特許 7504519 液相合成自動モニタリングシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-14

(45)【発行日】2024-06-24

(54)【発明の名称】液相合成自動モニタリングシステム

(51)【国際特許分類】

   G01N 35/10 20060101AFI20240617BHJP

   B01J 19/24 20060101ALI20240617BHJP

【ＦＩ】

G01N35/10 A

G01N35/10 F

B01J19/24 Z

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2023534598

(86)(22)【出願日】2021-12-18

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2024-01-10

(86)【国際出願番号】 CN2021139389

(87)【国際公開番号】W WO2022127925

(87)【国際公開日】2022-06-23

【審査請求日】2023-06-06

(31)【優先権主張番号】202011509012.9

(32)【優先日】2020-12-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】507232478

【氏名又は名称】北京大学

【氏名又は名称原語表記】ＰＥＫＩＮＧ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．５， Ｙｉｈｅｙｕａｎ Ｒｏａｄ， Ｈａｉｄｉａｎ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １００８７１， Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】100177220

【弁理士】

【氏名又は名称】小木 智彦

(72)【発明者】

【氏名】葉 新山

(72)【発明者】

【氏名】姚 文龍

(72)【発明者】

【氏名】熊 徳彩

【審査官】山口 剛

(56)【参考文献】

【文献】中国特許出願公開第１０２４４５５５５（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０４５１４６９４（ＣＮ，Ｕ）

【文献】特開２００２－１４３６７１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ３５／００ － ３７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

新規反応器、サンプリングモジュール、パワーモジュール、モニタリング・分析モジュール、及びマスターコンピュータを含む液相合成自動モニタリングシステムであって、
前記サンプリングモジュールは前記パワーモジュールの管路に接続され；前記パワーモジュールは前記モニタリング・分析モジュールの管路に接続され；前記サンプリングモジュール、前記パワーモジュール、及び前記モニタリング・分析モジュールはいずれも前記マスターコンピュータに電気的に接続され、
前記サンプリングモジュールは前記新規反応器に収容された反応溶液を吸引するためのものであり；前記パワーモジュールは前記マスターコンピュータからの吸引コマンドに従って前記サンプリングモジュールに吸引力を与えるとともに、吸引された反応溶液を前記モニタリング・分析モジュールに注入するためのものであり；前記モニタリング・分析モジュールは反応溶液によりモニタリングレポートを生成した後、前記モニタリングレポートを前記マスターコンピュータに送信するためのものであり；前記マスターコンピュータは前記モニタリングレポートに基づいて分析結果が生じるためのものであり、
前記新規反応器は、ボトル口、ボトル本体、サンプルローディング口、排気口、サンプリング口、循環液排出口、及び循環液注入口を含み；
前記サンプルローディング口は、前記ボトル口に対して設定角度を形成し、前記排気口と前記サンプルローディング口は、前記ボトル口の中心線を中心として対称に配置され、
前記ボトル本体は、内側から外側に向かって反応ライナー、温度循環層、及び真空層を順に含み、前記反応ライナーの底部は円弧状の構造であり、
前記サンプリング口は、前記反応ライナーに連通され、
前記循環液排出口と前記循環液注入口はいずれも前記温度循環層に連通され、且つ前記循環液排出口と前記循環液注入口は対角的に設置されていることを特徴とする液相合成自動モニタリングシステム。

【請求項2】

前記サンプリングモジュールは、ステンレス針、スライドレール、及び回転盤を含み、
前記ステンレス針は、第１の管路を介して前記パワーモジュールに接続され、前記第１の管路は、前記スライドレールに配置され、且つ前記スライドレールは、水平線に対して設定角度を形成し、前記ステンレス針は、前記スライドレールの一端に固定配置され、前記スライドレールの他端は自由端であり、前記スライドレールは、前記ステンレス針を駆動しスライドさせるためのものであり、前記ステンレス針は、新規反応器へ進入して反応溶液を吸引するためのものであり、前記スライドレールは、前記回転盤に固定設置され、前記回転盤と前記スライドレールはいずれも前記マスターコンピュータに電気的に接続されている、ことを特徴とする請求項１に記載の液相合成自動モニタリングシステム。

【請求項3】

前記パワーモジュールは、パワーポンプを含み、前記パワーポンプは、シリンジポンプ又はプランジャーポンプであり、
前記パワーポンプは、前記サンプリングモジュールと前記モニタリング・分析モジュールの管路にそれぞれ接続されている、ことを特徴とする請求項１に記載の液相合成自動モニタリングシステム。

【請求項4】

前記モニタリング・分析モジュールは、高速液体クロマトグラフィーであることを特徴とする請求項１に記載の液相合成自動モニタリングシステム。

【請求項5】

さらに、洗浄モジュールを含み、
前記洗浄モジュールは、前記サンプリングモジュールと前記パワーモジュールの管路にそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項２に記載の液相合成自動モニタリングシステム。

【請求項6】

前記洗浄モジュールは、第１の液体容器、第２の液体容器、及び電磁弁を含み、
前記ステンレス針は、前記第１の液体容器中の洗浄液を吸引するためのものであり、前記第２の液体容器、前記パワーモジュール、及び前記モニタリング・分析モジュールは、いずれも前記電磁弁の管路にそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項５に記載の液相合成自動モニタリングシステム。

【請求項7】

前記洗浄液は、有機溶液であることを特徴とする請求項６に記載の液相合成自動モニタリングシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、実験装置の技術分野に関し、特に、液相合成自動モニタリングシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

液相実験モニタリングは、実験結果を確認するためにひつような手段である。現在の液相実験モニタリングでは、混合された反応溶液をモニターに入れ、モニターにてモニタリング結果を取得する必要がある。
しかし、従来技術では、モニタリング過程中に、検出のために反応液をモニターに手動で添加する必要があり、且つモニターによって生成されたモニタリングレポートを手動で整理してチェックする必要があるので、液相実験モニタリング過程全体に手間がかかることになる。
従って、液相合成実験の自動モニタリング、分析を実現し、さらに実験モニタリング効率を向上させ、実験操作の手間を削減するために新規液相合成自動モニタリング装置を提供することは、この分野で緊急に解決されるべき技術的問題である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

本発明は、従来技術に存在する上記の問題を解決するために、液相合成自動モニタリングシステムを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0004】

上記目的を実現するために、本発明は、以下の態様を提供する。

【0005】

新規反応器、サンプリングモジュール、パワーモジュール、モニタリング・分析モジュール、及びマスターコンピュータを含む液相合成自動モニタリングシステムであって、
前記サンプリングモジュールは前記パワーモジュールの管路に接続され、前記パワーモジュールは前記モニタリング・分析モジュールの管路に接続され、前記サンプリングモジュール、前記パワーモジュール、及び前記モニタリング・分析モジュールはいずれも前記マスターコンピュータに電気的に接続され、
前記サンプリングモジュールは、前記新規反応器に収容され反応溶液を吸引するためのものであり、前記パワーモジュールは、前記マスターコンピュータからの吸引コマンドに従って前記サンプリングモジュール吸引力を与えるとともに、吸引された反応溶液を前記モニタリング・分析モジュールに注入するためのものであり、前記モニタリング・分析モジュールは、用于反応溶液によりモニタリングレポートを生成した後、前記モニタリングレポートを前記マスターコンピュータに送信するためのものであり、前記マスターコンピュータはモニタリングレポートに基づいて分析結果が生じるためのものであり、
前記新規反応器は、ボトル口、ボトル本体、サンプルローディング口、排気口、サンプリング口、循環液排出口、及び循環液注入口を含み；
前記サンプルローディング口は、前記ボトル口に対して設定角度を形成し、前記排気口と前記サンプルローディング口は、前記ボトル口の中心線を中心として対称に配置され、
前記ボトル本体は、内側から外側に向かって反応ライナー、温度循環層、及び真空層を順に含み、前記反応ライナーの底部は円弧状の構造であり、
前記サンプリング口は、前記反応ライナーに連通され、
前記循環液排出口と前記循環液注入口はいずれも前記温度循環層に連通され、且つ前記循環液排出口と前記循環液注入口は対角的に設置されている、液相合成自動モニタリングシステム。

【0007】

好ましくは、前記サンプリングモジュールは、ステンレス針、スライドレール、及び回転盤を含み、
前記ステンレス針は、第１の管路を介して前記パワーモジュールに接続され、前記第１の管路は前記スライドレールに配置され、且つ前記スライドレールは、水平線に対して設定角度を形成し、前記ステンレス針は、前記スライドレールの一端に固定配置され、前記スライドレールの他端は自由端であり、前記スライドレールは、前記ステンレス針とともにスライドさせるためのものであり、前記ステンレス針は、新規反応器へ進入して反応溶液を吸引するためのものであり、前記スライドレールは、前記回転盤に固定設置され、前記回転盤と前記スライドレールはいずれも前記マスターコンピュータに電気的に接続されていることである。

【0008】

好ましくは、前記パワーモジュールはパワーポンプを含み、前記パワーポンプは、シリンジポンプ又はプランジャーポンプであり、
前記パワーポンプは、前記サンプリングモジュールと前記モニタリング・分析モジュールの管路にそれぞれ接続されていることである。

【0009】

好ましくは、前記モニタリング・分析モジュールは、高速液体クロマトグラフィーであることである。

【0010】

好ましくは、さらに、洗浄モジュールを含み、
前記洗浄モジュールは、前記サンプリングモジュールと前記パワーモジュールの管路にそれぞれ接続されていることである。

【0011】

好ましくは、前記洗浄モジュールは、第１の液体容器、第２の液体容器、及び電磁弁を含み、
前記ステンレス針は、前記第１の液体容器中の洗浄液を吸引するためのものであり、前記第２の液体容器、前記パワーモジュール、及び前記モニタリング・分析モジュールは、いずれも前記電磁弁の管路にそれぞれ接続されていることである。

【0012】

好ましくは、前記洗浄液は、有機溶液であることである。

【発明の効果】

【0013】

本発明で提供される具体的な実施例によれば、本発明は、以下の技術的効果を開示している。

【0014】

本発明で提供される液相合成自動モニタリングシステムは、サンプリングモジュール、パワーモジュール、モニタリング・分析モジュール、及びマスターコンピュータを設置することにより、反応溶液への自動サンプリング、モニタリング、及びレポート分析を実現し、さらに、実験モニタリングの効率を向上させ、実験操作に投入する人的コストを削減することができる。

【0015】

以下、本発明の実施例又は従来技術における技術方案をより明確に説明するために、実施例に使用する必要がある図面を簡単に説明する。下記の図面は本発明のいくつかの実施例のみであり、当業者にとっては、創造的な労働性を払うことなく、これらの図面に基づいて他の図面も取得できることが明らかになる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は本発明で提供される液相合成自動モニタリングシステム的構造概略図であり；

【図2】図２は本発明の実施例で提供される新規反応器の構造概略図であり；

【図3】図３は本発明の実施例で提供されるサンプリングモジュールの構造概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の実施例における図面を組み合わせて、本発明の実施例における技術的態様を明確に、完全に説明しており、前記実施例は、本発明に係る実施例の一部のみであるが、すべての実施例ではないことが明らかになる。本発明に係る実施例に基づいて、当業者が創造的な労働を行うことなく取得した他の実施例のいずれも本発明の保護範囲に属する。

【0018】

本発明は、実験モニタリング過程全体の自動サンプリング、自動モニタリング、及び自動分析を実現し、さらに、実験モニタリングの効率を向上させ、実験操作に投入する人的構造を削減するために液相合成自動モニタリングシステムを提供することを目的とする。

【0019】

以下、本発明の上記目的、特徴及び利点をより明確にわかりやすくするために、図面及び具体的な実施方式を組み合わせて本発明をさらに詳しく説明する。

【0020】

図１は、本発明で提供される液相合成自動モニタリングシステムの構造概略図であり、図１に示すように、新規反応器１、サンプリングモジュール２、パワーモジュール３、モニタリング・分析モジュール４、及びマスターコンピュータ５を含む液相合成自動モニタリングシステムである。

【0021】

前記サンプリングモジュール２は、前記パワーモジュール３の管路に接続され、前記パワーモジュール３は、前記モニタリング・分析モジュール４の管路に接続され、前記サンプリングモジュール２、前記パワーモジュール３、及び前記モニタリング・分析モジュール４はいずれも前記マスターコンピュータ５に電気的に接続されている。

【0022】

前記サンプリングモジュール２は、前記新規反応器１に収容される反応溶液を吸引するためのものであり、前記パワーモジュール３は、前記マスターコンピュータ５からの吸引コマンドに基づいて前記サンプリングモジュール２に吸引力を与えるとともに、吸引された反応溶液を前記モニタリング・分析モジュール４に注入するためのものであり、前記モニタリング・分析モジュール４は、反応溶液によりモニタリングレポートを生成した後、前記モニタリングレポートを前記マスターコンピュータ５に送信するためのものであり、前記マスターコンピュータ５はモニタリングレポートに基づいて分析結果が生じる。

【0023】

以下、本発明で提供される上記モジュールの各々の具体的な構造を説明する。

【0024】

図２に示すように、本発明で提供される新規反応器１は、ボトル口１－１、ボトル本体１－５、サンプルローディング口１－２、排気口１－３、サンプリング口１－４、循環液排出口１－６、及び循環液注入口（図示なし）を含むことが好ましい。

【0025】

前記サンプルローディング口１－２は、前記ボトル口１－１に対して設定角度（好ましくは６０°）を形成し、前記排気口１－３と前記サンプルローディング口１－２は、前記ボトル口１－１の中心線を中心として対称に配置されている。

【0026】

前記ボトル本体１－５は、内側から外側に向かって反応ライナー１－５１、温度循環層１－５２、及び真空層１－５３を順に含み、前記反応ライナー１－５１の底部は、円弧状の構造である。

【0027】

前記サンプリング口１－４は、前記反応ライナー１－５１に連通されている。

【0028】

前記循環液排出口１－６と前記循環液注入口は、いずれも前記温度循環層１－５２に連通され、且つ前記循環液排出口１－６と前記循環液注入口は、対角的に設置されている。

【0029】

図３に示すように、上記サンプリングモジュールは、ステンレス針２－３、スライドレール２－１、及び回転盤２－２を含み、
前記ステンレス針２－３は、第１の管路２－４を介して前記パワーモジュール３に接続され、前記第１の管路２－４は、前記スライドレール２－１に設置され、且つ前記スライドレール２－１は水平線に対して設定角度（好ましくは６０°）を形成し、前記ステンレス針２－３は、前記スライドレール２－１の一端に固定設置され、前記スライドレール２－１の他端は自由端であり、前記スライドレール２－１は、前記ステンレス針２－３を駆動しスライドさせるためのものであり、前記ステンレス針２－３は、前記新規反応器１へ進入して反応溶液を吸引するためのものであり、前記スライドレール２－１は前記回転盤２－２に固定設置され、前記回転盤２－２と前記スライドレール２－３はいずれも前記マスターコンピュータ５に電気的に接続されている。

【0030】

中でも、スライドレール２－１は、スライドプレート２－１１及びサポートフレーム２－１２を含む。スライドプレート２－１１はサポートフレームに沿って下方に移動し、ステンレス針２－３が新規反応器１に進入して反応溶液を吸引するようになる。サポートフレーム２－１２は、回転盤２－２に固定されており、回転盤２－２は、スライドレール２－１全体を駆動して回転させることができるため、ステンレス針が異なる容器内の液体を吸引することは容易になる。スライドレール２－１は、上下に調整可能で新規反応器１の位置に配合して固定されている。第１の管路２－４の固定をより強固にするために、スライドレール２－１には第１の管路２－４を固定するようにスライドウェイを設置してもよい。回転盤２－２（機械加工モジュール群）は、スライドレール２－１を駆動しながら支持し、異なる方向に向かってさまざまな位置に回転して留まる。

【0031】

本発明において、ステンレス針２－３は、９＃針であることが好ましい。ステンレス針２－３と第１の管路２－４の接続の位置にも、突き刺し可能な密閉ゴムガスケット及び有機フィルターヘッドが設けられている。ここで、有機フィルターヘッドの選択仕様には、０．２２μｍ、０．４５μｍ、及び０．８μｍを含む。使用の場合には、有機フィルターヘッドの前端に脱脂綿を軽く塞ぎ、反応溶液を初回ろ過するモレキュラーシーブに相当し、さらに有機フィルターヘッドのろ過膜を通してろ過して、液相への要求を満足し、二重ろ過を実現し、これにより有機フィルターヘッドの目詰まりを効果的に回避できる。

【0032】

上記パワーモジュール３は、パワーポンプを含み、前記パワーポンプは、シリンジポンプ又はプランジャーポンプであり、本発明で選定されたパワーポンプは、強力な吸引力を有しながら逆吸引機能も有する。逆吸引機能の設置は、液相合成自動モニタリングシステム全体の管路を洗浄しやすいためである。

【0033】

前記パワーポンプは、前記サンプリングモジュール２及び前記モニタリング・分析モジュール４の管路にそれぞれ接続されている。

【0034】

上記モニタリング・分析モジュール４は、高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）であることが好ましい。本発明では、自動モニタリング機能の実現を容易にするために、該液体クロマトグラフィーについて、サンプルローディング部分を取り外して調整し、ループを介してオンラインサンプルローディング６方弁に接続し、マスターコンピュータからの短絡信号を受信してトリガー運転を制御し、運転手順を決定して選択し、運転終了後に自動洗浄を行うという改良を施行する。高速液体クロマトグラフィーは、取り出した反応溶液サンプルに基づいてＴＸＴ形式でレポートを提供し、マスターコンピュータへ供してデータを抽出して分析レポートを生成する。

【0035】

上記により、システム全体の洗浄を容易にするために、本発明で提供される液相合成自動モニタリングシステムは、さらに、洗浄モジュール６を含む。

【0036】

前記洗浄モジュール６は、前記サンプリングモジュール１及び前記パワーモジュール３の管路にそれぞれ接続されている。

【0037】

該洗浄モジュールは、第１の液体容器６－１、第２の液体容器６－２、及び電磁弁６－３を含む。

【0038】

回転盤２－２の駆動により、前記ステンレス針２－３は第１の液体容器内の洗浄液を吸引することができ、前記第２の液体容器６－２、前記パワーモジュール３、及び前記モニタリング・分析モジュール４は、いずれも前記電磁弁の管路に接続されている。パワーモジュールは、逆吸引機能により第２の液体容器６－２内の洗浄液をパワーポンプへ吸引したあと、洗浄を容易にするようにモニタリング・分析モジュール４に注入してもよい。本発明で使用される洗浄液は、有機溶液であることが好ましい。

【0039】

中でも、電磁弁６－３は、三方電磁弁であることが好ましい。ＨＰＬＣのループを廃棄液と接続している。ＨＰＬＣ内の６方弁との区別は、単独でオンラインになり、マスターコンピュータによって制御されることにある。

【0040】

本発明で実現されるスライドレール２－１と回転盤２－２の摺動及び回転は、いずれも既存の従来技術であるサーボモータを使用して行われるので、ここでは贅言しない。

【0041】

本発明で提供される液相合成自動モニタリングシステムを利用して反応溶液に対して自動サンプリング、モニタリング、及びレポート分析を行う過程中には、ソフトウェアプログラムに依存する必要がある。以下、本発明で提供される液相合成自動モニタリングシステムの具体的な利点は、ホストコンピュータに組み埋め込まれたソフトウェアプログラムと組み合わせて詳しく説明される。本発明の注目点はハードウェア構造を保護することにあるため、ソフトウェアの制御への思想レベルの説明のみを行うる。

【0042】

本発明は、島津のＤＢバージョン（データベースバージョン）を使用して液相を分析し、予にトリガー制御用の短絡ジョイントを準備し、マスターコンピュータからＰＬＣへの短絡信号を組み合わせて液相を制御し、必要に応じて自動的に運転し、運転終了後にＰＤＦバージョンのレポート及び元データのＡＳＣＩＩコードのＴＸＴレポートを自動的に生成し、マスターコンピュータによりＴＸＴレポートを抽出する。

【0043】

マスターコンピュータでは、「オンラインモニタリング」というインターフェイスを設置し、新たに生じるＴＸＴレポートを常時に抽出している。液相の命名方法によると、マスターコンピュータの抽出を容易するために新たに生じるＴＸＴレポートの命名を前のＴＸＴレポートの以後に位置させるようになり、マスターコンピュータは新たなＴＸＴレポートを抽出してから内部に組み込まれたロジック関係に従って比較、判断、及び分析できる。

【0044】

「予備活性化」ワンポットの反応原理を例として、一般的な活性化方法でも光誘導活性化方法でも、ドナー活性化後に「サンプリング・モニタリング」は、ドナーが完全に活性化されているかどうかをモニタリングする必要があり、即ち、活性化モニタリング、活性化結果のフィードバックを与え、活性化が完了していないと、活性化し続けるか、又は活性化し繰り返すか、又は光照射で活性化し続け、完全に活性化されていると、「反応時間」に入り、一定の時間及び温度後にアクセプターが完全に消失したかどうか、同時に新しい化合物が生成されたかどうかを「サンプリング・モニタリング」し、即ち、反応モニタリングであり、その後、反応結果のフィードバックを与える。アクセプターの残留の有無は、次のサイクルの反応を継続するかどうかの判断の鍵となり、アクセプターが残っていると、反応時間を延長するか、又は反応温度を上げて反応を継続させ、アクセプターが消失したり、一定の限界値を下回ったりすると、次のサイクルをデフォルトで継続してもよく、活性化反応を継続してモニタリングしてもよく、アクセプターが一定の限界を超えて持続的に存在すると、自動化合成を終了することを考える。

【0045】

以上より、本発明では、上記の自動サンプリング、ローディング、トリガー、管路洗浄、レポート抽出、レポートの比較・判断が可能なオンラインモニタリングシステムを設計し、そのマスターコンピュータに埋め込まれたソフトウェア制御プログラムは、主に「サンプリング・モニタリング」及び「結果モニタリング」という両方の命令を含む。

【0046】

本明細書における各実施例は、漸進的な方式を使用して説明されたが、各実施例が他の実施例と異なる点を重点的に説明され、各実施形態の間の同じ類似部分は互いに参照すればよい。

【0047】

本文では、本発明の原理及び実施形態について具体的な例を用いて説明したが、以上の実施例の説明は本発明の方法及びその核心思想の理解を支援するために用いられるだけである。同時に、当業者には、本発明の思想に基づいて、具体的な実施形態及び応用範囲において変更点がある。以上のように、本明細書の内容は本発明に対する制限と理解すべきではない。

【符号の説明】

【0048】

１新規反応器、１－１ ボトル口、１－２ サンプルローディング口、１－３ 排気口、１－４ サンプリング口、１－５ ボトル本体、１－５１ 反応ライナー、１－５２ 温度循環層、１－５３ 真空層、１－６ 循環液排出口、２ サンプリングモジュール、２－１ スライドレール、２－１１ スライドプレート、２－１２ サポートフレーム、２－２ 回転盤、２－３ ステンレス針、２－４ 第１の管路、３ パワーモジュール、４ モニタリング・分析モジュール、５ マスターコンピュータ、６ 洗浄モジュール、６－１ 第１の液体容器、６－２ 第２の液体容器、６－３ 電磁弁

【図1】

【図2】

【図3】