[发明专利]通过质谱分析法实时监测固相肽合成

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求在2010年10月28日提交的序列号为61/408,072的美国临时专利申请的优先权。序列号为61/408,072的美国临时专利申请的全部内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开内容提供了用于在环境气氛下实时监测固相肽合成(solid phase peptide synthesis，SPPS)的系统和方法，其用于在线表征肽中间体或产物。本公开内容还证明了该实时监测系统用于追踪SPPS的逐步反应过程的能力。在另一些实施方案中，本公开内容提供了用于加载固体样品的样品盘(sample plate)，所述样品盘可影响激光解吸和电喷雾离子化质谱分析法的分析稳定性和灵敏度。

发明背景

组合化学(Combinatorial chemistry)是用于同时产生并快速筛选大量不同的化合物以鉴定有用化合物的技术。这种肽库(peptide library)可用于筛选酶底物和抑制剂或细胞结合肽。与一次处理一种分子的常规合成方法不同，组合化学是用于发现新药物候选物、催化剂和材料的重要工具。目前，数百种基于肽的药物已进入临床阶段测试或已商业化，这是因为肽由于其高特异性和低毒性而被认为是高度有效的药物候选物。因此，大量生产肽的需求也逐渐增加，并且使用组合化学的化学合成方法发挥着重要作用。

多种化学合成方法当中，1963年Merrifield首次描述的固相肽合成(SPPS)方法，因其简化的反应过程和容易的目标产物纯化份离步骤而成为组合化学发展的重要突破。将第一个氨基酸与由树脂或塑料针脚(plastic pin)组成的不溶性支持物结合，然后通过依次偶联适当的经保护的氨基酸(protected amino acid)逐步建立所需序列。通过使用过量试剂并反复洗涤以纯化，反应可向完成移动。该方法允许依赖于自动化肽制备，其为无冗余和耗时之纯化过程的高效化学反应。因此，使用固相化学合成组合库(combinatorial library)现已成为药物发现实践中的常规策略。

但是，关于使用固相化学，特别是在其分析中仍然存在许多缺点。虽然质谱分析法可为组合库提供高通量分析，但是太多分子没有针对该技术的适当的离子化特性，从而使得该技术不是普遍可用的。此外，使用标准光谱法在线监测多步合成需要溶解从其固体支持物游离的研究样品。因此化合物测定通常在合成结束时实现，原因是在该阶段肽从不溶性支持物释放到溶液中。将这种裂解和分析策略用作质量控制和反应监测的手段具有几个缺点。因为消耗了样品，所以中间体阶段的这种化合物评价是破坏性的。在这种另外的裂解步骤期间可发生与裂解试剂的副反应，导致通过MS(质谱分析法)测定肽产物有难度，原因是得到了复杂的质谱图。

一些报道(Michael C.F.等，Bioorganic&Medicinal Chemistry Letters，Vol.6，979-982，1996；Stephen C.M.等，Tetrahedron Letters，Vol.40，2407-2410，1999)表明，基质辅助激光解吸离子化-飞行时间(matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight，MALDI-TOF)质谱分析法可用于分析通过光不稳定的接头(photolabile linker)结合至固相树脂的选择性Fmoc保护氨基酸或肽。一些其他文章(Delphine M.等，Journal of the American Society for Mass Spectrometry，Vol.12，1099-1105，2001)报道飞行时间二次离子质谱分析法(time-of-flight secondary ion mass spectrometry，TOF-S-SIMS)可用于在单一步骤中表征锚定至固体支持物的分析物，而不需要预处理样品。但是，在MALDI-TOF和TOF-S-SIMS二者中的解吸和离子化都必须在高真空系统中进行。使用这些技术为合成质量控制而实时监测固相肽合成是不可能的。

开发直接的非破坏性或最小破坏性的在线监测方法将允许肽固相合成逐步进行以实现良好的质量控制。本公开内容提供了这样的方法并解决了上述局限性中的一些。

发明概要