多肽自动合成仪是一种用于合成多肽的实验设备,广泛应用于生物化学、药物研发和临床研究等领域。
其基本原理是利用固相合成法(Solid Phase Peptide Synthesis,SPPS)来逐步合成多肽分子。
多肽合成仪能够自动执行合成过程中的各个步骤,减少人工干预,提高合成效率和精度。
下面是多肽自动合成仪的一般使用步骤:
1.准备工作
(1)选择合成策略和试剂:根据所需的多肽序列,选择合适的氨基酸、保护基团和试剂。
常用的氨基酸合成策略包括Fmoc(9-Fluorenylmethyloxycarbonyl)保护策略和Boc(tert-Butyloxycarbonyl)保护策略。
大多数现代多肽合成仪使用Fmoc保护策略。
(2)连接合成仪:确保多肽合成仪与试剂瓶、反应管等连接正确,确保氨基酸和试剂供应顺畅。
(3)选择合成方案:设置合成计划,包括合成时间、试剂的使用量、反应温度和时间等。
这些信息通常可以通过合成仪的控制软件来设定。
2.加载氨基酸
(1)氨基酸准备:准备好第一个氨基酸及其保护基团。
对于Fmoc策略,需要准备具有Fmoc保护基团的氨基酸。
(2)固相载体:固相合成法需要一个固相载体,通常是树脂(如Rink Amide Resin)或其他合适的载体。
在合成仪中,树脂通常被固定在合成管中。
(3)氨基酸的加入:根据合成序列,通过自动合成仪将第一个氨基酸(通常是N端的氨基酸)与树脂结合。
合成仪会自动进行氨基酸溶液的加入,反应,并且去除任何未反应的多余物。
3.Fmoc去除
在Fmoc保护策略中,每一步合成都需要去除氨基酸的Fmoc保护基团,以便于下一个氨基酸的加入。
去除过程如下:
(1)添加去除剂:使用碱性溶液(如20 piperidine)去除Fmoc基团。
自动合成仪会将去除剂加入反应器,并在规定的时间内完成反应。
(2)清洗:去除Fmoc基团后,合成仪会自动清洗树脂,以去除多余的溶剂和反应产物。
4.添加下一个氨基酸
(1)合成顺序:根据预定的合成顺序,合成仪会将下一个氨基酸自动加入反应器中,确保每次合成时氨基酸正确排列。
(2)交替反应:每次添加氨基酸时,合成仪会控制氨基酸的浓度、加入时间、反应温度等条件。
通常,氨基酸是通过共价键与树脂的氨基结合。
(3)重复合成:此步骤重复进行,直到整个多肽链合成完成。
每一步包括氨基酸的加入、Fmoc去除、清洗等步骤。
5.清洗和去除多肽
合成完成后,需要将多肽从树脂上分离出来,并进行纯化。
步骤如下:
(1)切割反应:使用强酸(如氟化氢或三氟乙酸)将合成好的多肽从树脂上切割下来。
合成仪会自动进行这一反应。
(2)中和与清洗:反应结束后,需要用合适的溶剂清洗多肽,去除树脂和其他杂质。
(3)纯化:合成后得到的多肽可能需要通过反相高效液相色谱(HPLC)等方法进行纯化,去除未反应的氨基酸、树脂残留物和其他杂质。
6.检测和分析
(1)质量控制:完成合成后,可以使用质谱(MS)、氨基酸分析、HPLC等技术进行质量控制,验证合成的多肽的分子量、纯度和序列正确性。
7.存储与应用
(1)冷冻保存:如果多肽不立即使用,通常需要在-20°C或-80°C保存,以保持其稳定性。
(2)应用:合成的多肽可以用于抗体生产、疫苗开发、药物筛选、蛋白质交互研究等多个生物医学领域。
使用多肽自动合成仪的注意事项:
1.试剂准备:确保所有试剂新鲜且质量合格,特别是氨基酸、去除剂等关键试剂。
2.设备清洁:合成过程结束后,需要对设备进行彻底清洗,避免交叉污染或试剂残留。
3.操作环境:合成过程需要在干净的环境中进行,避免空气中的水分或污染物影响合成过程。
4.技术参数优化:在合成复杂多肽时,可能需要根据具体的序列和目标调整合成条件,如氨基酸的加入量、去除时间等。
通过上述步骤和注意事项,多肽自动合成仪能够高效、准确地合成多肽分子,广泛应用于生命科学、医药研究等领域。
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