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多肽合成仪手册

多肽合成仪手册
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SYMPHONY

1. 系统简介与说明

1.1 简介

Symphony主窗口如下所示,其中包含了系统中所有菜单栏和图标工具栏,其相应的功能包括:编写肽序列、编辑程序、合成操作、执行一个单步操作、计算氨基酸的重量和溶剂的体积等。窗口的底部是系统状态栏,显示当前N2、真空及空气的状态和计算机时间,同时,当一个废液桶充满后,会显示警告信息。操作者正在进行的很多相关操作状态都会在状态栏中显示。

使用Symphony窗口可使编程、编写肽序列、给反应器加压、选择某个肽序列等操作变得相当简单,只需鼠标点击,就可以执行。在此过程中,操作将按照默认参数进行。溶剂和试剂的名称分别显示在RV操作窗口和瓶准备操作窗口及报告中。默认条件下,系统使用的是肽化学中标准的溶剂名称和氨基酸名称,这些名称均来自于瓶准备操作窗口中显示的Good Laboratory Practice(GLP)文件,操作者可以创建和使用自定义的GLP文件。除此之外,本窗口中还有许多功能可供操作者使用,如:操作者可以在计算窗口中计算合成所需溶剂和试剂的量,可以创建一个新的自定义GLP文件,并且可以指定其为所有溶剂和试剂的GLP文件。计算窗口所用到的溶剂和试剂(AA)数据文件既可以由操作者自定义,也可以使用系统默认值。

不同窗口中有许多相同的功能部分,在共性帮助文档中有对应的解释。

1.2 系统概述

1.2.1 共性

在不同的窗口中有许多相同的功能部分,其中之一就是文件对话框,另外一个就是文件File Open(文件打开)按钮。操作者可以点击窗口右上方的“X”图标来关闭窗口,同样的功能也可以点击Close(关闭)按钮来实现。操作者可以通过点击窗口右上方的最小化和最大化图标来实现窗口的最小化和最大化。所有窗口中都有cursor和input focus。编辑控制框或编辑框可供操作者输入信息,当某个编辑控制框或编辑框被选中时,操作者可以在其中选择或输入信息,光标闪动的地方就是操作者可以输入信息的位置。通常情况下,光标是一条闪烁的线条,当然,操作者也可以自定义光标形状。如果操作者希望改变输入,只需简单的按动Tab键,如果希望反向移动,同时按shift和Tab键即可。操作者可以在编辑框中输入信息,可以在下拉式选择列表框中输入或选择某一信息,一般情况下,下拉式选择列表框

的背景是白色的,如果其背景是灰色的则说明此框只是用于显示信息,而不能输入信息。1.2.2 文件对话框

本系统中有两种文件对话框,一种是如下所示的Open(打开)文件对话框,另一个是Save(保存)或Save as(另存为)文件对话框。两种文件对话框功能相似,都允许操作者在文件目录中操作文件。当操作者初次打开文件对话框时,显示的文件位置是操作者目前希望打开或希望保存的某种类型文件的默认位置,对话框中显示的文件是按Files of Type框中的文件类型过滤的,Files of Type框决定了操作者可以打开或保存的文件类型。操作者可以通过在文件目录中选择一个文件名或输入一个文件名来作为保存当前数据的文件。

1.2.3 文件打开按钮

如果操作者点击File Open(文件打开)按钮,则打开一个对话框供操作者选择相应的文件,File Open(文件打开)按钮位于显示所选择文件名字的编辑框的右侧,如下图中鼠标所点的位置。

1.2.4 保存窗口

当操作者打开一个新文件,或关闭一个已经改动过的文件时,就会弹出一个保存窗口以提示操作者,有3种操作可供操作者选择,Yes、NO或Cancel。选择Yes则保存文件,并且关闭窗口;选择NO则不保存文件,并且关闭窗口;选择Cancel则取消当前的操作,不关闭窗口,回到之前的编辑状态。

1.2.5 工具提示(Tool Tips)

工具提示功能是和编辑框相关联的,尤其是和显示文件名字的编辑框相关联的,因为文件名有可能很长,在编辑框中并不能全部显示,在这种情况中下,全部的文件名就可以在工具提示中显示出来。要显示如下图所示的工具提示,只需简单的移动鼠标到对应的编辑框上,并且停留几秒,就会在编辑框下方出现一个显示文件全名的小窗口。

1.2.6 全局数据访问

如下图所示的全局数据访问编辑框提示操作者输入数据,操作者输入数据后,点击OK按钮确认数据修改,或者点击Cancel按钮放弃对数据的修改,然后返回到上级窗口。

1.2.7 主菜单栏

如下所示的主菜单栏包括:Peptide Editor(肽编辑)、Program Editor(程序编辑)、RV Operation(RV操作)、SetUp(设置)、Tools(工具)、Calculation(计算)、File(文件)、Window(窗口)和Help(帮助)。当点击选择了某一个菜单栏后,就会扩展出更多的子菜单供操作者选择。如果点击某一个菜单后并没有扩展子菜单出现,那么就会出现一个命令

New按钮或Open按钮来创建一个新的文件或打开一个已存在的文件,供操作者编辑。当选择了Open,都会显示打开文件对话框。当一个文件处于打开状态,可以选择Save或者Save as 操作,用当前的文件名保存修改内容或另外输入一个新的文件名保存修改内容,可以选择Print来打印文件内容。文件通常保存在默认目录下,当然,操作者可以把文件保存到任何文件目录下,也可以打开任何一个文件目录下的文件。菜单栏中的一些功能同样可以在图标工具栏中实现。

1.2.8 图标工具栏

主菜单栏下的第二行就是图标工具栏,设立图标工具栏的目的就是为了方便操作者执行某些菜单功能。如下所示的工具栏从左到右分别是:创建一个新的肽文件、打开一个已有的肽文件、创建一个新的合成/裂解(Cleavage)程序、打开一个已有的合成/裂解(Cleavage)程序、打开反应器操作(Open the Reaction Vessel Operations)窗口、打开合成进程(Synthesis Progress)窗口、打开溶剂/试剂瓶灌注和加压(Open the Solvent/Reagent bottles prime and pressure)窗口、保存当前窗口文件、另存当前窗口文件、打印当前窗口文件、打开数据计算窗口、启动系统计算器、正常退出和紧急停止。如果需要了解某个工具的具体功能,只需移动鼠标到相应的图标工具上,并且停留几秒即可。

当操作者编辑某个文件时,特推荐以下便利的操作:首先点击Save图标,保存所有的改动信息,然后,如果关闭窗口,就不会出现一系列对话框提示操作者是否要保存文件、如何保存文件等。

2.合成仪计算机操作软件

2.1 肽序列编辑(Peptide Sequence Editor)窗口

操作者可以通过几种方式进入到肽序列编辑窗口,既可以通过点击主菜单栏中的Peptide Editor菜单进入,又可以通过点击图标工具栏中创建一个新的肽/序列文件工具或者打开一个已有的肽文件/序列工具进入。

肽序列编辑允许操作者定义序列,定义序列中某一残基对应的合成程序,也就是肽文件。肽文件和序列文件的扩展名分别为“.pep”和“.seq”。操作者能够保存的文件个数取决于计算机上硬盘的存储量。肽文件和序列文件中保存的氨基酸残基个数不能超过200个。本窗口中各种工具和按钮如下图所示。

2.1.1 序列(Sequence)

在序列编辑窗口中可输入和显示肽序列。从N端到C端用窗口右半部分单个字母代表氨基酸残基,输入一个残基时,同时会对应一个默认程序,该程序显示在Synthesis Program

将一个或几个残基加亮选中,然后点击Set按钮即可。

2.1.2 当前程序(Current Program)

与某一指定残基相对应的程序显示在当前程序框位于的右侧,。

2.1.3 当前位置(Current Postion)

当前位置右侧显示的是光标在序列编辑框中从左边开始的位置。

2.1.4 长度(Length)

肽长度位于Length右侧,显示在序列编辑框中序列的长度。

2.1.5 分子量(Molecular Weight)

分子量位于Molecular Weight右侧,用于显示C端为羧基或氨基化合物的分子量,这取决于Termination框中的选择。程序使用试剂(AA)数据文件中的数据来计算分子量。

2.1.6 设置(Set)

Set(设置)按钮位于序列编辑框的下方,操作者直接用鼠标点击此按钮就可以进行设置操作,或者点击鼠标右健,在弹出菜单中选择Set项也可以进行设置操作。在设置操作中,操作者可以改变所选择氨基酸残基(处于加亮显示状态)的相应合成程序,对应的合成程序显示在Synthesis Program Selection(合成程序选择)框中。

2.1.7 剪切(Cut)、拷贝(Copy)和粘贴(Paste)

Cut(剪切)按钮、Copy(拷贝)按钮和Paste(粘贴)按钮位于序列编辑框的下方,可以对序列编辑框中的文本进行标准的Windows操作,也就是说操作者可以在同一个序列编辑框,或者从其他的序列编辑框,乃至任何支持剪切、拷贝和粘贴操作的应用程序中对文本进行相应的剪切、拷贝和粘贴操作。

2.1.8 合成程序选择(Synthesis Program Selection)

合成程序选择框位于Synthesis Program Selection标签下方,操作者可以在其中定义一个默认的合成程序,也可以通过点击位于Default Program标签右侧的文件打开按钮,改变与某个残基相对应的默认合成程序,这个改变后的新合成程序就成为在其后输入的任何残基的默认合成程序,在改变之前输入的残基仍然保持与他们相对应的旧的合成程序。操作者可以通过Set(设置)程序来达到同样的目的。

2.1.9 试剂(AA)数据(Reagent(AA) Data)

当前所使的试剂(AA)试剂显示在Reagent(AA) Date标签下方,该试剂(AA)文件给定了其下方按钮的名称,以及相应的用于创建序列的快捷键,操作者可以直接键入字母来创建序列,但每一次键入时,都会提示操作者是否希望通过直接敲字母键来创建序列。操作者还

2.1.10 C端选择(Termination)

C末端标签下是一个选择框,用于指定C末端是酸还是酰胺,要注意该选择框的显示,选择酸(Acid)就表明合成是从C端的第二个氨基酸开始的,而第一个氨基酸残基已事先连接在树脂上。选择Amide(氨基)表明合成是从C端的第一个氨基酸合成开始的。

2.1.11 文件说明(File Descritption)

操作者可以在文件说明编辑框中对文件进行注释和描述。

2.1.12 命令按钮

2.1.12.1 编辑程序(Edit Prog)

操作者点击Edit Prog(编辑程序)按钮可以打开如下所示的合成和裂解程序编辑窗口,用于编辑与光标所指残基相对应的程序。操作者如果希望改变程序,则可以使用此功能。

2.1.12.2 浏览程序(View Prog)

操作者点击View Prog(浏览程序)按钮可以打开如下所示的浏览合成和裂解程序窗口,其中显示与光标所在位置残基相对应的合成程序内容。本窗口只能浏览程序内容,而不能对其进行修改。操作者可通过点击窗口右上方的“X”图标来关闭窗口。

2.1.12.3 关闭(Close)

操作者点击Close按钮则关闭当前窗口,回到主菜单窗口。如果对肽/序列的内容进行了修改,在关闭窗口前,会弹出一个窗口提示操作者是否要保存修改内容,如果选择“Yes”,则会弹出另一个窗口继续提问操作者,是保存为肽文件?还是保存为序列文件?如果选择“Cancel”,则回到编辑窗口;如果点击OK按钮则出现保存文件对话框,引导操作者保存文件。在本软件中,肽文件和序列文件是不同的,肽文件中包含氨基酸序列以及想相应的合成程序两种信息,而序列文件只包含氨基酸序列信息,只有肽文件可以指定反应器进行合成。

2.1.12.4 保存(Save)和另存为(Save As)

从菜单栏和图标工具栏中都可以执行保存(Save)和另存为(Save As)操作,用原文件名或新输入的文件名保存文件。

2.1.12.5 打印(Print)

从菜单栏和图标工具栏中都可以执行打印(Print)操作,打印文件内容。

2.2 合成和裂解程序编辑(Synthesis and Cleavage Program Editor)窗口操作者可以通过几种方法进入到合成和裂解程序编辑窗口,既可以通过主菜单栏中的Program Editor进入,也可以通过图标工具栏中创建或打开来创建一个新的合成程序或打开一个已有的合成程序。

合成程序的保存和加载操作是分别进行的,目的是防止在合成过程中使用一个裂解程序,或者在裂解过程中使用一个合成程序。合成程序和裂解程序的文件扩展名分别为“.prg”和“.clv”。操作者保存的合成程序和裂解程序个数取决于计算机上硬盘的存储容量。合成/裂解程序中最多可以包含39个操作步骤(不包括同一操作的多次重复)。在合成和裂解程序编辑窗口中,每一操作步骤有6个可编辑的区域。

2.2.1 溶剂/操作(Solvent/Operation)

如下图所示的Solvent/Operation可以指定在程序某一步骤中要用到的溶液或要执行的操作。

可用的选择如下:

Solv1 –主要溶剂,如:DMF。

Solv2 –脱保护试剂,在DMF加入20%哌啶(v:v)

Solv3 –活化剂,例如:0.4NMM/DMF。强调的是在编程时,只有在反应试剂(氨基酸)步骤后才执行活化步骤。

Solv4 – N端封闭试剂,例如:醋酸酐。

Solv5 –第二种主要溶剂,如:二氯甲烷。

Solv6 –裂解剂,使用TFA裂解混合液。

Reagent(AA)- 一种氨基酸(在肽文件中指定的氨基酸)。

Dry –这个操作用于在cleavage之前从树脂中去除溶剂。这个选择按照Mix Time中指定的时间周期,间歇性地开启通过反应器顶部的氮气通道(nitrogen path)。

None –这个操作并不向反应器输送任何溶剂,但是可以按照Mix Time中指定的时间(如果有数值的话)长短,混合当前反应器中的溶液,然后从反应器向废液桶排放废液(如果Drain处于ON状态)。

2.2.2 体积(Volume)

Volume代表在操作步骤中用到指定溶液的体积,为1.25ml的倍数。

2.2.3 混合时间(Mix Time)

Mix Time代表混合溶液的持续时间或执行操作的时间。

2.2.4 排放(Drain)

Drain可以转换两种不同的状态,ON和OFF,分别代表在本操作步骤完成后,下一个操作步骤开始前,反应器中的溶液是排放,还是不排放。

2.2.5 重复(Rep)

2.2.6 注释(Comment)

Comment用于对操作步骤进行注释,例如:本步骤的目的等。

2.2.7 溶剂数据文件(Solvent Data File)

Solvent Data File用于显示当前正在使用的溶剂/活化剂数据文件,其名称就是在前述Solvent/Operation中所列出的溶剂/活化剂的名称。文件打开按钮允许操作者改变正在使用的溶剂/活化剂数据文件,以及在Solvent/Operation中列出的其他相应信息。

2.2.8 文件说明(File Description)

File Description用于对文件进行简单说明。

2.2.9 命令按钮

2.2.9.1 插入(Insert)

操作者可以点击Insert按钮在光标所在行之上插入一空行,或者在编辑框中插入一空行。也可将光标移到某一步骤号所在行上,然后点击鼠标右健,弹出一个子菜单,其中有Insert、Delete等选项,选择Insert项执行插入操作。

2.2.9.2 删除(Delete)

操作者可以点击Delete按钮删除光标所在行的内容,或者删除编辑框中的信息。也可以将光标移到某一步骤号所在行上,然后点击鼠标右健,弹出一个子菜单,在其中有Insert、Delete等选项,选择Delete项执行删除操作。

2.2.9.3 浏览(View)

点击View按钮则打开如下所示的合成/裂解程序浏览窗口,显示程序对应的各个步骤,在本窗口中不能修改任何内容。

2.2.9.4 清除(Clear)

点击Clear按钮则清除窗口中的内容,恢复为创建一个新程序操作的第一步时的初始状态。

2.2.9.5 关闭(Close)

操作者点击Close按钮则关闭当前窗口,回到主菜单窗口。如果操作者对程序进行了修改,在关闭窗口前,会弹出一个窗口提示操作者是否要保存修改内容,如果选择“Yes”,则会弹出另一个窗口继续提问操作者,是保存为合成程序文件?还是保存为裂解程序文件?如果选择“Cancel”,则回到编辑窗口;如果点击OK按钮则出现保存文件对话框,引导操作者保存文件。

2.2.9.6 保存和另存为(Save and Save As)

名或新输入的文件名分别保存文件。具体窗口显示如下图所示。

2.2.9.7 打印(Print)

操作者从菜单栏和图标工具栏中都可以执行打印文件操作。

2.3 反应器操作(Reaction vessel operation)

如下所示的窗口中有两个选项——自动操作和手动操作,当合成程序开始后,显示此窗口。操作者可以通过主菜单栏中的RV操作菜单,或者点击图标工具栏中的“打开反应器操作”工具来显示反应器操作窗口,或者使其在多个窗口的最前面显示。

2.3.1 自动操作(Automated Operation)

在如下所示的选项中,可以将Peptide/Sequence Editor(肽/序列编辑)窗口中创建的肽文件指定给反应器(RVs)进行合成操作。因为12个RVs完全独立运行,所以可以随时将一个肽文件指定给任何一个未使用的反应器。在RV Operation(反应器操作)窗口中,还可以将裂解程序依次指定给多肽反应器。在本窗口中,操作者可以使用Set Start按钮、Stop 按钮和Pause按钮,对合成操作在任意进度进行停止和暂停。

所有合成过程中的当前状态在窗口中连续显示,合成操作的进展情况均记录在合成报告文件中。为了让系统能够正确的将使用的试剂瓶和用单个字母表示的试剂对应起来,在肽文件中键入的单个缩写字母必须在当前有效的GLP(Good Laboratory Practice)文件中进行定义。如果在当前有效的GLP文件找不到某一个字母,在加载肽文件时,系统将警示操作者。在此情况下,肽合成操作仍然可以开始进行,当合成进行到含有那个找不到字母的残基时,系统会自动暂停合成过程,弹出一个提示,指出操作暂停的原因。

2.3.2 加载和运行肽(Loading and Running a Peptide)

为了启动一个肽合成操作,操作者必须首先加载一个肽文件。为此,可以用鼠标点击某个希望的RV所在行的文件按钮,文件打开按钮位于Peptide所在列相对应编辑框的右侧。当操作者选择了一个肽文件,则所选的文件名在编辑框中显示,并且在编辑框中显示的只是文件名本身,包括文件路径信息的全部文件名在工具提示中显示。要启动合成操作,只需点击位于本窗口同一行最左侧的Start按钮。与合成操作相关的各种信息分别在与RV同处一行的其他编辑控制框中显示。

注意:当加载一个新的肽文件时,与以前旧的肽文件相关的诸如Start、Stop和Pause 等所有信息都会丢失,特别指出的是即使一个裂解程序仍然显示,也不能执行。所有相关信息必须重新设置、重新指定。

2.3.3 开始(Start)按钮

程。当合成开始后,此按钮变为Pause按钮,因为在合成过程中,系统允许操作者暂停合成处理。当合成暂停后,此按钮显示为Resume,操作者点击此按钮可以继续进行合成。裂解程序启动后,此按钮显示为Rinse,操作者点击此按钮就可执行对应的冲洗(Rinse)操作。注意:如果操作者想更改或者取消暂停,在运行一个新的操作之前,必须使用Clear按钮将其清除。

2.3.4 显示区(Display Fields)

本窗口的显示区从左到右的顺序,第一个是RVs(1-12),第二个是Peptide,显示的是指定给每一个RV的肽文件名,其余显示的是合成状态信息。Length表示肽中氨基酸残基的个数,AA#表示正在偶联(being coupled)的氨基酸,Program表示指定给正在偶联的氨基酸合成程序,Step表示正在进行中的程序步骤,Reagent表示正在使用的溶剂/试剂名称。多数程序步骤都包含fill(填充)、mix(混合)以及drain(排放)等子步骤。Action表示正在进行中的子步骤,以及出现任何错误提示,Mix Time表示在混合子步骤中剩余的时间,Rep 表示正在进行之中编程步骤的重复次数。Action表示合成操作的状态,如;fill(填充)、mix(混合)、drain(排放)、Complete(完成)或者错误信息等。

2.3.5 裂解(Cleavage)

操作者点击选项最右侧的按钮,则弹出如下所示的Set Cleave Time/Date(设置裂解时间/日期)对话框。在指定了裂解程序之后,裂解程序名就出现在位于Cleavage字段下方的编辑框中。需要注意的是,当裂解程序执行之后,在Cleavage字段右侧的圆圈图标颜色变为红色,提醒操作者通往收集管(collection tube)的管路目前不可用。如果在合成过程结束后需要进行裂解操作,那么就应该在设置完合成程序之后,继续设置裂解程序。

Run和CLV下方的圆圈图标是一个用颜色来表示合成状态的指示器,灰色代表非激活状态,绿色代表运行状态,黄色代表处理过程暂停状态,红色代表停止状态。在Run字段下方的红色圆圈也代表RV目前没有使用,处于空闲状态。

2.3.6 命令按钮

2.3.6.1 设置(Set)

操作者点击Set(设置)按钮可以打开如下所示的自动操作编辑框窗口,用于设置多个RVs。

2.3.6.2 全部启动(Start All)

操作者点击Start All(全部启动)按钮就可以启动所有的RVs,而不用依次点击每一个Run(运行)按钮。当所有RVs处于运行状态时,其对应的按钮名称变为Pause All(全部暂

2.3.6.3 启动/停止(Start/Stop)

点击Start/Stop(启动/停止)按钮则显示如下所示的Set Start、Stop和Pause窗口。操作者可以在此窗口中对肽合成操作中任意操作步骤执行启动、停止和暂停操作。

2.3.6.4 清除(Clear)

点击Clear(清除)按钮则显示如下所示的Clear Reaction Vessels Setting(清除反应器设置)窗口,操作者可以在此窗口中选择并清除任意一个RVs,或者全部RVs的合成数据。为了防止误操作而意外清除正在运行的RVs的数据,在清除RVs数据操作之前,必须首先暂停这个RVs。

2.3.6.5 浏览报告(View Report)

点击View Report(浏览报告)按钮则显示如下所示的打开报告文件对话框,初始目录是Pro,窗口中显示存有合成报告文件的每一个RVs的子目录。在RVs文件目录中查找文件,选择希望打开的文件,点击Open按钮,则会在文字处理程序中打开这份文件的一份拷贝。操作者所浏览的内容只是进展报告的一份拷贝,当关闭文字处理程序后,这份拷贝就会被删除。

2.3.6.6 关闭(Close)

操作者点击Close按钮则关闭当前窗口,回到主菜单窗口。

2.4 手动操作(Manual Operation)

在手动操作选项中,无论反应器是处于没有使用状态,还是处于暂停操作状态,操作者都可以对任何一个反应器中的合成进行单步编程控制。如果一个指定RV的合成操作被暂停,那么操作者可以对这个RV进行手动操作,这些操作都记录在这个RV合成报告中。本窗口中出现的各种工具和按钮详见如下窗口。

2.4.1 加载和运行操作程序(Loading and Running an Operation)

加载和运行操作程序涉及到从下拉式列表框Operation/Solven中和Reagent(AA)中选择需要的参数,输入混合时间、选择是否排放、输入重复操作次数、输入体积数值、点击Start 按钮。所有这些都做完之后,操作将会进行,直至完成。操作者可以重复进行操作,或者定义新的参数,开始新的操作。

2.4.2 开始(Start)按钮

每一个RV都有一个对应的Start按钮,操作者点击此按钮就会启动对应RV中的手动操作步骤。当操作开始后,此按钮变为Pause按钮,操作者可以暂停操作。当操作暂停后,此按钮显示为Resume,操作者点击此按钮就可以继续执行。此按钮上会显示各种操作,操作者点击此按钮就可执行对应的操作。注意:如果操作者为了更改或者启动一个新操作而暂停了

2.4.3 显示区(Display Fields)

本窗口的显示按从左到右的顺序,第一个是RVs(1-12),第二个是Operation/Solvent,表示在程序的指定步骤中用到的溶液或者操作。这个列表框中实际显示的内容取决于当前使用的GLP文件(Active Good Laboratory Practive File)。

可选择如下:

Solv1 –主要溶剂,如:DMF。

Solv2 –脱保护溶液,在DMF加入20%哌啶。

Solv3 –活化剂溶液,例如:0.4 NMM/DMF。

Solv4 – N端封闭溶液,例如:醋酸酐。

Solv5 –第二主要溶剂,如:二氯甲烷。

Solv6 –裂解液,使用TFA裂解混合液。

Reagent(AA)—一种氨基酸(在肽文件中指定的氨基酸)。

Dry –在cleavage之前从树脂中去除溶剂。这个选择按照Mix Time中指定的时间周期,间歇性地开启通过反应器顶部的氮气通道(nitrogen path)。

None –按照Mix Time中指定的时间(如果有数值的话),混合反应器中的溶液,但是并不增加溶剂,然后从反应器向废液桶排放废液(如果Drain处于ON状态)。

Collect –将反应器中的溶液排向相应的裂解液(cleavage compartment)收集管(collection tube)。收集管必须安放到位,软件才能接受这个命令。

Collect Clean –为了防止污染,在进行完裂解收集(cleavage collection)操作后,可以使用此命令,用Solv 5对管路和收集管进行冲洗操作。本操作要求收集管必须安放到位,并且每一次裂解收集(cleavage collection)操作后,都要执行。在执行本操作之前,将出现一个警告窗口,防止由于误操作而将Solv 5中的溶剂排向已完成了收集操作的收集管。

Rv Clean –当反应器中的裂解操作完成后,需使用Rv Clean操作。首先,重新安放一个特殊带冲洗管(rinse tube)的适当反应器,在位于窗口下半部分的RV #12列表框中选择Rv Clean操作,并按回车键确认,仪器就会自动对Rv底部到Rv管路顶部,溶液所涉及到的所有地方用3种溶液进行冲洗操作。不用指定混合时间、循环次数或体积等参数。本次操作包括:两次用脱保护溶液冲洗和两次用Solv 5冲洗,将会彻底清洁整个RV管路。

2.4.4 Reagent(AA)(试剂)

在Operation/Solvent框中选择了Reagent后,就激活了位于Reagent(AA)下方的下拉式编辑框。在这个下拉式编辑框中有20种选择项供操作者选择,20种选择对应着20个AA

2.4.5 混合时间(Mix Time)

Mix Time代表溶液混合持续时间或执行操作的时间。

2.4.6 排放(Drain)

Drain可有两种不同的状态,ON和OFF,分别代表在本操作步骤完成后,下一个操作步骤开始之前,反应器中的溶液是排放掉,还是保留。

2.4.7 重复(Rep)

Rep表示操作步骤的重复次数(最大值为9)。

2.4.8 体积(Volume)

Volume表示在操作步骤中用到的指定溶液的体积,为1.25ml的倍数,最大倍数为9。这个倍数必须选择适当,它与合成规模(scale)和溶液浓度(concentration)是相关的。

2.4.9 命令按钮

2.4.9.1 设置(Set)

操作者点击Set按钮则打开如下所示的手工操作编辑窗口(Manual Operations Global Edit),可以对Rvs1到全部Rvs指定组合设置参数。

2.4.9.2 全部暂停(Pause All)

操作者点击Pause All按钮则会暂停加亮的反应器操作,此按钮在点击之后变为Resume 按钮,同时,在Run下方圆圈图标变为黄颜色。在Action中显示在暂停之前正在执行的步骤号。注意:如果操作者想更改或者启动一个新操作而暂停了合成,那么在指定一个新操作前,必须使用Clear按钮消除相关信息。

2.4.9.3 清除(Clear)

操作者点击Clear按钮则打开清除反应器设置(Clear Reaction Vessels Settings)窗口,以清除所选择的RVs。

2.4.9.4 关闭(Close)

操作者点击Close按钮则关闭当前窗口,回到主窗口。

2.5 清除反应器设置(Clear Reaction Vessels Settings)

本功能位于反应器操作窗口,无论是在自动操作窗口选项中,还是手动操作窗口选项中,都有此功能。

点击Clear按钮将把所选择的非激活状态下的RV所在行的所有参数信息清除掉。为了防止由于误操作而清除激活状态下RV的信息,在清除之前,必须将该RV变为暂停状态。点击Clear按钮后,将打开一个如下所示的清除反应器设置的窗口,可以选择清除某一指定的反

Close按钮。

2.5.1 命令按钮

2.5.1.1 全选(Select All)

全选功能,选择所有暂停状态下的反应器后,可全部清除其设置。

2.5.1.2 清除(Clear)

清除所选择反应器所在行的所有设置。

2.5.1.3 关闭(Close)

操作者点击Close按钮则关闭当前窗口,回到反应器操作(Reaction Vessel Operation)窗口。

2.6 设置裂解时间和日期(Set Cleave Time and Date)

点击自动操作窗口中Cleave旁边的命令按钮,则打开本窗口。在如下所示的设置裂解时间和日期窗口中,操作者可以在合成操作完成之后直接裂解,也可以在指定的日期和时间内裂解,也可以立即进行裂解。相对应的反应器号码在本窗口的标题栏中显示。

2.6.1 选择裂解程序(Select Cleavage Program)

选择一个要执行的裂解程序,只需用鼠标点击文件打开图标,选择希望打开的程序文件。选择后,将激活运行裂解程序的三个选择按钮,分别是:Cleage at end of synthesis(合成结束后进行裂解)、Cleave by Time and Date(在指定日期和时间进行裂解)和Cleave Now (立即进行裂解),从中选择一个,点击OK按钮确认。

2.6.2 合成结束后进行裂解(Cleage at end of synthesis)

选择Cleage at end of synthesis意味着在裂解操作之前,必须先运行合成操作,或者完成合成操作。裂解操作的步骤写入与现在的合成操作中RV所对应的报告文件中。

2.6.3 在指定日期和时间进行裂解(Cleave by Time and Date)

选择了Cleave by Time and Date后,Time编辑框和Date编辑框变为可编辑状态。输入的日期和时间格式分别为:MM-DD-YY和HH:MM:SS,时间采用24小时制。裂解操作将在指定的日期和时间进行。合成程序和裂解程序可不必对应。

2.6.4 立即进行裂解(Cleave Now)

选择Cleave Now,点击OK按钮确认后,本窗口关闭,回到自动操作窗口,开始裂解操作。此选择并不要求合成程序和裂解程序相对应。用这种方法执行裂解操作将产生一个新的、单独的报告文件。

2.6.5.1 确认(OK)

点击OK按钮,接受选择。

2.6.5.2 取消(Cancel)

点击Cancel按钮,取消所作的修改,关闭本窗口,回到RV操作窗口。

2.7 设置开始、停止和暂停(Set Start,Stop and Pause)

如下所示的窗口允许操作者改变正常程序的开始、、停止,或者在合成程序中设置暂停,以便进行手工处理。开始、停止和暂停分别在Start选项、Stop选项和Pause选项中设置。其中显示的残基名称、溶剂、试剂均取自当前的GLP文件。Start选项、Stop选项和Pause 选项中显示的开始、停止和暂停位置都是按照从左到右的次序确定的。在Start选项和Stop 选项中,对应每一个操作步骤,只允许设置一个开始和一个停止,允许在设置的开始和停止之间重复进行操作。而在Pause选项中可以根据需要设置多个暂停。

设置开始和停止的功能一般用于多个片段长肽的合成。对于由一个文件表示的整个肽,操作者可以选择某一片段的C端第一个氨基酸(c-term)和片段最后一个氨基酸进行偶联。注意:如果对停止进行了编程,那么系统会认为合成过程将要完成,在RV操作窗口中的操作指示(Action Indicator)栏将显示“Complete”,也就是说,合成操作不能继续进行。为了要继续进行合成过程,唯一的办法是在自动操作窗口中加载一个新的合成文件,对新的合成程序的开始进行编程,使其位于原来的肽合成操作中下一步骤或者下一次循环的开始上。设置开始的功能在突然断电的情况下也非常有用。合成报告文件记录最后一个步骤或者最后一次循环的执行过程,根据报告文件中的信息,操作者就能够对新的合成程序的开始进行编程,使其位于原来的肽合成操作中下一步步骤或者下一次循环的开始上,从而达到完成整个合成操作的目的。

2.7.1 选择反应器(Select RV)

在选择RV的下拉式列表框中选择了某一个RV后,合成过程和序列也就显示出来。操作者选择想要设置开始、停止和暂停的残基,再选择程序步骤和重复次数,然后点击Apply按钮。选择过程中,只允许设置一个开始和一个停止,但可以设置多个暂停。

2.7.2 序列显示(Sequence Display)

序列显示一次可以显示16个残基,如果序列长度超过16个残基,可以通过滚动条将其他部分显示出来。要选择一个开始、停止和暂停,只需用鼠标选择,并点击就可以了,所点击残基的名称就会在Amino Acid旁边的编辑框中显示,在程序下方的下拉式列表框填写的是程序步骤或某一步骤中循环次数,允许操作者从中选择,并设置开始、停止和暂停。

Amino Acid旁边的编辑框中显示的是当前操作者所选择的氨基酸。

2.7.4 合成程序(Synthesis Program)

这个编辑框显示的是与当前操作者所选择进度相对应的程序。

2.7.5 针对某一步骤设置开始、停止和暂停(Set Start,Stop and Pause Before Step)允许操作者选择与当前进度相对应的程序步骤,结果在合成程序编辑框显示,并选择某一执行步骤中的开始、停止和暂停。

2.7.6 针对循环操作设置开始、停止和暂停(Set Start,Stop and Pause Before Rep)允许操作者选择某一步骤中的循环操作,并选择循环操作的开始、停止和暂停。

2.7.7 暂停选项(Pause Tab)

因为允许操作者选择多个暂停点,在如下所示的暂停选项中参数比开始选项和停止选项要多一些。在每一个操作步骤和每一次循环操作中的每一个残基都可以编程控制暂停。在指定的操作步骤或指定的循环操作完成之后,暂停处理。在残基中的暂停在位于程序步骤和循环次数编辑框右侧的列表框中显示。如果希望在残基中增加一个暂停点,只需简单的选择一个程序步骤和循环次数,然后点击位于这个列表框上方的Add按钮即可。如果想删除一个暂停点,只需简单的选择一个程序步骤和循环次数,加亮,然后点击位于这个列表框上方的Delete按钮即可。需要注意的是:虽然暂停点已经增加到列表框中的某一步骤,但并没有指定给合成程序,直到点击Apply按钮。对于暂停点的删除操作也一样,必须点击Apply按钮才能生效。

编程控制合成程序中某一特定进度的暂停将会使合成进程在这个进度时临时暂停。暂停一般都是由于工作需要而设置的,例如:为了测试树脂上的产物是否反应完全,或者为了将树脂分成较小的部分以备合成肽库之用等。当执行暂停操作后,在自动操作窗口中的操作指示显示为Pause,同时旁边的圆圈图标变为黄颜色。当操作者准备好继续进行合成时,只需点击Resume按钮,合成进程将在原程序中的下一个步骤,或下一次循环开始。RV字段显示指定的操作正在进行,旁边的圆圈图标变为绿颜色。如果在暂停操作时,希望再次偶联氨基酸,或脱保护等,可以点击手动操作选项,在手动操作选项中进行相应的手动操作。当手动操作完成后,点击自动操作选项,回到自动操作状态,选择RV,使之加亮,点击Resume按钮,继续进行原来的合成进程。

2.7.8 命令按钮

2.7.8.1 应用(Apply)

点击Apply按钮,保存操作者所做的修改,并立即将所做的修改应用到操作中。也可以

改,选择Yes则保存修改内容。

2.7.8.2 关闭(Close)

点击Close按钮,关闭本窗口,回到RV操作窗口。

2.8 自动操作编辑(Automated Operation Global Edit)

如下所示的Automated Operation Global Edit窗口的目的是简化在自动操作选项中肽文件和裂解程序的参数输入,允许操作者选择并打开一个肽文件和裂解程序文件,将打开文件内容作为一个RV或全部RV的设置参数。操作者使用文件打开按钮来加载肽文件,使用位于Cleavage标签旁边的图标按钮来加载裂解程序。

2.8.1 命令按钮

2.8.1.1 清除(Clear)

点击Clear按钮,将清除所指定行上打开文件的内容。

2.8.1.2 全选/全不选(Select All/ Deselect All)

点击Select All按钮,将一次性的选择全部12个RVs,点击Deselect All按钮,将一次性的取消对全部12个RVs的选择。

2.8.1.3 应用(Apply)

点击Apply按钮,将肽文件或者裂解程序文件的内容应用到在自动操作选项中所指定的RVs。

2.8.1.4 关闭(Close)

点击Close按钮,关闭本窗口,回到RV操作窗口。

2.9 手动操作编辑(Manual Operation Global Edit)

如下所示的Manual Operation Global Edit窗口的目的是简化在手动操作选项中操作名称、试剂、混合时间、排放、循环次数以及体积等参数的输入,允许操作者选择某些参数,或者选择所有参数作为一个RV或全部RV的设置参数。

2.9.1 命令按钮

2.9.1.1 清除(Clear)

点击Clear按钮,将清除任何修改内容,恢复原来的名称以及在Operation/Solvent、Drain、Rep和Volume的原内容。

2.9.1.2 全选/全不选(Select All/ Deselect All)

点击Select All按钮,将一次性的选择全部12个RVs,点击Deselect All按钮,将一次性的取消对全部12个RVs的选择。

点击Apply按钮,将与所指定RVs对应的操作、试剂以及其他参数值应用到在手动操作选项中。

2.9.1.4 关闭(Close)

点击Close按钮,关闭本窗口,回到RV操作窗口。

2.10 合成进程(Synthesis Progress)

可以通过两种方式进入到如下所示的Synthesis Progress窗口,它是RV Operation窗口之下的一个可选窗口,既可以通过点击主菜单栏中的Show Progrss菜单进入,又可以通过点击图标工具栏中的打开合成进程(Synthesis Progress)工具进入。如下所示的本窗口显示每一个反应器以及与之对应的当前肽文件。由于肽正在合成,所以序列背景颜色从紫罗兰色到黄色,按从右往左的顺序,右边的代表已经完成的氨基酸合成程序。正在进行合成的氨基酸,其背景颜色是绿色的。

2.10.1 命令按钮

点击Close按钮,关闭本窗口,回到RV操作窗口。

2.11 清除冲洗状态(Clear Rinse State)

如下所示的Clear Rinse State窗口,是通过点击主菜单栏中的RV Operation菜单中的Clear Rinse(清除冲洗)命令进入的。冲洗状态表明在裂解操作执行之后,对收集管路是否进行清洗操作。如果需要进行冲洗操作,则系统会在自动操作选项中的Start按钮上,将Start 变为Rinse。如果与某一个RVs对应的按钮上显示了Rinse,则说明这个RVs需要冲洗。操作者也可以设置Start按钮,那么在此按钮上就显示Start,允许操作者执行其他的操作,而不必是冲洗操作。为此,操作者需要进入本窗口,指定某一个RVs,点击Clear按钮,清除冲洗设置,则所指定的RVs对应Start按钮上显示的Rinse将重新变为Start。

2.11.1 命令按钮

2.11.1.1 全选(Select All)

点击Select All按钮,将一次性选择全部的RVs,如果已经全部选择了,点击按钮,将一次性取消对全部RVs的选择。

2.11.1.2 清除(Clear)

点击Clear按钮,将清除指定RVs的冲洗设置。

2.11.1.3 关闭(Close)

点击Close按钮,关闭本窗口,回到主菜单窗口。

3. 设置

下一页显示的Operation Times屏幕,为仪器各种功能(如清洗、混合和排放时间)指定了时间变量。在Operation Times中输入的数值,以秒为单位指定了仪器执行各种功能所需时间。例如,如果某个反应器DRAIN中的操作时间被设置为20秒,那么无论何时从反应器中排放溶液,其操作持续时间为20秒。这些Operation Times由厂家指定了默认值。这些默认值是与合成规模与合成条件相适应的。在更改默认操作时间之前,用户详细地了解这些操作是很重要的。

DRAIN中(对每一个反应器)的操作时间表示溶液排放将要执行一个指定的时间。这与反应器中溶液的实际排放时间是不同的,实际排放时间可能要比该设置时间短。可以为该操作指定最短时间是0秒,最长是40秒。默认的DRAIN(排放)时间是20秒。这可以充分排除各种合成条件下容器中的所有溶剂。在特殊情况下,可以需要指定更长的时间。但是,为每一次排放指定的时间越长,每一个合成周期需要的总时间也越长。

Symphony传感器和软件系统是设计用于监视仪器操作的,注意到这一点很重要。在排放过程中,会对传感器编程,以核实反应器排放管从没有液体到充满液体,之后又没有液体的过程,这表示排放已经完成。如果在排放时间内传感器没有检测到这个过程,该软件将自动启动再次排放,或者第三次排放。在启动第三次排放后,如果传感器没有检测到排放是否完成,反应器中的合成将会停止,在RV屏幕的状态栏中会显示一条出错提示。为防止合成中断,在Operation Times中指定的时间值必须保证足以排空反应器。20秒的默认值确保了大多数情况下充足的排放时间。

CLEAR指定了反应器加入溶剂后,氮气将溶剂吹出管路的时间。最短0秒、最长40秒,建议的默认时间是10秒,每一次加入溶剂后能充分地吹出从管路到容器的溶剂。更长的吹冲时间会增加总的合成时间。

MIX ON和MIX OFF是以秒为单位指定了向反应器吹入氮气的持续时间(Mix On)与停止吹入氮气的持续时间(Mix Off)。最小值是0秒、最大值是40秒。默认的Mix On时间是1秒,Mix Off时间是14秒。在冲洗、偶联有混合操作的,氮气将自动交替执行1秒钟的ON (开)和14秒钟的OFF(关)。可将时间设置为氮气连续吹入,但对合成过程的影响不大,而且会消耗大量的氮气。

DRY ON和DRY OFF类似于Mix On/Mix Off,与树脂的干燥操作相关。例如,在裂解前进行SOLV 5冲洗(二氯甲烷)之后,通常是用吹入氮气的方法对树脂进行干燥。DRY ON指定了从反应器顶部吹入氮气的持续时间。DRY OFF指定了不吹气的持续时间。DRY ON的默认设置是10秒,DRY OFF是20秒。因此,在10分钟干燥操作过程中,会交替执行10秒钟向

CLVOFF时间类似于MIX OFF时间,在裂解的混合步骤中,氮气的MIX ON时间被固定为1秒,唯一的选项是改变OFF值。这与CLVOFF时间有关。其默认设置为120秒,例如,在整个裂解混合时间内,氮气会搅拌树脂1秒钟,然后停止搅拌120秒钟。CLVOFF最短为0秒,最长为200秒,设置CLVOFF时间相对较长一些,这是由于TFA裂解剂不稳定。

3.1.1 命令按钮

3.1.1.1 Send

Send用于把当前打开的操作时间文件发送给Symphony仪器,以执行这些操作时间。

3.1.1.2 Defaults

Defaults用于加载出厂的默认值。

3.1.1.3 Close

Close用于退出当前屏幕,并回到主菜单屏幕。如果操作者对该文件作了修改,就会出现一个Save窗口,询问是否保存修改。如果操作者按下Yes,就会出现一个Operation Times File Save对话框,操作者可以保存文件。Operation Times文件的扩展名为.opt。

3.2 Reagent(AA)Data

通过主菜单上的SetUp,可以使用Reagent(AA)Data选项。Reagent(AA)Data Editor 屏幕是用于设置反应物或氨基酸的数据表,氨基酸有保护和未保护两种形式。Reagent Data 文件用于Peptide/Sequence Editor、Calculations和Calculate Yields,并且也用在Good Laboratory Practice文件中。在Bottle Preparation屏幕中指定了一个GLP文件后,这些Reagent Data文件就会用于所有的RV操作。Reagent Data的扩展名为.aa。

Reagent(AA)Data屏幕上共有六列。第一列代表反应物的位置,编号从1到20(表示瓶子的位置)。第二列用大写的单字母代表反应物(氨基酸)。第三列是表示反应物(氨基酸)名称三个字母的缩写。第四列是反应物(氨基酸)的全称。第五列是未保护氨基酸的分子量,最后一列是保护氨基酸的分子量。

3.2.1 命令按钮

3.2.1.1 Defaults

Defaults可以把数据表设置成系统默认值。

3.2.1.2 Clear

Clear用于清除数据表中的所有值。

3.2.1.3 Close

Close用于退出当前屏幕,并回到主菜单屏幕。如果操作者对该文件作了修改,那么在单

Save Reagent(AA)Data As对话框,操作者就可以保存文件了。Reagent(AA)文件的扩展名为.aa。

3.2.1.4 Save和Save As

Save和Save As是通过菜单和图标工具执行,分别以相同或不同的名称保存文件。

3.2.1.5 Print

Print是通过菜单和图标工具栏执行的,允许打印文件。

3.3 Solvent/Activator Data

Solvent/Activator Data屏幕如下所示,可通过主菜单上的SetUp来执行。操作者可以创建一个新文件或打开一个现有文件。这些文件都是以.slv文件扩展名保存的。打开溶剂和活化剂数据编辑,它有两个部分,一个用于Solvents,另一个用于Activators。使用这些数据文件的有Synthesis and Cleavage Program Editor和Calculations,这些文件间接用于Good Laboratory Practice(GLP)文件中。在Bottle Preparation屏幕中指定了一个GLP 文件后,这些Solvent/Activator数据文件就会间接用于所有的RV操作。

3.3.1 Solvents

六个溶剂旁边的Description是正在使用的Solvents信息。无论何时在Synthesis and Cleavage Program Editor中使用的是一种溶剂而不是使用Solvent瓶号。

3.3.2 命令按钮

3.3.2.1 Defaults

Defaults用于加载由制造厂引入的默认名称。

3.3.2.2 Clear

Clear用于删除输入内容。

3.3.3 Activators

Activators可以输入五种不同的反应物(如活化剂或偶联剂)说明内容。除了说明反应物外,还可以说明它们的分子量和比重。当把一个肽文件加载进Calculations with Data文件窗口时,就会用这些值来计算所加溶剂的体积和反应物重量,并且单击Solvent/Activator 标签,可显示出Activator Reagents。

3.3.4 命令按钮

3.3.

4.1 Defaults

Defaults用于加载由制造厂设置的默认值。

3.3.

4.2 Clear

多肽合成方法

多肽合成中肽键形成的基本原理 一个肽键的形成(生成一个二肽),从表面上看是一个简单的化学过程,它指两个氨基酸组分通过肽键(酰胺键)连接,同时脱去水。 在温和反应条件下,肽键的形成是通过活化一个氨基酸(A)的羧基部分,第二个氨基酸(B)则亲核进攻活化的羧基部分而形成二肽(A-B)。如果羧基组分(A)的氨基未保护,肽键的形成则不可控制,可能开有成线性肽和环肽等副产物,与目标化合物A-B混在一起。所以,在多肽合成过程中,对不参与肽键形成的所有官能团必须以暂时可逆的方式加以保护。 因此,多肽合成-即每一个肽键的形成,包括三个步聚: 第一步,需要制备部分保护的氨基酸,氨基酸的两性离子结构不再存在; 第二步,为形成肽键的两步反应,N-保护氨基酸的羧基必须先活化为活性中间体,随后形成肽键。这一耦合反应既可作为一步反应进行,也可作为两个连续的反应进行。 第三步,对保护基进行选择性脱除或全脱除。尽管全部脱除要等到肽链全部组装完成后才能进行,但为了继??? 续肽合成,选择性脱除保护基也是必需的。 由于10个氨基酸(Ser、Thr、Tyr、Asp、Glu、Lys、Arg、His、Sec和Cys)含有需要选择性保护的侧链官能团,使肽合成变得更加复杂。因为对选择性的要求不同,所以必须区分临时性和半永久性保护基。临时性保护基用于下一步要反应氨基酸的氨基或羧基官能团的暂时保护,在不干扰已经形成的肽键或氨基酸侧链的半永久性保护基才脱除,有时也在合成过程中脱除。 在理想状态下,羧基组分的活化和随后的肽键形成(耦合反应)应为快速反应,没有消旋或副产物形成,并应用等摩尔反应物以获得高产率。但遗憾的是,还没有一种能满足这些要求的化学耦合方法相比,适用于实际合成的方法很少。 在肽合成过程中,参与多种反应的官能团常常与一个手性中心相连(甘氨酸是唯一的例外),存在发生的消旋的潜在危险。 多肽合成循环的最后一步,保护基要全部脱除。除了在二肽的合成中需要全脱保护以外,选择性脱除保护基对于肽链延长具有非常重要的意义。合成策略要深思熟虑地规划,依战略选择,可以选择性脱除Nα-氨基保护基或羧基保护基。“战略”一词这里是指单个氨基酸的缩合反应顺序。一般来说,在逐步合成和片段缩合之间是有区别的。在溶液中进行肽合成(也指“常规合成”),对困难序列,多数情况下,用肽链逐步延长法只能合成较短的片段。要合成更长的肽时,目标分子必须分割成合适的片段,并确定在片段缩合过程中,它们能使能C端差向异构化程度最小。在单个片段逐步组装完成后,再连接产生目标化合物。肽合成战术包括选择最恰当的保护基组合和最佳的片段偶联方法。 最初的固相多肽合成(SPPS)只是肽和蛋白质逐步合成法的一种变化,其概念是将增长的肽链连接到一个不溶性的聚合物载体上,由Robert Bruce Merrifield在1963年首次报道。今天,为纪念他1984年获得诺贝尔奖而称之为Merrifield。在聚合物载体上,也可以进行片段缩合反应。

多肽合成仪手册

SYMPHONY 1. 系统简介与说明 1.1 简介 Symphony主窗口如下所示,其中包含了系统中所有菜单栏和图标工具栏,其相应的功能包括:编写肽序列、编辑程序、合成操作、执行一个单步操作、计算氨基酸的重量和溶剂的体积等。窗口的底部是系统状态栏,显示当前N2、真空及空气的状态和计算机时间,同时,当一个废液桶充满后,会显示警告信息。操作者正在进行的很多相关操作状态都会在状态栏中显示。 使用Symphony窗口可使编程、编写肽序列、给反应器加压、选择某个肽序列等操作变得相当简单,只需鼠标点击,就可以执行。在此过程中,操作将按照默认参数进行。溶剂和试剂的名称分别显示在RV操作窗口和瓶准备操作窗口及报告中。默认条件下,系统使用的是肽化学中标准的溶剂名称和氨基酸名称,这些名称均来自于瓶准备操作窗口中显示的Good Laboratory Practice(GLP)文件,操作者可以创建和使用自定义的GLP文件。除此之外,本窗口中还有许多功能可供操作者使用,如:操作者可以在计算窗口中计算合成所需溶剂和试剂的量,可以创建一个新的自定义GLP文件,并且可以指定其为所有溶剂和试剂的GLP文件。计算窗口所用到的溶剂和试剂(AA)数据文件既可以由操作者自定义,也可以使用系统默认值。 不同窗口中有许多相同的功能部分,在共性帮助文档中有对应的解释。 1.2 系统概述 1.2.1 共性 在不同的窗口中有许多相同的功能部分,其中之一就是文件对话框,另外一个就是文件File Open(文件打开)按钮。操作者可以点击窗口右上方的“X”图标来关闭窗口,同样的功能也可以点击Close(关闭)按钮来实现。操作者可以通过点击窗口右上方的最小化和最大化图标来实现窗口的最小化和最大化。所有窗口中都有cursor和input focus。编辑控制框或编辑框可供操作者输入信息,当某个编辑控制框或编辑框被选中时,操作者可以在其中选择或输入信息,光标闪动的地方就是操作者可以输入信息的位置。通常情况下,光标是一条闪烁的线条,当然,操作者也可以自定义光标形状。如果操作者希望改变输入,只需简单的按动Tab键,如果希望反向移动,同时按shift和Tab键即可。操作者可以在编辑框中输入信息,可以在下拉式选择列表框中输入或选择某一信息,一般情况下,下拉式选择列表框

国内外多肽合成仪主要品牌及选购指南

国内外多肽合成仪主要品牌及选购指南 一、基本概念 1.多肽 是一种与生物体内各种细胞功能都相关的生物活性物质,它的分子结构介于氨基酸和蛋白质之间,是由多种氨基酸按照一定的排列顺序通过肽键结合而成的化合物。 2.多肽合成 是一个重复添加氨基酸的过程,固相合成顺序一般从C端(羧基端)向 N端(氨基端)合成。过去的多肽合成是在溶液中进行的称为液相合成法。从1963年Merrifield发展成功了固 相多肽合成方法以来,经过不断的改进和完善,到今天固相法已成为多肽和蛋白质合成中的一 个常用技术,表现出了经典液相合成法无法比拟的优点,从而大大的减轻了每步产品提纯的难度。多肽合成总的来说分成两种:固相合成和液相多肽合成。 3.多肽合成仪 多肽合成是一个以树脂(人工合成的固相介质)为载体,在一定的反应条件下重复添加氨基酸,经过化学反应后合成多肽的过程,多肽合成仪即是用来合成多肽的仪器。一般情况下,多 肽合成仪整体由主体、传输设备、动力装置以及软件系统组成。 二、历史背景 1.固相合成法的诞生 多肽合成研究已经走过了一百多年的光辉历程。1902年,Emil Fischer首先开始关注多肽合成,由于当时在多肽合成方面的知识太少,进展也相当缓慢,直到1932年,Max Bergmann等人开始使用苄氧羰基(Z来保护α-氨基,多肽合成才开始有了一定的发展。 到了20世纪50年代,有机化学家们合成了大量的生物活性多肽,包括催产素,胰岛素等,同时在多肽合成方法以及氨基酸保护基上面也取得了不少成绩,这为后来的固相合成方法的出 现提供了实验和理论基础。 1963年,Merrifield首次提出了固相多肽合成方法(SPPS),这个在多肽化学上具有里程 碑意义的合成方法,一出现就由于其合成方便,迅速,成为多肽合成的首选方法,而且带来了 多肽有机合成上的一次革命,并成为了一支独立的学科——固相有机合成(SPOS)。因此,Merrifield荣获了1984年的诺贝尔化学奖。Merrifield经过了反复的筛选,最终屏弃了苄氧 羰基(Z)在固相上的使用,首先将叔丁氧羰基(BOC)用于保护α-氨基并在固相多肽合成上使用,同时,Merrifield在60年代末发明了第一台多肽合成仪,并首次合成生物蛋白酶,核糖核酸 酶(124个氨基酸)。 1972年,Lou Carpino首先将9-芴甲氧羰基(FMOC)用于保护α-氨基,其在碱性条件下 可以迅速脱除,10min就可以反应完全,而且由于其反应条件温和,迅速得到广泛使用,以BOC和FMOC这两种方法为基础的各种肽自动合成仪也相继出现和发展,并仍在不断得到改 造和完善。同时,固相合成树脂,多肽缩合试剂以及氨基酸保护基,包括合成环肽的氨基酸正 交保护上也取得了丰硕的成果。 2.多肽合成仪的诞生 虽然Merrifield在发明固相多肽合成科学并取得巨大成功的同时,使用了自主研发的合成

合成多肽药物有关物质研究的几点考虑

发布日期20071127 栏目化药药物评价>>非临床安全性和有效性评价 标题合成多肽药物有关物质研究的几点考虑 作者审评五部 部门 正文内容 审评五部 有关物质研究是合成多肽药物药学研究的一项重要内容,由于合成多肽本身结构、合成工艺以及稳定性方面的特殊性,这类药物的 有关物质研究较为复杂、存在一定的难度。国家食品药品监督管理 局颁布的《合成多肽药物药学研究技术指导原则》已经就该类产品 的有关物质研究提出了原则性的要求,本文主要是根据审评中遇到 的一些共性问题就合成多肽药物有关物质研究需重点关注的几个 问题做进一步的说明。 (一)合成多肽药物有关物质的特点和研究的难点。 合成多肽的有关物质主要为源于合成过程带来的工艺杂质和由于多肽不稳定而产生的降解产物、聚合物等。 工艺杂质尽管目前合成多肽的纯化工艺已经有了很大进步,但工

艺杂质仍是合成多肽有关物质的重要来源,这主要是由于合成多肽的一些工艺杂质(如缺失肽、断裂肽、氧化肽、二硫键交换的产物等)与药物本身的性质可能非常近似,从而给纯化造成了一定的难度。而且,不同的多肽合成方法也在很大程度上决定了终产品中杂质的性质,例如液相合成和固相合成所引入的工艺杂质就会明显不同,固相合成中Boc合成法与Fmoc合成法所产生的杂质也会有所差异,甚至不同的保护/脱保护策略都会带来不同的工艺杂质。因此,在进行合成多肽的有关物质研究时,研究者必须结合自身的工艺特点对可能由此引入的杂质有充分认识,从而才能够建立有针对性的有关物质研究方法。同时,这也意味着,对于仿制产品而言不能盲目照搬国家标准、已上市产品的有关物质检查方法,必须充分考虑到产品本身的工艺特点。 降解产物及聚合物多肽的化学稳定性和物理稳定性一般较差,因此降解产物、聚合物等是合成多肽有关物质研究的主要对象之一。影响合成多肽稳定性的因素包括脱酰胺、氧化、水解、二硫键错配、消旋、β-消除、聚集等,研究显示合成多肽中最常见的降解产物是脱酰胺产物、氧化产物、水解产物。在组成多肽的各种氨基酸中,天冬酰胺、谷胺酰胺易于发生脱酰胺反应(尤其是在pH值升高和高温条件下);甲硫氨酸、半胱氨酸、组氨酸、色氨酸、酪氨酸最易氧化,对光照也较为敏感;天冬氨酸参与形成的肽链较易断裂,尤其是Asp-Pro和Asp-Gly肽键。由于一个多肽分子中通常

生物多肽工艺流程

生物多肽工艺流程 一、固相肽合成 (1)投料:树脂加入固相合成仪,加入DCM溶胀,抽干后加入DMF洗涤,洗涤结束抽干备用。 (2)缩合:将氨基酸用一定体积的DMF溶解,加入缩合剂活化后投入固相合成仪,补充DMF至反应浓度,搅拌反应。 (3)脱除保护基:以Kaiser试剂检测反应程度,反应结束后抽干溶剂,DMF洗涤,加入PIP/DMF溶液脱除保护基,以Kaiser试剂检测反应程度,反应完毕抽干溶剂,DMF洗涤,准备加入下一个氨基酸。 (4)缩合循环:按照树脂序列依次连接氨基酸,按照“脱保护——洗涤——活化氨基酸——投料缩合——洗涤”步骤进行缩合循环操作,按照氨基酸序列完成剩余n个氨基酸的缩合。 (5)出料:合成结束之后用IPA和DCM交叉洗涤树脂,完成树脂收缩收缩,出料至不锈钢托盘。 (6)树脂干燥:树脂在真空干燥箱中室温干燥,干燥完毕称重,计算收率。 (7)有机废液回收,集中处理。 (8)清场:操作结束后操作人员及时清场。 二、树脂裂解 (1)配液:按照裂解液成分比例配置裂解液,并提前置冰柜中冷藏保存。 (2)投料:肽树脂加入反应釜中,加入预冷的裂解液,搅拌反应。 (3)出料:裂解结束后放出反应液,抽滤除去树脂并以TFA洗涤。 (4)浓缩:裂解液转入旋转蒸发仪室温浓缩至小体积。 (5)析出:浓缩后的反应液倾入预冷的甲基叔丁基醚(简称醚)中,搅拌使

析出大量固体。 (6)离心:浊液离心,并用预冷的醚洗涤。 (7)粗肽干燥:涤完成的粗肽转至真空干燥箱中室温干燥。 (8)有机废液回收,集中处理。 (9)清场:操作结束后操作人员及时清场。 三、多肽HPLC纯化 (1)溶解:操作人员将粗肽溶解,调节PH至工艺规定范围。 (2)过滤:滤去粗肽溶液中不溶物,过滤ACN和纯化水。 (3)配制纯化液:根据工艺内容配制A相(乙腈)和B相(水)。 (4)纯化:在制备型液相上进行纯化,分别接收流份。 (5)检验及返工:对制备流份进行检查,合并合格流份,其他部分根据需要再次纯化。 (6)废弃流动相按有机废液回收,集中处理。 四、浓缩过滤冻干 (1)浓缩:合并滤液旋蒸除去有机溶剂,有机废液回收,集中处理。 (2)过滤:浓缩后水相无菌过滤。 (3)冻干:滤液置冻干机中,设定升温程序冻干。 (4)出箱:出料、加内包。 五、质量检查、入库 工艺流程图如下所示。

多肽合成基础知识汇编

多肽合成基础知识汇编 Document number:WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT

----------------------------------------------------------------------------------------- 多肽合成 基础知识汇编 编制: 合成部 ----------------------------------------------------------------------------------------- 一、多肽合成概论 1.多肽化学合成概述: 1963年,[1]创立了将氨基酸的C末端固定在不溶性树脂上,然后在此树脂上依次缩合氨基酸,延长肽链、合成蛋白质的固相合成法,在固相法中,每步反应后只需简单地洗涤树脂,便可达到纯化目的.克服了经典液相合成法中的每一步产物都需纯化的困难,为自动化合成肽奠定了基础.为此,Merrifield获得1984年诺贝尔化学奖. 今天,固相法得到了很大发展.除了Merrifield所建立的Boc法(Boc:叔丁氧羰基)之外,又发展了Fmoc 固相法(Fmoc:9-芴甲氧羰基).以这两种方法为基础的各种肽自动合成仪也相继出现和发展,并仍在不断得到改造和完善. Merrifield所建立的Boc合成法[2]是采用TFA(三氟乙酸)可脱除的Boc为α-氨基保护基,侧链保护采用苄醇类.合成时将一个Boc-氨基酸衍生物共价交联到树脂上,用TFA脱除Boc,用三乙胺中和游离的氨基末端,然后通过Dcc活化、耦联下一个氨基酸,最终脱保护多采用HF法或TFMSA(三氟甲磺酸)法.用Boc法已成功地合成了许多生物大分子,如活性酶、生长因子、人工蛋白等. 多肽是涉及生物体内各种细胞功能的生物活性物质。它是分子结构介于氨基酸和蛋白质之间的一类化合物,由多种氨基酸按照一定的排列顺序通过肽键结合而成。到现在,人们已发现和分离出一百多种存在于人体的肽,对于多肽的研究和利用,出现了一个空前的繁荣景象。多肽的全合成不仅具有很重要的理论意义,而且具有重要

关于多肽合成

关于多肽合成 1.多肽化学合成概述: 1963年,R.B.Merrifield[1]创立了将氨基酸的C末端固定在不溶性树脂上,然后在此树脂上依次缩合氨基酸,延长肽链、合成蛋白质的固相合成法,在固相法中,每步反应后只需简单地洗涤树脂,便可达到纯化目的.克服了经典液相合成法中的每一步产物都需纯化的困难,为自动化合成肽奠定了基础.为此,Merrifield获得1984年诺贝尔化学奖. 今天,固相法得到了很大发展.除了Merrifield所建立的Boc法(Boc:叔丁氧羰基)之外,又发展了Fmoc 固相法(Fmoc:9-芴甲氧羰基).以这两种方法为基础的各种肽自动合成仪也相继出现和发展,并仍在不断得到改造和完善. Merrifield所建立的Boc合成法[2]是采用TFA(三氟乙酸)可脱除的Boc为α-氨基保护基,侧链保护采用苄醇类.合成时将一个Boc-氨基酸衍生物共价交联到树脂上,用TFA脱除Boc,用三乙胺中和游离的氨基末端,然后通过Dcc活化、耦联下一个氨基酸,最终脱保护多采用HF法或TFMSA(三氟甲磺酸)法.用Boc 法已成功地合成了许多生物大分子,如活性酶、生长因子、人工蛋白等. 多肽是涉及生物体内各种细胞功能的生物活性物质。它是分子结构介于氨基酸和蛋白质之间的一类化合物,由多种氨基酸按照一定的排列顺序通过肽键结合而成。到现在,人们已发现和分离出一百多种存在于人体的肽,对于多肽的研究和利用,出现了一个空前的繁荣景象。多肽的全合成不仅具有很重要的理论意义,而且具有重要的应用价值。通过多肽全合成可以验证一个新的多肽的结构;设计新的多肽,用于研究结构与功能的关系;为多肽生物合成反应机制提供重要信息;建立模型酶以及合成新的多肽药物等。 多肽的化学合成技术无论是液相法还是固相法都已成熟。近几十年来,固相法合成多肽更以其省时、省力、省料、便于计算机控制、便于普及推广的突出优势而成为肽合成的常规方法并扩展到核苷酸合成等其它有机物领域。本文概述了固相合成的基本原理、实验过程,对其现状进行分析并展望了今后的发展趋势。 从1963年Merrifield发展成功了固相多肽合成方法以来,经过不断的改进和完善,到今天固相法已成为多肽和蛋白质合成中的一个常用技术,表现出了经典液相合成法无法比拟的优点。其基本原理是:先将所要合成肽链的羟末端氨基酸的羟基以共价键的结构同一个不溶性的高分子树脂相连,然后以此结合在固相载体上的氨基酸作为氨基组份经过脱去氨基保护基并同过量的活化羧基组分反应,接长肽链。重复(缩合→洗涤→去保护→中和及洗涤→下一轮缩合)操作,达到所要合成的肽链长度,最后将肽链从树脂上裂解下来,经过纯化等处理,即得所要的多肽。其中α-氨基用BOC(叔丁氧羰基)保护的称为BOC固相合成法,α-氨基用FMOC(9-芴甲氧羰基)保护的称为FMOC固相合成法, 2.固相合成的基本原理 多肽合成是一个重复添加氨基酸的过程,固相合成顺序一般从C端(羧基端)向 N端(氨基端)合成。过去的多肽合成是在溶液中进行的称为液相合成法。现在多采用固相合成法,从而大大的减轻了每步产品提纯的难度。为了防止副反应的发生,参加反应的氨基酸的侧链都是保护的。羧基端是游离的,并且在反应之前必须活化。化学合成方法有两种,即Fmoc和tBoc。由于Fmoc比tBoc存在很多优势,现在大多采用Fmoc 法合成,如图: 具体合成由下列几个循环组成:

合成多肽药物药学研究技术指导原则

附件三 合成多肽药物药学研究技术指导原则

合成多肽药物药学研究技术指导原则 一、前言 多肽类化合物是一类重要的生物活性分子。20世纪70年代生物技术在生命科学领域的应用,使多肽等生物技术药物的研究进展迅速;与此同时,随着多肽固相合成技术及高效液相色谱(HPLC)纯化、分析技术等的发展,合成多肽药物的开发也成为药物研究中的一个活跃领域。 采用化学合成方法制备多肽,可以对天然多肽的结构进行修饰,从而增加多肽与受体的亲和力、选择性,增强对酶降解的抵抗力或改善药代动力学特性,甚至由受体的激动剂变为拮抗剂;此外,新技术的发展,例如以多肽固相合成和组合化学为基础的组合肽库合成技术,使得在短时间内获得大量的多肽化合物成为可能,药物筛选的效率不断提高。因此,将会有越来越多的采用化学合成方法制备的多肽类化合物成为治疗用药物。 合成多肽药物是指采用化学合成方法制备的多肽类药物。这类药物的药学研究同样遵循国家食品药品监督管理局已经发布的相关技术指导原则的一般性要求。但是,由于多肽主要由氨基酸(包括天然氨基酸和非天然氨基酸)构成,这使得多肽类药物在制备方法、结构确证、质量研究等方面又有与一般药物不同的独特问题。本指导原则就是在已有的相关指导原则基础上,对合成多肽药物药学研究方面所涉及的特殊问题进行分析,结合国内对多肽药物研究和评价的实践经验,提出多肽药物药学各项研究的一般性要求。当然,具体品种研究的内容与深度还要取决于品种本身的特性。 本指导原则适用于采用液相或固相合成方法制备的多肽药物。

二、合成多肽药物药学研究的基本考虑 合成多肽药物药学研究的主要内容、研究思路、研究方法及一般性的技术要求与其他类型的化学药物基本一致。但是,由于多肽药物的特点,在进行药学研究时还应注意考虑以下问题。 1、关于多肽(原料药)合成工艺选择的考虑 多肽的化学合成是有机合成的一个非常特殊的分支,目前主要有液相合成和固相合成两种方法。 液相合成是经典的多肽合成方法,一般采用逐步合成或片段缩合方法。逐步合成法通常从链的C'末端氨基酸开始,向不断增加的氨基酸组分中反复添加单个α-氨基保护的氨基酸。片段缩合一般先将目标序列合理分割为片段,再逐步合成各个片段,最后按序列要求将各个片段进行缩合。液相合成的优点是每步中间产物都可以纯化、可以获得中间产物的理化常数、可以随意进行非氨基酸修饰、可以避免氨基酸缺失,缺点是较为费时、费力等。 固相合成是将目标肽的第一个氨基酸的羧基以共价键的形式与固相载体(树脂)相连,再以这一氨基酸的氨基为合成起点,使其与相邻氨基酸(氨基保护)的羧基发生酰化反应,形成肽键。然后让包含有这两个氨基酸的树脂肽的氨基脱保护后与下一个氨基酸的羧基反应,不断重复这一过程,直至目标肽形成为止。其优点是简化了每步反应的后处理操作,避免因手工操作和物料转移而产生的损失,产率较高且能够实现自动化等;其缺点是每步中间产物不可以纯化,必须采用较大的氨基酸过量投料,粗品纯度不如液相合成物,必需通过可靠的分离手段进行纯化等。 液相合成和固相合成各有优缺点,应根据合成的实际需要选择适合的工艺。一般而言,液相合成法较适于合成短肽;固相合成法

组合化学_新药创制的高效方法与技术

2003年4月重庆大学学报Apr.2003 第26卷第4期Journal of Chongqing University V ol.26 N o.4 文章编号:1000-582X(2003)04-0080-06 组合化学:新药创制的高效方法与技术Ξ 廖春阳,李伯玉,张梦军,李志良 (重庆大学化学化工学院,重庆 400044) 摘 要:阐述了一种新药创制及绿色化学的高效方法与技术———组合化学的起源、现状、建库及活性物鉴别表征,固相与液相组合合成,介绍了各种分析手段在大规模组合化学与高通量群集筛选中的应用。讨论组合化学信息与计量学的应用:估计合成收率,预测产物活性。说明了绿色组合化学能充分利用资源和原料,节省人力和时间。将组合化学与药物设计相结合,可望高效寻找到理想新药。同时还扼要交流了实验室完成的工作,并对组合化学发展作出展望。 关键词:组合化学;组合库;群集筛选;化学信息与计量学;绿色化学;新药创制 中图分类号:R914;O69;T Q655 文献标识码:A 组合化学(C ombichem)起源于R.B.Merrifield[1] (1984年诺贝尔化学奖得主)于1963年提出关于多肽固相合成的开创性工作,故在早期被称作同步多重合成,合成肽组合库,也被称为组合合成,组合库和自动合成法等。组合化学最初是为了满足生物学家发展的高通量筛选技术对大量的新化合物库的需要而产生的。60年代初期,Merrifield[1]建立的固相多肽合成法为组合化学方法的建立奠定了基础。随后,多肽合成仪的出现,使该方法成为一种常规手段。80年代中叶,G eysen[2]建立的多中心合成法,H oughton[3]建立的茶叶袋法中首次引入了肽库的概念。1991年,混合裂分合成法[4]的提出标志着组合化学的研究进入了一个飞速发展的阶段。1996年,在美国加州的C oronado召开了“组合化学”研讨会,同年,两种与组合化学密切相关的“分子多样性”和“生物筛选杂志”诞生。C A从1994年的第120卷设立“组合化学”主题索引以来,迄今已收录相关文献1200篇以上。美国化学会于2000年还创立了组合化学杂志的专门学术期刊。迄今,国内外众多学者已用专辑或专文介绍了组合化学原理及基本方法技术[4-6]。组合化学起源于药物合成,继而发展到有机小分子合成,分子构造分析,分子识别研究,受体和抗体的研究及材料科学包括超导材料的研制等领域,它是一项新型化学技术,是集分子生物学、药物化学、有机化学、分析化学、组合数学和计算机辅助设计等学科交叉而形成的一门边缘前沿学科,在药学、有机合成化学、生命科学和材料科学中扮演着愈来愈重要的角色。组合化学主要由3部分组成:组合库的合成,库的筛选,库的分析表征。组合库设计的目的之一,正是以分子最大的多样性模拟生物多样性。因此,组合化学也是代表21世纪发展趋势的仿生化学的研究范畴之一。目前,虽然编码标识技术和高通量筛选方法发展缓慢制约了组合化学的蓬勃发展,但随着固相及液相合成技术的进步,组合化学必将得到更大发展并推进新药创制。 1 新药创制背景 药物研究与开发过程的结果是能够表征出确定化合物的结构,此类化合物对某一指定的生物学指标具有人们期望的活性,并且已在适当的动物模型上测定出其对相关疾病有合适的生物可利用性及功效,同时具有高效安全等特点。药物开发过程几个关键步骤如下:治疗的目标→寻找先导化合物→优化先导化合物→研制候选药物→新药物。药物开发是一项耗时耗资的工程,从启动一项研究计划到开发出一个潜在的药物并进行临床试验,对于一个大的制药公司而言,这一过程一般需要5年左右。开发期如此漫长,原因之一是合成与筛选到所期望的被测试活性化合物通常很慢甚至要多次反复的一步。在药物开发计划的早期,药物化学家需要找到一种先导化合物(lead com2 pound),即对生物学指标有效而效果可能较差的某种分子结构。在此阶段,药物开发者经常将文献中或竞争对手的化合物作为先导物,但经常会遇到治疗的靶 Ξ收稿日期:2002-12-03 基金项目:霍英东基金[98]与国家“春晖计划”教育部启动基金[99-38]及重庆市应用基础课题[01-03-06]资助项目作者简介:廖春阳(1977-),男,广西柳州人,重庆大学硕士,主要从事组合化学和筛选,药物合成与分析,分子设计及模拟。

多肽合成

多肽合成技术 多肽化学已经走过了一百多年的光辉历程,1902年,Emil Fischer首先开始关注多肽合成,由于当时在多肽合成方面的知识太少,进展也相当缓慢,当时合成采用了苯甲酰,乙酰保护,脱去相当困难,而且容易导致肽链断裂。直到1932年,Max Bergmann等人开始使用苄氧羰基(Z)来保护α-氨基,该保护基可以在催化氢化或氢溴酸的条件下定量脱除,多肽合成才开始有了一定的发展。到了20世纪50年代,随着越来越多的生物活性多肽的发现,大大推动了有机化学家们对多肽合成方法以及保护基的研究,因此这一阶段的研究成果也非常丰富,人们合成了大量的生物活性多肽,包括催产素(oxytocin),胰岛素等,同时在多肽合成方法以及氨基酸保护基上面也取得了不少成绩,这为后来的固相合成方法的出现也提供了实验和理论基础。也就是这个阶段,Fred Sanger发明了氨基酸序列测定方法,并为此获得了1958年的Nobel 化学奖。还是他后来发明了DNA序列检测方法,并于1980年再次获得了Nobel化学奖,成为到目前为止唯一获得两次Nobel化学奖的科学家。1963年,Merrifield提出了固相多肽合成方法(SPPS),这个在多肽化学上具有里程碑意义的合成方法,一出来,就由于其合成方便,迅速,现在已经成为多肽合成的首选方法,随后的发展也证明了该方法不仅仅是一种合成方法,而且也带来了有机合成上的一次革命,并成为了一支独立的学科,固相有机合成(SPOS)。当然,Merrifield也因此荣获了1984年的Nobel化学奖。也正是Merrifield,他经过了反复的筛选,最终屏弃了苄氧羰基(Z)在固相上的使用,首先将叔丁氧羰基(BOC)用于保护α-氨基并在固相多肽合成上使用,其可以在酸性条件下定量的脱除,反应也非常迅速,在30min就可以反应完全。由于叔丁氧羰基(BOC)方法中,氨基酸侧链的保护基团大多基于苄基(Bzl),因此也称为BOC-Bzl策略。同时,Merrifield在20世纪60年代末发明了第一台全自动多肽合成仪,并首次合成生物蛋白酶,核糖核酸酶(124个氨基酸)。随后的多肽化学研究主要集中在固相合成树脂,多肽缩合试剂,氨基酸保护基的研究。1972,Lou Carpino 首先将9-芴甲氧羰基(FMOC)用于保护α-氨基,其在碱性条件下可以迅速脱除,10min就可以反应完全,而且由于其反应条件温和,迅速得到广泛使用,到了20世纪80年代取代了叔丁氧羰基(BOC),成为了固相多肽合成中的首选合成方法。该方法中氨基酸的侧链大多基于叔丁基(But),因此,也称为FMOC-But策略。同时,在多肽合成树脂,缩合试剂以及氨基酸保护,包括合成环肽的氨基酸正交保护上也取得了丰硕的成果。 进入21世纪,随着蛋白质组学的研究深入,对于多肽化学的要求不仅仅是合成方法,而更多的集中在多肽标记与修饰方法,以及蛋白结构与功能模拟多肽的合成以及长肽或蛋白合成。 多肽化学合成的基本介绍 多肽化学合成方法,包括液相和固相两种方法。液相合成方法现在主要采用BOC和Z两种保护方法,现在主要应用在短肽合成,如阿斯巴甜,力肽,催产素等,其相对与固相合成,具有保护基选择多,成本低廉,合成规模容易放大的许多优点。与固相合成比较,液相合成主要缺点是,合成范围小,一般都集中在10个氨基酸以内的多肽合成,还有合成中需要对中间体进行提纯,时间长,工作量大。固相合成方法现在主要采用FMOC和BOC两种方法,它具有合成方便,迅速,容易实现自动化,而且可以比较容易的合成到30个氨基酸左右多肽。 1.1.氨基酸保护基 20种常见氨基酸,根据侧链可以分为几类:脂肪族氨基酸(Ala,Gly,Val,Leu,Ile,),芳香族氨基酸(Phe,Tyr,Trp,His),酰胺或羧基侧链氨基酸(Asp,Glu,Asn,Gln),碱性侧链氨基酸(Lys,Arg),含硫氨基酸(Cys,Met),含醇氨基酸(Ser,Thr),亚氨型基酸(Pro)。多肽化学合成中氨基酸的保护非常关键,直接决定了合成能够成功的关键。因为常见的20中氨基酸中有很多都是带有活性侧链的,需要进行保护,一般要求,这些保护基在合成过程中稳定,无副反应,合成结束后可以完全定量的脱除。合成中需要进行保护的氨基酸包括:Cys,Asp,Glu,His,Lys,Asn,Gln,Arg,Ser,Thr,Trp,Tyr。需要进行保护的基团:羟基,羧基,巯基,氨基,酰胺基,胍基,吲哚,咪唑等。其中Trp也可以不保护,因

多肽合成方法

多肽合成中肽键形成的基本原理一个肽键的形成(生成一个二肽),从表面上看是一个简单的化学过程,它指两个氨基酸组分通过肽键(酰胺键)连接,同时脱去水。在温和反应条件下,肽键的形成是通过活化一个氨基酸(A)的羧基部分,第二个氨基酸(B)则亲核进攻活化的羧基部分而形成二肽(A-B)。如果羧基组分(A)的氨基未保护,肽键的形成则不可控制,可能开有成线性肽和环肽等副产物,与目标化合物A-B混在一起。所以,在多肽合成过程中,对不参与肽键形成的所有官能团必须以暂时可逆的方式加以保护。因此,多肽合成-即每一个肽键的形成,包括三个步聚:第一步,需要制备部分保护的氨基酸,氨基酸的两性离子结构不再存在;第二步,为形成肽键的两步反应,N-保护氨基酸的羧基必须先活化为活性中间体,随后形成肽键。这一耦合反应既可作为一步反应进行,也可作为两个连续的反应进行。第三步,对保护基进行选择性脱除或全脱除。尽管全部脱除要等到肽链全部组装完成后才能进行,但为了继??? 续肽合成,选择性脱除保护基也是必需的。由于10个氨基酸(Ser、Thr、Tyr、Asp、Glu、Lys、Arg、His、Sec和Cys)含有需要选择性保护的侧链官能团,使肽合成变得更加复杂。因为对选择性的要求不同,所以必须区分临时性和半永久性保护基。临时性保护基用于下一步要反应氨基酸的氨基或羧基官能团的暂时保护,在不干扰已经形成的肽键或氨基酸侧链的半永久性保护基才脱除,有时也在合成过程中脱除。 在理想状态下,羧基组分的活化和随后的肽键形成(耦合反应)应为快速反应,没 有消旋或副产物形成,并应用等摩尔反应物以获得高产率。但遗憾的是,还没有一 种能满足这些要求的化学耦合方法相比,适用于实际合成的方法很少。 在肽合成过程中,参与多种反应的官能团常常与一个手性中心相连(甘氨酸是唯一 的例外),存在发生的消旋的潜在危险。 多肽合成循环的最后一步,保护基要全部脱除。除了在二肽的合成中需要全脱保护 以外,选择性脱除保护基对于肽链延长具有非常重要的意义。合成策略要深思熟虑 地规划,依战略选择,可以选择性脱除 N α -氨基保护基或羧基保护基。“战略” 一词这里是指单个氨基酸的缩合反应顺序。一般来说,在逐步合成和片段缩合之间 是有区别的。在溶液中进行肽合成(也指“常规合成”),对困难序列,多数情况 下,用肽链逐步延长法只能合成较短的片段。要合成更长的肽时,目标分子必须分 割成合适的片段,并确定在片段缩合过程中,它们能使能 C 端差向异构化程度最 小。在单个片段逐步组装完成后,再连接产生目标化合物。肽合成战术包括选择最 恰当的保护基组合和最佳的片段偶联方法。 最初的固相多肽合成( SPPS )只是肽和蛋白质逐步合成法的一种变化,其概念是将 增长的肽链连接到一个不溶性的聚合物载体上,由 Robert Bruce Merrifield

多肽合成技术

精心整理 多肽合成技术多肽化学已经走过了一百多年的光辉历程,1902年,EmilFischer首先开始关注多肽合成,由于当时在多肽合成方面的知识太少,进展也相当缓慢当时合成采用了苯甲酰,乙酰保护,脱去相当困难,而且容易导致肽链断裂。直到1932年,MaxBergmann等人开始使用苄氧羰基(Z)来保护α-氨基,该保护基可以在催化氢化或氢溴酸的条件下定量脱除,多肽合成才开始有了一定的发展。到了20世纪50年代,随着越来越多的生物活性多肽的发现,大大推动了有机化学家们对多肽合成方法以及保护基的研究,因此这一阶段的研究成果也非常丰富,人们合成了大量的生物活性多肽,包括催产素(oxytocin),胰岛素等,同时在多肽合成方法以及氨基酸保护基上面也取得了不少成绩,这为后来的固相合成方法的出现也提供了实验和理论基础。也就是这个阶段,FredSanger 发明了氨基酸序列测定方法,并为此获得了1958年的Nobel化学奖。还是他后来发明了DNA序列检测方法,并于1980年再次获得了Nobel化学奖,成为到目前为止唯一获得两次Nobel化学奖的科学家。1963年,Merrifield 提出了固相多肽合成方法(SPPS),这个在多肽化学上具有里程碑意义的合成方法,一出来,就由于其合成方便,迅速,现在已经成为多肽合成的首选方法,随后的发展也证明了该方法不仅仅是一种合成方法,而且也带来了有机合成上的一次革命,并成为了一支独立的学科,固相有机合成(SPOS)。当然,Merrifield也因此荣获了1984年的Nobel化学奖。也正是Merrifield,他经过了反复的筛选,最终屏弃了苄氧羰基(Z)在固相上的使用,首先将叔丁氧羰基(BOC)用于保护α-氨基并在固相多肽合成上使用,其可以在酸性条件下定量的脱除,反应也非常迅速,在30min就可以反应完全。由于叔丁氧羰基(BOC)方法中,氨基酸侧链的保护基团大多基于苄基(Bzl),因此也称为BOC-Bzl策略。同时,Merrifield在20世纪60年代末发明了第一台全自动多肽合成仪,并首次合成生物蛋白酶,核糖核酸酶(124个氨基酸)。随后的多肽化学研究主要集中在固相合成树脂,多肽缩合试剂,氨基酸保护基的研究。1972,LouCarpino首先将9-芴甲氧羰基(FMOC)用于保护α-氨基,其在碱性条件下可以迅速脱除,10min就可以反应完全,而且由于其反应条件温和,迅速得到广泛使用,到了20世纪80年代取代了叔丁氧羰基(BOC),成为了固相多肽合成中的首选合成方法。该方法中氨基酸的侧链大多基于叔丁基(But),因此,也称为FMOC-But策略。同时,在多肽合成树脂,缩合试剂以及氨基酸保护,包括合成环肽的氨基酸正交保护上也取得了丰硕的成果。 进入21世纪,随着蛋白质组学的研究深入,对于多肽化学的要求不仅仅是合成方法,而更多的集中在多肽标记与修饰方法,以及蛋白结构与功能模拟多肽的合成以及长肽或蛋白合成。 多肽化学合成的基本介绍 多肽化学合成方法,包括液相和固相两种方法。液相合成方法现在主要采用BOC和Z两种保护方法,现在主要应用在短肽合成,如阿斯巴甜,力肽,催产素等,其相对与固相合成,具有保护基选择多,成本低廉,合成规模容易放大的许多优点。与固相合成比较,液相合成主要缺点是,合成范围小,一般都集中在10个氨基酸以内的多肽合成,还有合成中需要对中间体进行提纯,时间长,工作量大。固相合成方法现在主要采用FMOC和BOC两种方法,它具有合成方便,迅速,容易实现自动化,而且可以比较容易的合成到30个氨基酸左右多肽。 1.1.氨基酸保护基 20种常见氨基酸,根据侧链可以分为几类:脂肪族氨基酸(Ala,Gly,Val,Leu,Ile,),芳香族氨基酸(Phe,Tyr,Trp,His),酰胺或羧基侧链氨基酸(Asp,Glu,Asn,Gln),碱性侧链氨基酸(Lys,Arg),含硫氨基酸(Cys,Met),含醇氨基酸(Ser,Thr),亚氨型基酸(Pro)。多肽化学合成中氨基酸的保护非常关键,直接决定了合成能够成功的关键。因为常见的20中氨基酸中有很多都是带有活性侧链的,需要进行保护,一般要求,这些保护基在合成过程中稳定,无副反应,合成结束后可以完全定量的脱除。合成中需要进行保护的氨基酸包括:Cys,Asp,Glu,His,Lys,Asn,Gln,Arg,Ser,Thr,Trp,Tyr。需要进行保护的基团:羟基,羧基,巯基,氨基,酰胺基,胍基,吲哚,咪唑等。其中Trp也可以不保护,因为吲哚性质比较稳定。当然在特殊的情况下,有些氨基酸也可以不保护,象,Asn,Gln,Thr,Tyr。

多肽固相合成

发明 英文解释: solid phase peptide synthesis 简写为SPPS 在肽合成的技术方面取得了突破性进展的是R.Bruce Merrifield,他设计了一种肽的合成途径并定名为固相合成途径。由于R.BruceMerrifield在肽合成方面的贡献,1984年获得了诺贝尔奖。下面给出了肽固相合成途径的简单过程(合成一个二肽的过程)。 氯甲基聚苯乙烯树脂作为不溶性的固相载体,首先将一个氨基被封闭基团(图中的X)保护的氨基酸共价连接在固相载体上。在三氟乙酸的作用下,脱掉氨基的保护基,这样第一个氨基酸就接到了固相载体上了。然后氨基被封闭的第二个氨基酸的羧基通过N,Nˊ-二环己基碳二亚胺(DCC,Dicyclohexylcarbodiimide)活化,羧基被DCC活化的第二个氨基酸再与已接在固相载体的第一个氨基酸的氨基反应形成肽键,这样在固相载体上就生成了一个带有保护基的二肽。 重复上述肽键形成反应,使肽链从C端向N端生长,直至达到所需要的肽链长度。最后脱去保护基X,用HF水解肽链和固相载体之间的酯键,就得到了合成好的肽。 固相合成的优点主要表现在最初的反应物和产物都是连接在固相载体上,因此可以在一个反应容器中进行所有的反应,便于自动化操作,加入过量的反应物可以获得高产率的产物,同时产物很容易分离。 化学合成多肽现在可以在程序控制的自动化多肽合成仪上进行。Merrifield成功地合成出了舒缓激肽(9肽)和具有124个氨基酸残基的核糖核酸酶。1965年9月,中国科学家在世界上首次人工合成了牛胰岛素。固相合成法的诞生 多肽合成研究已经走过了一百多年的光辉历程。1902年,Emil Fischer 首先开始关注多肽合成,由于当时在多肽合成方面的知识太少,进展也相当缓慢,直到1932年,Max Bergmann等人开始使用苄氧羰基(Z)来保护α-氨基,多肽合成才开始有了一定的发展。

多肽合成方法

实施例1 本发明多肽的合成 1)实验仪器与材料: 二甲基甲酰胺(DMF),哌啶,树脂,二氯甲烷(DCM),茚三酮反应试剂(茚三酮,维C,苯酚),四甲基脲六氟磷酸盐(HBTU),六氢吡啶(哌啶),三异丙基硅烷TIS,乙二硫醇(EDT),无水乙醚,三氟乙酸(TFA),N-甲基吗啉(NMM),甲醇,各种氨基酸,Fmoc-e-Acp-OH,FITC,多肽固相合成管。 2)溶液配制 脱保护溶剂——六氢吡啶:DMF=1:4 反应液——NMM:DMF=1:24 裂解液——TFA(92.5%)TIS(2.5%)EDT(2.5%) 茚三酮测试液——茚三酮、vc、苯酚各一滴 荧光偶联溶剂——吡啶:DMF:DCM=12:7:5 2)实验步骤: 称量树脂并投入到多肽固相合成管(以下简称反应器)中,加入适量的DMF 溶胀半小时以上。抽掉DMF,用脱保护液进行Fmoc去保护反应,10min于摇床。抽掉去保护液,用DMF、DCM洗涤3次,从反应器中取少量树脂(约5~10mg)于试管中,用乙醇洗涤2次,茚三酮法检测并记录颜色,准备投料,进入氨基酸缩合反应。分别按照SEQ.1- SEQ.N肽的氨基酸序列顺序取相应氨基酸、HBTU (氨基酸:HBTU=1:1),用反应液溶解,投入到反应器中,搅拌反应。1-2小时后,从反应器中取少量树脂于试管中,用乙醇洗涤2次,茚三酮法检测。抽掉反应器中的液体,用DMF、DCM各洗涤2次,得到第一个氨基酸缩合后的肽树脂。对所得肽树脂重复进行以上“Fmoc去保护——氨基酸缩合”反应步骤,至最后一个氨基酸反应完毕,得到序列号为SEQ ID NO.1 –N+1的肽。反应完毕后,DMF、DCM各洗涤树脂2-3次,甲醇洗两次,继续抽干15-20min。反应器中取出合成完的肽树脂,在室温下于裂解液(裂解液先冰浴20min)中裂解两小时。将树脂过滤后,于旋蒸仪蒸干,用无水乙醚(冰浴)洗3次。粗肽使用制备型反相HPLC纯化,使用HPLC检测纯度>90%。所得到的纯肽使用质谱(MS, electrospray)鉴定。 至最后一个肽合成后,取出部分加荧光标记。先将Fmoc-e-Acp-OH按氨基

多肽合成的研究及应用现状

多肽合成的研究及应用现状 多肽合成的研究及应用现状 多肽是一种与生物体内各种细胞功能都相关的生物活性物质,它的分子结构介于氨基酸和蛋白质之间,是由多种氨基酸按照一定的排列顺序通过肽键结合而成的化合物。到现在,人们已在人体中发现和分离出一百多种肽类,关于多肽的研究与应用,也取得了巨大的进步,引发了空前的研究热潮。多肽的全合成不仅具有很重要的理论意义,而且具有重要的应用价值,多肽研究成为了医学和分子生物学研究的重点对象,世界各先进国家无不拨出巨款来建立各种规模的多肽研究中心,以期在这一重要领域中取得突破性进展。现在具有生物活性的多肽已经广泛地应用在临床检测、医学研究、疾病防治和治疗等三大方面。 1,多肽合成的研究历史 多肽合成研究已经走过了一百多年的光辉历程,1902年,Emil Fischer首先开始关注多肽合成,由于当时在多肽合成方面的知识太少,进展也相当缓慢,直到1932年,Max Bergmann等人开始使用苄氧羰基(Z)来保护α-氨基,多肽合成才开始有了一定的发展。到了20世纪50年代,有机化学家们合成了大量的生物活性多肽,包括催产素,胰岛素等,同时在多肽合成方法以及氨基酸保护基上面也取得了不少成绩,这为后来的固相合成方法的出现提供了实验和理论基础。1963年,Merrifield首次提出了固相多肽合成方法(SPPS),这个在多肽化学上具有里程碑意义的合成方法,一出现就由于其合成方便,迅速,成为多肽合成的首选方法,而且带来了多肽有机合成上的一次革命,并成为了一支独立的学科——固相有机合成(SPOS),为此,Merrifield荣获了1984年的诺贝尔化学奖。Merrifield经过了反复的筛选,最终屏弃了苄氧羰基(Z)在固相上的使用,首先将叔丁氧羰基(BOC)用于保护α-氨基并在固相多肽合成上使用,同时,Merrifield在60年代末发明了第一台全自动多肽合成仪,并首次合成生物蛋白酶,核糖核酸酶(124个氨基酸)。1972,Lou Carpino 首先将9-芴甲氧羰基(FMOC)用于保护α-氨基,其在碱性条件下可以迅速脱除,10min就可以反应完全,而且由于其反应条件温和,迅速得到广泛使用,以BOC和FMOC这两种方法为基础的各种肽自动合成仪也相继出现和发展,并仍在不断得到改造和完善。同时,固相合成树脂,多肽缩合试剂以及氨基酸保护基,包括合成环肽的氨基酸正交保护上也取得了丰硕的成果。 2,多肽合成的原理与步骤 多肽合成是一个重复添加氨基酸的过程,固相合成顺序一般从C端(羧基端)向 N端(氨基端)合成。过去的多肽合成是在溶液中进行的称为液相合成法。从1963年Merrifield发展成功了固相多肽合成方法以来,经过不断的改进和完善,到今天固相法已成为多肽和蛋白质合成中的一个常用技术,表现出了经典液相合成法无法比拟的优点,从而大大的减轻了每步产品提纯的难度。 2.1多肽合成基本原理: 先将所要合成肽链的羟末端氨基酸的羟基以共价键的结构同一个不溶性的高分子树脂相连,然后以此结合在固相载体上的氨基酸作为氨基组份经过脱去氨基保护基并同过量的活化羧基组分反应,接长肽链。重复(缩合→洗涤→去保护→中和及洗涤→下一轮缩合)操作,达到所要合成的肽链长度,最后将肽链从树脂上裂解下来,经过纯化等处理,即得所要的多肽。其中α-氨基用BOC(叔丁氧羰基)保护的称为BOC固相合成法,α-氨基用FMOC(9-芴甲氧羰基)保护的称为FMOC固相合成法。 2.2固相多肽合成的步骤: A,树脂的选择及氨基酸的固定

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