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高通量自動(dòng)化微波增強(qiáng)多肽合成

High-Throughput Automated Microwave-Enhanced Peptide Synthesis

簡(jiǎn)介 將高通量自動(dòng)化用于連續(xù)微波多肽固相合成（SPPS） 為多肽 生產(chǎn)提供了顯著優(yōu)勢(shì)。 可以更高的純度、更少的浪費(fèi)和極快 的速度每批次合成多達(dá) 24 種肽。 與平行方法相比，批次中的 單個(gè)肽可以方便地進(jìn)行分析和純化，而無(wú)需等待整個(gè)批次完 成。 在 Liberty PRIME™ 2.0 HT24 上展示了自動(dòng)連續(xù)微波 SPPS 的使用，可快速生產(chǎn) 20 種不同的 16 個(gè)氨基酸組成的 新生抗原肽。

介紹 現(xiàn)代肽研究是快節(jié)奏的，通常需要篩選肽庫(kù)以發(fā)現(xiàn)和開發(fā)功能 性多肽。 自動(dòng)化的微波輔助 SPPS 大大減少了合成多肽所需 的時(shí)間，但如果需要準(zhǔn)備文庫(kù)，則每次合成一個(gè)肽需要用戶在 每個(gè)合成之間輸入序列。 CEM 的微波多肽合成儀（Liberty™  2.0、Liberty Blue™ 2.0 和 Liberty PRIME™ 2.0）可與 HT 自 動(dòng)樹脂裝載配合，允許用戶排列并自動(dòng)連續(xù)合成多達(dá) 24 個(gè)多 肽。 對(duì)于隊(duì)列中的每個(gè)多肽，成批的單個(gè)樹脂被預(yù)加載到 HT  上，然后自動(dòng)轉(zhuǎn)移到 Liberty 合成儀進(jìn)行肽合成。 自動(dòng)樹脂轉(zhuǎn)移無(wú)需用戶在每個(gè)排隊(duì)的肽之間輸入，從而大限度 地提高工作日的生產(chǎn)力，并允許多個(gè)肽合成過(guò)夜運(yùn)行。 HT 自動(dòng) 樹脂裝載模塊設(shè)計(jì)用于根據(jù)合成器的循環(huán)時(shí)間，理想條件下能在 一個(gè)隊(duì)列中傳輸 4、12 或 24 批樹脂。 根據(jù)研究人員的需要， 快的合成器 Liberty PRIME 2.0 可以配備 HT4、HT12 或 HT24。 Liberty Blue 2.0 可配備 HT4 或 HT12，而基本型號(hào) Liberty 2.0 可配備 HT4。 此外，Liberty PRIME 2.0 合成器配置 有HT24時(shí)， 可容納額外的試劑和試劑瓶，在無(wú)需重新填充的條 件下運(yùn)行大批量合成，并且具有在 cGMP 標(biāo)準(zhǔn)下用于肽生產(chǎn)可選 配置。 為了證明，使用配置有HT24的 Liberty PRIME 2.0 合成了一組 20  種已發(fā)表的新抗原肽 1、2，它們具有不同的序列，平均長(zhǎng)度為 16  個(gè)氨基酸殘基。 這組肽的總合成時(shí)間為 24 小時(shí) 14 分鐘。 使用  CarboMAX™ 以 0.1 mmol 規(guī)模合成肽，得到的粗肽純度為 47% –  90%，平均純度為 69%（第 2 頁(yè)的表 1 和第 3 頁(yè)的圖 1）3?？? DMF 的使用量為 6056 mL，產(chǎn)生的廢物總量為 6979 mL（第 2 頁(yè) 表 2）。 這些新抗原肽通過(guò)高溫色譜法進(jìn)一步純化至適合生物學(xué) 研究的純度4。

材料和方法

試劑 以下 Fmoc 氨基酸購(gòu)自 CEM Corporation (Matthews, NC) 并含有zhi定的側(cè)鏈保護(hù)基團(tuán)：Ala、Asn (Trt)、Arg (Pbf)、Asp (OMpe)、Cys(Trt)、Gln(Trt) 、Glu(OtBu)、Gly、His(Boc)、Ile、 Leu、Lys(Boc)、Pro、Met、Ser(tBu)、Thr(tBu)、Trp(Boc)、Tyr( tBu) 和 Val。 Rink Amide ProTideTM LL 樹脂（離子交換容量 0.20 meq/g ）也購(gòu)自 CEM Corporation。 N,N'-二異丙基碳二亞 胺 (DIC)、吡咯烷、三fu乙saun (TFA)、3,6-二氧六環(huán)-1,8 辛二硫醇 (DODT) 和三異丙基硅烷 (TIS) 購(gòu)自 Sigma-Aldrich (St. Louis,  MO)。 二氯甲烷 (DCM)、N,N-二甲基甲酰胺 (DMF)、無(wú)水乙mi (Et2O) 和乙酸購(gòu)自 VWR (West Chester, PA)。 LC-MS 級(jí)水 (H2O)  和 LC-MS級(jí)乙腈 (MeCN) 購(gòu)自 Fisher Scientific (Waltham, MA)。

多肽合成 使用 CEM Liberty PRIME 2.0 自動(dòng)微波肽合成儀在 Rink Amide  ProTide 樹脂 LL 上所有肽以 0.1 mmol 的規(guī)模合成。 用吡咯烷 在 DMF 中進(jìn)行脫保護(hù)。 在 DMF (CarboMAX) 中使用 5倍當(dāng)量的 Fmoc-氨基酸 與 DIC 和 Oxyma Pure 進(jìn)行偶聯(lián)反應(yīng)。 使用 TFA/ H2O/TIS/DODT 在 38 °C 下進(jìn)行裂解。 裂解后，用無(wú)水乙mi沉 淀多肽并過(guò)夜凍干。

多肽分析 在配備有 Acquity UPLC BEH C8 色譜柱 (1.7 mm x 100 mm) 和 Q Exactive plus MS 的 ThermoFisher UPLC 系統(tǒng)上分析多 肽。 峰圖分析是在 Chromeleon 軟件上完成的。 使用 (i) H2O  和 (ii) MeCN 中的 0.05% TFA 梯度洗脫進(jìn)行分離。

結(jié)果 表 1 .使用 帶有HT24 的 Liberty PRIME 2.0 上連續(xù)合成獲得 多肽各自的序列和粗純度。

結(jié)論 使用 HT 樹脂傳輸模塊的自動(dòng)順序微波 SPPS 為大批量多肽的合成 提供了強(qiáng)大的設(shè)備。 僅在一天內(nèi)完成 20 種不同新抗原肽的高純 度批量合成。 單個(gè)多肽合成在大約 1 小時(shí)內(nèi)完成，純度高，產(chǎn)生 的廢物極少。 該批次中的所有多肽都能夠使用 Prodigy 系統(tǒng)的高 溫制備 HPLC 以高產(chǎn)率快速純化4。HT 自動(dòng)樹脂裝載模塊 （ HT4、 HT12、 HT24 為 Liberty 2.0、Liberty Blue 2.0 和 Liberty PRIME 2.0 微波肽合成儀提供了強(qiáng)力的升級(jí)。

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• 微波多肽合成儀

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