同時促進(jìn)了肽合成的自動化。一臺真正意義上的多肽合成儀出現(xiàn)在1980年代初期。
多肽合成儀以固相合成為反應(yīng)原理,在密閉的防爆玻璃反應(yīng)器中使氨基酸按照已知順序(序列,一般從C端-羧基端 向 N端-氨基端)不斷添加、反應(yīng)、合成,操作最終得到多肽載體。固相合成法,大大的減輕了每步產(chǎn)品提純的難度。為了防止副反應(yīng)的發(fā)生,參加反應(yīng)的氨基酸的側(cè)鏈都是保護(hù)的。羧基端是游離的,并且在反應(yīng)之前必須活化。固相合成方法有兩種,即Fmoc和tBoc。由于Fmoc比tBoc存在很多優(yōu)勢,現(xiàn)在大多采用Fmoc法合成,但對于某些短肽,tBoc因其產(chǎn)率高的優(yōu)勢仍然被很多企業(yè)所采用。
具體合成由下列幾個循環(huán)組成:
1) 去保護(hù):Fmoc保護(hù)的柱子和單體必須用一種堿性溶劑(piperidine)去 除氨基的保護(hù)基團(tuán)。
2) 激活和交聯(lián):下一個氨基酸的羧基被一種活化劑所活化?;罨膯误w與游離的氨基反應(yīng)交聯(lián),形成肽鍵。在此步驟使用大量的超濃度試劑驅(qū)使反應(yīng)完成。循環(huán):這兩步反應(yīng)反復(fù)循環(huán)直到合成完成。
3) 洗脫和脫保護(hù):多肽從柱上洗脫下來,其保護(hù)基團(tuán)被一種脫保護(hù)劑(TFA) 洗脫和脫保護(hù)。
反應(yīng)器
數(shù)百年來,制藥業(yè)的反應(yīng)器/反應(yīng)釜 設(shè)備以玻璃材質(zhì)常見,因其透明且耐腐蝕,而被眾多化學(xué)、生物學(xué)專家沿用。多肽合成的過程需要操作人員直觀監(jiān)測,同時合成后可進(jìn)行在線切割(切割試劑TFA的強(qiáng)腐蝕性對反應(yīng)器材質(zhì)有了極大限制),這些要求限制反應(yīng)器以玻璃材質(zhì)適用。
玻璃材質(zhì)的反應(yīng)器在制造工藝上有極大的難度限制:①燒制工藝:磨口精度要求,正如很多國產(chǎn)設(shè)備都無法達(dá)到要求出現(xiàn)漏液漏氣現(xiàn)象,玻璃壁均勻程度等。②配合攪拌柄以及密封裝置的成套加工工藝③防爆處理
氨基酸儲罐
溶劑儲罐
量筒
轉(zhuǎn)液瓶
感應(yīng)器
多端觸發(fā)器自感應(yīng)定量量取法,直觀、科學(xué)、相對誤差。
廢液桶
廢液桶通常選擇容積較大的HDPE桶,保證通風(fēng)良好,同時需安裝感應(yīng)器裝置時刻檢測廢液情況,避免溢出。
END
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