Способ управления процессом твердофазного синтеза биополимеров

 

Изобретение относится к способу управления процессом твердофазного синтеза биополимеров на Нежестких полимерных носителях и может быть использовано в производстве биологически активных веществ. Оно позволит увеличить производительность процесса не менее чем в два раза. Способ заключается в том, что на каждой операции в процессе твердофазного синтеза непрерывно измеряют объем носителя, определяют его приращение и при значении приращения равном нулю задерживают выполнение следующей операции на заданное время, после чего переходят к выполнению следующей операции. 2 ил. 1 табл. (Л

СОКИ COBETCHHX социАлистичесних

РЕСПУБЛИК (f9) (Ш

А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕЙИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

PCNAPCTBEHHblA HPMÈTET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

llPH ГКНТ СССР

1 (21) 4143141/05

° (22) l0.09.86 (46) 30.06.92. Бюл. ll 24 (71) Специальное конструкторское бюро биологического приборостроения

АН СССР, (72) М.Б. Бару, И.Л. Родионов, Л.Я. шестаковский и В.Т. Ларин (53) 66.012 "52 (088.8) (56) Старт Д. и Янг Д. Твердофазный синтез пептидов, М.: Мир, 1971, с. 88.

Реакции на полимерных подложках при органическом синтезе. М.: Мир, 1983, с. 45×-456. ()Ч) CllOCOb УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ТВЕРДОФАЗНОГО СИНТЕЗА БИОПОЛИМЕРОВ

Изобретение относится к способу управления процессом твердофазного. синтеза Ьиополимеров на нежестких по" лимерных носителях и может найти широкое применение в химических, биологических, медицинских исследованиях, а. также в промышленном производетве био" логически активных веществ. Целью изобретения является повц шение производительности процесса.

Способ управления процессом твердофазного синтеза биополимеров основан на свойстве полимера, носителя изме.-. нять свой объем (набухать) в процессе протекания операций синтеза. В зависимости от физико"химических свойств носителя, характеризующихся его приро-. щ С 08 F 257/02 6 05 D 27/00

2 (57) Изобретение относится к способу управления процессом. твердофазного синтеза биополимеров на нежестких полимерных носителях и иожет быть ис" пользоеано в производстве биологически активных веществ, Оно позволит увеличить производительность процесса не менее чем в двв раза; Способ заключается в том, что на каждой операции в процессе твердофазного синтеза. непрерывно измеряют объем носителя, определяют его приращение .и при зна. чении приращения равном.акулю задерживают выполнение следующей операции на заданное время, после чего переходят к выполнению следующей операции. - . а

2 ил. 1 таЬл. е дой, числовым порядком операций и стадий, химичевким составом. растущей биополимерной цели, объем носителя изменяется в 1,05-9 и более раз.

Способ управления процессом твердофазного синтеза биополимеров поясняется с помощью фиг. 1 и 2.

На фиг. показаны: кривая а - график изменения объема полимера носителя - хлорметилированного полистирола с 23-ной сшивкой дивинилбензола на отдельных операциях синтеза " промывках хлористым метиленом, метанолом, диметилформамидом; кривая б - определение приращения объема носителя, например, путем дифGly)zO щ4 7

35 давление 100+ч ИПа. з l 74 ференцирования информационного сигна-. ла (кривой а); кривая в " задержка выполнения следукщей операции на время, необходимое для завершения текущей (выра- ° ботка сигнала задержки операции); кривая г - переход к выполнению следующей операции или выработка сигЬок VaI О Dp 504 CF COOH в ДНФА в CH (C1

Бок Gly VaI ОЯ (Бок («8 дйФА д

Координаты графиков: по оси ординат Vg- объем носителя; м - масса носителя; i, u " сила тока и напряжения;. по оси абсцис t время.

Способ управления осуществляется следующим образом. В реактор в необходимой последовательности подают компоненты синтеза. При йх поступлении изменяется объеМ носителя в зависимости от конкретной операции и это изменение непрерывно регистрируют,на каждой операции синтеза, как показано на фиг. lа, 2.

Изменение объема носителя при операс иях синтеза - промывка (фиг,la):

I — хлористым метиленом СН С13, II и IU — метанолом СНЗОН; I I I — диме тилформа мидом HCON (CH 3) z .

Изменение объема носителя при операциях наращивания пептидной цепи (фиг,. 2):

I - промывка хлористым метиленом;

II -деблокирование 504 трифторуксусной кислотой CF3COOH в хлористом метилене;

III - нейтрализация этилдиизопропиламином 1-.Pr

IV, — промывка метанолом СН3ОН

V - конденсация трет-бутилоксикарбонилглицина (Бок Gly) 0 в диметилформалиде (ДИФА) HCON(CH3)g 1

IV — промывка диметилформамидом. . На участках графйка (фиг. lа) показано: 1 2 - сухой носитель; 2-3, 6-7увеличение объема носителя; 4-5, 8-9уменьшение объема носителя.

На участках графика (фиг. 1 а) показано: 1 "2 " сухой носитель; 2-3, 6-7 - увеличение объема носителя;

4-5, 8-9 - уменьшение объема носителя.

На участках графика (фиг. 2) показано: 1-2 - присутствие в реакторе сс рет-бутилоксикарбонилвалина Ьок VaIp

4087 4 нала завершения предыдущей операции и начала следующей.

На шиг. 2 показано изменение объе5 ма носителя, которое характеризует динамику наращивания пептидной цепи на полимере носителе полистироле с 13 дивинилбензола (реакция сигнала пептида

Я

Н 3М вЂ” VaI-Сф) 10X iPrz NEt

3 "

I на полимере - носителе; 2-3, 4-5, 6-7, 8-9, 10-11, 11-12 - течение операций (по иэсленению объема носителя).

Зная изменение объема носителя, непрерывно определяют его приращение, например, дифференцированием сигнала (Фиг. 1 б), характеризующего изменение объема (Фиг. lа) и при значении сигнала величины. приращения, полученного с определенной погрешностью, характеризующего нулевое приращение объема, задерживают выполнение следующей операции для гарантированного обеспечения удаления избытков реагентов и продуктов (фиг. la), Учасски кривых З-ч, 5-6, 7-8„9-10, 11-12, 13-14 - задержки времени выполнени я следующих операций II-IV u

II-UI .

После истечения времени задержки переходят к выполнению следующей one рации путем подачи управляющего сигнала-(Фиг. lr).

Пример. В проточном реакторе, представляющем камеру переменной емкости, заполненную полимерным нежестким носителем бензгидриламин с 24"ной сшивкой дивинилбензолом (PRF Япония) был синтезирован пептид ТучРчОРЬе NH, Температура реагентов и растворителей - комнатная 20 + 3 С, атмосферное

В качестве защитных групп в синтез зе были использованы Вос-группы. Активированные .эфиры аминокислот приготовляли ДСС/НОВ методом. Для подгютовки полимера к конденсации каждой аминокислоты использовался М-метилпирролидон (ИИР)3 для промывки и сжатия полимера после конденсации пользовались изопропиловым спиртом (i-РчОН).

Изменение объема носителя регист рировалось с помощью датчика, сигналы

1.7И 087 6 которого передавались на самописец. реведен из хпоргидрата в свободную

Реагенты и растворители,подавались е аминоформу- р4 триэтиламином в хлоро. камеру мини-насосом, скорость протока:., форме, а затем сжат изопропиловым

1,2 и Ч мл/мин, 1 спиртом. При этом на каждой операции

Перед началом синтеза загруженныи в процессе синтеза происходит

v в реактор полимерный носитель был пе0р НН С1 ОР М Qp — NH-РЬеВос — э

Boc PhrO Bt

5О% TFA1ÑÍÑ1

+ ОР NH-Phe-NH СГ СОО з" з

5 TEA/CHC1 - Qp NH-PR-НН вЂ” + санчо Ве

Я-ИН;РЬеВБ СГ СОО . Qp-NH- phepaol3oc

50 TEA/СНС1з Во

5Х TEA/СНС1

Я"NH-PhepuoNHe . Qp-NHPhe Puo Tyu Boo

ВосТучО ВС

503 TFA/CÍC1ã Q-NH Phe Рчо Туч ИН СГ СОО

М TEA/СНС1. NpH PhePuo TyuNH< р-NHPhe Puo Tyu NHe

TEA/тианизол

Способ управления процессом твердофазного синтеза биополимеров на неУсловные обозначения: ТЕА -триэтиламин; TFA - трифторуксусная кис" . лота.

На диаграммной ленте самописца непрерывно регистрируют. изменение объе" ма носителя и определяют его приращение; при значении приращения объема, равном нулю, {фиг. 1 и 2) задерживают выполнение следующей операции íà время, необходимое для завершения текущей операции (1-10 мин), после чего переходят к выполнению следующей операции.

Для связывания непрореагировавших аминогрупп после каждой конденсаци и s реактор вводят раствор 2 мл

0,05 И DMP/СН С1, 1 мл 54 ТЕА в Толуоле; 7 мл толуола.

В связи с тем, что предлагаемый способ предусматривает непрерывный контроль и управление процессом синтеза, методика. синтеза существенно отличается от существующих стандартных методик, что в свою очередь, не позво« ляет проводить формальное сравнение по всем операциям синтеза. Возможно . сравнение лишь по отдельным операциям.

Такое сравнение. приводится в таблице.

После полного синтеза пептида на полимере для контроля полноты протекания синтеза была проведена стандартная проверка пикриновой кислотой.

Прирост массы пептидил-полимера составляет .99,13 от теоретически рассчитанного значения прироста. Снятый с полимера пептид проверялся на хроматографическую гомогенность. Чистота равна 9бФ.

Способ управления процессом твер35 дофазного синтеза биополимеров на нежестких носителях по изменению объе» ма носителя позволяет повысить не менее чем в два раза производительность синтеза за счет полной автоматизации

46 процесса путем регистрации изменений объема носителя и преобразования этих изменений в информационные и управляющие сигналы; снижает расход дорогостоящих и дефицитных реагентов в

45 несколько раз за счет своевременного завершения каждой операции по сигналу, информирующему о прекращении изменения объема носителя.

Эффективность синтеза повышается

Я за счет уменьшения побочных продуктов реакций вследствие уменьшенного объема реагентов, floabtlllt HHoA их концентрации, что, в конечном итоге, приводит к повышению качества синтезируемых биопоЯ лимеров.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

17"4087 8 жестком полимерном носителе в зависи- теля, определяют его приращение и при мости от физико-химических свойств значении приращения объема, равном нуносителя, отличающийся тем, (лю, задерживают выполнение следующей что,, с целью повышения производитель- 1операции на заданное времв, после че- ности процесса, на каждой операции в ro переходят к выполнению следующей

5 процессе синтеза измеряют объем носи- операции.

Да нный способ

Известный способ (патент США 11 4382922) Критерии сравнения

Количество операций на одну конденсацию

Количество использованных растворителей на одну конденсацию, см

Время, затрачиваемое на операции одной конденсации мин

334

1620

1 )6-196

1 21 "391**

Дано полное время на все операции, включая контроль окончания реакции конденсации. дано чистое время нахождения реагентов и растворителей в реакторе. Время на заполнение реактора и слив из реактора, которое значительно превышает время операций синтеза, не приводится, Не учтено также время, необходимое на контроль окончания реакции конденсации, которое составляет 90-210 мин, ve (l

1744087 фи8. 2

Производственно-издательский комбинат: "Патент", г. Укгород, уп.,Гагарина, 101

Редактор Т. Пилипенко

««»» »

Заказ 2168

ВНИИПИ Государственного

113035, в

Составитель В. Шувалов

Техред N.Ìîðãåíòàë Корректор С. Юекмар фф94РМЭ ««

Тираж -- Подписное комитета но изобретениям и открытиям ври ГКНТ СССР

Москва, %-35, Раушская набв, д. 4/5