多肽合成儀是一種用于自動(dòng)化合成多肽(由多個(gè)氨基酸通過肽鍵連接而成的化合物)的精密實(shí)驗(yàn)設(shè)備，廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)藥、基礎(chǔ)科研、藥物開發(fā)、疫苗研制及化妝品原料等領(lǐng)域。

一、基本原理

多肽合成儀基于固相多肽合成法(SPPS，Solid-Phase Peptide Synthesis)，由Merrifield于1963年提出。其核心思想是將C端第一個(gè)氨基酸固定在不溶性樹脂載體上，然后依次從C端向N端逐個(gè)偶聯(lián)氨基酸。

每輪反應(yīng)包括：脫保護(hù)(去除Fmoc或Boc基團(tuán))→ 活化與偶聯(lián) → 洗滌 → 封端(可選)等步驟，循環(huán)往復(fù)直至目標(biāo)序列完成，最后通過裂解將多肽從樹脂上釋放并純化。

固相多肽合成法原理圖

二、主要類型

按合成策略分：

Fmoc/t-Bu法：溫和條件，適合復(fù)雜修飾多肽，主流選擇。

Boc/Bzl法：需強(qiáng)酸處理，適用于特殊結(jié)構(gòu)(如含二硫鍵)。

按自動(dòng)化程度分：

全自動(dòng)合成儀：集成試劑輸送、溫控、氮?dú)獗Ｗo(hù)、廢液處理，適合高通量或長(zhǎng)肽合成(如CS Bio、AAPPTec、CEM等品牌)。

半自動(dòng)/手動(dòng)合成裝置：成本低，適合教學(xué)或小規(guī)模研究。

按合成規(guī)模分：

微量(0.05–0.2 mmol)、小試(0.1–1 mmol)、中試(>1 mmol)等，對(duì)應(yīng)不同研發(fā)或生產(chǎn)需求。

三、關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)

偶聯(lián)效率：直接影響產(chǎn)物純度，有些儀器可達(dá)99.5%以上/步。

試劑消耗與回收系統(tǒng)：影響成本與環(huán)保性。

溫度控制：部分反應(yīng)需低溫(如減少消旋)或加熱加速偶聯(lián)。

軟件控制與序列編輯：支持復(fù)雜修飾(磷酸化、糖基化、非天然氨基酸插入等)。

四、典型應(yīng)用場(chǎng)景

新藥研發(fā)(如GLP-1類似物、抗菌肽)

多肽疫苗抗原制備

蛋白質(zhì)功能域模擬

診斷試劑標(biāo)準(zhǔn)品合成

化妝品活性多肽(如棕櫚酰五肽-4)量產(chǎn)

五、發(fā)展趨勢(shì)

微型化與高通量：微流控芯片合成技術(shù)降低試劑用量。

智能化：AI輔助序列設(shè)計(jì)+合成參數(shù)優(yōu)化。

綠色合成：減少DMF等有毒溶劑使用，發(fā)展水相或固載試劑體系。

連續(xù)流合成：提升長(zhǎng)肽(>50aa)合成效率與純度。

綜上，多肽合成儀是現(xiàn)代生命科學(xué)研究與多肽藥物產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵裝備，其性能直接決定多肽產(chǎn)品的質(zhì)量、成本與研發(fā)周期。隨著多肽療法市場(chǎng)快速增長(zhǎng)(預(yù)計(jì)2030年超500億美元)，合成技術(shù)將持續(xù)向高效、精準(zhǔn)、綠色方向演進(jìn)。