[发明专利]一种气控固相多肽合成微流控芯片装置及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及多肽合成技术领域，尤其涉及固相多肽合成技术领域，特别涉及一种气控固相多肽合成微流控芯片装置及其应用。

背景技术

固相化学合成是非均相反应的重要应用，由诺贝尔奖获得者Merrifield创立并在此后得到深入发展。固相多肽合成是固相化学合成最广泛的应用之一（J.Am.Chem.Soc.,1963,85,2149-2154.）。

固相多肽合成方法是将反应物连接到带有活性基团的高聚物骨架上，通过流体相引入反应物与固载物发生化学合成反应，并除去杂质和副产物，最后采用适当的化学方法将目标多肽裂解下来。固相多肽合成不需要复杂的分离技术，容易获得较高的产率，容易实现自动化。

然而，随着蛋白质组学的发展，对微量、快速合成的多肽需求越来越大，研究自动化的微量多肽合成技术及其装置具有重大意义。微量多肽固相合成技术目前只有少量报道（Science,2007,318,1888-1888.,Proteomics,2003,3,2135-2141.；发明专利申请：组装式化合物阵列芯片及制备方法，03112772.X），但是这些固相合成往往是静态反应，不能及时输送新鲜反应液，而且需要复杂昂贵的外部设备和特殊的反应试剂。因此，发展结构简单、可自动化的微量多肽固相合成方法具有十分诱人的前景。

自从上世纪九十年代出现微流控芯片技术以来，该领域已发展成为当今最有活力的科技领域之一（Sens.Actutors,B,1990,1,244-248.）。微流控芯片技术能把化学和生物实验室中的前处理、加样、反应、分离、分析及细胞培养等基本操作单元集成微型化的芯片上来，从而具有比表面积大、传质传热速率快、试剂消耗小、环境友好、易规模化集成与高通量反应等特点，使其在多方面应用中都彰显出优越性。

构建化学微反应器是微流控芯片的重要应用方向之一（Tetrahedron,2005,61:2733-2742；Chem.Rev.,2007,107,2300-2318.）。采用微流控芯片技术构建多肽固相合成微反应器，不但特别适合合成微量多肽，而且合成速度明显快于常规合成，并且容易实现自动化控制。

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）等强有机溶剂和挥发性强酸，因此常规用于微流控芯片自动化控制的普通泵、阀等都难以直接运用，需要采取更为巧妙的设计方能保证在微流控芯片进行自动化固相多肽合成。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气控固相多肽合成微流控芯片装置，用于连续流动的固相多肽合成，使用该装置能实现全自动的微流控芯片上固相多肽合成，并可通过并行化实现高通量的同时合成。

为实现本发明的目的，本发明提供以下技术方案：

一种气控固相多肽合成微流控芯片装置，包括合成反应微流控芯片、试剂加料池阵列、多路气体电磁阀和恒压气源；

所述合成反应微流控芯片内部设有流道结构，所述流道结构包括主流道，所述主流道两端分别设有主进样口和出口，所述出口处设有过滤结构，所述主流道的接近所述出口处设有反应腔体，所述主流道一侧或两侧设有多条分支流道，每条分支流道的一端与所述主流道连通而另一端设有分支进样口；

所述试剂加料池阵列包括多个试剂加料池，每个试剂加料池设有输入端和输出端，所述输出端与所述合成反应微流控芯片上的一个分支进样口连通；

所述多路气体电磁阀设有共同的输入端，每路气体电磁阀设有输出端，所述输入端与所述恒压气源连通，每个输出端与每个试剂加料池的输入端连通；

所述恒压气源用于向所述多路气体电磁阀输出设定压力范围的气压。

作为本发明的优选方案，所述主流道的两侧交错设置多条分支流道，呈梳状排布，所述分支流道的与所述主流道连接处的横截面积比所述分支流道其它部分的横截面积小。这种独特的结构设计有助于减少来源于不同试剂加料池的不同氨基酸原料间的相互污染。

作为本发明的优选方案，所述合成反应微流控芯片由玻璃材质的盖片与基片键合而成，所述盖片上设有凹陷的槽状结构，所述基片为平整的玻璃片，所述盖片与基片键合后所述槽状结构被密封形成流道结构。这种结构的合成反应微流控芯片制备方法简单，密封性好，稳定可靠。