一、基本概念
1.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。
2.多肽合成
是一個(gè)重復(fù)添加氨基酸的過程,固相合成順序一般從C端(羧基端)向 N端(氨基端)合成。過去的多肽合成是在溶液中進(jìn)行的稱為液相合成法。從1963年Merrifield發(fā)展成功了固相多肽合成方法以來,經(jīng)過不斷的改進(jìn)和完善,到今天固相法已成為多肽和蛋白質(zhì)合成中的一個(gè)常用技術(shù),表現(xiàn)出了經(jīng)典液相合成法無法比擬的優(yōu)點(diǎn),從而大大的減輕了每步產(chǎn)品提純的難度。多肽合成總的來說分成兩種:固相合成和液相多肽合成。
3.多肽合成儀
多肽合成是一個(gè)以樹脂(人工合成的固相介質(zhì))為載體,在一定的反應(yīng)條件下重復(fù)添加氨基酸,經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)后合成多肽的過程,多肽合成儀即是用來合成多肽的儀器。一般情況下,多肽合成儀整體由主體、傳輸設(shè)備、動(dòng)力裝置以及軟件系統(tǒng)組成。
二、歷史背景
1. 固相合成法的誕生
多肽合成研究已經(jīng)走過了一百多年的光輝歷程。1902年,Emil Fischer首先開始關(guān)注多肽合成,由于當(dāng)時(shí)在多肽合成方面的知識(shí)太少,進(jìn)展也相當(dāng)緩慢,直到1932年,Max Bergmann等人開始使用芐氧羰基(Z來保護(hù)α-氨基,多肽合成才開始有了一定的發(fā)展。
到了20世紀(jì)50年代,有機(jī)化學(xué)家們合成了大量的生物活性多肽,包括催產(chǎn)素,胰島素等,同時(shí)在多肽合成方法以及氨基酸保護(hù)基上面也取得了不少成績,這為后來的固相合成方法的出現(xiàn)提供了實(shí)驗(yàn)和理論基礎(chǔ)。
1963年,Merrifield首次提出了固相多肽合成方法(SPPS),這個(gè)在多肽化學(xué)上具有里程碑意義的合成方法,一出現(xiàn)就由于其合成方便,迅速,成為多肽合成的首選方法,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(SPOS)。因此,Merrifield榮獲了1984年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。Merrifield經(jīng)過了反復(fù)的篩選,最終屏棄了芐氧羰基(Z)在固相上的使用,首先將叔丁氧羰基(BOC)用于保護(hù)α-氨基并在固相多肽合成上使用,同時(shí),Merrifield在60年代末發(fā)明了第一臺(tái)多肽合成儀,并首次合成生物蛋白酶,核糖核酸酶(124個(gè)氨基酸)。
1972年,Lou Carpino首先將9-芴甲氧羰基(FMOC)用于保護(hù)α-氨基,其在堿性條件下可以迅速脫除,10min就可以反應(yīng)完全,而且由于其反應(yīng)條件溫和,迅速得到廣泛使用,以BOC和FMOC這兩種方法為基礎(chǔ)的各種肽自動(dòng)合成儀也相繼出現(xiàn)和發(fā)展,并仍在不斷得到改造和完善。同時(shí),固相合成樹脂,多肽縮合試劑以及氨基酸保護(hù)基,包括合成環(huán)肽的氨基酸正交保護(hù)上也取得了豐碩的成果。
2. 多肽合成儀的誕生
雖然Merrifield在發(fā)明固相多肽合成科學(xué)并取得巨大成功的同時(shí),使用了自主研發(fā)的合成設(shè)備,但卻沒因此將多肽合成儀引入市場。1970年,Beckman公司開發(fā)的全自動(dòng)多肽合成儀Beckman 990 Peptide Synthesizer 作為第一臺(tái)投入市場的科研用多肽合成儀,被美國多所大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室采用。
幾乎同一時(shí)間,Vega Biotechnologies, Inc.公司開發(fā)出兩款經(jīng)濟(jì)型多肽合成儀:Vega’s Coupler 1000與Vega’s Coupler 250 (不久又推出Vega’s Coupler 296),其將多肽合成后續(xù)的在線切割理念結(jié)合到設(shè)備中,所有反應(yīng)器采用防爆玻璃材質(zhì),防止TFA的腐蝕。被當(dāng)時(shí)的肽化學(xué)界稱為最經(jīng)濟(jì)適用的多肽合成儀。
而今,Beckman與Vega’s兩家公司均停止的多肽合成儀的研發(fā)與制造,而轉(zhuǎn)向到更多面的化學(xué)合成、分離、檢測技術(shù)設(shè)備的研制產(chǎn)業(yè)中。
3. 多肽合成儀的發(fā)展
a) 第一代多肽合成儀
第一代多肽合成儀是以Beckman公司推出的Beckman 990 Peptide Synthesizer以及Vega’s Biotechnologies公司推出的Vega’s 296 Peptide Synthesizer為代表的,誕生在上世紀(jì)七十年代。
雖然隨著生產(chǎn)工藝的改進(jìn)和發(fā)展,如今第一代多肽合成儀已全部退出了市場。但1990年以前的眾多肽化學(xué)文獻(xiàn)都是在此實(shí)驗(yàn)設(shè)備上運(yùn)行研發(fā)而來,第一代的多肽合成儀為之后的合成儀研發(fā)與制造產(chǎn)生了重大意義。
b) 第二代多肽合成儀
第二代多肽合成儀是以Protein Technologies公司推出的PS3 Peptide Synthesizer以及Advanced ChemTech公司推出的ACT peptide synthesizer Model 90為代表的,誕生在上世紀(jì)八十年代。此兩款設(shè)備也是目前市場上仍在銷售的最早的多肽合成儀。
PS3 的設(shè)計(jì)原理是采用氮?dú)夤呐莸姆磻?yīng)方式來對(duì)反應(yīng)物進(jìn)行攪拌,即合成儀上反應(yīng)器是固定的,氮?dú)鈴姆磻?yīng)器的下方通過反應(yīng)器到上部排出,在這一過程中產(chǎn)生的汽泡把固相和液相混合起來。這樣設(shè)計(jì)的好處是結(jié)構(gòu)簡單,成本低,但反應(yīng)相對(duì)溫和:1)有時(shí)候多肽-固相載體在靜電作用下會(huì)“抱團(tuán)”,使其不能與液相充分混合,在這種情況下需要調(diào)高氮?dú)獾膲毫σ韵o電作用;而在靜電作用消除后要把壓力立刻調(diào)低,不然的話較高的壓力會(huì)把多肽-固相載體“吹”到反應(yīng)器液面上方。由于多肽-固相載體具有較強(qiáng)的粘壁性,一旦被粘到反應(yīng)器液面上方就再也無法下來,也就是無法再參加反應(yīng)。顯然第一代機(jī)器是無法自動(dòng)作這樣的壓力調(diào)整的,這就是造成反應(yīng)“死角”的重要原因。反應(yīng)死角會(huì)降低多肽合成的效率和多肽的純度,有的甚至造成合成的失敗。2)長時(shí)間氮?dú)夤呐輹?huì)使溶液揮發(fā),液面降低后一部分多肽-固相載體就粘在液面上方,也無法再參加反應(yīng)。3)氮?dú)庀牧看,運(yùn)行成本增大。
ACT90的設(shè)計(jì)原理是反應(yīng)器在直立下圍繞原點(diǎn)作左右擺動(dòng),或者圓周運(yùn)動(dòng)。ACT的多肽合成儀同樣具有反應(yīng)溫和的特點(diǎn),即轉(zhuǎn)動(dòng)角度與速度都不能夠完全達(dá)到氨基酸耦合的極限,反應(yīng)往往需要更長的時(shí)間。
c) 第三代多肽合成儀
第三代多肽合成儀是以Applied Biosystems公司的ABI 433 peptide synthesizer 與C S Bio公司的CS336為代表的無死角多肽合成儀為代表的,誕生在上世紀(jì)九十年代。
ABI433的設(shè)計(jì)原理是反應(yīng)器上方相對(duì)固定,而下方作圓周360度快速旋轉(zhuǎn),帶動(dòng)反應(yīng)器里的固液兩相從底部向上作螺旋運(yùn)動(dòng),一直達(dá)到反應(yīng)器的最上方。換句話說,溶液可以達(dá)到反應(yīng)器內(nèi)部的任意點(diǎn),真正做到了無死角。由于攪拌速率可達(dá)每分鐘1800轉(zhuǎn)的高速,反應(yīng)得以充分完全。由于無死角的攪拌方式保證的肽的合成純度,ABI433型多肽合成儀(其退出多肽合成儀市場后最后一款儀器)至今在世界上還占有著很大的比例。當(dāng)然,ABI產(chǎn)品的售價(jià)也是最高的。由于部件使用頻率高,電磁閥會(huì)經(jīng)常損壞,而ABI將7個(gè)電磁閥做成模塊化的設(shè)計(jì),壞掉一個(gè)電磁閥必須要更換整個(gè)模塊,無形中增加了維修成本。
CS336的設(shè)計(jì)原理是反應(yīng)器中點(diǎn)為圓心,上下做180度旋轉(zhuǎn)攪拌,攪拌速度可達(dá)180rpm,同時(shí)其采用了氮?dú)夤呐莘磻?yīng)方式的優(yōu)越性,將氮?dú)獯祫?dòng)作為可選反應(yīng)方式融入反應(yīng)方法中,多肽合成儀在科研領(lǐng)域的高耦合率效果得到充分體現(xiàn)。
4. 多肽合成儀的現(xiàn)狀
進(jìn)入二十世紀(jì)以來,各大合成儀制造公司相繼推出了升級(jí)產(chǎn)品和新產(chǎn)品,如Protein Technologies公司推出Tribute雙通道多肽合成儀,將“短信通知”功能融入產(chǎn)品,增添了用戶與設(shè)備之間的緊密感,更加人性化;C S Bio公司對(duì)其從研發(fā)型到生產(chǎn)型設(shè)備的UV Online Monitor系統(tǒng)配置統(tǒng)一升級(jí),用戶可直觀看到每一部氨基酸偶聯(lián)反應(yīng)的狀態(tài)并可根據(jù)數(shù)據(jù)調(diào)整出最佳合成效果與工藝;Advanced ChemTech公司自2005年破產(chǎn)重組后分裂為兩家新公司,其中Aapptec延續(xù)了其前身的生產(chǎn)步驟,推出Focus XC三通道合成儀。美國另一家公司CEM以蛋白質(zhì)有機(jī)反應(yīng)設(shè)備的制造著稱,推出了微波多肽合成儀同樣可以合成簡單的小分子多肽。其采用微波加熱方式,大大提高了反應(yīng)速度,將反應(yīng)的速率增加到之前多肽合成儀的幾倍甚至十幾倍?上У氖窃诩訜岬那闆r下副反應(yīng)也相應(yīng)增多,多肽純度不能與之前的第三代甚至第二代產(chǎn)品媲美。另外,微波加熱方法無法放大,故不適合用作多肽藥物的研發(fā)。
三、功能研究
1. 運(yùn)行原理
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(duì)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(gè)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(gè)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)。
2. 基本元件
a) 反應(yīng)器 Reaction Vessel
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)最為常見,因其完全透明且耐腐蝕,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(shí)合成后可進(jìn)行在線切割(切割試劑TFA的強(qiáng)腐蝕性對(duì)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)最為適用。
而玻璃材質(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:磨口精度要求極高,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
b) 氨基酸儲(chǔ)罐 Amino Acid Reservoirs
c) 溶劑儲(chǔ)罐 Solvent Reservoirs
d) 量筒 Metering Vessel
e) 轉(zhuǎn)液瓶 Transfer Vessel
f) 感應(yīng)器 Sensor
多端觸發(fā)器自感應(yīng)定量量取法,直觀、科學(xué)、相對(duì)誤差最低。
g) 廢液桶 Waste Carboy
廢液桶通常選擇容積較大的HDPE桶,保證通風(fēng)良好,同時(shí)需安裝感應(yīng)器裝置時(shí)刻檢測廢液情況,避免溢出。
3. 控制配件
a) 電磁閥 Valves
多肽合成儀中的電磁閥屬于敏感配件,其控制液路的串聯(lián)與閉路,在氨基酸轉(zhuǎn)移與量取,溶劑轉(zhuǎn)移與量取兩步驟中起到至關(guān)重要的作用。不同品牌的合成儀對(duì)電磁閥的設(shè)計(jì)與排布也略有不同。如PTI合成儀中,電磁閥成矩陣式排列,便于觀察,但若發(fā)生堵塞情況則又有維修的不便,一個(gè)電磁閥堵塞則可能造成整塊矩陣式電磁閥全部更換;CSBio合成儀中電磁閥采取Normally Close 方式,在非溶液轉(zhuǎn)移操作過程中,電磁閥閉合,減少了污染與堵塞的發(fā)生,整體呈管路式排布;ABI433合成儀的電磁閥為7位組合,萬一出現(xiàn)堵塞情況則整組更換,查找檢修時(shí)非常方便,但成本也相對(duì)高了6倍。
b) 控制面板 Control Box
控制面板內(nèi)往往含有光敏組建,部分控制電磁閥以及感應(yīng)器控制組。與電腦主機(jī)的控制系統(tǒng)、合成儀統(tǒng)一的鏈接在一起,完成多肽合成的全過程。
c) 軟件系統(tǒng) Operating Software
多肽合成儀的操作軟件。不同品牌合成儀所注冊(cè)的軟件也不同。
4. 檢測方法
a) UV Monitor
在多肽合成儀中,在線檢測耦合效果的裝置,如UV Monitor往往是選配裝置,客戶可根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需要選購。其功能是讓操作者直觀的看到多肽合成的每一部氨基酸偶聯(lián)效果,從而針對(duì)特定的序列做合成設(shè)置的調(diào)整,最終達(dá)到最佳合成效果。
對(duì)于不熟悉多肽合成儀操作的用戶來說,UV Monitor是相當(dāng)重要的。
b) 試劑檢測:沒有選購在線檢測附件的多肽合成儀用戶,也可以采用試劑檢測方法做基本的耦合效果測定實(shí)驗(yàn)。
固相多肽合成中,主要是通過檢測樹脂上游離氨基來判斷連接效率,檢測方法稱為Kaiser方法,其檢測結(jié)果,如果有游離氨基的時(shí)候,顯示蘭色,或紅褐色(pro,ser,His)。
Kaiser試劑包括:A,6% 茚三酮的乙醇溶液;B,80% 苯酚的乙醇溶液;C,2% 0.001M KCN的吡啶溶液
配制中的吡啶需要經(jīng)過茚三酮處理后,重蒸后再使用。檢測過程,取少量樹脂,加入A,B,C各2-3滴,100℃下加熱1-2min,如果溶液有蘭色,或樹脂出現(xiàn)蘭色,紅褐色,表明還有游離氨基,否則說明連接完全。
c) 其它檢測游離氨基的方法:三硝基苯磺酸法,苦味酸法,溴芬蘭法等
四、品牌介紹
1.國際主要多肽合成儀制造商
Applied Biosystems Inc. (ABI)
美國應(yīng)用生物系統(tǒng)公司是全球唯一的將個(gè)體識(shí)別應(yīng)用相關(guān)的儀器試劑數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行整體設(shè)計(jì)和驗(yàn)證的整體解決方案公司。自從1989年以來, AB公司已經(jīng)發(fā)展成為DNA分析技術(shù)的“領(lǐng)頭羊”。其經(jīng)典產(chǎn)品ABI433多肽合成系統(tǒng)在上世紀(jì)九十年代就暢銷全球,成為眾多多肽實(shí)驗(yàn)室的首選設(shè)備,后繼CSBio公司推出的CS336與其功能與效果類似,統(tǒng)稱為第三代產(chǎn)品。
ABI 433型多肽合成系統(tǒng)
AAPPTec
美國AAPPTec(advanced automated peptide protein technologies)公司成立于2005年3月,公司的前身是ACT(Advanced ChemTech)公司的儀器部。公司購買了前ACT公司儀器的全部資產(chǎn),包括生產(chǎn)線,專利權(quán)以及在生產(chǎn)、促銷和服務(wù)等方面的獨(dú)家特權(quán)。由知名的多肽科學(xué)家,前ACT公司總裁Hossain Saneii博士管理,Hossain Saneii博士早在80年代早期就獲得了他的第一個(gè)多肽合成儀的專利。在過去的20多年,AAPPTEC的全自動(dòng)多肽合成儀已經(jīng)成為了市場上最靈活和可靠的儀器。可做Boc-,Fmoc-和其他化學(xué)方法,自動(dòng)切割A(yù)APPTec公司投入了充足的資源去提升和改進(jìn)設(shè)備生產(chǎn)線,與此同時(shí)為藥學(xué)界和生物領(lǐng)域提供了眾多創(chuàng)新性新產(chǎn)品。其總部設(shè)在美國肯塔吉州的路易斯維爾。
AAPPTec 400 多肽合成儀
C S Bio Co.
誕生于上世紀(jì)90年代的美國CSBio公司,工廠位于加州的Menlo Park 工業(yè)園區(qū)。CSBio大樓占地面積約60,000ft2。內(nèi)部分別建有定制合成實(shí)驗(yàn)室,GMP車間以及多肽合成儀制造車間等。 CSBio最初的生產(chǎn)線是一個(gè)完整系列的自動(dòng)化合成器的生產(chǎn)和工藝的開發(fā),其擁有專業(yè)化學(xué)專家與機(jī)械工程師組成的合成儀設(shè)計(jì)、研發(fā)、制造以及改良工程團(tuán)隊(duì),而今已經(jīng)發(fā)展成為以多肽合成儀、多肽原料藥、客戶肽定制合成以及工藝開發(fā)等多項(xiàng)業(yè)務(wù)的多肽專業(yè)化頂尖企業(yè)。20多年來,CSBio為世界各地的多肽制藥廠和實(shí)驗(yàn)室提供合成效果優(yōu)秀、堅(jiān)固耐用的多肽合成設(shè)備以及相關(guān)服務(wù)。 始終致力于多肽合成儀的生產(chǎn)以及客戶肽、原料藥的生產(chǎn)定制等產(chǎn)業(yè),CSBio公司是全球擁有從研發(fā)到制藥級(jí)別客戶范圍最寬、用戶數(shù)量最多、最有影響力的多肽合成儀制造商之一。CS多肽合成儀幾乎出現(xiàn)在世界任何一個(gè)生物化學(xué)制藥的園區(qū)。
C S Bio也是全球唯一擁有GMP生產(chǎn)證書的多肽合成儀制造企業(yè)。
CS936X多肽合成儀
Protein Technologies Inc. (PTI)
公司位于美國西部風(fēng)景秀美的度假勝地圖森,是由美國亞利桑那大學(xué)幾名科研人員在1985年成立的。經(jīng)過20多年創(chuàng)業(yè)歷程,PTI已經(jīng)將其生產(chǎn)的科研型多肽合成儀銷售至全球多個(gè)高校。最早的PS3于1985年就設(shè)計(jì)出來了,而最新的一款帶有UV在線監(jiān)測功能的Tribute于2009年才上市,目前亞洲還沒有用戶反饋。
PTI Tribute Benchtop Peptide Synthesizer
2. 國際其他固相有機(jī)合成設(shè)備及其供應(yīng)商
Activotec
Activotec公司推出的Activo-P14半自動(dòng)多肽合成儀是目前世界最小的多肽合成儀。該儀器能夠自動(dòng)完成多肽合成中繁瑣的樹脂清洗和去保護(hù)基步驟。用戶友好的觸摸式操作鍵盤界面每次都會(huì)自動(dòng)提示操作者需要添加的氨基酸。
Activo-P14半自動(dòng)多肽合成儀
Biotage
瑞典公司Biotage推出的多肽合成系統(tǒng),目前有三個(gè)型號(hào)可供選擇,不僅可以使用微波合成,也可以進(jìn)行常溫的平行合成。系統(tǒng)采用全自動(dòng)的電腦控制,并且配有單臂或者雙臂機(jī)械手。24位,48位和96位可選,反應(yīng)器大小為2,5,10ml可選,合成規(guī)模在5μmol-300μmol之間,可以滿足不同用戶的需求。
Biotage 多肽合成儀
CEM
美國CEM公司是全球知名的微波化學(xué)儀器生產(chǎn)商,其設(shè)在北卡羅萊納州的科研機(jī)構(gòu),集中了世界一流的微波化學(xué)專家,不斷研究和探索微波化學(xué)機(jī)理,開拓主頻2.45G-18GHz之間的微波技術(shù)科研應(yīng)用,取得了大量的成果和專利,歷史上由CEM專家推出的各種微波樣品處理方法,被權(quán)威機(jī)構(gòu)USEPA、AOAC、NCAT、ASTM等認(rèn)可作為通用標(biāo)準(zhǔn)方法,如 USEPA3015/3051,UOP 方法等。其于后來推出的Liberty微波合成系統(tǒng),同樣可以用于多肽的固相合成,在常溫下采取氮?dú)夤呐莘绞綍?huì)存在一定的反應(yīng)死角,對(duì)于非敏感性的氨基酸,微波加熱方式可加快反應(yīng)速率。
CEM 12通道多肽合成儀
Intavis AG (Autospot SL)
Intavis生物分析公司生產(chǎn)的AutoSpot多肽合成儀能夠在膜片上平行合成多肽。每個(gè)肽的合成成本低。
INTAVIS-AG 全自動(dòng)多肽合成儀
Shimadzu(PSSM-8)
日本島津公司早年推出的多肽合成裝置,可同時(shí)進(jìn)行8道合成相同或不同的高純度多肽,實(shí)現(xiàn)日常的和經(jīng)濟(jì)的多肽合成。
PSSM-8 多肽合成儀
ACT
美國ACT公司(ADVANCED CHEMTECH),在2007年推出了106通道多肽合成儀,是全球唯一一款全自動(dòng)多通道異步多肽合成儀,相比其它公司的多通道多肽合成儀,這款合成儀添加氨基酸和各種試劑不需要任何管路和電磁閥,儀器設(shè)計(jì)更加簡單合理,是目前多肽藥物研發(fā)篩選的主要合成儀之一。
ACT多肽合成儀
3.二十世紀(jì)以來的國產(chǎn)多肽合成儀
JBP 海南建邦
海南建邦制藥科技有限公司成立于2006年2月,是一家集制藥設(shè)備生產(chǎn)、科研、銷售一體的高技術(shù)企業(yè),同時(shí)也是一家從事多肽藥物的新藥開發(fā)、生產(chǎn)工藝研究、生產(chǎn)廠房方案設(shè)計(jì)的專業(yè)化公司。海南建邦多肽合成儀秉承了國際通用的防爆玻璃反應(yīng)器系統(tǒng)(tBoc與Fmoc方式均可操作)以及置頂攪拌槳的反應(yīng)方式,但由于仿制美國CSBio合成儀受到專利保護(hù)限制,其部分功能配件不可正常使用。該品牌開創(chuàng)了國產(chǎn)合成儀的先河,然而設(shè)備加工稍顯簡陋,部分用戶使用幾個(gè)月后即發(fā)現(xiàn)通路堵塞、密閉性缺陷、整機(jī)震蕩等問題,在長久使用上還需進(jìn)一步改進(jìn)。
海南建邦多通道合成儀
PSI
美國多肽科技有限公司(Peptide Scientific Inc .,簡稱PSI公司)是一家專業(yè)多肽合成儀生產(chǎn)廠商。PSI的多肽合成儀全部采用180-270度無死角的機(jī)械攪拌模式,PSI多肽合成儀與CS Bio多肽合成儀的180度相比有了質(zhì)的突破,PSI合成儀攪拌系統(tǒng)采用電子伺服馬達(dá),攪拌速度可調(diào)整到在0至120轉(zhuǎn)/分鐘之間的最符合實(shí)驗(yàn)需要的轉(zhuǎn)速攪拌。
PSI 多肽合成儀
五、專利文件
對(duì)于大學(xué)、實(shí)驗(yàn)室等科研用戶以及需要申報(bào)新藥的生產(chǎn)企業(yè)來講,使用的合成設(shè)備的國際專利號(hào)以及規(guī)定內(nèi)容是非常有用的信息。
1.ACT多肽合成儀專利:United States Patent 4746490
2.Activotec合成應(yīng)用技術(shù)專利: IPC8 Class: AC07K104FI USPC Class: 525 5411
3.CEM合成技術(shù)專利:US 7,582,728
4.C S Bio多肽合成儀專利:US Patent 5,380,495 & 5,453,487.
5.C S Bio多肽合成儀反應(yīng)器專利:US Patent 6320025
6.PTI多肽合成儀設(shè)備專利: U.S. Patent No. 5,203,368 (Symphony). No. 5,064,940(PS3).
7.PTI多肽合成儀反應(yīng)器專利:U.S. Patent No. 5,980,839.
8.Shimadzu多肽合成儀專利:United States Patent 5344613
六、選購指南
1. 科研單位考慮因素
a) 設(shè)備本身對(duì)實(shí)驗(yàn)研究的幫助
①對(duì)于多肽合成化學(xué)反應(yīng),使用設(shè)備可避免人手工操作對(duì)人體的傷害(試劑腐蝕)
②由于程序化設(shè)定,可保證每步驟偶合反應(yīng)的充分性以及實(shí)驗(yàn)整體的穩(wěn)定性
③可以合成難肽以及超長肽(可提供其使用研究型多肽合成儀合成多肽的檢測報(bào)告)
④在休息時(shí)間可以不間斷合成工作
研究型多肽合成儀需滿足循環(huán)式氨基酸添加位置多于20個(gè),在夜間以及周末,預(yù)先配好的保護(hù)氨基酸可根據(jù)程序設(shè)置自動(dòng)偶聯(lián)并替換新的位置,保證了實(shí)驗(yàn)的效率,完全實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)!
⑤即使實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了很多年,更換了很多研究人員,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還可以保存在電腦中。
b) 國際國內(nèi)相關(guān)研究人員使用該多肽合成儀進(jìn)行的有效研究結(jié)果
多肽合成儀的制造商應(yīng)提供其公開發(fā)表的研究性論文多篇。 為進(jìn)行多肽合成實(shí)驗(yàn)的學(xué)生們提供研究數(shù)據(jù)并使其模擬合成過程,更好的體驗(yàn)機(jī)械操作多肽合成的全步驟,檢測自己的合成結(jié)果。
c) 多肽合成儀設(shè)備的專利保護(hù)對(duì)今后研究結(jié)果的影響
考慮到高等院校實(shí)驗(yàn)研究的嚴(yán)密性,結(jié)合對(duì)后期研發(fā)成果的保護(hù)機(jī)制,通常采購的設(shè)備需要具有其國際專利許可,以確保實(shí)驗(yàn)研究項(xiàng)目的順利申報(bào)。
d) 制造商的生產(chǎn)規(guī)模
制造商的品牌、生產(chǎn)規(guī)模以及其所擁有的生產(chǎn)資格認(rèn)證,都從側(cè)面反映了其供應(yīng)設(shè)備的質(zhì)量、信譽(yù)以及對(duì)客戶的服務(wù)保證。
2. 生產(chǎn)企業(yè)考慮因素
參考科研單位選購小型設(shè)備的考慮因素,對(duì)于生產(chǎn)型企業(yè),使用不同品牌的多肽合成儀往往還應(yīng)考慮其連貫完整的設(shè)備生產(chǎn)線,從小型合成規(guī)模至生產(chǎn)型合成規(guī)模的各種設(shè)備齊全。通常大型設(shè)備可根據(jù)反應(yīng)器大小判斷其合成規(guī)模,通?稍诰切割的玻璃材質(zhì)反應(yīng)器/反應(yīng)釜需達(dá)100L,可保證批量產(chǎn)數(shù)十公斤的多肽產(chǎn)品。
七、學(xué)術(shù)文獻(xiàn)
1. “ß-Amino Acid Analogs of an Insect Neuropeptide Feature Potent Bioactivity and Resistance to Peptidase Hydrolysis”(Applied Biosystems I-Inc.Multipep automated peptide synthesizer 433)
2. “Fast conventional Fmoc solid-phase peptide synthesis with HCTU”(Applied Biosystems I-Inc.Multipep automated peptide synthesizer 433A)
3. “Synthesis and Primary Characterization of Self-Assembled Peptide-Based Hydrogels” (Applied Biosystems I-Inc.Multipep automated peptide synthesizer 433)
4. “Inclusion Volume Solid-phase Synthesis”(AAPPTec Multipep automated peptide
synthesizer Apex 396)
5. “Synthesis of an isotopically labelled analog of the antimicrobial Peptide LL-37”(AAPPTec Multipep automated peptide synthesizer Apex 496)
6. Microwave-assistant peptide synthesis (CEM)
7. Application of Proteases to the Identification of Chiral Modifications in Synnthetic Peptides(CS 936 peptide synthesizer)
8. Kinetic Rationale for Selectivity toward N- and C-terminal Oxygen-dependent Degradation Domain Substrates Mediated by a Loop Region of Hypoxia-Inducible Factor Prolyl Hydroxylases (CS 336 peptide synthesizer)
9. Phase I Immunotherapeutic Trialwith Long Peptides Spanning the E6 and E7 Sequences of High-Risk Human Papillomavirus 16 in End-Stage Cervical Cancer Patients Shows LowToxicity and Robust Immunogenicity (CS 536 peptide synthesizer)
10. 固相合成法制備環(huán)肽Hymenistatin1及其含statine的類似物(CS536全自動(dòng)多肽合成儀)
11. “The rheumatoid arthritis shared epitope increases cellular susceptibility to oxidative stress by antagonizing an adenosine-mediated anti-oxidative pathway”(PTI Multipep automated peptide synthesizer PS3)
12. Inhibitors of Protein Kinase a Anchoring (Multipep automated peptide synthesizer, INTAVIS Bioanalytical Instruments AG, Koeln, Germany)
13. Multi-Component, Multi-Functional Nanomedical Systems for Drug/Gene Delivery (INTAVIS AG)