多肽合成儀是指用來合成多肽的儀器，因?yàn)槎嚯暮铣傻牟襟E很繁瑣，又很耗時(shí)，多家公司開發(fā)了自動(dòng)多肽合成儀。一般分為兩類，一類是針對(duì)數(shù)量少但合成量大的生產(chǎn)型應(yīng)用，典型代表是美國(guó)ABI公司的ABI336型多肽合成儀，其反應(yīng)器轉(zhuǎn)動(dòng)方式有別于前兩代的多肽合成儀，即反應(yīng)器上方相對(duì)固定，而下方作圓周360度快速旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)反應(yīng)器里的固液兩相從底部向上作螺旋運(yùn)動(dòng)，一直達(dá)到反應(yīng)器的最上方；另外一類多肽合成儀針對(duì)于藥物研發(fā)、基因研究等科研性應(yīng)用，典型代表是德國(guó)Intavis AG公司的ResPep SL和MultiPep RS系列，可以同時(shí)提供固相合成和膜合成的應(yīng)用，并能自動(dòng)幫助客戶進(jìn)行圖譜篩選同時(shí)完成高通量的多肽合成工作。

多肽合成儀的分類　

多肽合成儀的問世大大促進(jìn)了多肽科學(xué)的發(fā)展。反過來，隨著多肽科學(xué)的發(fā)展，科學(xué)家也對(duì)合成儀提出了更高的要求，從而帶動(dòng)了合成儀的發(fā)展。目前多肽合成儀品種繁多，從合成量上分，可分為微克級(jí)的，毫克級(jí)的，克級(jí)的和公斤級(jí)的；從功能上分，可分為研究型的，小試型的，中試型的，普通生產(chǎn)型的和GMP生產(chǎn)型的；從自動(dòng)化程度上分，可分為全自動(dòng)的，半自動(dòng)的和手動(dòng)的；從通道上分，可分為單通道的和多通道的；從技術(shù)角度上分，可分為第一代的，第二代的，和第三代的；等等。

第一代多肽合成儀　]第一代多肽合成儀產(chǎn)生時(shí)間為上世紀(jì)六十年代末至七十年代初。b]代表產(chǎn)品是Beckman公司推出的Beckman 990 Peptide Synthesizer[1]和Vega’s Biotechnologies公司推出的Vega’s 296 Peptide Synthesizer。如今該兩家公司均以放棄了多肽合成儀的研發(fā)與生產(chǎn)，我們只能在早期的學(xué)術(shù)文獻(xiàn)中找到其設(shè)計(jì)原理與研究情況。雖然隨著生產(chǎn)工藝的改進(jìn)和發(fā)展，第一代多肽合成儀已全部退出了市場(chǎng)。但1990年以前的眾多肽化學(xué)文獻(xiàn)都是在此實(shí)驗(yàn)設(shè)備上運(yùn)行研發(fā)而來，第一代的多肽合成儀為之后的合成儀研發(fā)與制造產(chǎn)生了重大意義。 第二代多肽合成儀　]第二代多肽合成儀誕生在上世紀(jì)八十年代。b]代表產(chǎn)品是Protein Technologies公司推出的PS3 Peptide Synthesizer以及Advanced ChemTech公司推出的ACT peptide synthesizer Model 90。標(biāo)志性特點(diǎn)是溫和反應(yīng)法合成多肽，一般可分為單純氮?dú)夤呐莺蛽u動(dòng)式兩種。 PS3 的設(shè)計(jì)原理是采用氮?dú)夤呐莸姆磻?yīng)方式來對(duì)反應(yīng)物進(jìn)行攪拌，即合成儀上反應(yīng)器是固定的，氮?dú)鈴姆磻?yīng)器的下方通過反應(yīng)器到上部排出，在這一過程中產(chǎn)生的汽泡把固相和液相混合起來。這樣設(shè)計(jì)的好處是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，但反應(yīng)相對(duì)溫和：1）有時(shí)候多肽-固相載體在靜電作用下會(huì)“抱團(tuán)”，使其不能與液相充分混合，在這種情況下需要調(diào)高氮?dú)獾膲毫σ韵o電作用；而在靜電作用消除后要把壓力立刻調(diào)低，不然的話較高的壓力會(huì)把多肽-固相載體“吹”到反應(yīng)器液面上方。由于多肽-固相載體具有較強(qiáng)的粘壁性，一旦被粘到反應(yīng)器液面上方就再也無法下來，也就是無法再參加反應(yīng)。顯然第一代機(jī)器是無法自動(dòng)作這樣的壓力調(diào)整的，這就是造成反應(yīng)“死角”的重要原因。反應(yīng)死角會(huì)降低多肽合成的效率和多肽的純度，有的甚至造成合成的失敗。2）長(zhǎng)時(shí)間氮?dú)夤呐輹?huì)使溶液揮發(fā)，液面降低后一部分多肽-固相載體就粘在液面上方，也無法再參加反應(yīng)。3）氮?dú)庀牧看螅\(yùn)行成本增大?！CT90的設(shè)計(jì)原理是反應(yīng)器在直立下圍繞原點(diǎn)作左右擺動(dòng)，或者圓周運(yùn)動(dòng)。ACT的多肽合成儀同樣具有反應(yīng)溫和的特點(diǎn)，即轉(zhuǎn)動(dòng)角度與速度都不能夠完全達(dá)到氨基酸耦合的極限，反應(yīng)往往需要更長(zhǎng)的時(shí)間。 第三代多肽合成儀　]第三代多肽合成儀誕生在上世紀(jì)九十年代b]　]代表產(chǎn)品是美國(guó)b]Applied Biosystems公司的ABI 433 peptide synthesizer 、C S Bio公司的CS336無死角多肽合成儀和Peptide Scientific Inc公司生產(chǎn)的全系列180-270度度機(jī)械攪拌多肽合成儀。。ABI433的設(shè)計(jì)原理是反應(yīng)器上方相對(duì)固定，而下方作圓周360度快速旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)反應(yīng)器里的固液兩相從底部向上作螺旋運(yùn)動(dòng)，一直達(dá)到反應(yīng)器的最上方。換句話說，溶液可以達(dá)到反應(yīng)器內(nèi)部的任意點(diǎn)，真正做到了無死角。由于攪拌速率可達(dá)每分鐘1800轉(zhuǎn)的高速，反應(yīng)得以充分完全。由于無死角的攪拌方式保證的肽的合成純度，ABI433型多肽合成儀（其退出多肽合成儀市場(chǎng)后最后一款儀器）至今在世界上還占有著很大的比例。當(dāng)然，ABI產(chǎn)品的售價(jià)也是最高的。由于部件使用頻率高，電磁閥會(huì)經(jīng)常損壞，而ABI將7個(gè)電磁閥做成模塊化的設(shè)計(jì)，壞掉一個(gè)電磁閥必須要更換整個(gè)模塊，無形中增加了維修成本。 CS336的設(shè)計(jì)原理是反應(yīng)器中點(diǎn)為圓心，上下做180度旋轉(zhuǎn)攪拌，攪拌速度可達(dá)180rpm，同時(shí)其采用了氮?dú)夤呐莘磻?yīng)方式的優(yōu)越性，將氮?dú)獯祫?dòng)作為可選反應(yīng)方式融入反應(yīng)方法中，多肽合成儀在科研領(lǐng)域的高耦合率效果得到充分體現(xiàn)。 第四代多肽合成儀由于180度無死角的攪拌模式得到了越來越多的客戶的認(rèn)可，Peptide Scientific Inc公司從2002年開始將180度上下翻轉(zhuǎn)的機(jī)械無極調(diào)速攪拌模式作為其開發(fā)的全系列產(chǎn)品的標(biāo)志性特征，從PSI200、300、400、500到600全系列多肽合成儀均采用180-270度上下翻轉(zhuǎn)的機(jī)械攪拌模式，PSI采用了數(shù)控馬達(dá)系統(tǒng)，攪拌速度無極可調(diào)，攪拌強(qiáng)度和速度在物理能量上發(fā)揮到了極致。 第五代多肽合成儀美國(guó)CEM公司以蛋白質(zhì)有機(jī)反應(yīng)設(shè)備的制造著稱，推出了微波多肽合成儀Liberty。其采用微波加熱方式，大大提高了反應(yīng)速度，將反應(yīng)的速率增加到之前多肽合成儀的幾倍甚至十幾倍。其與生俱來的特點(diǎn)得到了很多研發(fā)型客戶的認(rèn)可。 藥物篩選型多肽合成儀如ACT公司推出的106通道異步全自動(dòng)多肽合成儀、AAPPTEC公司推出的96通道全自動(dòng)多肽合成儀、PTI公司推出的98通道全自動(dòng)多肽合成儀等。 多肽合成儀以固相合成為反應(yīng)原理，在密閉的防爆玻璃反應(yīng)器中使氨基酸按照已知順序（序列，一般從C端-羧基端 向 N端-氨基端）不斷添加、反應(yīng)、合成，操作最終得到多肽載體。固相合成法，大大的減輕了每步產(chǎn)品提純的難度。為了防止副反應(yīng)的發(fā)生，參加反應(yīng)的氨基酸的側(cè)鏈都是保護(hù)的。羧基端是游離的，并且在反應(yīng)之前必須活化。固相合成方法有兩種，即Fmoc和tBoc。由于Fmoc比tBoc存在很多優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)在大多采用Fmoc法合成，但對(duì)于某些短肽，tBoc因其產(chǎn)率高的優(yōu)勢(shì)仍然被很多企業(yè)所采用。

具體合成由下列幾個(gè)循環(huán)組成：

1） 去保護(hù)：Fmoc保護(hù)的柱子和單體必須用一種堿性溶劑（piperidine）去 除氨基的保護(hù)基團(tuán)。

2） 激活和交聯(lián)：下一個(gè)氨基酸的羧基被一種活化劑所活化?；罨膯误w與游離的氨基反應(yīng)交聯(lián)，形成肽鍵。在此步驟使用大量的超濃度試劑驅(qū)使反應(yīng)完成。循環(huán)：這兩步反應(yīng)反復(fù)循環(huán)直到合成完成。

3） 洗脫和脫保護(hù)：多肽從柱上洗脫下來，其保護(hù)基團(tuán)被一種脫保護(hù)劑（TFA） 洗脫和脫保護(hù)。 反應(yīng)器

數(shù)百年來，制藥業(yè)的反應(yīng)器/反應(yīng)釜 設(shè)備以玻璃材質(zhì)最為常見，因其完全透明且耐腐蝕，而被眾多化學(xué)、生物學(xué)專家沿用。多肽合成的過程需要操作人員直觀監(jiān)測(cè)，同時(shí)合成后可進(jìn)行在線切割（切割試劑TFA的強(qiáng)腐蝕性對(duì)反應(yīng)器材質(zhì)有了極大限制），這些要求限制反應(yīng)器以玻璃材質(zhì)最為適用。

玻璃材質(zhì)的反應(yīng)器在制造工藝上有極大的難度限制：①燒制工藝：磨口精度要求極高，正如很多國(guó)產(chǎn)設(shè)備都無法達(dá)到要求出現(xiàn)漏液漏氣現(xiàn)象，玻璃壁均勻程度等。②配合攪拌柄以及密封裝置的成套加工工藝③防爆處理

氨基酸儲(chǔ)罐

溶劑儲(chǔ)罐

量筒

轉(zhuǎn)液瓶

感應(yīng)器

多端觸發(fā)器自感應(yīng)定量量取法，直觀、科學(xué)、相對(duì)誤差最低。

廢液桶

廢液桶通常選擇容積較大的HDPE桶，保證通風(fēng)良好，同時(shí)需安裝感應(yīng)器裝置時(shí)刻檢測(cè)廢液情況，避免溢出。 電磁閥

多肽合成儀中的電磁閥屬于敏感配件，其控制液路的串聯(lián)與閉路，在氨基酸轉(zhuǎn)移與量取，溶劑轉(zhuǎn)移與量取兩步驟中起到至關(guān)重要的作用。不同品牌的合成儀對(duì)電磁閥的設(shè)計(jì)與排布也略有不同。

控制面板

控制面板內(nèi)往往含有光敏組建，部分控制電磁閥以及感應(yīng)器控制組。與電腦主機(jī)的控制系統(tǒng)、合成儀統(tǒng)一的鏈接在一起，完成多肽合成的全過程。

軟件系統(tǒng)

多肽合成儀的操作軟件。不同品牌合成儀所注冊(cè)的軟件也不同。 UV Monitor

在多肽合成儀中，在線檢測(cè)耦合效果的裝置，如UV Monitor往往是選配裝置，客戶可根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需要選購。其功能是讓操作者直觀的看到多肽合成的每一部氨基酸偶聯(lián)效果，從而針對(duì)特定的序列做合成設(shè)置的調(diào)整，最終達(dá)到最佳合成效果。

對(duì)于不熟悉多肽合成儀操作的用戶來說，UV Monitor是相當(dāng)重要的。

試劑檢測(cè)：沒有選購在線檢測(cè)附件的多肽合成儀用戶，也可以采用試劑檢測(cè)方法做基本的耦合效果測(cè)定實(shí)驗(yàn)。

固相多肽合成中，主要是通過檢測(cè)樹脂上游離氨基來判斷連接效率，檢測(cè)方法稱為Kaiser方法，其檢測(cè)結(jié)果，如果有游離氨基的時(shí)候，顯示蘭色，或紅褐色（pro，ser，His）。

Kaiser試劑包括：A，6% 茚三酮的乙醇溶液；B，80% 苯酚的乙醇溶液；C，2% 0.001M KCN的吡啶溶液

配制中的吡啶需要經(jīng)過茚三酮處理后，重蒸后再使用。檢測(cè)過程，取少量樹脂，加入A，B，C各2-3滴，100℃下加熱1-2min，如果溶液有蘭色，或樹脂出現(xiàn)蘭色，紅褐色，表明還有游離氨基，否則說明連接完全。

其它檢測(cè)游離氨基的方法：三硝基苯磺酸法，苦味酸法，溴芬蘭法等