本实用新型涉及一种超临界二氧化碳辅助的固相合成多肽反应器,属于多肽合成技术及设备领域。
背景技术:
目前多肽主要通过固相化学合成得到。相应地,氮气搅拌或者震动搅拌的自动固相多肽合成仪及微波固相多肽合成仪被成功开发出来。最近文献(continuous-flowsolid-phasepeptidesynthesis:arevolutionaryreductionoftheaminoacidexcess,chemsuschem2014,7,3172–3176)报道了连续流固相多肽合成仪。以上三类合成仪在多肽偶联及脱保护阶段都存在用大量有机溶剂洗涤多肽树脂的步骤。合成多肽时,溶剂消耗主要发生在多次洗涤过程当中。连续流固相合成多肽工艺由于采用了耐受压力的多肽合成柱,这使得在冲洗多肽树脂的时候中等工作压力的超临界二氧化碳流体可以被用来替换有机溶剂。因此,如何设计出一种与新工艺相适配的固相合成多肽反应器成为众多厂家所要解决的问题。
技术实现要素:
本实用新型针对现有技术中存在的不足,提供了一种超临界二氧化碳辅助的固相合成多肽反应器,以解决现有技术中存在的问题。
为实现上述目的,本实用新型采用的技术方案如下:
一种超临界二氧化碳辅助的固相合成多肽反应器,包括溶剂瓶、试剂瓶、混合器、检测器、改性溶剂容器、二氧化碳气体钢瓶、多肽合成柱、四通阀门、分离器、冷凝器一、液体二氧化碳储罐以及加热器;溶剂瓶、试剂瓶均与混合器相连;混合器一端通过三通阀门一与多肽合成柱下端相连;另一端通过四通阀门与多肽合成柱上端相连;四通阀门通过检测器依次与分离器、冷凝器一、液体二氧化碳储罐、加热器与三通阀门一相连,改性溶剂容器一端与加热器相连,另一端与液体二氧化碳储罐相连;二氧化碳气体钢瓶通过冷凝器二与液体二氧化碳储罐相连。
进一步的,还包括溶液收集罐,溶液收集罐一端与检测器相连,另一端与分离器相连。
进一步的,所述三通阀门一与多肽合成柱之间设有三通阀门二,三通阀门二与混合器相连。
进一步的,所述混合器与三通阀门一之间设有泵一,多肽合成柱与四通阀门之间设有三通阀门三,泵一与三通阀门三相连。
进一步的,所述液体二氧化碳储罐与加热器之间设有泵二。
进一步的,所述溶剂瓶与混合器之间设有泵二。
进一步的,所述试剂瓶与混合器之间设有泵二。
有机溶剂输液部分采取柱塞泵或蠕动泵,最好选取输出流量比较精确的输液泵。液体二氧化碳输送采用二氧化碳专用高压泵。
液体混合器可采取静态混合或者动态混合2种方式。当输入流量较大的时候选用动态混合,或者前端静态混合后再进入动态混合。
多肽合成柱采用不锈钢柱。多肽合成柱两端设有筛板。多肽合成柱腔体内填装多肽合成填料。多肽合成柱垂直于地面放置,偶联反应、脱保护时流体从柱体下方或上方通入,充满整个主体后从上方或下方筛板流进混合器。偶联或脱保护完毕,混合器和多肽合成柱里面的溶液被排入溶液收集罐,然后将三通阀门一接通超临界二氧化碳流体或含改性溶剂的超临界二氧化碳流体,流体通过多肽合成柱后经过四通阀门进入溶液收集罐。超临界二氧化碳流体在分离器里面汽化,经过冷凝器一再液化流回液体二氧化碳储罐。
检测器设置在四通阀门和分离器之间的管路上。检测器根据不同情况可选用uv检测器、红外检测器和核磁检测器、化学法显色检测器。
管路部分包含压力表、连接管路及阀门。连接管路为不锈钢材质或内衬聚四氟乙烯的不锈钢材质。
由于采用了以上技术,由于采用了以上技术,本实用新型较现有技术相比,具有的有益效果如下:
本实用新型与现有的连续流固相多肽合成仪技术相比,本设备在连续流固相多肽合成仪的基础上增加了冷凝器二、液体二氧化碳储罐,可以在反应过程中向反应体系内通入超临界二氧化碳流体进行洗涤,从而节省了有机溶剂的消耗量。
附图说明
图1是一种超临界二氧化碳辅助的固相合成多肽反应器的结构示意图;
图中:1、泵一,2、溶剂瓶,3、试剂瓶,4、混合器,5、检测器,6、三通阀门一,7、改性溶剂容器,8、二氧化碳气体钢瓶,9、多肽合成柱,10、四通阀门,11、分离器,12、冷凝器一,13、液体二氧化碳储罐,14、加热器,15、三通阀门二,16、泵二,17、溶液收集罐,18、三通阀门三,19、冷凝器二。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式,进一步阐明本实用新型。
实施例1:
结合附图可见,一种超临界二氧化碳辅助的固相合成多肽反应器,包括溶剂瓶2、试剂瓶3、混合器4、检测器5、改性溶剂容器7、二氧化碳气体钢瓶8、多肽合成柱9、四通阀门10、分离器11、冷凝器一12、液体二氧化碳储罐13以及加热器14;溶剂瓶2、试剂瓶3均与混合器4相连;混合器4一端通过三通阀门一6与多肽合成柱9下端相连,另一端通过四通阀门10与多肽合成柱9上端相连;四通阀门10通过检测器5依次与分离器11、冷凝器一12、液体二氧化碳储罐13、加热器14与三通阀门一6相连;改性溶剂容器7一端与加热器14相连,另一端与液体二氧化碳储罐13相连;二氧化碳气体钢瓶8通过冷凝器二19与液体二氧化碳储罐13相连。
还包括溶液收集罐17,溶液收集罐17一端与检测器5相连,另一端与分离器11相连。
三通阀门一6与多肽合成柱9之间设有三通阀门二15,三通阀门二15与混合器4相连
所述混合器4与三通阀门一6之间设有泵一1,多肽合成柱9与四通阀门10之间设有三通阀门三18,泵一1与三通阀门三18相连。
所述液体二氧化碳储罐13与加热器14之间设有泵二16。
所述溶剂瓶2与混合器4之间设有泵二16。
所述试剂瓶3与混合器4之间设有泵二16。
实施例2:fmoc法多肽偶联
将连接有第一个fmoc保护氨基酸的树脂装进多肽合成管,装满即可,不要压实。将溶剂瓶2内的dmf以90ml/min的速度由混合器4经过三通阀一6和三通阀二15泵入多肽合成柱9,dmf再经四通阀门10和检测器5进入溶液收集罐17,继续泵入dmf使树脂溶胀5分钟,切换试剂瓶3,把10%哌啶/dmf以120ml/min经过三通阀一6和三通阀门三15泵入多肽合成柱9,液体充满整个空腔,并从四通阀门10流入混合器4内,再泵入多肽合成柱9,循环20分钟。把四通阀门10、检测器5与溶液收集罐17联通,泵入空气把管路及多肽合成柱9里面的溶液排入溶液收集罐17。再把三通阀一6与二氧化碳储液罐13联通,泵入改性溶剂容器7内的溶剂和超临界二氧化碳流体,直到uv检测器5显示杂质被冲洗干净。把三通阀一6和四通阀门10分别与混合器4联通,将保护氨基酸dmf溶液,缩合剂与有机碱dmf混合溶液分别以120ml/min的速度经过三通阀门一6和三通阀二15泵入多肽合成柱9,液体充满整个空腔,并从四通阀门10流入混合器4后,再泵入多肽合成柱9内,循环10分钟。如果中途发现泵的压力偏高,可以对多肽合成柱9进行反冲,循环液通过三通阀三18进入多肽合成柱9,再从三通阀二15回到混合器4。偶联结束,把四通阀门10、检测器5与溶液收集罐17联通,泵入空气把管路及多肽合成柱9里面的溶液排入溶液收集罐17。再把三通阀门一6与二氧化碳储液罐13联通,泵入改性溶剂容器7内的溶剂和超临界二氧化碳流体,用该混合流体冲洗多肽合成柱9内的树脂,直到uv检测器5显示杂质被冲洗干净。重复上述脱fmoc和偶联的步骤,把余下氨基酸按照多肽的氨基酸序列依次偶联,偶联过程中氨基酸投料摩尔量为树脂活性基团的2到3倍,缩合剂用量为树脂活性基团的2到3倍,洗涤树脂时,脱fmoc保护或者偶联步骤,超临界二氧化碳的温度控制在36℃,多肽合成柱9压力控制在8.9兆帕。
实施例3:boc法多肽偶联
将连接有第一个boc保护氨基酸的树脂装进多肽合成管,装满即可,不要压实。将溶剂瓶2内的dcm以60ml/min的速度由混合器4经过三通阀6和三通阀15泵入多肽合成柱9,dcm再经循四通阀10和检测器5进入溶液收集罐17,继续泵入dmf使树脂溶胀5分钟,切换试剂瓶3,把50%tfa/dcm以90ml/min经过三通阀一6和三通阀门三15泵入多肽合成柱9,液体充满整个空腔,并从四通阀门10流入混合器4内,再泵入多肽合成柱9,循环30分钟。把四通阀门10、检测器5与溶液收集罐17联通,泵入空气把管路及多肽合成柱9里面的溶液排入溶液收集罐17。再把三通阀一6与二氧化碳储液罐13联通,泵入改性溶剂容器7内的dcm及液态二氧化碳储罐13里的二氧化碳,得到37℃含12