(57)【要約】      （修正有）【課題】液相ペプチド合成法において、アミノ酸試薬のロスを最小限に抑え、各試薬の反応効率を高く維持しうるペプチド連続自動合成装置を提供する。【解決手段】本体ケース内に機密性を高めた内ケースを設置し、該内ケース内において処理作業を行う。複数のアミノ酸容器６、アミノ酸テーブル５、分注ノズル１８、試薬瓶６Ａ、複数の反応容器３１、液面センサー３４、界面センサー３５、ノズル３３、回収容器４４、ノズル４６、ノズル４７、分注ノズル４９、５０、分注ノズル５１、分注ノズル１８、下層（１）溶媒瓶６３、下層（２）試薬瓶６４、下層（３）試薬瓶６５、流路７２、上層（１）溶媒瓶６６、上層（２）試薬瓶６７、流路８１、ノズル３３、流路８５、およびポンプと三方電磁弁からなる装置を提供する。【選択図】図１
2005206525.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のタイミングで水平に移動するアミノ酸テーブルによって保持された複数のアミノ酸容器と、所定のタイミングで各アミノ酸容器と試薬瓶の上に順次移動し且つ所定のタイミングで上下動するようになしたアミノ酸容器用の分注ノズルと、支持テーブル上に保持され、適宜の温度調節機構によって所定の範囲内において迅速な加熱、冷却が行われる複数の反応容器と、前記反応容器内の液体の液面と界面を検出する液面センサー及び界面センサーと、支持テーブル上に保持された複数の回収容器と、前記反応容器に配設した、下端が反応容器の底部に臨むノズルと、前記回収容器に配設した、下端が回収容器の底部に臨むノズル及び底部から所定の高さの位置に臨むノズルと、所定のタイミングで各反応容器上に順次移動するようになした反応容器用の２個の分注ノズルと、所定のタイミングで各回収容器上に順次移動するようになした回収容器用の分注ノズルと、前記反応容器用の２個の分注ノズルのうちの一方と、アミノ酸容器用の分注ノズルと、複数の下層試薬瓶とを接続する流路と、前記反応容器用の２個の分注ノズルのうちのもう一方と、回収容器用の分注ノズルと、複数の上層試薬瓶とを接続する流路と、前記反応容器に配設したノズルと前記回収容器に配設した２個のノズルとを接続する流路とからなり、前記各流路の適宜の箇所にポンプと三方電磁弁を配設し、適宜のタイミングで送液するようになしたことを特徴とするペプチド連続自動合成装置。
【請求項２】
本体ケース内に、機密性を高めると共に圧力を高めて不活性ガスを充満させた内ケースを設置し、該内ケース内において処理作業を行うようになした請求項１記載のペプチド連続自動合成装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はペプチド連続自動合成装置に関し、更に詳細には相溶状態・分離状態が温度で可逆変化する溶媒セットを利用したペプチド液相合成装置に係わる。
【背景技術】
【０００２】
本発明者らは、先に温度を制御することにより相溶性の状態と相分離の状態とに可逆的に状態を制御できる溶媒システムを用いた液相ペプチド合成法を案出した（特開２００３−６２４４８、特開２００３−１８３２９８）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は上記液相ペプチド合成法を連続で実施するための装置であって、特に各試薬の反応効率を高レベルに維持するために、液体担体及びアミノ酸試薬のロスを最小限に抑えることができるようになすことに重点を置いた連続自動合成装置を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
而して、本発明の要旨とするところは、所定のタイミングで水平に移動するアミノ酸テーブルによって保持された複数のアミノ酸容器と、所定のタイミングで各アミノ酸容器と試薬瓶の上に順次移動し且つ所定のタイミングで上下動するようになしたアミノ酸容器用の分注ノズルと、支持テーブル上に保持され、適宜の温度調節機構によって所定の範囲内において迅速な加熱、冷却が行われる複数の反応容器と、前記反応容器内の液体の液面と界面を検出する液面センサー及び界面センサーと、支持テーブル上に保持された複数の回収容器と、前記反応容器に配設した、下端が反応容器の底部に臨むノズルと、前記回収容器に配設した、下端が回収容器の底部に臨むノズル及び底部から所定の高さの位置に臨むノズルと、所定のタイミングで各反応容器上に順次移動するようになした反応容器用の２個の分注ノズルと、所定のタイミングで各回収容器上に順次移動するようになした回収容器用の分注ノズルと、前記反応容器用の２個の分注ノズルのうちの一方と、アミノ酸容器用の分注ノズルと、複数の下層試薬瓶とを接続する流路と、前記反応容器用の２個の分注ノズルのうちのもう一方と、回収容器用の分注ノズルと、複数の上層試薬瓶とを接続する流路と、前記反応容器に配設したノズルと前記回収容器に配設した２個のノズルとを接続する流路とからなり、前記各流路の適宜の箇所にポンプと三方電磁弁を配設し、適宜のタイミングで送液するようになしたことを特徴とするペプチド連続自動合成装置にある。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、本発明者らが先に案出した液相ペプチド合成法を効率よく実施することができ、加えて液体担体及びアミノ酸試薬のロスを最小限に抑えて、各試薬の反応効率を高レベルに維持することができるものである。
【実施例】
【０００６】
以下、本発明の実施例について説明する。
図１は装置全体の概略的構成図、図２は装置の上部側の正面図、図３は装置の下部側の正面図、図４は装置の下部側を一部省略して示した右側面図、図５は装置の平面図、図６は反応容器と回収容器並びに分注ノズル部分の斜視図である。
【０００７】
図中、１は本体ケースである。また、該本体ケース１の下部側には後記試薬瓶及び廃液瓶の収容室２と、後記冷却水循環器の収容室３とが形成されている。また、該本体ケース１の上部側には後記アミノ酸容器、反応容器、回収容器、分注ノズル及びこれらを結ぶ送液ラインとを収納する内ケース４が配設されている。尚、該内ケース４は、ペプチドは水分によって反応が狂うことから、機密性を高めると共に、圧力を高めてＮ２  等の不活性ガスを充満させている。
【０００８】
５は複数のアミノ酸容器６、６、６・・・を垂直に保持するアミノ酸テーブルである。また、該アミノ酸テーブル５は、本実施例にあっては、アミノ酸容器６、６、６・・・を４行５列に保持することができるようになしている。そしてまた、該アミノ酸テーブル５は、駆動モータ７、駆動プーリ８、従動プーリ９、該駆動プーリ８と従動プーリ９間に掛け回したベルト１０、該ベルト１０とアミノ酸テーブル５とを結合する結合部材１１とからなる移動操作機構をもって所定のタイミングで水平方向に移動するようになされている。尚、１２、１３は該アミノ酸テーブル５のガイド部材である。
【０００９】
１４、１４、１４・・・は各アミノ酸容器６、６、６・・・内に入れる攪拌スターラであり、アミノ酸テーブル５の下方に配設した回転駆動機構１５によって回転せしめられるものである。尚、該回転駆動機構１５は公知のものを用いればよく、駆動モータ１６と、該駆動モータ１６を駆動源として回転する、各アミノ酸容器６、６、６・・・の底部下方に設けた磁石付き円形回転駆動板１７、１７、１７・・・とからなっている。
【００１０】
１８は後記分注ノズルホルダーによって保持された、アミノ酸容器用の分注ノズルであり、所定のタイミングで前記各アミノ酸容器６、６、６・・・と試薬瓶６Ａの上に順次移動し且つ所定のタイミングで上下動するようになされている。また、該分注ノズル１８には容器の有無を検出する容器センサー１８Ａが付設されている。
【００１１】
１９は前記分注ノズル１８の移動操作機構であり、水平移動操作部と垂直移動操作部とからなるものである。２０は該水平移動操作部であり、前記内ケース４内に立設した架台２１と、該架台２１上に水平に取り付けた支承部２２と、該支承部２２の前面に設けた、垂直移動操作部における支承部を水平にガイドするガイド部材２３と、該支承部２２に固着した駆動モータ（図示せず。）、駆動プーリ２４、従動プーリ２５、該駆動プーリ２４と従動プーリ２５間に掛け回したベルト２６と、該ベルト２６と垂直移動操作部における支承部とを結合する結合部材２７とをもって構成する移動操作機構とからなるものである。
【００１２】
２８は垂直移動操作部であり、前記ガイド部材２３をもって支承部２２の前面に沿って水平方向移動自在に支承され、且つ前記支承部２２に設けられた移動操作機構によって駆動せしめられる、前記支承部２２と直交した支承部２９と、図示しない昇降操作機構をもって、該支承部２９の前面に沿って上下動せしめられる分注ノズルホルダー３０とからなるものである。
【００１３】
３１、３１、３１・・・は前記内ケース４内に設けた支持テーブル３２上に並列してセットされる反応容器である。また、該反応容器３１、３１、３１・・・は、本実施例にあっては４本としているが、これ以上としても、或いはこれ以下としてもよい。また、該反応容器３１、３１、３１・・・には、後記ノズル保持具を介して下端が該反応容器の底部に臨むノズル３３が配設されている。
【００１４】
３４は液面センサー、３５は界面センサーであり、これらは前記反応容器３１、３１、３１・・・の夫々に対応して配設されている。また、前記反応容器３１、３１、３１・・・は温度調節機構３６によって５〜８０℃の範囲において迅速な温度制御がなされるものである。また、該温度調節機構３６は、反応容器３１、３１、３１・・・を含むジャケット３７内に冷却水循環器３８によって冷却水（図示せず。）を循環させて冷却するか、或いはヒーター３９をもって加熱するようになすものである。尚、３８ａは冷却水の流入管、３８ｂは冷却水の流出管である。
【００１５】
４０、４０、４０・・・は各反応容器３１、３１、３１・・・内に入れる攪拌スターラであり、支持板３２の下方に配設した回転駆動機構４１によって回転せしめられるものである。尚、該回転駆動機構４１は公知のものを用いればよく、駆動モータ４２と、該駆動モータ４２を駆動源として回転する、各反応容器３１、３１、３１・・・の底部下方に設けた磁石付き円形回転板４３、４３、４３・・・とからなっている。
【００１６】
４４、４４、４４・・・は前記内ケース４内に設けた支持テーブル３２上に並列してセットされる回収容器である。尚、３２ａは該回収容器４４、４４、４４・・・を保持するラックである。また、該回収容器４４、４４、４４・・・は本実施例にあっては前記各反応容器３１、３１、３１・・・の数に対応させて４本としている。また、該回収容器４４、４４、４４・・・には、ノズル保持具４５を介して、下端が該回収容器の底部に臨むノズル４６と、底部から所定の高さの位置に臨むノズル４７とが配設されている。尚、前記ノズル保持具４５は、前記反応容器３１と回収容器４４にまたがるようになされ、且つ反応容器３１と回収容器４４に被さる部分の中央部に円形の孔４５ａ、４５ａを設けてなるものである。
【００１７】
４８、４８、４８・・・は各回収容器４４、４４、４４・・・内に入れる攪拌スターラであり、支持板３２の下方に配設した回転駆動機構（図示せず。）によって回転せしめられるものである。尚、該回転駆動機構は前記回転駆動機構４１と同一であるから、説明は省略する。
【００１８】
４９、５０は後記分注ノズルホルダーによって保持された、反応容器用の分注ノズルであり、所定のタイミングで前記反応容器３１、３１、３１・・・の上に順次移動するようになされている。
【００１９】
５１は後記分注ノズルホルダーによって保持された、回収容器用の分注ノズルであり、所定のタイミングで前記回収容器４４、４４、４４・・・の上に順次移動するものである。
【００２０】
５２は前記分注ノズル４９、５０、５１の移動操作機構であり、前記反応容器３１、３１、３１・・・と回収容器４４、４４、４４・・・の上方に、これらと平行するように水平に配設した支持板５３と、該支持板５３の上面に設けたガイド部材５４と、該ガイド部材５４をもって支持板５３の上面に沿って水平方向移動自在に支承された支持基板５５と、該支持基板５５の前後に水平に一体的に張り出す分注ノズルホルダー５６、５７と、前記支持板５３の上面に固着した駆動モータ５８、駆動プーリ５９、従動プーリ６０、該駆動プーリ５９と従動プーリ６０間に掛け回したベルト６１、該ベルト６１と前記支持基板５５とを結合する止めネジ６２とをもって構成する移動操作機構とからなるものである。
【００２１】
６３は下層（１）溶媒瓶、６４は下層（２）試薬瓶（脱Ｆｍｏｃ剤）、６５は下層（３）試薬瓶、６６は上層（１）溶媒瓶、６７は上層（２）試薬瓶、６８は廃液瓶である。これらの瓶は前記本体ケース１の下部の収容室２に収納されている。また、６９は洗浄槽、７０、７１はパージ槽である。
【００２２】
７２は分注ノズル４９、分注ノズル１８、下層（１）溶媒瓶６３、下層（２）試薬瓶６４、下層（３）試薬瓶６５とを結ぶ流路であり、分注ノズル４９と下層（２）試薬瓶６４とを結ぶ流路７２ａと、該流路７２ａの途中部に三方電磁弁７３を介して接続された分注ノズル１８への流路７２ｂと、前記流路７２ａの途中部における前記流路７２ｂより上流側に三方電磁弁７４を介して接続された下層（１）溶媒瓶６３への流路７２ｃと、前記流路７２ｂと流路７２ｃとを結ぶ、途中部に三方電磁弁７５を介してシリンジポンプ７６が配設された流路７２ｄと、前記流路７２ａの途中部における前記流路７２ｂと流路７２ｃとの間に三方電磁弁７７を介して接続された下層（３）試薬瓶６５への流路７２ｅと、前記流路７２ａの途中部における前記流路７２ｂを挟んでこれの上流と下流に各々の端部を接続され且つ上流側の端部は三方電磁弁７８を介して接続された流路７２ｆと、前記流路７２ａの途中部における前記流路７２ｆの下流側の接続部より下流側に配設されたセラミックポンプ７９と、前記流路７２ａの途中部における前記流路７２ｂと前記流路７２ｆの上流側の接続部との間に配設されたセラミックポンプ８０とからなるものである。
【００２３】
８１は分注ノズル５０、分注ノズル５１、上層（１）溶媒瓶６６、上層（２）試薬瓶６７とを結ぶ流路であり、分注ノズル５１と上層（１）溶媒瓶６６とを結ぶ流路８１ａと、該流路８１ａの途中部に三方電磁弁８２を介して接続された分注ノズル５０への流路８１ｂと、前記流路８１ａの途中部における前記流路８１ｂより上流側に三方電磁弁８３を介して接続された上層（２）試薬瓶６７への流路８１ｃと、前記流路８１ａにおける前記流路８１ｂと流路８１ｃとの間に配設されたセラミックポンプ８４とからなるものである。
【００２４】
８５は前記ノズル３３とノズル４６、４７とを結ぶ流路であり、ノズル３３とノズル４６とを結ぶ流路８５ａと、該流路８５ａの途中部に三方電磁弁８６を介して接続された分注ノズル４７への流路８５ｂと、前記流路８５ａの途中部における前記流路８５ｂより上流側に配設されたセラミックポンプ８７とからなるものである。
【００２５】
次に、上記実施例の作用について説明する。
先ず、アミノ酸の活性化を行う。アミノ酸テーブル５を移動させて一列目のアミノ酸容器６を分注ノズル１８の真下に位置させる。このとき容器センサー１８Ａで容器の有無を確認し、無ければエラー表示をする。次に、下層（１）溶媒瓶６３内の下層溶媒（ＤＭＦ）をアミノ酸を収容したアミノ酸容器６に注入する。尚、このとき該ＤＭＦの注入量は２０ｍｌとする。また、このときは攪拌を行わない。続いて試薬瓶６Ａ内の試薬と下層（１）溶媒瓶６３内の下層溶媒（ＤＭＦ）を注入する。尚、試薬の注入量は０．１ｍｌ、ＤＭＦは２０ｍｌとする。また、このときはスターラ１４により攪拌しながら行う。そして最後に所定の時間スターラ１４により攪拌を行う。そしてまた、以上の手順をもって順次隣のアミノ酸容器６内のアミノ酸の活性化を行う。
【００２６】
一方、上記アミノ酸の活性化と同時に上層液の作成を行う。反応容器３１に上層（１）溶媒瓶６６内の上層溶媒（ＭＣＨ）を注入する。尚、該ＭＣＨの注入量は４０ｍｌとする。次に、温度調節機構３６によって反応容器３１を４０〜８０℃、望ましくは６０℃に加温し、５分間スターラ４０をもって攪拌する。次に、液面センサー３４によって検出し、所定量に達するまで上層ＭＣＨ瓶６６内のＭＣＨを注入する。
【００２７】
次に、脱Ｆｍｏｃ反応を行う。反応容器３１に下層（２）試薬瓶６４内の下層試薬（脱Ｆｍｏｃ剤：ＤＢＵ試液）を注入する。尚、該ＤＢＵ試液の注入量は４０ｍｌとする。またこのときは攪拌しながら行う。次に、温度調節機構３６によって反応容器３１を４０〜８０℃、望ましくは６０℃に加温し、１０分間スターラ４０をもって攪拌する。次に温度調節機構３６によって冷却し、その後静置する。尚、冷却時間は５分間とし、また静置時間は０．５分間とする。次に、界面センサー３５によって検出し、界面部分まで下層のＤＢＵを抜き取って回収容器４４に送る。そして最後に流路を空にする。
【００２８】
次に、廃液からの回収を行う。回収容器４４に上層（１）溶媒瓶６６内の上層溶媒（ＭＣＨ）を所定量注入する。尚、該ＭＣＨの注入量は１０ｍｌとし、また攪拌しながら行う。次にスターラ４８をもって攪拌した後静置する。尚、攪拌時間は１分間とし、静置時間は０．５分間とする。そして、回収容器４４内の上層ＭＣＨを反応容器３１に戻す。このとき戻された反応容器３１内の上層ＭＣＨの量を液面センサー３４によって検出し、所定の量を越えた残りは廃液とする。そしてその後、流路を空にする。そして更に、液面センサー３４によって検出し、上層（１）溶媒瓶６６内のＭＣＨを所定量注入して補充する。尚、これは最大５ｍｌまでとする。
【００２９】
次に、脱Ｆｍｏｃ剤の洗浄を行う。反応容器３１に下層（１）溶媒瓶６３内の下層溶媒（ＤＭＦ）を注入する。尚、該ＤＭＦの注入量は４０ｍｌとし、攪拌しながら行う。次に、１分間スターラ４０をもって攪拌する。次に、温度調節機構３６によって冷却し、その後静置する。尚、冷却時間は１分間とし、また静置時間は０．５分間とする。次に、界面センサー３５によって検出し、界面部分まで下層ＤＭＦを抜き取って回収容器４４に送る。そして最後に流路を空にする。
【００３０】
次に、廃液からの回収を行う。回収容器４４に上層（１）溶媒瓶６６内の上層溶媒（ＭＣＨ）を所定量注入する。尚、該ＭＣＨの注入量は１０ｍｌとし、また攪拌しながら行う。次にスターラ４８をもって攪拌した後静置する。尚、攪拌時間は１分間とし、静置時間は０．５分間とする。そして、回収容器４４内の上層ＭＣＨを反応容器３１に戻す。このとき戻された反応容器３１内の上層ＭＣＨの量を液面センサー３４によって検出し、所定の量を越えたら残りは廃液とする。そしてその後、流路を空にする。そして更に、液面センサー３４によって検出し、上層（１）溶媒瓶６６内のＭＣＨを所定量注入して補充する。
【００３１】
次に、縮合反応を行う。アミノ酸容器６、６、６・・・内の各活性化したアミノ酸を各反応容器３１、３１、３１・・・に全量送液する。また、これは攪拌しながら行う。次に、温度調節機構３６によって反応容器３１を４０〜８０℃、望ましくは６０℃に加温し、３０分間スターラ４０をもって攪拌する。次に、温度調節機構３６によって冷却し、その後静置する。尚、冷却時間は５分間とし、また静置時間は０．５分間とする。次に、界面センサー３５によって検出し、界面部分まで下層ＤＭＦを抜き取って回収容器４４に送る。そして最後に流路を空にする。
【００３２】
次に、廃液からの回収を行う。回収容器４４に上層（１）溶媒瓶６６内の上層溶媒（ＭＣＨ）を所定量注入する。尚、該ＭＣＨの注入量は１０ｍｌとし、また攪拌しながら行う。次にスターラ４８をもって攪拌した後静置する。尚、攪拌時間は１分間とし、静置時間は０．５分間とする。そして、回収容器４４内の上層ＭＣＨを反応容器３１に戻す。このとき戻された反応容器３１内の上層ＭＣＨの量を液面センサー３４によって検出し、所定の量を越えたら残りは廃液とする。そしてその後、流路を空にする。そして更に、液面センサー３４によって検出し、上層（１）溶媒瓶６６内のＭＣＨを所定量注入して補充する。尚、これは最大５ｍｌまでとする。
【００３３】
上記アミノ酸の活性化反応から上層ＭＣＨの補充までの工程を繰り返すことにより縮合反応を繰り返すものである。また、以上の工程はコンピュータによる自動制御とすることが望ましい。そして、合成終了後反応容器３１内にあるペプチドを含む液体担体は、反応容器３１ごと装置から取り出し、手作業で後操作（切り出し、評価、精製等）を行うものである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る装置全体の概略的構成図である。
【図２】本発明に係る装置の上部側の正面図である。
【図３】本発明に係る装置の下部側の正面図である。
【図４】本発明に係る装置の下部側を一部省略して示した右側面図である。
【図５】本発明に係る装置の平面図である。
【図６】反応容器と回収容器並びに分注ノズル部分の斜視図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  本体ケース
４  内ケース
５  アミノ酸テーブル
６、６  アミノ酸容器
１４  攪拌スターラ
１８  分注ノズル
１９  分注ノズルの移動操作機構
２０  水平移動操作部
２８  垂直移動操作部
３１、３１  反応容器
３３  ノズル
３４  液面センサー
３５  界面センサー
３６  温度調節機構
３７  ジャケット
３８  冷却水循環器
３９  ヒーター
４０  攪拌スターラ
４４、４４  回収容器
４６  ノズル
４７  ノズル
４８  攪拌スターラ
４９、５０  分注ノズル
５１  分注ノズル
５２  分注ノズルの移動操作機構
６３  下層（１）溶媒瓶
６４  下層（２）試薬瓶（脱Ｆｍｏｃ剤）
６５  下層（３）試薬瓶
６６  上層（１）試薬瓶
６７  上層（２）試薬瓶
６８  廃液瓶
６９  洗浄槽
７０、７１  パージ槽
７２  流路
８１  流路
８５  流路
【図１】
2005206525.tif 000003
【図２】
2005206525.tif 000004
【図３】
2005206525.tif 000005
【図４】
2005206525.tif 000006
【図５】
2005206525.tif 000007
【図６】
2005206525.tif 000008