多肽合成反应器

[size=5][b]多肽合成仪发展史[/b][/size][font=楷体_GB2312][size=3][color=black][b]多肽合成仪简介[/b][/color][/size][/font][font=楷体_GB2312][size=3] 美国洛克菲勒大学教授Bruce Merrifild 在1963年发明的多肽固相合成技术（SPPS）是多肽合成领域的一个重大突破，对化学，生化，医药，免疫和基因科学等学科和领域都起了巨大的推动作用. 他本人也因此项发明荣获1984化学诺贝尔奖。[/size][/font][font=楷体_GB2312][size=3] 多肽固相合成技术的发明同时促进了肽合成的自动化。世界上第一台真正意义上的多肽合成仪出现在1980年代初期，它是利用氮气鼓泡来对反应物进行搅拌，用计算机程序控制来实现有限度的自动合成。虽然在搅拌方式和其他各项功能方面有着明显的缺陷，但是它毕竟把人从实验室里解放出来，极大地提高了工作效率，所以受到了多肽科学家的一致赞扬。[/size][/font][font=楷体_GB2312][size=3] 多肽合成仪的问世大大促进了多肽科学的发展。反过来，随着多肽科学的发展，科学家也对合成仪提出了更高的要求，从而带动了合成仪的发展。目前多肽合成仪品种繁多。从合成量上分，可分为微克级的，毫克级的，克级的和公斤级的；从功能上分，可分为研究型的，小试型的，中试型的，普通生产型的和GMP生产型的；从自动化程度上分，可分为全自动的，半自动的和手动的；从通道上分，可分为单通道的和多通道的；从技术角度上分，可分为第一代的，第二代的，和第三代的；等等。[/size][/font][font=楷体_GB2312][size=3][/size][/font][font=楷体_GB2312][size=3][color=black][b]第一代多肽合成仪[/b][/color][/size][/font][font=楷体_GB2312][size=3]标志性特点是采用氮气鼓泡的搅拌原理来对反应物进行搅拌，即合成仪上反应器是固定的，氮气从反应器的下方通过反应器到上部排出，在这一过程中产生的汽泡把固相和液相混合起来。[/size][/font][font=楷体_GB2312][size=3] 它有着消耗成本大，有死角等严重缺陷，已大部分退出了市场。[/size][/font][font=楷体_GB2312][size=3][/size][/font][b][font=楷体_GB2312][size=3]第二代多肽合成仪[/size][/font][/b][font=楷体_GB2312][size=3]标志性特点是用不完全性的机械搅拌来取代氮气鼓泡，一般可分为接触式搅拌与非接触式搅拌两种。 接触式搅拌常见的搅拌方式是伸入反应器内部的螺旋桨由上部的电机带动进行快速旋转，使反应器内部的固液两相进行混合。但这种方式会严重降低合成产量，清洗也比较麻烦，还会缩短反应器的寿命，最主要这种方式也会产生反应死角。[/size][/font][font=楷体_GB2312][size=3][/size][/font][font=楷体_GB2312][size=3] 目前全世界共17个多肽合成仪生产厂商有16个放弃了接触式搅拌方法。[/size][/font][font=楷体_GB2312][size=3][/size][/font][b][font=楷体_GB2312][size=3]第三代多肽合成仪[/size][/font][/b][font=楷体_GB2312][size=3] 是由美国[/size][/font][font=楷体_GB2312][color=#000000][size=3]ABI[/size][/color][/font][font=楷体_GB2312][size=3]公司制造的无死角多肽合成仪为标志诞生的。其反应器转动方式有别于前两代的多肽合成仪，即反应器上方相对固定，而下方作圆周360度快速旋转，带动反应器里的固液两相从底部向上作螺旋运动，一直达到反应器的最上方。换句话说，溶液可以达到反应器内部的任意点，真正做到了无死角。由于搅拌速率可达每分钟1800转的高速，反应得以充分完全。其合成肽的纯度相当高，对于ACP65-74型肽的粗肽纯度可达87.6% （ABI433使用者手册）。由于无死角的搅拌方式保证的肽的合成纯度，ABI433型多肽合成仪（其退出多肽合成仪市场后最后一款仪器）至今在世界上还占有着很大的比例。当然，ABI产品的售价也是最高的。由于部件使用频率高，电磁阀会经常损坏，而ABI将7个电磁阀做成模块化的设计，坏掉一个电磁阀必须要更换整个模块，无形中增加了维修成本。[/size][/font][font=楷体_GB2312][size=3]因此，成本过高，也已停止生产。[/size][/font][font=楷体_GB2312][size=3][/size][/font][font=楷体_GB2312][size=3] 无死角多肽合成仪的另一款方式是反应器在数控马达的带动下作上下180度的翻转运动。固相和液相在运动过程中不断从反应器的一端到达另一端，再返回来。所以在上下180度的翻转运动中溶液可以达到反应器内部的任意点。数控马达的转速可根据需要任意调节。一般用这种仪器合成出来的肽纯度是最高的。由于反应器越大，溶液作180度的翻转运动所得到的惯性也越大，搅拌也越来越剧烈，产品的纯度也会越来越高，所以只要小试能成功，就可以跳过中试这一步，直接放大生产。[/size][/font][font=楷体_GB2312][size=3][/size][/font][font=楷体_GB2312][size=3]微波法多肽合成仪[/size][/font][font=楷体_GB2312][size=3] 另一种革新式的产品，微波多肽合成仪的问世，是区别与之前任何一类合成仪的新产品。其采用微波加热方式，大大提高了反应速度，将多肽合成的速率增加到之前多肽合成仪的几倍甚至十几倍。[/size][/font][font=楷体_GB2312][size=3] 这种仪器目前在中国市场还比较受欢迎，但在国际上，其实已经不认可这种方式生产多肽了，因为它有个致命缺点。[/size][/font][font=楷体_GB2312][size=3] 在加热的情况下副反应也相应增多，多肽纯度不能与之前的第三代甚至第二代产品媲美。另外，微波加热方法无法放大，故不适合用作多肽药物的研发。[/size][/font][font=楷体_GB2312][size=3] （部分内容摘自：百度百科-多肽合成仪）[/size][/font]

[u][i]精细化工中间体：2004，34(2)：1-4[/i][/u][b]微波有机合成及反应器研究新进展[/b][i]刘福萍，陆明[/i]摘 要：综述了近年来微波辐射技术在有机合成应用中的新进展。针对微波有机合成反应技术及专用微波反应器作了重点介绍。关键词：微波化学；有机反应；微波反应器1 　前言 微波是频率大约在 300 MHz～300 GHz,即波长在 1000～1 mm 范围内的电磁波，它位于电磁波谱的红外光波和无线电波之间。在 20 世纪 60 年代，N. H. Williams就曾经报道了用微波加速某些化学反应的研究结果，但在化学合成中应用微波技术则直到 20 世纪 80 年代初期才开始，当时人们并未预料到它对化学研究领域的重大作用。微波应用于有机合成的研究则始于 1986 年， Gedye 和 Smith等通过比较常规条件与微波辐射条件下进行酯化、水解、氧化等反应，发现在微波辐射下，反应得到了不同程度的加快，而且有的反应速度被加快了几百倍。至今，微波促进有机合成反应已经越来越被化学界人士所看好，而且形成了一门倍受关注的领域 —MORE化学(Microwave-Induced Organic Reaction Enhancement Chemistry) 。将微波用于有机合成的研究涉及酯化、Diels -Alder、重排、Knoevenagel、Perkin、 Witting、 Reformatsky、 Dveckman、羧醛缩合、开环、烷基化、水解、烯烃加成、消除、取代、自由基、立体选择性、成环、环反转、酯交换、酯胺化、催化氢化、脱羧等反应及糖类化合物、有机金属、放射性药剂等的合成反应。2 　微波促进有机反应机理 微波广泛应用于雷达和电讯传输产品中，为了防止微波功率对无线电通讯、广播、电视和雷达造成干扰，国际上规定工业、科学研究、医学及家用微波炉等民用微波频率为 915 ±15 MHz 和 2450 ±50MHz。微波技术应用于有机合成反应，反应速度较常规方法相比有的能加快数倍、数十倍，有些反应能加速数百倍甚至数千倍。为什么微波有如此大的效果呢 ? 目前关于微波加速有机反应的机理，化学界存在着两种观点。一种观点认为，虽然微波是一种内加热，具有加热速度快、加热均匀无温度梯度、无滞后效应等特点，但微波应用化学反应仅仅是一种加热方式，与传统加热反应并无区别。他们认为微波应用于化学反应的频率 2450 MHz 属于非电离辐射，在与分子的化学键共振时不可能引起化学键断裂，也不能使分子激发到更高的转动或振动能级。微波对化学反应的加速主要归结为对极性有机物的选择加热,既微波的致热效应。1990 年，Edwin G. E.Jahngen 等研究了三磷酸腺甙 (ATP) 在微波作用下的水解反应，发现微波作用下反应速度是常规加热方式下的25 倍，但在两种加热方式下，反应动力学并没有明显的改变。1992 年， Kevin D. Raner 等通过研究微波对 2，4，6-三甲基苯甲酸与 2-丙醇的酯化反应速度的影响，也得出结果表明最终酯化产率仅与温度因素有关，而与加热方式无关。

(1)由于反应器中微通道宽度和深度比较小,一般为几十到几百微米,使反应物间的扩散距离大大缩短,传质速度快,反应物在流动的过程中短时间内即可充分混合(2)微通道的比表面积一般为5000—50000m2m-3,而在常规反应容器内,比表面积约为100m2m-3,少数为1000m2m-3。微通道的比表面积大,具有很大的热交换效率,即使是激烈的放热反应,瞬间释放出大量反应热也能及时移出,维持反应温度在安全范围内。由于反应物总量少,传热快,特别适用于研究异常激烈的合成反应而避免爆炸的危险。(3)在微通道反应器中进行合成反应时,需要反应物用量甚微,不但能减少昂贵、有毒、有害反应物的用量,反应过程中产生的环境污染物也极少,实验室基本无污染,是一种环境友好、合成研究新物质的技术平台。(4)在微通道反应器中得到产物的量与近代分析仪器,如GC、GC2MS、HPLC及NMR的进样量相匹配,使近代分析仪器可用于直接在线监测反应进行的程度,大大提高了研究合成路线的速度。(5)可以将各种催化剂固定在芯片微通道中得到高比表面积的微催化床,提高催化效率。(6)在微通道反应器中进行合成反应时,反应物配比、温度、压力、反应时间和流速等反应条件容易控制。反应物在流动过程中发生反应,浓度不断降低,生成物浓度不断提高,副反应较少。(7)在微通道反应器中采用连续流动的方式进行反应,对于反应速度很快的化学反应,可以通过调节反应物流速和微通道的长度,精确控制它们在微通道反应器中的反应时间。(8)随着微加工技术的发展,由微传感器、微热交换器、微混合器、微分离器、微反应单元、微流动装置等组成的集成系统,在合成反应研究中受到越来越多的关注。(9)微流控芯片高通量、大规模、平行性等特点使多个或大量微反应器的集成化与平行操作成为可能,从而提高了合成新物质、筛选新药物的效率,大幅度地降低了研究成本。文章来源：http://www.micromeritics.com.cn/news_view.aspx?id=819