(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
表面で合成反応を生じさせるための樹脂が投入され得るとともに複数種の薬液が選択的に供給され得る反応容器と、前記反応容器内へ複数種の薬液を選択的に供給する薬液供給機構と、を備え、
前記薬液供給機構は複数のユニットを備え、
各ユニットは、
薬液を収容する収容容器と、
前記収容容器に接続され、容器内の前記薬液を容器外へ送給するための薬液送給ラインと、
前記収容容器に接続され、容器内へ薬液押し出し用のガスを供給する薬液送給用ガス供給ラインと、を備え、
更に、
前記反応容器内に洗浄液を供給する反応容器洗浄液供給ラインと、
ポンプ吸引することで前記反応容器内の液を排出する反応容器排液ラインと、を備え、
前記反応容器洗浄液供給ラインは、
前記反応容器に連通する複数本の洗浄液供給配管と、
前記複数本の洗浄液供給配管の上流側に設けられ、各洗浄液供給配管の開閉を切り換える切換機構と、
前記切換機構を制御する制御部と、を備え、
前記収容容器は、
金属製の収容容器本体と、
前記収容容器本体の薬液収容側にコーティングされた耐薬品性の樹脂膜と、を備え、
前記制御部は、前記複数本の洗浄液供給配管のうちのいずれか一つを選択して、前記反応容器内に洗浄液を供給すること
を特徴とする固相合成装置。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、薬液を送給する際、送給流量が少量である場合には加圧圧送により送給する方式がある。一方、薬液を収容する収容容器は、耐薬品性に優れ且つ安価なガラス容器で構成されることが多い。このガラス容器は、減圧には強度的に強いが、加圧では強度的に弱いという性質を有している。
【0006】
このため、ガラス容器からの送給流量を多くするために高圧加圧にするにはガラス容器の厚みを増大させる必要がある。
【0007】
しかし、ガラス容器の厚みを増大させると、装置の設置作業や取扱いで作業効率が悪いという難点が生じる。
【0008】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、作業効率の悪化を招くことなく、加圧圧送で送給流量を多くすることができる固相合成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
請求項1に記載の固相合成装置では、表面で合成反応を生じさせるための樹脂が投入され得るとともに複数種の薬液が選択的に供給され得る反応容器と、前記反応容器内へ複数種の薬液を選択的に供給する薬液供給機構と、を備え、前記薬液供給機構は複数のユニットを備え、各ユニットは、薬液を収容する収容容器と、前記収容容器に接続され、容器内の前記薬液を容器外へ送給するための薬液送給ラインと、前記収容容器に接続され、容器内へ薬液押し出し用のガスを供給する薬液送給用ガス供給ラインと、を備え、更に、前記反応容器内に洗浄液を供給する反応容器洗浄液供給ラインと、ポンプ吸引することで前記反応容器内の液を排出する反応容器排液ラインと、を備え、前記反応容器洗浄液供給ラインは、
前記反応容器に連通する複数本の洗浄液供給配管と、前記複数本の洗浄液供給配管の上流側に設けられ、各洗浄液供給配管の開閉を切り換える切換機構と、前記切換機構を制御する制御部と、を備え、前記収容容器は、金属製の収容容器本体と、前記収容容器本体の薬液収容側にコーティングされた耐薬品性の樹脂膜と、を備え、前記制御部は、前記複数本の洗浄液供給配管のうちのいずれか一つを選択して、前記反応容器内に洗浄液を供給することを特徴とする。
【0010】
請求項1に記載の固相合成装置では、作業効率の悪化を招くことなく、加圧圧送で送給流量を多くすることができる固相合成装置とすることができる。
また、複数本の洗浄液供給配管を備えていても、1本の洗浄液供給配管からの噴射圧力で洗浄液を供給することができ、噴射圧力や配管径を余分に増大させる必要がない。
【0011】
請求項2に記載の固相合成装置では、前記樹脂膜がフッ素系樹脂からなることを特徴とする。
【0012】
請求項2に記載の固相合成装置では、ピンホールが発生しない十分な膜厚の樹脂膜を形成することができ、酸系の薬液であったときもその効果が絶大である。
【0013】
請求項3に記載の固相合成装置では、前記ガスとして不活性ガスが選定されている、ことを特徴とする。
【0014】
請求項3に記載の固相合成装置では、薬液押し出し用のガスが薬液と化学反応してしまうことが防止される。
【0015】
請求項4に記載の固相合成装置では、前記不活性ガスとして窒素ガス又はアルゴンガスが選定されていることを特徴とする。
【0016】
請求項4に記載の固相合成装置では、簡単に入手できるガスを不活性ガスとして使用できるとともにガスコストを十分に抑えることができる。
【0021】
請求項
5に記載の固相合成装置では、前記反応容器に送給するために前記薬液送給ラインからそれぞれ送られてきた各薬液を計量して合成する計量器と、前記計量器内に洗浄液を供給する計量器洗浄液供給ラインと、ポンプ吸引することで前記計量器内の液を排出する計量器排液ラインと、を備えることを特徴とする。
【0022】
請求項
5に記載の固相合成装置では、排液時にのみ吸引ポンプP1を使用する構成の固相合成装置にし易い。
【0023】
請求項
6に記載の固相合成装置では、前記反応容器でペプチド合成または核酸合成が行われることを特徴とする。
【0024】
請求項
6に記載の固相合成装置では、ペプチド合成を行うにあたり、作業効率の悪化を招くことなく、加圧圧送で送給流量を多くすることができる固相合成装置とすることができる。
【発明の効果】
【0025】
本発明によれば、作業効率の悪化を招くことなく、加圧圧送で送給流量を多くすることができる固相合成装置を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【0027】
以下、図面を用いて実施形態を説明する。
【0028】
[第1実施形態]
まず,第1実施形態を説明する。
【0029】
(全体構成)
図1は、本実施形態の固相合成装置で全体を説明する模式的な平面図である。
図2は、本実施形態の固相合成装置で、複数種の薬液が反応容器に供給されることを説明する模式的な側面図である。
図3は、本実施形態の固相合成装置で、収容容器の構成を説明する側面断面図である。
図4は、本実施形態の固相合成装置で、三方弁を説明する模式的な側面図である。
図5は、本実施形態の固相合成装置で、回動軸に取付けられた羽根を示す斜視図である。
図6は、本実施形態の固相合成装置で、樹脂表面に合成物質が形成されたことを説明する模式的な断面図である。
【0030】
また、
図2では、弁記号のうち黒い三角形は、ノーマルクローズ(通常では閉)であって、弁開放したときには、通常、黒い三角形の指す方向に流れることを意味する。また、M(M1〜M3)はモータを意味し、P1はポンプを意味する。そして、LSはリミットスイッチを意味し、LCはロードセルを意味し、Ptは白金センサを意味し、Cはチラーを意味し、FSはファイバーセンサを意味し、Sは安全弁を意味し、Vは排気されることを意味する。
【0031】
図1、
図2に示すように、本実施形態に係る固相合成装置10は、複数種の薬液が選択的に供給され得る反応容器12と、反応容器12に薬液を供給する薬液供給機構14と、反応容器12内を撹拌する撹拌機構20とを備える。なお、
図1では、斜線部は他の装置などの設置スペースとなっていることを示す。
【0032】
(薬液供給機構、および、収容容器)
薬液供給機構14は、第1供給機構14Aと第2供給機構14Bとを備える。第1供給機構14Aは、ユニットA1〜A7の7つのユニットを有する容器ユニットAを備える。第2供給機構14Bは、ユニットB1〜B5の5つのユニットを有する容器ユニットBを備える。なお、容器ユニットA、Bは上下に二段重ねになっており、
図1では、容器ユニットBは容器ユニットAの下方に隠れている。
【0033】
ユニットA1は、薬液を収容する収容容器30を備える。また、ユニットA1には、薬液押し出し用のガスとして不活性ガスを収容容器上部から容器内へ供給するガス供給ライン32と、収容容器内を排気する収容容器排気ライン34と、収容容器底部から薬液を容器外へ送給するために収容容器内に挿入された薬液送給ライン36と、が接続されている。ガス供給ライン32および収容容器排気ライン34は容器内の上部で開口し、薬液送給ライン36は容器内の下部で開口している。
【0034】
収容容器30は、金属製の収容容器本体30mと、収容容器本体30mの薬液収容側(内面側)にコーティングされた耐薬品性の樹脂膜30iと、を備える。本実施形態では、収容容器本体30mはステンレス製であり、樹脂膜はフッ素系樹脂からなる。
【0035】
なお、本明細書で不活性ガスとは、窒素ガス又はアルゴンガスのように反応に寄与しないガスも含む概念である。
【0036】
ガス供給ライン32には、三方弁38(
図2、
図4参照)が設けられている。そして、三方弁38の第1ポート32aには、収容容器30から薬液送給時に弁開放する薬液送給用ガス供給ライン32sが接続されている。三方弁38の第2ポート32bには、収容容器30内を陽圧にするための収容容器陽圧用ガス供給ライン32pが接続されている。そして三方弁38の第3ポート32cには、薬液送給用ガス供給ライン32sまたは収容容器陽圧用ガス供給ライン32pからの不活性ガスを収容容器30にガス導入するガス導入管39が接続されている。また、本実施形態では、固相合成装置10は三方弁38の切換えを制御する制御部37(
図2参照)を備える。
【0037】
ユニットA2〜A7は、収容容器30の容積が異なること以外はユニットA1と同じ基本構成であるので、その説明を省略する。また、第2供給機構14Bは、第1供給機構14Aに比べ、収容容器の寸法が大きくて収容容器数が少ないこと、および、第1供給機構14Aと同様に第2供給機構14Bが各収容容器40に接続されていること、以外の基本構成は第1供給機構14Aと同じである。このため、第2供給機構14Bの説明も省略する。
【0038】
(薬液供給機構の計量器)
薬液供給機構14は、送給されてきた各薬液を計量して合成する計量器50A、50Bを備える。そして、計量器50A、50Bでそれぞれ合成された液が計量器50A、50Bから反応容器12に合成反応用液として送給される構成にされている。
【0039】
ユニットA1〜A7からの薬液は計量器50Aに送給され、ユニットB1〜B5からの薬液は計量器50Bに送給されるように配管接続されている。計量器50Aには、掻混ぜ羽根54(掻き混ぜ用の羽根)が挿通している。そして、計量器50Aの下流側に接続された反応容器12に送給される構成にされている。計量器50Bも同様の構成である。
【0040】
掻混ぜ羽根54は、モータによって、一方向に回転する構成でもよいし、回転方向が適宜に切り換えられる構成でもよい。
【0041】
また、本実施形態では、計量器排気ライン35A、35Bが計量器排気用開閉弁51A、51Bを介してそれぞれ計量器50A、50Bに接続されている。また、計量器陽圧用ガス供給ライン53A、53Bが計量器送給用開閉弁52A、52Bを介してそれぞれ計量器50A、50Bにそれぞれ接続されている。そして、計量器排気ライン35A、35Bでそれぞれ計量器50A、50B内を排気しつつ計量器陽圧用ガス供給ライン53A、53Bで計量器50A、50Bに不活性ガスが供給可能になっている。
【0042】
なお、計量器50A、50Bの両方を使用して反応容器12に液を送給する場合には、計量器50A、50Bの少なくとも一方では1種類の薬液を計量して反応容器12に送給し(すなわち、計量器内で薬液を混ぜることなく1種類の薬液を送給し)、反応容器12で合成反応を生じさせることも可能である。
【0043】
(合成ユニット)
反応容器12は、表面で合成反応を生じさせるための粒子状の樹脂R(ビーズ、レジン。
図6参照)が投入され得る構成になっている。そして反応容器12は、計量器50A、50Bから送給された液が流入する構成にされている。また、反応容器12では、側壁内面が円筒内周面状にされている。また、反応容器上部に反応容器排気ライン33が接続され、反応容器底部には排液ライン68(反応容器排液ライン)が接続されている。
【0044】
撹拌機構20は、
図2、
図5に示すように、上下方向に延び、正転、反転(往復回転)が設定角度毎に交互に切り換えられる回動軸60と、回動軸60に取り付けられた羽根62とを備える。
【0045】
反応容器12には、回動軸60が反応容器12と同一中心軸上に反応容器上部から上下方向に挿通している。回動軸60は、撹拌機構20に備えらえた回動モータ66によって正転、反転が設定角度毎に交互に切り換えられる。
【0046】
回動軸60には、棒状に水平に延びる羽根62が回動軸60の所定高さ位置に取り付けられている。羽根62がこの所定高さ位置に配置されていて、所定量の樹脂および合成反応用液が反応容器12に入れられた場合に、反応容器12内で効果的に撹拌できるように、所定高さ位置が予め設定されている。
【0047】
本実施形態では、羽根62は、中央部62m(羽根中央部)で回動軸60に取付けられた三角柱状部材で構成されている。なお、本明細書で「三角柱状部材」とは外見が三角柱状であることを意味しており、内部が中空になっているものも含む概念である。
【0048】
薬液供給機構14、計量器50A、50B、反応容器12、および、撹拌機構20は、固相合成反応を生じさせる合成ユニットE(
図2参照)を構成している。また、計量器50A、50B、反応容器12内、および洗浄が必要なラインでは、固相合成装置10に設けられた洗浄ユニットW(
図1参照)からの洗浄液が供給されることで洗浄可能にされている。洗浄液を供給する際には、ガス供給ライン32から不活性ガス(例えば窒素ガスで洗浄液が送給されるようになっている。
【0049】
また、本実施形態では、上述した反応容器排気ライン33が反応容器排気用開閉弁13を介して反応容器12に接続されており、反応容器陽圧用ガス供給ライン16が反応容器送給用開閉弁15を介して反応容器12に接続されている。そして、反応容器排気ライン33で反応容器12内を排気しつつ反応容器陽圧用ガス供給ライン16で反応容器12に不活性ガスが供給可能になっている。
【0050】
(作用、効果)
本実施形態に係る固相合成装置10で固相合成(例えばペプチド合成)を行う際、収容容器30から薬液を送給するときには、薬液送給用ガス供給ライン32sから不活性ガスを供給して収容容器30内を加圧することで、薬液送給ライン36から薬液を容器外へ送り出す。
【0051】
なお、固相合成(例えばペプチド合成や核酸合成)を行うには、表面で合成反応を生じさせるための粒子状の樹脂R(
図5参照。未使用のものが好ましい)を反応容器12に予め投入しておくことが好ましい。
【0052】
ここで、収容容器本体30mが金属製(ステンレス製)であり、ガラスに比べて強度は遥かに高く、ガラスのように割れるおそれがない。従って、収容容器がガラス製である場合に比べて遥かに高圧で送給することができるので、薬液の送給流量を大幅に上げることができる。
【0053】
また、収容容器本体30mの内面側には耐薬品性の樹脂膜30iがコーティングされているので、このように収容容器本体30mを金属製にしても収容容器本体30mが薬品によって腐食することが防止されている。しかも、この樹脂膜30iがフッ素系樹脂からなるので、ピンホールが発生しない十分な膜厚の樹脂膜30iを形成することができ、酸系の薬液であったときもその効果が絶大である。
【0054】
また、薬液押し出し用のガスとして不活性ガスが選定されている。これにより、薬液押し出し用のガスが薬液と化学反応してしまうことが防止されている。
【0055】
しかも不活性ガスとして窒素ガス又はアルゴンガスが選定されている。これにより、簡単に入手できるガスを不活性ガスとして使用できるとともにガスコストを十分に抑えることができる。
【0056】
なお、装置電源(固相合成装置10の電源)がONにされたときには、制御部37は、収容容器排気ラインで全ての収容容器30、40内を排気させつつ、収容容器陽圧用ガス供給ライン32pで全ての収容容器30内に不活性ガスを供給して不活性ガスに置換させるように制御してもよい。
【0057】
これにより、装置電源がONにされる毎に、全ての収容容器30、40内の気体を新しい不活性ガスで置換して陽圧にすることで外気の進入を防止でき、各収容容器に収容されている薬液を良好に保管することができる。
【0058】
このことは、合成反応の反応性の向上(反応精度の向上)に大きな効果をもたらし、また、主に核酸合成で嫌われる水分(水蒸気)が薬液に吸収されることを防止する上で、大きな効果が奏される。更に、この置換を、短時間で効率的に、しかも確実に行うことができる。
【0059】
ここで、収容容器30内を排気しつつ陽圧にする際、薬液送給用ガス供給ライン32sから不活性ガスを供給するのではなく収容容器陽圧用ガス供給ライン32pから不活性ガスを供給することが可能である。従って、薬液送給用ガス供給ライン32sからの流量とは異なる流量で充填させることができる。よって、陽圧にする際の流量設定の自由度が十分に高い。例えば、薬液を送給するときには薬液送給用ガス供給ライン32sで不活性ガスを高圧で供給して薬液を高速で送給し、収容容器30内を排気しつつ陽圧にするときには収容容器陽圧用ガス供給ライン32pから不活性ガスを低圧で供給して不活性ガスを効率良く利用することが可能になる。
【0060】
[第2実施形態]
次に、第2実施形態を説明する。
図7は、本実施形態の固相合成装置で、複数種の薬液が反応容器に供給されることを説明する模式的な側面図である。なお、本実施形態では、第1実施形態で説明した構成要素と同様のものには同じ符号を付してその説明を省略する。
【0061】
本実施形態の固相合成装置80では、洗浄ユニットW(
図1参照)からの洗浄液が反応容器12に供給される際、第1実施形態に比べ、洗浄液の吹き出し口を順次変更する構成にされている。
【0062】
本実施形態に係る固相合成装置80は、反応容器12内に洗浄液を供給するための反応容器洗浄液供給ラインRLと、ポンプ吸引することで反応容器12内の液を排出する排液ライン68(第1実施形態で説明したものと同様のもの)とを備える。
【0063】
反応容器洗浄液供給ラインRLは、洗浄ユニットW(
図1参照)に接続した本流管82mと、本流管82mから分岐した複数本の洗浄液供給配管82(以下、本実施形態では2本の洗浄液供給配管82a、82bが備えられた例で説明する)と、洗浄液供給配管82a、82bの上流側に設けられ、洗浄液供給配管82a、82bの開閉を切り換える切換機構84とを備える。この切換機構84は、制御部37によって制御されている。
【0064】
また、固相合成装置80は、本流管82mに分岐して逆止弁86を介して接続され、本流管82m内を加圧することで洗浄液供給配管82a、82b内の洗浄液を反応容器12に送給するための洗浄液加圧ガスライン88を備える。ガスとしては、不活性ガス(例えば窒素ガス)を用いる。
【0065】
本実施形態では、切換機構84は、本流管82mに設けられた開閉バルブ90mと、洗浄液供給配管82aに設けられた開閉バルブ90aと、洗浄液供給配管82bに設けられた開閉バルブ90bと、で構成される。
【0066】
制御部37は、常に1本の洗浄液供給配管から洗浄液が供給されるように、各洗浄液供給配管82の開閉を順次切り換えていくように制御する。すなわち、開閉バルブ90mを開にし、開閉バルブ90aを開にし開閉バルブ90bを閉にすることで、洗浄液加圧ガスライン88からのガス圧によって洗浄液供給配管82aから洗浄液を反応容器12に供給する。また、開閉バルブ90aを閉にし開閉バルブ90bを開にすることで、洗浄液加圧ガスライン88からのガス圧によって洗浄液供給配管82bから洗浄液を反応容器12に供給する。これを交互に繰り返すように制御する。
【0067】
従って、複数本の洗浄液供給配管82a、82bを備えていても、1本の洗浄液供給配管からの噴射圧力で洗浄液を供給することができ、噴射圧力や配管径を余分に増大させる必要がない。
【0068】
また、洗浄液供給配管の洗浄液噴射口に突起した物体が存在していると、それが死角となりその物体の裏側に洗浄液が行き渡らない。本実施形態では、複数本の洗浄液供給配管82a、82bを配置することで、このような不具合を解消し易い構成にしている。
【0069】
また、逆止弁等で必然的に起こる圧力損失を補うために、洗浄液加圧ガスライン88により洗浄液供給配管82a、82bに断続的にガスを送給できる。従って、洗浄ユニットW(洗浄槽)からの送給圧を上げなくても、洗浄液加圧ガスライン88によって適度なガス圧を供給して洗浄液供給配管82a、82bから適度な噴射圧で洗浄液を供給することができる。
【0070】
しかも、洗浄液加圧ガスライン88を洗浄ユニットWの2次側(放出側)に接続しており、洗浄ユニットWの圧力負荷側の区分から外した側に洗浄液加圧ガスライン88を接続することができる。このことは、洗浄ユニットWが屋外に設置されるような大容量容器の洗浄槽を備えている場合で、屋内に供給されて圧力が下がっている洗浄液を反応容器に供給するときに、噴射圧を自由に設定することができて装置の使い勝手が極めて良いという大きな効果をもたらす。
【0071】
合成反応終了後、反応容器12内を洗浄する際には、このようにして洗浄液を反応容器12に供給して洗浄し、接続された排液ライン68の排液弁70を開放し、排液ライン68から吸引ポンプP1で吸引することによって短時間で排液させることができる。従って、反応容器12からの排液を短時間で行うことができる。
【0072】
なお、同様に、計量器50Aや計量器50Bにも、反応容器12と同様に、洗浄液を供給するラインが接続されていてもよい。すなわち、計量器50内に洗浄液を供給する計量器洗浄液供給ラインと、ポンプ吸引することで計量器50内の液を排出する計量器排液ラインと、を固相合成装置80が備えていてもよい。
【0073】
本実施形態の固相合成装置80では、排液を行う必要がある容器は反応容器12および計量器50であるので、これにより、排液時にのみ吸引ポンプP1を使用する固相合成装置80が実現される。
【0074】
以上、実施形態を例に挙げて説明したが、これらの実施形態は本発明の技術的思想を具体化するための例示であって、構成部品の材質、形状、構造、配置等を上記実施形態に特定するものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。
【解決手段】固相合成装置は、表面で合成反応を生じさせるための樹脂が投入され得るとともに複数種の薬液が選択的に供給され得る反応容器12と、反応容器12内へ複数種の薬液を選択的に供給する薬液供給機構14と、を備える。薬液供給機構14は複数のユニットを備え、各ユニットは、薬液を収容する収容容器30と、収容容器30に接続され、容器内の薬液を容器外へ送給するための薬液送給ライン36と、収容容器30に接続され、容器内へ薬液押し出し用のガスを供給する薬液送給用ガス供給ライン32sと、を備える。収容容器30は、金属製の収容容器本体30mと、収容容器本体30mの薬液収容側にコーティングされた耐薬品性の樹脂膜30iと、を備える。