多肽合成儀通過自動化流程、優化化學反應條件及精準控制,實現高效且高純度的多肽鏈合成。以下是其核心技術和實現方式:
1.固相合成原理
以固相樹脂(如王樹脂、Rink樹脂)為載體,氨基酸的C端固定在樹脂上,N端游離用于縮合反應。
逐步偶聯:逐個氨基酸通過縮合反應連接,形成肽鏈,最后切割樹脂釋放多肽。
2.自動化流程
多通道反應倉:儀器配備多個反應柱,可同時合成不同序列的多肽,提升效率。
程序化步驟:
脫保護:用三氟乙*(TFA)或哌啶去除氨基保護基。
洗滌:自動沖洗去除殘留試劑。
偶聯:將下一個氨基酸通過活化劑連接到N端。
重復循環:直至完成目標肽鏈長度。
二、多肽合成儀高效合成的關鍵技術
1.快速縮合反應優化
預活化氨基酸:采用HOBt/HOAt添加劑減少副反應,提升偶聯效率。
微波輔助合成:通過微波加熱(短時間、高溫)加速縮合反應,縮短周期至數分鐘(傳統方法需30分鐘以上)。
過量試劑策略:使用過量氨基酸和活化劑,確保反應完*,減少缺失或錯誤連接。
2.減少 racemization(消旋)
使用Fmoc保護基:替代易消旋的Boc保護基,降低堿性條件下的副反應。
低溫偶聯:控制反應溫度,減少消旋風險。
添加劑:如加入NMM(N-甲基嗎啉)或DIPEA調節pH,穩定反應環境。
3.高純度切割與純化
樹脂選擇:根據多肽末端需求選擇切割時保留特定保護基的樹脂(如Rink樹脂保留C端酰胺基)。
切割試劑優化:TFA為主的切割液中添加scavenger(如TIS、EDT、水),去除保護基并防止磺化等副反應。
在線純化:部分高*儀器集成HPLC純化模塊,合成后直接純化,避免中間步驟污染。
三、多肽合成儀提升合成效率的設計
1.并行合成與拆分策略
分段合成:將長肽鏈分為多個短片段,分別合成后通過液相或固相拼接組裝,減少單一合成周期的時間和誤差。
多肽庫合成:在樹脂上引入多種氨基酸組合,一次合成多個變異序列(如位置掃描合成),用于藥物篩選或結構優化。
2.低耗時流程
快速脫保護與洗滌:通過高壓流體系統加速溶劑流動,縮短洗滌時間。
惰性氣體保護:在反應倉內通入氮氣,防止氨基酸氧化或潮濕導致副反應。
3.錯誤校正機制
實時監測:通過UV檢測或電導率監測縮合反應進程,若偶聯不完*則自動補充試劑。
質控采樣:每步合成后取樣分析(如LC-MS檢測),發現錯誤及時終止并重啟合成。
