全自动多肽合成仪基于固相多肽合成法(SPPS),通过自动化控制实现多肽链的逐步构建,其操作流程涵盖设备准备、合成执行、产物处理及结果分析四大阶段,具体如下:
一、设备准备与校准
1.安装调试
由专业技术人员完成设备安装,确保溶剂储液瓶、气体管道连接紧密,仪器各部件完好无损。
2.压力检查
打开电源及压缩空气开关,确认压力范围:
空气压力(AIR):60-100 psi
氮气压力(N₂):5-10 psi
3.系统校准
根据制造商说明书,对泵、阀、检测器等系统进行校准,包括:
温度控制测试
反应器混合搅拌效率验证
氨基酸推瓶与取液针精度校准
UV检测器波长准确性验证
4.反应容器选择
根据合成规模(如毫克级至克级)选择合适容器,确保材料(如聚苯乙烯或聚酰亚胺)不与反应物或溶剂发生反应。
二、合成前材料准备
1.试剂配制
氨基酸:按合成方案称量,确保新鲜纯净,避免杂质引入。
活化试剂:如HBTU、DCC等,按比例与氨基酸混合。
溶剂:DMF(N,N-二甲基甲酰胺)、DCM(二氯甲烷)等,用于溶解试剂和洗涤。
2.树脂处理
将树脂加入固相合成仪,用DCM溶胀后抽干。
用DMF洗涤树脂,去除杂质,洗涤结束后抽干备用。
3.参数设定
根据多肽序列和长度设定反应条件,包括:
温度:脱保护、偶联等步骤的精确控温(如室温至50℃)。
时间:每步反应持续时间(如脱保护5-15分钟,偶联15-30分钟)。
压力:控制气体压力以优化反应效率。
三、自动化合成执行
1.脱保护(Deprotection)
使用试剂去除前一个氨基酸的保护基团(如Fmoc基团)。
洗涤:用DCM、甲醇等溶剂洗涤,去除残留试剂。
2.偶联(Coupling)
活化:将新氨基酸与活化试剂(如HBTU/DIPEA)混合,形成活性中间体。
反应:将活化后的氨基酸溶液投入反应柱,补充DMF至适当浓度,搅拌进行缩合反应,形成肽键。
3.洗涤与纯化
每步反应后,用DMF洗涤反应柱,清除未反应物质和副产物。
重复脱保护和偶联步骤,直至多肽链达到预定长度。
4.实时监控
通过UV检测、质谱分析等方法监控反应进程,确保每一步按预期进行。
调整参数:根据监控结果自动优化反应时间、温度等条件。
四、产物切割与纯化
1.切割(Cleavage)
配置裂解液(如TFA强酸溶液),提前冷藏保存。
将肽树脂加入反应釜,加入预冷裂解液,搅拌反应以将多肽从树脂上裂解下来。
2.后处理
裂解结束后放出反应液,抽滤除去树脂,并用TFA洗涤。
浓缩:将裂解液转入旋转蒸发仪,室温浓缩至小体积。
3.沉淀与收集
使用沉淀剂(如甲基叔丁基醚)使多肽析出,通过离心、洗涤得到粗肽。
4.高效纯化
采用HPLC(高效液相色谱)等方法纯化粗肽,去除杂质并分离目标多肽。
冻干处理:将纯化后的多肽溶液旋蒸除去有机溶剂,置于冻干机中设定升温程序进行冻干。
五、结果分析与记录
1.质谱分析:使用质谱仪确认合成物的分子量和氨基酸序列,验证合成成功性。
2.核磁分析(可选):对多肽进行进一步结构分析,提供原子间连接方式和空间构型信息。
3.实验记录:详细记录每一步操作参数和结果,包括试剂使用量、反应时间、温度、压力等。
4.报告生成:总结合成过程中的关键数据和产物纯度信息,生成实验报告,为后续研究提供参考。
