[发明专利]精确体积液体分配仪器和方法

说明书

技术领域

本发明涉及相对少量(例如，克而不是千克)的复杂化合物或组合物的合成。本发明特别可应用于使用复杂操作(例如，组合化学)所执行的反应、或者使用固相肽合成(SPPS)来合成诸如肽等的复杂组合物。

背景技术

许多这些工艺已成功地自动化，因而自动化产生了需要准确和精准地分配并传送少量液体(原因之一)以获得期望的反应、或者以使所使用的昂贵材料的量最小化(避免浪费)的需求。

另外，根据反应方式或期望产物，液体可能具有不同的粘性或者使小体积的准确分配有些困难的其它物理性质。由于这些因素，自动化系统应能够处理多种粘性和其它液体性质，从而在很多种物质上最有用。

在一些情形中，分配小体积的困难涉及开口、管道或液体必须穿过所经由的其它通道相对较小。这些可能容易发生堵塞和其它问题。

在诸如固相肽合成等的一些情况下，使用按特定顺序添加的不同组合物(例如，氨基酸)来连续执行许多反应。为了将期望的酸添加至肽链，堵塞甚至先前的酸的单一残留物都会趋于导致不期望肽的量相对于期望肽的量增加。

在许多传统仪器中，使用诸如注射泵等的装置来传送小的分配体积，以将已知体积的液体转移至(例如)管道内，其中该管道将该液体输送至期望目的地。这些技术基于利用泵所转移的体积会准确地到达期望位置这一假设。然而，按预期方式，所需或所期望的体积越小，相对错误增加并且在一些情况下可能变得明显。

在其它应用中，使用对至期望目的地的组合物进行计量的各种容积式流体泵(positive displacement fluid pump)来执行小体积的精确分配。然而，这些容积式流体泵趋于复杂化和昂贵化并且需要大量维护。

因此，获得能够处理参数在合理范围内的液体并且将这些液体准确地分配至期望位置的准确的自动化小体积分配系统仍是持续目标。

发明内容

在一个方面中，本发明是一种精确体积液体分配仪器，包括：两个压力传感器；以及流体通道，其具有位于所述两个压力传感器之间的规定体积部，并且用于接收并分配相对较小的体积的液体。所述两个压力传感器中的一个压力传感器被布置成测量所述流体通道的所述规定体积部的一部分(一端)处的压力，并且所述两个压力传感器中的另一压力传感器被布置成测量所述流体通道的所述规定体积部的不同部分(相对端)处的压力。至少一个阀与所述流体通道相连通，其用于使流体流入或流出所述流体通道的所述规定体积部，并且处理器执行从包括以下步骤的组中所选择的步骤：(i)基于所测量到的压力来计算添加至所述规定体积部(所述两个压力传感器之间)的液体的体积；以及(ii)对进入所述流体通道的所述规定体积部的液体进行计量，直到所测量到的压力表示期望体积的流体在所述流体通道内为止。

在另一方面中，本发明是一种固相肽合成即SPPS所用仪器，包括：微波腔；以及微波源，用于生成微波辐射并且使该辐射传播至该腔内。至少一个反应容器在该腔内，用于容纳试剂，并且在微波源向腔供给微波能的情况下，对试剂执行化学或物理步骤。源储存部输送源试剂，并且至少一个流体通道在该源储存部和反应容器之间，用于将流体传送至反应容器。两个压力传感器与流体通道进行流体连通，并且被该通道的规定体积部彼此分开，其用于在流体在压力传感器之间的规定体积部中的情况下，测量通道内的压力。处理器基于各压力传感器和流体之间的气体的压力来计算规定体积部内的流体的体积。

在另一方面中，本发明是一种用于传送精确小体积液体的方法，所述方法特别用于SPPS，即，固相肽合成。在该方面，所述方法包括以下步骤：将液体传送至流体通道的规定体积部；利用所述流体通道的所述规定体积部内的液体来维持气体(在所述流体通道的所述规定体积部内的液体的任意侧维持气体，由此在所述流体通道的所述规定体积部中，在气体部之间利用液体建立两个离散的气体部)；测量所述规定体积部内(至少其中一个气体部)的压力；以及基于所测量到的(所述气体部的)压力来计算所述流体通道的所述规定体积部内的所传送液体的体积。

在另一方面中，本发明是一种用于传送精确小体积液体的方法，所述方法特别用于SPPS，即，固相肽合成，所述方法包括以下步骤：测量流体通道的在两个压力传感器之间的规定体积部内的压力；以及向所述流体通道的所述规定体积部添加液体，直到所测量到的压力表示预定体积的液体已传送至所述压力传感器之间的所述流体通道内为止。