多肽合成儀是指用來合成多肽的儀器，因為多肽合成的步驟很繁瑣，又很耗時，多家公司開發(fā)了自動多肽合成儀。一般分為兩類，一類是針對數(shù)量少但合成量大的生產(chǎn)型應用，典型代表是美國ABI公司的ABI336型多肽合成儀，其反應器轉動方式有別于前兩代的多肽合成儀，即反應器上方相對固定，而下方作圓周360度快速旋轉，帶動反應器里的固液兩相從底部向上作螺旋運動，一直達到反應器的最上方；另外一類多肽合成儀針對于藥物研發(fā)、基因研究等科研性應用，典型代表是德國Intavis AG公司的ResPep SL和MultiPep RS系列，可以同時提供固相合成和膜合成的應用，并能自動幫助客戶進行圖譜篩選同時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了多肽科學的發(fā)展。反過來，隨著多肽科學的發(fā)展，科學家也對合成儀提出了更高的要求，從而帶動了合成儀的發(fā)展。目前多肽合成儀品種繁多，從合成量上分，可分為微克級的，毫克級的，克級的和公斤級的；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；從自動化程度上分，可分為全自動的，半自動的和手動的；從通道上分，可分為單通道的和多通道的；從技術角度上分，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)生時間為上世紀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術文獻中找到其設計原理與研究情況。雖然隨著生產(chǎn)工藝的改進和發(fā)展，第一代多肽合成儀已全部退出了市場。但1990年以前的眾多肽化學文獻都是在此實驗設備上運行研發(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。標志性特點是溫和反應法合成多肽，一般可分為單純氮氣鼓泡和搖動式兩種。 PS3 的設計原理是采用氮氣鼓泡的反應方式來對反應物進行攪拌，即合成儀上反應器是固定的，氮氣從反應器的下方通過反應器到上部排出，在這一過程中產(chǎn)生的汽泡把固相和液相混合起來。這樣設計的好處是結構簡單，成本低，但反應相對溫和：1）有時候多肽-固相載體在靜電作用下會“抱團”，使其不能與液相充分混合，在這種情況下需要調高氮氣的壓力以消除靜電作用；而在靜電作用消除后要把壓力立刻調低，不然的話較高的壓力會把多肽-固相載體“吹”到反應器液面上方。由于多肽-固相載體具有較強的粘壁性，一旦被粘到反應器液面上方就再也無法下來，也就是無法再參加反應。顯然第一代機器是無法自動作這樣的壓力調整的，這就是造成反應“死角”的重要原因。反應死角會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）長時間氮氣鼓泡會使溶液揮發(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。3）氮氣消耗量大，運行成本增大?！CT90的設計原理是反應器在直立下圍繞原點作左右擺動，或者圓周運動。ACT的多肽合成儀同樣具有反應溫和的特點，即轉動角度與速度都不能夠完全達到氨基酸耦合的極限，反應往往需要更長的時間。 第三代多肽合成儀　]第三代多肽合成儀誕生在上世紀九十年代b]　]代表產(chǎn)品是美國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度度機械攪拌多肽合成儀。。ABI433的設計原理是反應器上方相對固定，而下方作圓周360度快速旋轉，帶動反應器里的固液兩相從底部向上作螺旋運動，一直達到反應器的最上方。換句話說，溶液可以達到反應器內部的任意點，真正做到了無死角。由于攪拌速率可達每分鐘1800轉的高速，反應得以充分完全。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后最后一款儀器）至今在世界上還占有著很大的比例。當然，ABI產(chǎn)品的售價也是最高的。由于部件使用頻率高，電磁閥會經(jīng)常損壞，而ABI將7個電磁閥做成模塊化的設計，壞掉一個電磁閥必須要更換整個模塊，無形中增加了維修成本。 CS336的設計原理是反應器中點為圓心，上下做180度旋轉攪拌，攪拌速度可達180rpm，同時其采用了氮氣鼓泡反應方式的優(yōu)越性，將氮氣吹動作為可選反應方式融入反應方法中，多肽合成儀在科研領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可，Peptide Scientific Inc公司從2002年開始將180度上下翻轉的機械無極調速攪拌模式作為其開發(fā)的全系列產(chǎn)品的標志性特征，從PSI200、300、400、500到600全系列多肽合成儀均采用180-270度上下翻轉的機械攪拌模式，PSI采用了數(shù)控馬達系統(tǒng)，攪拌速度無極可調，攪拌強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CEM公司以蛋白質有機反應設備的制造著稱，推出了微波多肽合成儀Liberty。其采用微波加熱方式，大大提高了反應速度，將反應的速率增加到之前多肽合成儀的幾倍甚至十幾倍。其與生俱來的特點得到了很多研發(fā)型客戶的認可。 藥物篩選型多肽合成儀如ACT公司推出的106通道異步全自動多肽合成儀、AAPPTEC公司推出的96通道全自動多肽合成儀、PTI公司推出的98通道全自動多肽合成儀等。 多肽合成儀以固相合成為反應原理，在密閉的防爆玻璃反應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、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。為了防止副反應的發(fā)生，參加反應的氨基酸的側鏈都是保護的。羧基端是游離的，并且在反應之前必須活化。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，現(xiàn)在大多采用Fmoc法合成，但對于某些短肽，tBoc因其產(chǎn)率高的優(yōu)勢仍然被很多企業(yè)所采用。

具體合成由下列幾個循環(huán)組成：

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

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

3） 洗脫和脫保護：多肽從柱上洗脫下來，其保護基團被一種脫保護劑（TFA） 洗脫和脫保護。 反應器

數(shù)百年來，制藥業(yè)的反應器/反應釜 設備以玻璃材質最為常見，因其完全透明且耐腐蝕，而被眾多化學、生物學專家沿用。多肽合成的過程需要操作人員直觀監(jiān)測，同時合成后可進行在線切割（切割試劑TFA的強腐蝕性對反應器材質有了極大限制），這些要求限制反應器以玻璃材質最為適用。

玻璃材質的反應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，正如很多國產(chǎn)設備都無法達到要求出現(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

氨基酸儲罐

溶劑儲罐

量筒

轉液瓶

感應器

多端觸發(fā)器自感應定量量取法，直觀、科學、相對誤差最低。

廢液桶

廢液桶通常選擇容積較大的HDPE桶，保證通風良好，同時需安裝感應器裝置時刻檢測廢液情況，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，在氨基酸轉移與量取，溶劑轉移與量取兩步驟中起到至關重要的作用。不同品牌的合成儀對電磁閥的設計與排布也略有不同。

控制面板

控制面板內往往含有光敏組建，部分控制電磁閥以及感應器控制組。與電腦主機的控制系統(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的軟件也不同。 UV Monitor

在多肽合成儀中，在線檢測耦合效果的裝置，如UV Monitor往往是選配裝置，客戶可根據(jù)實驗的需要選購。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，從而針對特定的序列做合成設置的調整，最終達到最佳合成效果。

對于不熟悉多肽合成儀操作的用戶來說，UV Monitor是相當重要的。

試劑檢測：沒有選購在線檢測附件的多肽合成儀用戶，也可以采用試劑檢測方法做基本的耦合效果測定實驗。

固相多肽合成中，主要是通過檢測樹脂上游離氨基來判斷連接效率，檢測方法稱為Kaiser方法，其檢測結果，如果有游離氨基的時候，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。

其它檢測游離氨基的方法：三硝基苯磺酸法，苦味酸法，溴芬蘭法等