[發明專利]一種氣控固相多肽合成微流控芯片裝置及其應用

有效

• 申請號: 201410020454.5
• 申請日: 2014-01-16
• 公開（公告）號: CN103755777A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 鄭暉;王蔚芝;胡志遠
• 申請（專利權）人: 國家納米科學中心
• 主分類號: C07K1/04
• 分類號: C07K1/04;B01J19/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

技術領域

本發明涉及多肽合成技術領域，尤其涉及固相多肽合成技術領域，特別涉及一種氣控固相多肽合成微流控芯片裝置及其應用。

背景技術

固相化學合成是非均相反應的重要應用，由諾貝爾獎獲得者Merrifield創立并在此后得到深入發展。固相多肽合成是固相化學合成最廣泛的應用之一（J.Am.Chem.Soc.,1963,85,2149-2154.）。

固相多肽合成方法是將反應物連接到帶有活性基團的高聚物骨架上，通過流體相引入反應物與固載物發生化學合成反應，并除去雜質和副產物，最后采用適當的化學方法將目標多肽裂解下來。固相多肽合成不需要復雜的分離技術，容易獲得較高的產率，容易實現自動化。

然而，隨著蛋白質組學的發展，對微量、快速合成的多肽需求越來越大，研究自動化的微量多肽合成技術及其裝置具有重大意義。微量多肽固相合成技術目前只有少量報道（Science,2007,318,1888-1888.,Proteomics,2003,3,2135-2141.；發明專利申請：組裝式化合物陣列芯片及制備方法，03112772.X），但是這些固相合成往往是靜態反應，不能及時輸送新鮮反應液，而且需要復雜昂貴的外部設備和特殊的反應試劑。因此，發展結構簡單、可自動化的微量多肽固相合成方法具有十分誘人的前景。

自從上世紀九十年代出現微流控芯片技術以來，該領域已發展成為當今最有活力的科技領域之一（Sens.Actutors,B,1990,1,244-248.）。微流控芯片技術能把化學和生物實驗室中的前處理、加樣、反應、分離、分析及細胞培養等基本操作單元集成微型化的芯片上來，從而具有比表面積大、傳質傳熱速率快、試劑消耗小、環境友好、易規模化集成與高通量反應等特點，使其在多方面應用中都彰顯出優越性。

構建化學微反應器是微流控芯片的重要應用方向之一（Tetrahedron,2005,61:2733-2742；Chem.Rev.,2007,107,2300-2318.）。采用微流控芯片技術構建多肽固相合成微反應器，不但特別適合合成微量多肽，而且合成速度明顯快于常規合成，并且容易實現自動化控制。

然而，固相多肽合成需要使用二甲基甲酰胺（DMF）、二氯甲烷（DCM）、三氟乙酸（TFA）等強有機溶劑和揮發性強酸，因此常規用于微流控芯片自動化控制的普通泵、閥等都難以直接運用，需要采取更為巧妙的設計方能保證在微流控芯片進行自動化固相多肽合成。

發明內容

本發明的目的在于提供一種氣控固相多肽合成微流控芯片裝置，用于連續流動的固相多肽合成，使用該裝置能實現全自動的微流控芯片上固相多肽合成，并可通過并行化實現高通量的同時合成。

為實現本發明的目的，本發明提供以下技術方案：

一種氣控固相多肽合成微流控芯片裝置，包括合成反應微流控芯片、試劑加料池陣列、多路氣體電磁閥和恒壓氣源；

所述合成反應微流控芯片內部設有流道結構，所述流道結構包括主流道，所述主流道兩端分別設有主進樣口和出口，所述出口處設有過濾結構，所述主流道的接近所述出口處設有反應腔體，所述主流道一側或兩側設有多條分支流道，每條分支流道的一端與所述主流道連通而另一端設有分支進樣口；

所述試劑加料池陣列包括多個試劑加料池，每個試劑加料池設有輸入端和輸出端，所述輸出端與所述合成反應微流控芯片上的一個分支進樣口連通；

所述多路氣體電磁閥設有共同的輸入端，每路氣體電磁閥設有輸出端，所述輸入端與所述恒壓氣源連通，每個輸出端與每個試劑加料池的輸入端連通；

所述恒壓氣源用于向所述多路氣體電磁閥輸出設定壓力范圍的氣壓。

作為本發明的優選方案，所述主流道的兩側交錯設置多條分支流道，呈梳狀排布，所述分支流道的與所述主流道連接處的橫截面積比所述分支流道其它部分的橫截面積小。這種獨特的結構設計有助于減少來源于不同試劑加料池的不同氨基酸原料間的相互污染。

作為本發明的優選方案，所述合成反應微流控芯片由玻璃材質的蓋片與基片鍵合而成，所述蓋片上設有凹陷的槽狀結構，所述基片為平整的玻璃片，所述蓋片與基片鍵合后所述槽狀結構被密封形成流道結構。這種結構的合成反應微流控芯片制備方法簡單，密封性好，穩定可靠。