CN108387576A - 一种固相合成反应效率的快速定量测试方法 - Google Patents

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林政宽
仇晓琰
张小菲
王丽丹
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Suzhou University
Zhangjiagang Institute of Industrial Technologies Soochow University
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Suzhou University
Zhangjiagang Institute of Industrial Technologies Soochow University
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    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/77—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
    • G01N21/78—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator producing a change of colour

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Abstract

本发明涉及一种固相合成反应效率的快速定量测试方法，该方法通过照相及图像处理分析技术，量化不同反应效率下颜色变化的程度，获得不同反应效率对应的颜色特征值；通过对标准样品的测算形成标准曲线，再参照该标准曲线对任何反应效率的实际样品进行准确定量。本发明耗时短，不受主观因素干扰，可以用于实时准确地定量固相合成的反应效率。

Description

一种固相合成反应效率的快速定量测试方法
技术领域
本发明涉及化学领域的固相合成技术，具体涉及一种固相合成反应效率的快速定量测试方法。
背景技术
固相合成在组合化学、多肽合成、核酸合成等方面都有着广泛的应用。通常在整个合成过程中会牵涉到几十甚至上百步反应步骤，这之中的任何一步如果效率较差都会影响到最终的质量或多肽/核酸的产率。因此实时监测反应效率对保证固相合成的产率具有重要意义。
目前在固相合成的实际应用中主要采取三种方法来检验反应效率或保证反应完成。一是使用能够与参与反应的活性基团相结合的染色剂，通过比色法来检测残留基团的数量。二是将所合成的物质从固相载体上切割下来，再通过色谱等方法分离产物和杂质，并检验反应效率。最后一种则是不单独测试每步反应的效率，直接多次重复每步反应，并假设多次重复能使反应效率接近100％。
近年来固相合成已经逐步被工业界接受，其实际应用也得到稳步拓展，然而现有的反应效率检测方法仍有很大的不足。切割后进行色谱分析的方法耗时较长，因此很难在合成过程中实时进行；且色谱分析需要的固相原料较多，会造成一定程度的试剂浪费。比色法耗时较短，可以实时进行，然而颜色变化依赖于主观判断，因此在反应效率较高、颜色变化较小时很容易判断失误。不进行实时检测而直接多次重复每个反应的方法，则会造成巨大的试剂浪费，并可能由于合成条件选择不当或该批次试剂的质量问题而导致整个合成的失败。
可见，现有技术中缺少一种可实时进行、客观、准确、定量化的固相合成反应效率测试方法。
发明内容
针对现有技术的上述需求，本发明提供了一种固相合成反应效率的快速定量测试方法。
本发明以现有的比色法为基础，通过照相及图像处理分析技术，量化不同反应效率下颜色变化的程度，获得不同反应效率对应的颜色特征值；通过对标准样品的测算形成标准曲线，再参照该标准曲线对任何反应效率的实际样品进行准确定量。
本发明提供了一种固相合成反应效率的快速定量测试方法，其特征在于，该方法包括：
训练合成反应的颜色特征函数步骤，针对若干个在不同的反应效率下显色的标准样品，通过拍照并量化其颜色变化的程度，获得颜色特征值；基于所述颜色特征值，拟合建立反应效率的颜色特征函数；
量测合成反应效率步骤，对于需要测量其反应效率的固相合成反应物，拍照并取得其颜色特征值，与所建立的所述颜色特征函数相比较，获得该固相合成的反应效率。
优选的是，所述颜色特征值为RGB、Lab或者HSV颜色值。
优选的是，所述反应效率的颜色特征函数以反应效率和颜色特征值的标准曲线的形式表征。
优选的是，拟合建立反应效率的颜色特征函数的方式是：用在不同的反应效率下显色的标准样品的样品图片建立合成反应颜色特征函数训练集和合成反应颜色特征函数测试集，然后以机器学习的方式，通过以上数据集，提取不同反应效率对应的颜色特征值，拟合建立反应效率的颜色特征函数。
进一步优选的是，所述合成反应颜色特征函数训练集和合成反应颜色特征函数测试集中，在每个反应效率下显色的标准样品的数量不低于10个，且每个标准样品均来自不同的实验。
进一步优选的是，所述合成反应颜色特征函数训练集和合成反应颜色特征函数测试集包含的标准样品互不重复。
本发明所建立的固相合成反应效率的快速定量测试方法耗时短不受主观因素干扰，可以用于实时准确地定量固相合成的反应效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
附图1为本发明所述快速定量测试方法的流程示意图；
附图2为本发明拟合的颜色特征函数曲线示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案做进一步具体的说明。
针对氨基酸的固相合成反应，本实施例以显色试剂TNBS(全称三硝基苯磺酸)与氨基酸进行化学反应。TNBS是一种测定氨基酸定量产率的反应试剂，在反应条件偏碱性的情况下，与氨基酸反应并显色。需要指出的是，本发明的快速定量测试方法不仅适用于TNBS对氨基酸定量产率的测定，也可以在其他合成反应相关实验当中适用于具有颜色变化的合成反应效率比较。
通过TNBS与氨基酸的反应，在不同的氨基酸量产率下，显色的红色深度与合成率成正比，也就是说合成的产率越高，显色的红色的深度越深。
如图1所示，根据本发明的固相合成反应效率快速定量测试方法，对于氨基酸在0％、10％、20％、50％、100％量产率下的5组标准样品，每个量产率下的该组标准样品下的数量不低于10个，且每个标准样品均来自不同的实验。对于显色实验的结果，在训练合成反应的颜色特征函数步骤中，通过拍照并量化其颜色变化的程度，再针对样本图片利用PHOTOSHOP等图像处理软件获得每幅样本图片的颜色特征值，所述颜色特征值为RGB、Lab或者HSV颜色值。通过拟合建立反应效率的颜色特征函数，该函数为图2是该颜色特征函数的曲线。通过该函数，用户在未来进行相同实验时，对于需要测量其反应效率的固相合成反应物，拍照并取得其颜色特征值，与颜色特征函数拟合曲线相比较，可以快速的得到该实验的合成产率，从而达到实时、客观、准确监测固相合成反应效率的目的。
以上实施例仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (6)

1.一种固相合成反应效率的快速定量测试方法，其特征在于，该方法包括：
训练合成反应的颜色特征函数步骤，针对若干个在不同的反应效率下显色的标准样品，通过拍照并量化其颜色变化的程度，获得颜色特征值；基于所述颜色特征值，拟合建立反应效率的颜色特征函数；
量测合成反应效率步骤，对于需要测量其反应效率的固相合成反应物，拍照并取得其颜色特征值，与所建立的所述颜色特征函数相比较，获得该固相合成的反应效率。
2.根据权利要求1所述的快速定量测试方法，其特征在于，所述颜色特征值为RGB、Lab或者HSV颜色值。
3.根据权利要求1所述的快速定量测试方法，其特征在于，所述反应效率的颜色特征函数以反应效率和颜色特征值的标准曲线的形式表征。
4.根据权利要求1所述的快速定量测试方法，其特征在于，拟合建立反应效率的颜色特征函数的方式是：用在不同的反应效率下显色的标准样品的样品图片建立合成反应颜色特征函数训练集和合成反应颜色特征函数测试集，然后以机器学习的方式，通过以上数据集，提取不同反应效率对应的颜色特征值，拟合建立反应效率的颜色特征函数。
5.根据权利要求4所述的快速定量测试方法，其特征在于，所述合成反应颜色特征函数训练集和合成反应颜色特征函数测试集中，在每个反应效率下显色的标准样品的数量不低于10个，且每个标准样品均来自不同的实验。
6.根据权利要求4所述的快速定量测试方法，其特征在于，所述合成反应颜色特征函数训练集和合成反应颜色特征函数测试集包含的标准样品互不重复。
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