[發(fā)明專利]一種可視化全自動偶聯(lián)反應裝置

有效

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• 申請日: 2018-12-04
• 公開（公告）號: CN109382052B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發(fā)明（設計）人: 玉崧成;吳擁軍;合思甜;何磊良;付曉麗;曾鑫;董佳佳;楊軍輝;侯一心;丁帥
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: B01J19/00
• 分類號: B01J19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種可視化全自動偶聯(lián)反應裝置，可實現(xiàn)羧基和氨基的共價偶聯(lián)，其特征在于：所述反應裝置由活化室、光源、光電傳感器、電磁鐵和反應池構成；其中所述活化室用于羧基的EDC/sulfo?NHS活化，并應用功能化磁性納米顆粒為指示劑反映活化程度而啟動后續(xù)的偶聯(lián)反應；其中所述的光源和光電傳感器用于捕捉羧基活化的信號，啟動電磁鐵；其中所述電磁鐵用于分離指示劑和羧基活化液；其中所述反應池用于氨基與活化后的羧基共價偶聯(lián)。本發(fā)明基于功能化磁性納米顆粒的性質(zhì)實現(xiàn)羧基活化的可視化及偶聯(lián)反應控制的自動化，有效解決EDC/sulfo?NHS偶聯(lián)反應的偶聯(lián)效率低和重復性差的問題，可廣泛應用于科研和生產(chǎn)，具有廣闊的市場前景。

技術領域

本發(fā)明涉及一種化學反應裝置，具體說是涉及一種用于羧基和氨基EDC/sulfo-NHS偶聯(lián)的可視化全自動反應裝置。

背景技術

偶聯(lián)反應是由兩個分子通過化學反應而得到一個分子的過程，不僅可以用于有機合成，在生物、醫(yī)藥和檢測分析等領域也得到廣泛的應用。其中，羧基(-COOH)和氨基(-NH₂)的偶聯(lián)是一種重要的偶聯(lián)反應，特別是在生物和醫(yī)藥領域具有廣泛的應用。

EDC/sulfo-NHS偶聯(lián)反應因具有反應速度快、副反應少、操作簡單和生物活性保持率高的優(yōu)點，是羧基和氨基偶聯(lián)中應用最廣的偶聯(lián)法，特別是用于酶、抗體等蛋白質(zhì)與其他分子的偶聯(lián)，其反應式如下：

反應物1(-COOH)+EDC→活性酯中間體

活性酯中間體+反應物2(-NH₂)→反應物1和反應物2的偶聯(lián)物

EDC/sulfo-NHS偶聯(lián)反應的第一步是反應物1羧基的活化，反應物1的羧基在EDC存在的條件下被活化生成非常容易水解的活性酯中間體，sulfo-NHS的存在可以適當延緩該中間體的水解速度；EDC/sulfo-NHS偶聯(lián)反應的第二步在反應物1羧基活化后加入具有氨基的反應物2，反應物2和活性酯中間體反應，生成酰胺鍵將反應物1和反應物2共價偶聯(lián)。可見，EDC/sulfo-NHS偶聯(lián)反應因活性酯中間體的極不穩(wěn)定而導致偶聯(lián)效率低和重復性差，不僅影響反應原料利用率造成資源浪費，還影響偶聯(lián)產(chǎn)物的穩(wěn)定性，阻礙其應用。如何提高EDC/sulfo-NHS偶聯(lián)反應的偶聯(lián)效率及其重復性，是長期困擾著相關領域的研發(fā)和生產(chǎn)人員的問題。

準確掌握EDC/sulfo-NHS偶聯(lián)反應中反應物羧基的活化過程，精準把握反應物2的添加時間，使反應物2和活性酯中間體的反應時間最優(yōu)化，是提高EDC/sulfo-NHS偶聯(lián)反應的偶聯(lián)效率和重復性的關鍵。為此，需要一種既可以實時反映反應物1的羧基活化程度，又對偶聯(lián)反應沒有干擾的指示劑，用于準確把握EDC/sulfo-NHS偶聯(lián)反應的時間節(jié)點。

本發(fā)明設計一種功能化磁性納米顆粒作為指示劑，用于實時反映反應物1的羧基活化程度，聯(lián)合該功能化磁性納米顆粒在反應物1羧基的活化過程中產(chǎn)生的光信號，啟動反應物1和反應物2的偶聯(lián)反應，實現(xiàn)EDC/sulfo-NHS偶聯(lián)反應的可視化和自動化，從而有效提高其偶聯(lián)效率和重復性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的正是基于功能化磁性納米顆粒設計一種用于羧基和氨基EDC/sulfo-NHS偶聯(lián)的可視化全自動反應裝置。

本發(fā)明的目的可通過下述技術措施來實現(xiàn)：