多肽合成仪的工作原理基于固相肽合成(Solid Phase Peptide Synthesis, SPPS)技术。它通过将肽链的合成反应固定在固体载体(通常是树脂)上,使得每一个氨基酸分子能够逐步连接成一个完整的肽链。以下是多肽合成仪的工作原理简要概述:
1.固相合成(SPPS)
固相肽合成是将氨基酸逐步加入到固体支持物上的过程。每个氨基酸通过肽键与前一个氨基酸连接。合成过程分为以下几个主要步骤:
(1)树脂载体的准备:
首先,合成仪中需要使用含有氨基末端的固相载体(树脂)。这些树脂通常是PS或其他合适的化学聚合物,表面上携带一个可反应的基团(如氨基基团)。这些树脂为肽链的生长提供了一个稳定的支持。
(2)氨基酸的逐步加入:
每一轮合成过程涉及以下步骤:
①去保护:氨基酸在合成前常常带有保护基团,避免其不必要的反应。合成仪会使用化学方法去除保护基团,使其能与下一个氨基酸反应。
②氨基酸接入:去保护后的氨基酸通过化学反应(通常是与活化试剂反应)与树脂上的氨基反应,形成肽键。
③洗涤和清洗:在每一步之后,合成仪会用溶剂清洗反应区域,以去除未反应的试剂和副产物。
(3)重复过程:
每个氨基酸通过这样的方式逐步加入肽链。每次加入新氨基酸前,合成仪会先清除保护基团,然后激活新氨基酸,并使其与树脂上的残留基团发生反应。这样重复进行,直到整个肽链合成完成。
2.去保护和切割:
合成完成后,肽链仍然被固定在树脂上。为了从树脂上脱离肽链,合成仪将使用酸性溶液(如三氟氯化硼或其他试剂)去除树脂上的结合基团,并将肽从树脂上切割下来。此时,合成的肽已经形成,但还需要进行纯化。
3.纯化与分析:
一旦肽链合成完成并切割下来,通常需要通过高效液相色谱(HPLC)等技术进行纯化,以去除未反应的残余氨基酸或肽链段。然后,通过质谱分析等方法对最终的肽产物进行确认,以确保其质量和正确的氨基酸序列。
4.多通道工作原理:
现代的多通道多肽合成仪能够同时进行多个合成反应。每个通道有自己的反应区和独立控制系统,能够同步进行多肽合成。这样,研究人员能够在同一批次中合成不同序列的多肽,从而提高工作效率。
总结
多肽合成仪的工作原理通过固相肽合成技术,在树脂载体上逐步合成多肽。每一轮合成过程涉及氨基酸的去保护、接入、清洗等步骤,最后通过酸性溶液切割肽链并进行纯化。多通道设计使得同一时间可以并行合成多个肽,显著提高了合成效率。
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