多肽合成儀的發(fā)明和應用簡介
美國洛克菲勒大學教授Bruce Merrifield 在1963年發(fā)明的多肽固相合成技術（SPPS）是多肽合成領域的一個重大突破，對化學，生化，醫(yī)藥，免疫和基因科學等學科和領域都起了巨大的推動作用。 他本人也因此項發(fā)明榮獲1984化學諾貝爾獎。
固相合成法的誕生
多肽合成研究已經走過了一百多年的光輝歷程。1902年，Emil Fischer首先開始關注多肽合成，由于當時在多肽合成方面的知識太少，進展也相當緩慢，直到1932年，Max Bergmann等人開始使用芐氧羰基(Z)來保護α-氨基，多肽合成才開始有了一定的發(fā)展。到了20世紀50年代，有機化學家們合成了大量的生物活性多肽，包括催產素，胰島素等，同時在多肽合成方法以及氨基酸保護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提供了實驗和理論基礎。
1963年，Merrifield首次提出了固相多肽合成方法(SPPS)，這個在多肽化學上具有里程碑意義的合成方法，一出現就由于其合成方便，迅速，成為多肽合成的首選方法，而且?guī)砹硕嚯挠袡C合成上的一次革命，并成為了一支獨立的學科——固相有機合成(SPOS)，為此，Merrifield榮獲了1984年的諾貝爾化學獎。Merrifield經過了反復的篩選，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α-氨基并在固相多肽合成上使用，同時，Merrifield在60年代末發(fā)明了第一臺全自動多肽合成儀，并首次合成生物蛋白酶，核糖核酸酶(124個氨基酸)。
1972年，Lou Carpino首先將9-芴甲氧羰基(FMOC)用于保護α-氨基，其在堿性條件下可以迅速脫除，10min就可以反應完全，而且由于其反應條件溫和，迅速得到廣泛使用，以BOC和FMOC這兩種方法為基礎的各種肽自動合成儀也相繼出現和發(fā)展，并仍在不斷得到改造和完善。同時，固相合成樹脂，多肽縮合試劑以及氨基酸保護基，包括合成環(huán)肽的氨基酸正交保護上也取得了豐碩的成果。
多肽合成儀的誕生
多肽固相合成技術的發(fā)明同時促進了肽合成的自動化。世界上第一臺真正意義上的多肽合成儀出現在1960年代末至1970年代初期，它是利用氮氣鼓泡或者震蕩來對反應物進行攪拌，用計算機程序控制來實現有限度的自動合成。即為后來總結歸納出的第一代多肽合成儀。雖然在攪拌方式和其他各項功能方面有著明顯的缺陷，但是它畢竟把人從實驗室里解放出來，極大地提高了工作效率，所以受到了多肽科學家的一致贊揚。
多肽合成儀的運行原理
多肽合成儀以固相合成為反應原理，在密閉的防爆玻璃反應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、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品提純的難度。為了防止副反應的發(fā)生，參加反應的氨基酸的側鏈都是保護的。羧基端是游離的，并且在反應之前必須活化。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，現在大多采用Fmoc法合成，但對于某些短肽，tBoc因其產率高的優(yōu)勢仍然被很多企業(yè)所采用。
多肽合成儀具體合成由下列幾個循環(huán)組成：
1） 去保護：Fmoc保護的柱子和單體必須用一種堿性溶劑（piperidine）去 除氨基的保護基團。
2） 激活和交聯：下一個氨基酸的羧基被一種活化劑所活化�；罨膯误w與游離的氨基反應交聯，形成肽鍵。在此步驟使用大量的超濃度試劑驅使反應完成。循環(huán)：這兩步反應反復循環(huán)直到合成完成。
3） 洗脫和脫保護：多肽從柱上洗脫下來，其保護基團被一種脫保護劑（TFA） 洗脫和脫保護。
多肽合成儀的檢測方法
a) UV Monitor
多肽合成儀的檢測方法
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，客戶可根據實驗的需要選購。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效果，從而針對特定的序列做合成設置的調整，最終達到最佳合成效果。
對于不熟悉多肽合成儀操作的用戶來說，UV Monitor是相當重要的。
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驗。
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，其檢測結果，如果有游離氨基的時候，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的吡啶溶配制中的吡啶需要經過茚三酮處理后，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，或樹脂出現蘭色，紅褐色，表明還有游離氨基，否則說明連接完全。
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