DE102008050273A1

DE102008050273A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Synthetisieren eines Biopolymers und Verfahren zum Wiedergewinnen eines Reagens zum Synthetisieren eines Biopolymers

Info

Publication number: DE102008050273A1
Application number: DE102008050273A
Authority: DE
Inventors: Sung-Min Chi; Man-Hyoung Ryoo; Hyeong-Jun Kim; Jung-Hwan Hah; Won-Sun Kim; Sun-Ok Jung
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2007-10-04
Filing date: 2008-10-02
Publication date: 2009-04-23
Also published as: KR20090034636A; GB0817904D0; US20090093625A1; GB2453834A; GB2453834B

Abstract

Eine Vorrichtung zum Synthetisieren eines Biopolymers weist eine Reaktionskammer (100), ein Auslassrohr (410b), das mit der Reaktionskammer (100) verbunden ist, eine Mehrzahl von Wiedergewinnungstanks (461A, 461C, 461G, 461T), die mit dem Auslassrohr (410b) verbunden sind, und eine Mehrzahl von Wiedergewinnungsventilen (441, 442, 443, 444) auf, die konfiguriert sind, um den Durchgang zwischen dem Auslassrohr (410b) und jedem der Wiedergewinnungstanks (461A, 461C, 461G, 461T) zu öffnen oder zu blockieren.

Description

HINTERGRUND
1. GEBIET DER ERFINDUNG
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich allgemein auf Vorrichtungen zum Synthetisieren von Biopolymeren, Verfahren zum Synthetisieren von Biopolymeren und Verfahren zum Wiedergewinnen von Reagenzien, die bei einem Synthetisieren von Biopolymeren verwendet werden. Insbesondere beziehen sich Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Synthetisieren eines Biopolymers, bei denen ein Reagens, das verwendet wird, um das Biopolymer zu synthetisieren, wiedergewonnen und rezykliert werden kann. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich ferner auf ein Verfahren zum Wiedergewinnen eines Reagens, das verwendet wird, um das Biopolymer zu synthetisieren.
2. BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN TECHNIK
Auf verschiedenen Gebieten einschließlich eines Gebiets einer Halbleiterherstellung besteht ein zunehmender Bedarf an einem Synthetisieren von Polymeren an einem Substrat. Insbesondere wurden in den letzten Jahren Mikroarrays eingeführt, bei denen Biopolymere, wie Oligomersonden, an einem Objektträgersubstrat befestigt sind. Ferner wird eine Polymersynthesetechnologie eingesetzt, um Mikroarrays zu bilden.
Beispielsweise kann ein photolithographisches Verfahren, das durch Halbleiterhersteller weit verbreitet verwendet wird, angewandt werden, um Oligomersonden in einem Mikroarray zu synthetisieren. Die Synthese von Oligomersonden unter Verwendung von Photolithographie beinhaltet ein Befestigen eines Kopplungs-Agens, das eine photolabile Schutzgruppe enthält, an einem Substrat, ein Entfernen des photolabilen Schutzagens von dem Kopplungs-Agens nach einer selektiven Belichtung durch eine Photomaske und ein Vorsehen eines zu synthetisierenden Monomers, so dass dieses mit dem resultierenden Kopplungs-Agens reagieren kann.
Um 25-mer-Oligomersonden zu synthetisieren, wird der Syntheseschritt 25 bis 100 Mal wiederholt. Eine Reaktionsausbeute bei jedem Schritt zwischen einem zu synthetisierenden Monomer und einem Kopplungs-Agens kann die Gesamtverarbeitungsausbeute wesentlich beeinflussen. Es besteht somit ein dringender Bedarf, die Reaktionsausbeute bei jedem Syntheseschritt zu maximieren.
ZUSAMMENFASSUNG
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können allgemein als fähig zum Schaffen einer Vorrichtung zum Synthetisieren eines Biopolymers, durch die ein Reagens zum Synthetisieren des Biopolymers wiedergewonnen und rezykliert werden kann, gekennzeichnet werden.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können allgemein als fähig zum Schaffen eines Verfahrens zum Wiedergewinnen eines Reagens zum Synthetisieren des Biopolymers, durch das der Aufwand, der zum Synthetisieren des Biopolymers erforderlich ist, reduziert werden kann, gekennzeichnet werden.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können allgemein als fähig zum Schaffen eines Verfahrens zum Synthetisieren eines Biopolymers, durch das ein Reagens zum Synthetisieren des Biopolymers wiedergewonnen und rezykliert werden kann, gekennzeichnet werden.
Die vorhergehenden und andere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben oder werden anhand derselben offensichtlich.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann allgemein als eine Vorrichtung zum Synthetisieren eines Biopolymers gekennzeichnet werden. Die Vorrichtung kann eine Reaktionskammer, ein Auslassrohr, das mit der Reaktionskammer verbunden ist, eine Mehrzahl von Wiedergewinnungstanks, die mit dem Auslassrohr verbunden sind, und eine Mehrzahl von Wiedergewinnungsventilen, die konfiguriert sind, um Durchgänge zwischen dem Auslassrohr und entsprechenden der Wiedergewinnungstanks zu öffnen oder zu blockieren, aufweisen.
Ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann allgemein als ein Verfahren zum Wiedergewinnen eines Biopolymersynthese-Reagens gekennzeichnet werden. Das Verfahren kann ein Zuführen eines ersten Biopolymersynthese-Reagens zu einer Reaktionskammer, in der ein Substrat aufliegt, und Synthetisieren des ersten Biopolymersynthese-Reagens an dem Substrat, wobei eine Menge des ersten Biopolymersynthese-Reagens in der Reaktionskammer verbleiben kann, ein Wiedergewinnen der Menge des ersten Biopolymersynthese-Reagens in einem ersten Wiedergewinnungstank über ein Auslassrohr, ein Säubern der Reaktionskammer und des Auslassrohrs unter Verwendung einer Säuberungslösung, ein Zuführen eines zweiten Biopolymersynthese-Reagens zu der Reaktionskammer und Synthetisieren des zweiten Biopolymersynthese-Reagens an dem Substrat, wobei eine Menge des zweiten Biopolymersynthese-Reagens in der Reaktionskammer verbleiben kann, und ein Wiedergewinnen der Menge des zweiten Biopolymersynthese-Reagens in einem zweiten Wiedergewinnungstank über das Auslassrohr aufweisen.
Noch ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann allgemein als ein Verfahren zum Wiedergewinnen eines Biopolymersynthese-Reagens gekennzeichnet werden. Das Verfahren kann ein Durchführen eines ersten Biopolymersynthese- und -wiedergewinnungszyklus, ein Durchführen eines zweiten Biopolymersynthese- und -wiedergewinnungszyklus und ein Durchführen eines Säuberungszyklus nach dem ersten Biopolymersynthese- und -wiedergewinnungszyklus und vor der zweiten Biopolymersynthese und -wiedergewinnung aufweisen. Der erste Biopolymersynthese- und -wiedergewinnungszyklus kann durch ein Verfahren durchgeführt werden, das ein Zuführen eines ersten Biopolymersynthese-Reagens zu einer Reaktionskammer, in der ein Substrat aufliegt, und Synthetisieren des ersten Biopolymersynthese-Reagens an dem Substrat, wobei eine Menge des ersten Biopolymersynthese-Reagens in der Reaktionskammer verbleibt, und ein Wiedergewinnen der Menge des ersten Biopolymersynthese-Reagens in einem ersten Wiedergewinnungstank, der über ein Auslassrohr aus einer Mehrzahl von Wiedergewinnungstanks ausgewählt wird, aufweist. Der zweite Biopolymersynthese- und -wiedergewinnungszyklus kann durch ein Verfahren durchgeführt werden, das ein Zuführen eines zweiten Biopolymersynthese-Reagens zu einer Reaktionskammer, in der ein Substrat aufliegt, und Synthetisieren des zweiten Biopolymersynthese-Reagens an dem Substrat, wobei eine Menge des zweiten Biopolymersynthese-Reagens in der Reaktionskammer verbleibt, und ein Wiedergewinnen der Menge des zweiten Biopolymersynthese-Reagens in einem zweiten über das Auslassrohr ausgewählten Wiedergewinnungstank aufweist. Der Säuberungszyklus kann ein Säubern der Reaktionskammer und des Auslassrohrs unter Verwendung einer Säuberungslösung aufweisen. Sowohl der erste als auch der zweite Biopolymersynthese- und -wiedergewinnungszyklus können zwei oder mehr Male durchgeführt werden. Das erste Biopolymersynthese-Reagens, das nach dem ersten Zyklus der zwei oder mehr ersten Synthese- und Wiedergewinnungszyklen erzeugt wird, kann das erste Biopolymersynthese-Reagens, das von dem ersten Wiedergewinnungstank zurückgeführt wird, umfassen, und das zweite Biopolymersynthese-Reagens, das nach dem ersten Zyklus der zwei oder mehr zweiten Synthese- und Wiedergewinnungszyklen erzeugt wird, kann das zweite Biopolymersynthese-Reagens, das von dem zweiten Wiedergewinnungstank zurückgeführt wird, umfassen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorhergehenden und andere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden durch detailliertes Beschreiben von bevorzugten Ausführungsbeispielen derselben unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen offensichtlicher. Es zeigen:
1 ein schematisches Diagramm einer Vorrichtung zum Synthetisieren eines Biopolymers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 eine Querschnittsansicht einer Reaktionskammer gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3 eine Draufsicht, die eine Schüttelvorrichtung und eine Reaktionskammer gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
4 eine Vorderansicht der Schüttelvorrichtung und der Reaktionskammer, die in 3 gezeigt sind;
5 eine Seitenansicht, die einen Schüttelbetrieb der Vorrichtung zum Synthetisieren eines Biopolymers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
6 eine Querschnittsansicht einer modifizierten exemplarischen Reaktionskammer gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
7 ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Synthetisieren eines Biopolymers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
8 bis 14 Schnittansichten von Verarbeitungsschritten, die ein Verfahren zum Synthetisieren des Biopolymers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellen;
15 ein schematisches Diagramm einer Vorrichtung zum Synthetisieren eines Biopolymers gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
16 ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Synthetisieren eines Biopolymers gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können durch Bezugnehmen auf die folgende detaillierte Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen unmittelbarer verstanden werden. Diese Ausführungsbeispiele können jedoch in vielen unterschiedlichen Formen realisiert sein und sollten nicht als auf die hierin dargelegte Offenbarung begrenzt aufgefasst werden. Diese Ausführungsbeispiele sind vielmehr geliefert, damit diese Offenbarung gründlich und komplett ist und Fachleuten das Konzept der Erfindung vollständig vermittelt, und die vorliegende Erfindung ist lediglich durch die beigefügten Ansprüche definiert. Gleiche Bezugsziffern beziehen sich überall in der Patentschrift auf gleiche Elemente.
Bei einigen Ausführungsbeispielen werden wohl bekannte Prozessprozeduren, Strukturen und Verfahren nicht detailliert beschrieben, um eine Fehlinterpretation der vorliegenden Erfindung zu vermeiden.
Die hierin verwendete Terminologie dient lediglich dem Zweck eines Beschreibens spezieller Ausführungsbeispiele und soll die in den Ansprüchen zitierte Erfindung nicht begrenzen. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „ein", „eine" und „der/die/das" auch die Pluralformen umfassen, außer der Kontext zeigt klar etwas anderes an. Es versteht sich ferner von selbst, dass die Ausdrücke „aufweist" und/oder „weist ... auf", wenn dieselben in dieser Patentschrift verwendet sind, die Anwesenheit von angegebenen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen und/oder Komponenten spezifizieren, jedoch die Anwesenheit oder Hinzufügung von einem/einer oder mehreren anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen derselben nicht ausschließen.
Ziel-Biopolymere, die an einem Substrat zu synthetisieren sind, enthalten Polymere, die in einem lebenden Körper synthetisiert werden oder denselben aufbauen. Biopolymere bestehen aus zwei oder mehr Monomeren. Einige Beispiele von Monomeren können gemäß dem Typ von Sonden Nucleoside, Nucleotide, Aminosäuren, Peptide etc. sein.
Wie hierin verwendet, umfassen die Ausdrücke „Nucleoside" und „Nucleotide" nicht nur bekannte Purin- und Pyrimidinbasen, sondern auch methylierte Purine oder Pyrimidine, acylierte Purine oder Pyrimidine etc. Ferner umfassen die „Nucleoside" und „Nucleotide" nicht nur eine bekannte (Desoxy-)Ribose, sondern auch modifizierte Zucker, die eine Substitution eines Halogenatoms oder einer aliphatischen Gruppe für mindestens eine Hydroxylgruppe enthalten oder mit Ether, Amin oder dergleichen in funktionelle Gruppen gegliedert sind.
Wie hierin verwendet, soll sich der Ausdruck „Aminosäuren" nicht nur auf natürlich auftretende, L-, D- und nicht-chirale Aminosäuren, sondern auch auf modifizierte Aminosäuren, Aminosäure-Analoga etc. beziehen.
Wie hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck „Peptide" auf Verbindungen, die durch eine Amidbindung zwischen der Carboxylgruppe einer Aminosäure und der Aminogruppe einer anderen Aminosäure erzeugt werden.
Vorrichtungen zum Synthetisieren von Biopolymeren gemäß exemplarischen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein schematisches Diagramm einer Vorrichtung zum Synthetisieren eines Biopolymers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Querschnittsansicht einer Reaktionskammer gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Bezug nehmend auf 1 und 2 kann eine Biopolymersynthesevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beispielsweise eine Reaktionskammer 100, eine Mehrzahl von Wiedergewinnungstanks (z. B. einen ersten Wiedergewinnungstank 461A, einen zweiten Wiedergewinnungstank 461C, einen dritten Wiedergewinnungstank 461G und einen vierten Wiedergewinnungstank 461T) und ein Auslassrohr 410b aufweisen. Ein Substrat 10, an dem Biopolymere zu synthetisieren sind, kann innerhalb der Reaktionskammer 100 angeordnet sein.
Innerhalb der Reaktionskammer 100 werden Ziel-Biopolymere durch aufeinander folgendes Bilden einer kovalenten Bindung zwischen monomeren Einheiten an einem Substrat 10 synthetisiert. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel können Ziel-Biopolymere jedoch durch Erzeugen einer kovalenten Bindung zwischen einem Biopolymer, das aus mindestens zwei kovalent zusammengebundenen Monomeren gebildet ist, und einem anderen Monomer oder Biopolymer an dem Substrat 10 synthetisiert werden.
Das Substrat 10 kann entweder flexibel oder starr sein. Ein flexibles Substrat kann eine Membran wie Nylon oder Nitrozellulose oder ein Kunststofffilm sein. Ein starres Substrat kann ein Halbleiter-Wafer-Substrat oder ein Substrat aus transparentem Glas, wie Kalk-Natronglas oder dergleichen, sein. Für eine wirksame Biopolymersynthese können ein Monomer-, ein Biopolymer- oder andere organische oder anorganische Linker an dem Substrat 10 befestigt sein.
Die Form und Größe der Reaktionskammer 100 kann gemäß der Form und Größe des in derselben angeordneten Substrats 10 variieren. Wenn beispielsweise ein kreisförmiger Silizium-Wafer als das Substrat 10 verwendet wird, kann die Reaktionskammer 100 eine zylindrische Form haben.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Reaktionskammer 100 einen Kammerkörper 110 und eine Kammerabdeckung 120 auf. Die Kammerabdeckung 120 ist mit dem Kammerkörper 110 gekoppelt. Eine detaillierte Erklärung hinsichtlich der Form der Reaktionskammer 100 und deren Eingriff mit anderen Komponenten wird im Hinblick auf 2 geliefert.
Bezug nehmend auf 2 ist der Kammerkörper 110 durch beispielsweise eine erste Kopplungseinheit 131 mit der Kammerabdeckung 120 gekoppelt. Bei einem Ausführungsbeispiel ist die erste Kopplungseinheit 131 eine Klemme. Eine Mehrzahl von Klemmen kann entlang einer äußeren Peripherie des Kammerkörpers 110 und/oder der Kammerabdeckung 120 angeordnet sein. Bei einigen exemplarischen Ausführungsbeispielen befindet sich ein Verbindungsstift 133 bei einem Rand des Kammerkörpers 110 und der Kammerabdeckung 120.
Wie in 2 dargestellt, hat der Kammerkörper 110 einen Stufenhöhenunterschied zwischen einem Rand 111 und einem mittleren Abschnitt 112 desselben. Die Kammerabdeckung 120 hat ebenfalls einen Stufenhöhenunterschied zwischen einem Rand 121 und einem mittleren Abschnitt 122 derselben. Demgemäß haben der Kammerkörper 110 und die Kammerabdeckung 120 Ränder 111 bzw. 121, die über mittlere Abschnitte 112 bzw. 122 vorspringen, um einen Behälter zu bilden. Die Ränder 111 und 121 des Kammerkörpers 110 bzw. der Kammerabdeckung 120 können im Wesentlichen planare Oberflächen 111S und 121S haben. Wenn der Kammerkörper 110 mit der Kammerabdeckung 120 gekoppelt ist, berührt somit die Oberfläche 111S des Rands 111 des Kammerkörpers 110 die Oberfläche 121S des Rands 121 der Kammerabdeckung 120, während der mittlere Abschnitt 112 des Kammerkörpers 110 von dem mittleren Abschnitt der Kammerabdeckung 120 beabstandet ist.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Reaktionskammer 110 ferner zweite Kopplungseinheiten 132 aufweisen, die bei den Rändern 111 und 121 des Kammerkörpers 110 und der Kammerabdeckung 120 angeordnet sind. Die zweite Kopplungseinheit 132 kann beispielsweise eine Schraube 125 aufweisen, die von dem Rand 121 der Kammerabdeckung 120 vorspringt und sich in ein Passloch 115 erstreckt, das in dem Rand 111 des Kammerkörpers 110 eine Ausnehmung bildet.
Ein Substratauflageende 114 ist innerhalb des Rands 111 des Kammerkörpers 110 angeordnet. Ein vorbestimmter Luftraum (engl.: air space; AS) ist zwischen dem Substrat 10, das auf dem Substratauflageende 114 platziert ist, und dem mittleren Abschnitt 112 des Kammerkörpers 110 definiert.
Wenn es auf dem Substratauflageende 114 aufliegt, ist das Substrat 10 von dem mittleren Abschnitt 122 der Kammerabdeckung 120 um die Höhe des Rands 121 der Kammerabdeckung 120, der von dem mittleren Abschnitt 122 vorspringt, beabstandet, wodurch ein Reaktionsraum (engl.: reaction space; RS) definiert ist, in dem Biopolymere synthetisiert werden können. Demgemäß ist der Reaktionsraum RS durch den mittleren Abschnitt 122 der Kammerabdeckung 120, eine Seitenwand des Rands 121 der Kammerabdeckung 120 und eine obere Oberfläche des Substrats 10 definiert. Um eine Beobachtung verschiedener Reaktionen, die innerhalb des Reaktionsraums RS auftreten können, zu erleichtern, kann mindestens der mittlere Abschnitt 122 der Kammerabdeckung 120 aus einem transparenten Material, wie Glas oder Quarz, gebildet sein. Demgemäß kann bei dem mittleren Abschnitt 122 der Kammerabdeckung 120 ein Fenster vorgesehen sein.
Die Ausbreitungsfähigkeit und Benetzbarkeit des Reagens beeinflusst die Menge eines Reagens, die für eine Synthese von Biopolymeren verwendet werden kann. Zusätzlich beeinflusst die Größe (das Volumen) des Reaktionsraums RS die Menge eines Reagens, die für eine Synthese von Biopolymeren verwendet werden kann, und variiert abhängig von einem Abstand zwischen dem mittleren Abschnitt 122 der Kammerabdeckung 120 und der oberen Oberfläche des Substrats 10 (d. h. der Höhe des Rands 121, der von dem mittleren Abschnitt 122 der Kammerabdeckung 120 vorspringt).
Wie im Vorhergehenden beschrieben, ist, da der Reaktionsraum RS innerhalb eines verschlossenen Innenraums in der Reaktionskammer 100 erzeugt wird, der Reaktionsraum RS ebenfalls im Wesentlichen gegenüber dem Äußeren verschlossen. Ferner ist, da die Oberkante des Substrats 10 durch den Rand 121 der Kammerabdeckung 120 dicht verschlossen ist und die hintere Oberfläche des Substrats 10 durch das Substratau flageende 114 getragen ist, der Luftraum AS, der zwischen der hinteren Oberfläche des Substrats 10 und dem mittleren Abschnitt 112 des Kammerkörpers 110 definiert ist, von dem Reaktionsraum RS räumlich getrennt. Demgemäß ist der Reaktionsraum RS im Wesentlichen gegenüber dem Luftraum AS verschlossen. Somit sickert, wenn in den Reaktionsraum RS ein Biopolymersynthese-Reagens eingeleitet wird, das Biopolymersynthese-Reagens nicht zu der hinteren Oberfläche des Substrats 10 durch, und eine Verunreinigung der hinteren Oberfläche des Substrats 10 wird verhindert. Es ist wünschenswert, eine Verunreinigung der hinteren Oberfläche des Substrats 10 zu verhindern, da eine solche Verunreinigung in einem Fehler bei einer Analyse von Biomaterialien oder in einer Fehlfunktion einer anschließend verwendeten Photolithographievorrichtung resultieren kann.
Um eine Verhinderung einer Verunreinigung der hinteren Oberfläche des Substrats 10 weiter sicherzustellen, kann bei einem exemplarischen Ausführungsbeispiel die Reaktionskammer 100 ferner eine Dichtung aufweisen, die an dem Substratauflageende 114 des Kammerkörpers 110 und/oder dem Rand 121 der Kammerabdeckung 120 angeordnet ist. Beispielsweise kann ein O-Ring 116 oder 126 als die Dichtung verwendet sein. Der O-Ring 116, der an dem Substratauflageende 114 des Kammerkörpers 110 angeordnet ist, und der O-Ring 126, der an dem Rand 121 der Kammerabdeckung 120 angeordnet ist, können die hintere bzw. die obere Oberfläche des Substrats 10 direkt berühren, um ein Durchsickern eines Fluids, wie eines Reagens für eine Polymersynthese, in den Luftraum AS zuverlässig zu verhindern.
Bezug nehmend auf 1 ist der Reaktionsraum RS mit einem oder mehreren des Zufuhrrohrs 410a, des Auslassrohrs 410b und der Wiedergewinnungsrohre 410c räumlich verbunden. Um dies zu erreichen, weist mindestens entweder der Kammerkörper 110 oder die Kammerabdeckung 120 eine Mehrzahl von Durchgangslöchern 128 auf, wobei jedes der Mehrzahl von Durchgangslöchern 128 mit einem entsprechenden des Zufuhrrohrs 410a, des Auslassrohrs 410b und der Wiedergewinnungsrohre 410c gekoppelt ist. Bei einem Ausführungsbeispiel kann jedes Durchgangsloch 128 ein Ende, das sich bei einer Seitenwand des Rands 121 der Kammerabdeckung 120 öffnet, und ein anderes Ende haben, das mit dem Zufuhrrohr 410a, dem Auslassrohr 410b oder einem Wiedergewinnungsrohr 410c gekoppelt ist. Ein Biopolymersynthese-Reagens, ein Aktivator und ein inaktives Gas werden durch das Zufuhrrohr 410a (oder das Auslassrohr 410b) und ein entsprechendes Durchgangsloch 128 in den Reaktionsraum RS eingeleitet (oder aus demselben entladen). Einige des einen oder mehreren des Zufuhrrohrs 410a, des Auslassrohrs 410b und der Wiedergewinnungsrohre 410c können zum Befördern eines inaktiven Gases zweckgebunden sein. Zusätzlich wird ein Biopolymersynthese-Reagens, das durch den Aktivator aktiviert wurde, (d. h. ein aktiviertes Biopolymersynthese-Reagens) durch ein Rückführungsrohr 450b von den Wiedergewinnungstanks 461A, 461C, 461G und 461T zu dem Reaktionsraum RS zurückgeführt.
Zusätzlich zu dem Zufuhrrohr 410a, dem Auslassrohr 410b und den Wiedergewinnungsrohren 410c kann die Biopolymersynthesevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ferner einen Säuberungstank 430, eine Mehrzahl von Reagenstanks (z. B. einen ersten Reagenstank 431A, einen zweiten Reagenstank 431C, einen dritten Reagenstank 431G und einen vierten Reagenstank 431T), einen Aktivatortank 432, eine Mehrzahl von Fluidflussrohren 410 und eine Mehrzahl von Ventilen (z. B. ein erstes Ventil 421, ein zweites Ventil 422, ein drittes Ventil 423, ein viertes Ventil 424, ein fünftes Ventil 425 und ein sechstes Ventil 426), die die Fluidflussrohre 410 verbinden, aufweisen. Zusätzlich zu den Wiedergewinnungstanks 461A, 461C, 461G und 461T kann die Biopolymersynthesevorrichtung eine Mehrzahl von Wiedergewinnungsventilen (z. B. ein erstes Wiedergewinnungsventil 441, ein zweites Wiedergewinnungsventil 442, ein drittes Wiedergewinnungsventil 443 und ein viertes Wiedergewinnungsventil 444), eine Mehrzahl von Rückführungsventilen (z. B. ein erstes Rückführungsventil 451, ein zweites Rückführungsventil 452, ein drittes Rückführungsventil 453 und ein viertes Rückführungsventil 454) und eine Rückführungspumpe 470 aufweisen.
Die Mehrzahl von Reagenstanks 431A, 431C, 431G und 431T speichert Reagenzien, die für eine Synthese von Biopolymeren benötigt werden, und liefert die Reagenzien über das Zufuhrrohr 410a zu dem Reaktionsraum RS innerhalb einer Reaktionskammer 100. Beispiele von Biopolymersynthese-Reagenzien, die durch die Reagenstanks 431A, 431C, 431G und 431T geliefert werden können, umfassen Monomere, wie ein Nucleosid, ein Nucleotid, eine Aminosäure oder ein Peptid, wie im Vorhergehenden beschrieben, und Verbindungen derselben. Wenn beispielsweise Oligonucleotidsonden in situ synthetisiert werden, kann das Biopolymersynthese-Reagens ein Nucleotid-Phosphoramidit-Monomer sein, das eine Base, die entweder Adenin (A), Thymin (T), Guanin (G), Cytosin (C) oder Uracil (U) ist, und photolabile oder säurelabile Schutzgruppen hat, die mit derselben gekoppelt sind. Das Biopolymersynthese-Reagens, das in den jeweiligen Reagenstanks gespeichert ist, kann unterschiedliche Basen haben. Demgemäß kann der erste Reagenstank 431A ein erstes Biopolymersynthese-Reagens, das eine Adenin-(A-)Base hat, speichern, der zweite Reagenstank 431C kann ein zweites Biopolymersynthese-Reagens, das eine Cytosin-(C-)Base hat, speichern, der dritte Reagenstank 431G kann ein drittes Biopolymersynthese-Reagens, das eine Guanin-(G-)Base hat, speichern, und der vierte Reagenstank 431T kann ein viertes Biopolymersynthese-Reagens, das eine Thymin(T-)Base oder eine Uracil-(U-)Base hat, speichern. Wie hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck „Biopolymersynthese-Reagens" auf ein Rohmaterial-Reagens für eine Biopolymersynthese und ferner auf ein rezykliertes Reagens für eine Biopolymersynthese.
Der Säuberungstank 430 kann eine Säuberungslösung (z. B. eine Acetonitril-Lösung) aufweisen, die verwendet wird, um ein Biopolymersynthese-Reagens in dem Zufuhrrohr 410a, dem Auslassrohr 410b, den Wiedergewinnungsrohren 410c, Teilrückführungsrohren 450a und dem Rückführungsrohr 450b zu entfernen. Ein Biopolymersynthese-Reagens in dem Zufuhrrohr 410a, dem Auslassrohr 410b, den Wiedergewinnungsrohren 410c, den Teilrückführungsrohren 450a und dem Rückführungsrohr 450b kann ferner durch ein inaktives Gas (z. B. Stickstoff, N₂), das von einem zweiten Zufuhrtank 434 für ein inaktives Gas geliefert wird, entfernt werden. Demgemäß können das Zufuhrrohr 410a, das Auslassrohr 410b, die Wiedergewinnungsrohre 410c, die Teilrückführungsrohre 450a und das Rückführungsrohr 450b durch das inaktive Gas, das durch den zweiten Zufuhrtank 434 für ein inaktives Gas geliefert wird, getrocknet werden.
Der Aktivatortank 432 kann einen Aktivator zum Aktivieren einer Biopolymersynthese liefern. Der Aktivator kann ein tetrazolbasierter Aktivator, beispielsweise 1H-Tetrazol oder Derivate desselben, sein.
Ein erster, ein zweiter und ein dritter Zufuhrtank 433, 434 und 435 für ein inaktives Gas können jeweils ein inaktives Gas, wie Stickstoff (N₂), zuführen. Ein Gas, das von dem ersten Zufuhrtank 433 für ein inaktives Gas zugeführt wird, wird über das Fluidflussrohr 410 und Teilfluidflussrohre 411a, die bei den jeweiligen Reagenstanks 431A, 431C, 431G und 431T vorgesehen sind, in die Reagenstanks 431A, 431C, 431G und 431T eingeleitet und dann verwendet, um an die Reagenstanks 431A, 431C, 431G und 431T einen vorbestimmten Druck anzulegen, womit dem Biopolymersynthese-Reagens erlaubt wird, über ein Teilfluidflussrohr 411b hin zu dem Fluidflussrohr 410 hochgedrückt zu werden. Zuerst wird für eine Synthese einiger Biopolymere lediglich ein Biopolymersynthese-Reagens, das zu synthetisierende Basen hat und in einem Reagenstank der Reagenstanks 431A, 431C, 431G und 431T gespeichert ist, über das Teilfluidflussrohr 411b in die Reaktionskammer 100 eingeleitet. Wenn notwendig, können die jeweiligen Reagenstanks 431A, 431C, 431G und 431T, die Biopolymersynthese-Reagenzien, die unterschiedliche zu synthetisierende Basen haben, speichern, für eine Synthese anderer Biopolymere geöffnet werden. Das Fluidflusssystem kann ferner eine Drucksteuerung 436 aufweisen, die zwischen dem ersten Zufuhrtank 433 für ein inaktives Gas und den jeweiligen Reagenstanks 431A, 431C, 431G und 431T angeordnet ist und den Druck zwischen denselben geeignet anpasst.
Ein inaktives Gas, das durch den zweiten Zufuhrtank 434 für ein inaktives Gas zugeführt wird, wird durch ein Fluidflussrohr in den Aktivatortank 432 eingeleitet und dann verwendet, um an den Aktivatortank 432 einen vorbestimmten Druck anzulegen, womit dem Aktivator erlaubt wird, hin zu dem Fluidflussrohr 410 hochgedrückt zu werden. Zusätzlich führt der dritte Zufuhrtank 435 für ein inaktives Gas dem Säuberungstank 430 ein inaktives Gas zu, um eine Säuberungslösung innerhalb des Säuberungstanks 430 hin zu dem Fluidflussrohr 410 zu transportieren.
Die Mehrzahl von Ventilen 421, 422, 423, 424, 425 und 426 kann mindestens entweder ein 3-Wege-Solenoidventil oder ein 2-Wege-Solenoidventil aufweisen. Beispielsweise können die Ventile 421, 422, 423 und 425 ein 3-Wege-Solenoidventil aufweisen, und die Ventile 424 und 426 können ein 2-Wege-Solenoidventil aufweisen. Obwohl nicht gezeigt, kann das 3-Wege-Solenoidventil zwischen dem Fluidflussrohr 410 und jedem der Teilfluidflussrohre 411a und 411b vorgesehen sein. Der Säuberungstank 430, die Reagenstanks 431A, 431C, 431G und 431T und der Aktivatortank 432 sind mit dem ersten, dem zweiten und dem dritten Zufuhrtank 433, 434 und 435 für ein inaktives Gas, der Reaktionskammer 100 und einem Drän (engl.: drain) 445 verbunden.
Zusätzlich zu dem Fluidflussrohr 410 sind das Auslassrohr 410b und das Rückführungsrohr 450b mit der Reaktionskammer 100 verbunden.
Das Auslassrohr 410b hat ein Ende, das mit der Reaktionskammer 100 verbunden ist, und das andere Ende, das mit dem Drän 445 verbunden ist. Bei dem Auslassrohr 410b kann ferner eine Dränpumpe 437 installiert sein.
Die Mehrzahl von Wiedergewinnungsrohren 410c zweigt von dem Auslassrohr 410b ab und ist mit der Mehrzahl von Wiedergewinnungstanks 461A, 461C, 461G und 461T verbunden.
Die Mehrzahl von Wiedergewinnungstanks 461A, 461C, 461G und 461T speichert das Biopolymersynthese-Reagens, das aus der Reaktionskammer 100 wiedergewonnen wird. Bei Ausführungsbeispielen, bei denen es notwendig ist, ein Biopolymersynthese-Reagens zuzuführen, das die gleiche Base wie diejenige, die in dem wiedergewonnenen Biopolymersynthese-Reagens enthalten ist, enthält, wird das wiedergewonnene Biopolymersynthese-Reagens durch das Rückführungsrohr 450b zu der Reaktionskammer 100 zurückgeführt. Demgemäß werden die Biopolymersynthese-Reagenzien, die unterschiedliche Basen enthalten, in den jeweiligen Wiedergewinnungstanks 461A, 461C, 461G und 461T unabhängig gespeichert, um durch entsprechende von Teilrückführungsrohren 450a, die mit den jeweiligen Wiedergewinnungstanks 461A, 461C, 461G und 461T verbunden sind, zu dem Rückführungsrohr 450b zurückgeführt zu werden. Bei einem Ausführungsbeispiel kann bei jedem Rückführungsrohr 450b eine Rückführungspumpe 470 vorgesehen sein.
Es wird nun ein Beispiel eines Fluidflussbetriebs innerhalb des Fluidflusssystems, das die im Vorhergehenden erwähnte Konfiguration hat, beschrieben. Wenn die Drucksteuerung 436 den Druck anpasst, um ein inaktives Gas von dem ersten Zufuhrtank 433 für ein inaktives Gas zu dem ersten Reagenszufuhrtank 431A zu liefern, setzt das inaktive Gas zuerst ein erstes Biopolymersynthese-Reagens (z. B. das Biopolymersynthese-Reagens mit einer Adenin-(A-)Base) unter Druck und drückt so das erste Biopolymersynthese-Reagens hin zu dem Fluidflussrohr 410 und dem ersten Ventil 421. Wenn das erste und das zweite Ventil 421 und 422 angepasst sind, um einen Durchgang zu der Reaktionskammer 100 einzurichten, dann wird das erste Biopolymersynthese-Reagens über das Zufuhrrohr 410a in den Reaktionsraum RS eingeleitet. Demgemäß kann das inaktive Gas durch Öffnen lediglich der Teilfluidflussrohre 411a und 411b, die mit dem ersten Reagenszufuhrtank 431A verbunden sind, und gleichzeitiges Blockieren der Teilfluidflussrohre 411a und 411b, die mit den anderen Reagenstanks 431C, 431G und 431T verbunden sind, selektiv in lediglich den ersten Reagenszufuhrtank 431A eingespeist werden.
Bei Ausführungsbeispielen, bei denen gewünscht ist, Biopolymersynthese-Reagenzien, die andere Basen enthalten, zu der Reaktionskammer 100 zu liefern, wird ein inaktives Gas durch Öffnen lediglich der Teilfluidflussrohre 411a und 411b, die mit den Reagenstanks 431C, 431G und 431T, die andere Basen enthaltende Biopolymersynthese-Reagenzien enthalten, verbunden sind, zugeführt, wodurch lediglich das Reagens, das für eine Biopolymersynthese erforderlich ist, zu der Reaktionskammer 100 geliefert wird.
Bei Ausführungsbeispielen, bei denen gewünscht ist, unterschiedliche Biopolymersynthese-Reagenzien aufeinander folgend von den jeweiligen Reagenstanks 431C, 431G und 431T einzuleiten, reinigt der Säuberungstank 430 das Fluidflussrohr 410. Beispielsweise kann, nachdem das erste Biopolymersynthese-Reagens über das Fluidflussrohr 410 von dem ersten Reagenstank 431A in die Reaktionskammer 100 eingele itet wurde, und bevor der Reaktionskammer 100 ein zweites Biopolymersynthese-Reagens zugeführt wird, eine Restmenge eines ersten Biopolymersynthese-Reagens in dem Fluidflussrohr 410 und der Reaktionskammer 100 unter Verwendung der Säuberungslösung in dem Säuberungstank 430 entfernt werden. Danach kann der Reaktionskammer 100 ein zweites Biopolymersynthese-Reagens von beispielsweise dem zweiten Reagenstank 431C über das Fluidflussrohr 410 zugeführt werden. Während des Säuberungszyklus werden lediglich notwendige Abschnitte durch Anpassen von Durchgängen der Ventile 421, 422, 423 und 424 gesäubert. Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Reaktionskammer 100 nach dem Säuberungszyklus unter Verwendung des inaktiven Gases, das durch den zweiten Zufuhrtank 434 für ein inaktives Gas zugeführt wird, getrocknet werden. Zusätzlich kann, um den Säuberungszyklus durchzuführen, das Substrat 10 vorübergehend aus der Reaktionskammer 100 entnommen werden und dann, nachdem der Säuberungszyklus durchgeführt wurde, wieder eingesetzt werden.
Wenn das erste Biopolymersynthese-Reagens und der Aktivator der Reaktionskammer 100 zugeführt werden, kann eine überschüssige Menge des aktivierten ersten Biopolymersynthese-Reagens in der Reaktionskammer 100 verbleiben, während Adenin-(A-)Basen mit dem Substrat 10 gekoppelt sind. Das verbleibende aktivierte erste Biopolymersynthese-Reagens kann durch das Auslassrohr 410b dräniert und durch einen der Wiedergewinnungstanks 461A, 461C, 461G und 461T über ein entsprechendes Wiedergewinnungsrohr 410c durch Anpassen der Durchgänge der Mehrzahl von Wiedergewinnungsventilen 441, 442, 443 und 444 wiedergewonnen werden. Beispielsweise kann das aktivierte erste Biopolymersynthese-Reagens durch Öffnen des ersten Wiedergewinnungsventils 441 und damit Öffnen des Durchgangs zu dem ersten Wiedergewinnungstank 461A und gleichzeitiges Blockieren des zweiten, dritten und vierten Wiedergewinnungsventils 442, 443 und 444 und damit Blockieren der Durchgänge zu den anderen Wiedergewinnungstanks 461C, 461G und 461T in dem ersten Wiedergewinnungstank 461A wiedergewonnen werden. Ähnlich können andere aktivierte Biopolymersynthese-Reagenzien durch Anpassen der Durchgänge der Wiedergewinnungsventile 442, 443 bzw. 444 in Wiedergewinnungstanks 461C, 461G und 461T wiedergewonnen werden.
Wie im Vorhergehenden beschrieben, kann, um die jeweiligen aktivierten Biopolymersynthese-Reagenzien getrennt wiederzugewinnen, die Zahl von Wiedergewinnungstanks 461A, 461C, 461G und 461T gleich der Zahl von Reagenstanks 431A, 431C, 431G und 431T sein. Somit können verschiedene Biopolymersynthese-Reagenzien, die von Reagenstanks 431A, 431C, 431G und 431T geliefert werden und in der Reaktionskammer 100 aktiviert werden, dann in entsprechenden der Wiedergewinnungstanks 461A, 461C, 461G und 461T wiedergewonnen werden.
Von den aktivierten Biopolymersynthese-Reagenzien wird das Biopolymersynthese-Reagens, das Basen enthält, die an das Substrat 10 zu koppeln sind, unter Verwendung der Rückführungspumpe 470 zu der Reaktionskammer 100 zurückgeführt. Die jeweiligen aktivierten Biopolymersynthese-Reagenzien werden über die Teilrückführungsrohre 450a, die mit den jeweiligen Wiedergewinnungstanks 461A, 461C, 461G und 461T verbunden sind, zu dem Rückführungsrohr 450b geführt und dann der Reaktionskammer 100 zugeführt. Um die aktivierten Biopolymersynthese-Reagenzien von den Teilrückführungsrohren 450a zu dem Rückführungsrohr 450b zu transportieren, werden die Durchgänge der Rückführungsventile 451, 452, 453 und 454 angepasst. Die Durchgänge der Rückführungsventile 451, 452, 453 und 454 können auf im Wesentlichen die gleiche Art und Weise angepasst werden, auf die die Durchgänge der Wiedergewinnungsventile 441, 442, 443 und 444 angepasst werden.
Das aktivierte Biopolymersynthese-Reagens, das in die Reaktionskammer 100 eingeleitet wird, kann abhängig von der Konzentration und Reinheit des rezyklierten Reagens eine Zahl von Malen wiederholt rezykliert werden. Das aktivierte Biopolymersynthese-Reagens, das eine niedrige Konzentration und Reinheit hat, wird unter Verwendung einer Dränpumpe 437 zu dem Drän 445 dräniert.
Gemäß der Biopolymersynthesevorrichtung des dargestellten Ausführungsbeispiels kann das Biopolymersynthese-Reagens durch Anpassen der Durchgänge unter Verwendung der Rückführungsventile 451, 452, 453 und 454 wiedergewonnen werden. Zusätzlich erlaubt ein Verwenden des Säuberungstanks 430, dass unterschiedliche Biopolymersynthese-Reagenzien wiedergewonnen und rezykliert werden können.
Für eine exemplarische Erklärung einer Schütteleinheit, die in einer Biopolymersynthesevorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst ist, wird auf 3 bis 5 Bezug genommen. 3 ist eine Draufsicht, die eine Schüttelvorrichtung und eine Reaktionskammer gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. 4 ist eine Vorderansicht der Schüttelvorrichtung und der Reaktionskammer, die in 3 gezeigt sind. 5 ist eine Seitenansicht, die einen Schüttelbetrieb der Vorrichtung zum Synthetisieren eines Biopolymers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
Bezug nehmend auf 3 bis 5 kann die Biopolymersynthesevorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels ferner eine Schütteleinheit 1200 aufweisen. Bei einem Ausführungsbeispiel weist die Schütteleinheit 1200 eine Antriebsachse 1220 und einen Servomotor 1210 auf, der die Antriebsachse 1220 antreibt.
Die Antriebsachse 1220 hat ein Ende, das mit dem Servomotor 1210 verbunden ist, und ein anderes Ende, das mit einem Träger 1230 verbunden ist. Die im Vorhergehenden erwähnte Reaktionskammer 100 kann an der Antriebsachse 1220 (z. B. in der Mitte der Antriebsachse 1220) befestigt sein. Der Servomotor 1210 und der Träger 1230 sind auf einer Platte 1300 angeordnet.
Der Servomotor 1210 kann die Antriebsachse 1220 drehen und bewirken, dass die Antriebsachse 1220 während einer vorbestimmten Dauer eine Rollbewegung ausführt. Wenn die Reaktionskammer 100 an der Antriebsachse 1220 befestigt ist, dreht sie sich mit der Antriebsachse 1220 oder rollt mit derselben.
Die Reaktionskammer 100 kann sich während eines Entladens eines Biopolymersynthese-Reagens drehen, wie im Folgenden beschrieben wird. Der maximale Drehungswinkel, um den sich die Reaktionskammer 100 dreht, kann etwa ±90° betragen, der maximale Drehungswinkel ist jedoch nicht streng auf den aufgeführten Bereich begrenzt.
Das Rollen der Reaktionskammer 100 kann während einer Biopolymersynthese innerhalb des Reaktionsraums RS durchgeführt werden. Der maximale Winkel ±θ, den die Reaktionskammer 100 rollt, kann abhängig von der Menge eines Biopolymersynthese-Reagens, die in dem Reaktionsraum RS enthalten ist, variieren, kann jedoch typischerweise in einem Bereich zwischen etwa ±10° (d. h. ein Rollen mit Winkeln von etwa –10° bis etwa +10°) und etwa ±60° (ein Rollen mit Winkeln von etwa –60° bis etwa +60°) liegen. Bezugsziffern „129a" und „129b" bezeichnen Verbinder, die die Reaktionskammer 100 mit einem Zufuhrrohr 410a bzw. einem Auslassrohr 410b verbinden.
Im Folgenden wird eine Biopolymersynthesevorrichtung gemäß einem modifizierten exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 1 und 6 beschrieben. Die im Hinblick auf 1 und 6 beschriebene Biopolymersynthesevorrichtung ist der im Hinblick auf 1 und 2 beschriebenen Biopolymersynthesevorrichtung ähnlich, außer im Hinblick auf die Reaktionskammer und das Auslassrohr. Demgemäß betont die folgende Erklärung unterschiedliche Komponenten der Reaktionskammer und des Auslassrohrs, die in 6 gezeigt sind. Eine Erklärung anderer Komponenten der Biopolymersynthesevorrichtung wird weggelassen oder kurz gefasst.
6 ist eine Querschnittsansicht einer modifizierten exemplarischen Reaktionskammer gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Bezug nehmend auf 1 und 6 kann eine Reaktionskammer 200 einen Kammerkörper 210 und eine Kammerabdeckung 230 aufweisen. Die Kammerabdeckung 230 kann als eine im Wesentlichen flache Platte vorgesehen sein oder kann konvex geformt sein, um einen Innenraum der Reaktionskammer 200 zu vergrößern. Ein O-Ring 260 kann zwischen der Kammerabdeckung 230 und dem Kammerkörper 210 angeordnet sein, um einen Grad eines Abschlusses zwischen denselben zu erhöhen.
Der Kammerkörper 210 ist mit der Kammerabdeckung 230 durch eine Kopplungseinrichtung, wie eine Klemme 250, gekoppelt. Wie im Vorhergehenden beschrieben, ist es, da das Innere der Reaktionskammer 200 mittels des Kammerkörpers 210, der Kammerabdeckung 230, des O-Rings 260 und der Klemme 250 sicher verschlossen ist, möglich, zu verhindern, dass während einer Biopolymersynthese Verunreinigungsstoffe durch einen Spalt zwischen dem Kammerkörper 210 und der Kammerabdeckung 230 eindringen.
Die Kammerabdeckung 230 weist mindestens ein Durchgangsloch 234 auf, das durch deren obere Oberfläche gebildet ist. Das Durchgangsloch 234 verbindet den Innenraum der Reaktionskammer 200 räumlich mit dem Äußeren der Reaktionskammer 200. Ein erster und ein zweiter Verbinder 235 und 236 sind jeweils an der oberen Oberfläche der Kammerabdeckung 230, die das mindestens eine Durchgangsloch 234 hat, angebracht. Es gibt jedoch keine spezielle Begrenzung für die Zahl und Anordnung von Durchgangslöchern 234 und des ersten und des zweiten Verbinders 235 und 236.
Ein Objekttisch 216, auf den ein Substrat, auf dem Biopolymere zu synthetisieren sind, aufgelegt werden kann, ist bei einem mittleren Abschnitt des Kammerkörpers 210 vorgesehen. Der Objekttisch 216 ist mit einem unteren Abschnitt eines Griffs 280 zum Bewegen des Objekttischs 216 verbunden. Der Objekttisch 216 kann beispielsweise installiert sein, um auf und ab bewegbar zu sein, derart, dass sich, wenn sich der Griff 280 im Uhrzeigersinn dreht, der Objekttisch 216 aufwärts bewegt, und sich, wenn sich der Griff 280 entgegen dem Uhrzeigersinn dreht, der Objekttisch 216 abwärts bewegt. Eine Trägerplatte 222 kann in der Nähe des Kammerkörpers 210 vorgesehen sein. Die Trägerplatte 222 kann lösbar gekoppelt sein, um Kanten des Kammerkörpers 210 zu tragen. Die Trägerplatte 222 kann mittels einer Befestigungsschraube (nicht gezeigt) mit einem unteren Trägergestell (nicht gezeigt) gekoppelt sein, und der Kammerkörper 210 kann demgemäß sicher an dem Trägergestell befestigt sein.
Ein Heizer 270 zum Heizen des Innern der Reaktionskammer 200 kann bei einer unteren Oberfläche des Kammerkörpers 210 vorgesehen sein. Der Heizer 270 kann beispielsweise einen Elektroheizer aufweisen, um die Reaktionstemperatur der Reaktionskammer 200 zu steuern. Es kann vorteilhaft sein, den Heizer 270 als einen Elektro heizer vorzusehen, da dieser ohne weiteres ein-/ausgeschaltet werden kann und die Temperatur ohne weiteres gesteuert werden kann.
Wie in 6 dargestellt, weist ein Auslassrohr 410b ein erstes Teilauslassrohr 310 und zweites Teilauslassrohr 330 auf, das von dem ersten Teilauslassrohr 310 abzweigt. Das erste Teilauslassrohr 310 ist mit einem Auslassloch 220 des Kammerkörpers 210 verbunden und nimmt einen Kolben 320 auf. Der Kolben 320 kann innerhalb des ersten Teilauslassrohrs 310 auf und ab bewegt werden, um die räumliche Verbindung zwischen dem Auslassloch 220 und/oder dem ersten Teilauslassrohr 310 und dem zweiten Teilauslassrohr 330 zu steuern. Wenn sich beispielsweise ein Kopf des Kolbens 320 zu einer oberen Region des verzweigten Abschnitts des zweiten Teilauslassrohrs 330 aufwärts bewegt, dann wird das zweite Teilauslassrohr 330 geschlossen. Demgemäß wird ein Reagens oder eine Säuberungslösung nicht aus der Kammer 200 entladen. Wenn sich jedoch der Kopf des Kolbens 320 zu einer unteren Region des verzweigten Abschnitts des zweiten Teilauslassrohrs 330 abwärts bewegt, dann werden das Auslassloch 220 und/oder das erste Auslassrohr 310 und das zweite Auslassrohr 330 miteinander räumlich verbunden, so dass das Reagens oder die Säuberungslösung aus der Reaktionskammer 200 entladen werden kann.
Gemäß der im Vorhergehenden im Hinblick auf 1 und 6 beschriebenen Biopolymersynthesevorrichtung können unterschiedliche Biopolymersynthese-Reagenzien ohne weiteres wiedergewonnen werden.
Ein Verfahren zum Synthetisieren eines Biopolymers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 7 bis 14 detailliert beschrieben.
7 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Synthetisieren eines Biopolymers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
Bezug nehmend auf 7 werden zuerst Schutzgruppen von dem Substrat, das aktive Zellenregionen (engl.: cell aktive region) hat, entfernt. Dann werden einer Reak tionskammer, in der das Substrat aufliegt, ein erstes Biopolymersynthese-Reagens, eine Säuberungslösung und ein Aktivator zugeführt, und das Biopolymersynthese-Reagens wird dann an dem Substrat synthetisiert.
Wie im Vorhergehenden beschrieben, kann das Biopolymersynthese-Reagens ein Nucleotid-Phosphoramidit-Monomer sein, das eine Base hat, die entweder Adenin (A), Thymin (T), Guanin (G), Cytosin (C) oder Uracil (U) ist. Bei einem Ausführungsbeispiel kann das Biopolymersynthese-Reagens ein Desoxyribonucleosid-Phosphoramidit-Monomer sein, das photolabile oder säurelabile Schutzgruppen hat, die mit demselben gekoppelt sind. Das erste Biopolymersynthese-Reagens kann beispielsweise ein Desoxyribonucleosid-Phosphoramidit-Monomer sein, das eine K-Base, z. B. Adenin (A), hat. Das Desoxyribonucleosid-Phosphoramidit-Monomer wird in einer Säuberungslösung, wie Acronitril, gelöst, und das resultierende Gemisch kann mit einem Substrat reagieren gelassen werden. Das Desoxyribonucleosid-Phosphoramidit-Monomer kann eine Konzentration haben, die von etwa 0,1 mM bis etwa 500 mM reicht.
Als Nächstes können, wenn andere Reagenzien als das erste Biopolymersynthese-Reagens in den Auslassrohren verbleiben, die anhaftenden Reagenzien unter Verwendung einer Säuberungslösung entfernt werden. Anschließend wird das erste Biopolymersynthese-Reagens, das in der Reaktionskammer verbleibt, über das Auslassrohr in einem ersten Wiedergewinnungstank, der aus einer Mehrzahl von Wiedergewinnungstanks ausgewählt wird, wiedergewonnen.
Als Nächstes können der Reaktionsraum und das Auslassrohr mit dem verbleibenden ersten Biopolymersynthese-Reagens unter Verwendung der Säuberungslösung gesäubert werden.
Dann wird der Reaktionskammer, in der das Substrat aufliegt, ein zweites Biopolymersynthese-Reagens zugeführt, und das zweite Biopolymersynthese-Reagens wird dann an dem Substrat synthetisiert.
Das zweite Biopolymersynthese-Reagens, das in der Reaktionskammer verbleibt, wird über das Auslassrohr in einem zweiten Wiedergewinnungstank, der aus der Mehrzahl von Wiedergewinnungstanks ausgewählt wird, wiedergewonnen. Das zweite Biopolymersynthese-Reagens kann ein Desoxyribonucleosid-Phosphoramidit-Monomer sein, das eine Base hat, die sich von derselben des ersten Biopolymersynthese-Reagens unterscheidet, z. B. Cytosin (C). Ähnlich können vier Biopolymersynthese-Reagenzien, die unterschiedliche Basen haben, in den jeweiligen Wiedergewinnungstanks wiedergewonnen werden.
Mit anderen Worten, wenn ein erstes Biopolymersynthese-Reagens, das eine K-Base hat, entfernt wurde, wird bestimmt, ob die K-Base an das Substrat zu koppeln ist. Wenn bestimmt wird, dass die K-Base an das Substrat zu koppeln ist, wird die Schutzgruppe der K-Base von dem Substrat entfernt. Ein rezykliertes Biopolymersynthese-Reagens, das die aktivierte K-Base hat, wird aus dem ersten (K-)Wiedergewinnungstank zu der Reaktionskammer zurückgeführt. Wenn es nicht notwendig ist, K-Basen an die Oberfläche des Substrats zu koppeln, wird bestimmt, welche Base der Basen L, M und N zu koppeln ist. Genauer gesagt, die Schutzgruppe der K-Base wird von dem Substrat entfernt. Dann können der Reaktionsraum, die Auslassrohre und die Wiedergewinnungsrohre gesäubert werden. Wenn bestimmt wird, dass die L-Base (oder die M-Base oder N-Base) an das Substrat zu koppeln ist, wird ein rezykliertes Biopolymersynthese-Reagens, das die aktivierte L-Base (oder M-Base oder N-Base) hat, aus dem zweiten (L-, M- oder N-)Wiedergewinnungstank zu der Reaktionskammer zurückgeführt.
Das Verfahren zum Synthetisieren eines Biopolymers kann ferner nach dem Synthetisierungs- und Wiedergewinnungszyklus unter Verwendung des ersten Biopolymersynthese-Reagens ein Zurückführen des Biopolymersynthese-Reagens zu dem Substrat zum Koppeln von Basen an eine Oberfläche des Substrats und ein Koppeln der K-Base an das Substrat aufweisen.
Danach wird bestimmt, ob die K-Base oder eine andere Base als die K-Base an das Substrat zu koppeln ist.
Wenn bestimmt wird, dass die K-Base an das Substrat zu koppeln ist, wird die Schutzgruppe der K-Base von dem Substrat entfernt, und das aktivierte erste Biopolymersynthese-Reagens, das die K-Base hat, wird aus einem Wiedergewinnungstank (einem Wiedergewinnungstank für eine K-Base) zum Wiedergewinnen des Biopolymersynthese-Reagens, das die K-Base hat, zu der Reaktionskammer zurückgeführt, und das Koppeln der K-Base an das Substrat erfolgt erneut. Bei dem Zurückführen des ersten Biopolymersynthese-Reagens wird das erste Biopolymersynthese-Reagens unter Verwendung einer Rückführungspumpe gepumpt.
Wenn bestimmt wird, dass die K-Base nicht an das Substrat zu koppeln ist, wird bestimmt, ob eine andere Base als die K-Base an das Substrat zu koppeln ist. Gemäß einem Bestimmungsresultat wird, wenn keine weiteren Basen zu koppeln sind, der Biopolymersynthesezyklus beendet. Wenn zusätzliche Basen zu koppeln sind, wird die Schutzgruppe, die eine K-Base hat, von dem Substrat entfernt. Als Nächstes werden der Reaktionsraum der Reaktionskammer, das Auslassrohr, die Wiedergewinnungsrohre und die Rückführungsrohre unter Verwendung einer Säuberungslösung gesäubert.
Anschließend wird bestimmt, welche Base der Basen L, M und N zu koppeln ist, und ein Biopolymersynthese-Reagens, das die zu koppelnde Base L, M oder N hat, wird den gleichen Synthese-, Wiedergewinnungs- und Rückführungszyklen unterworfen wie dies bei dem Biopolymersynthese-Reagens, das die K-Base hat, der Fall war.
Die Mehrzahl von Wiedergewinnungstanks kann ein Molekularsieb aufweisen, das vorgesehen ist, um eine Feuchtigkeit, die in dem aktivierten Biopolymersynthese-Reagens enthalten ist, zu entfernen. Das Molekularsieb erhöht die Speicherstabilität des aktivierten Biopolymersynthese-Reagens und erhöht dadurch die Fähigkeit des Biopolymersynthese-Reagens, rezykliert zu werden. Wie im Vorhergehenden beschrieben, werden die Biopolymersynthese-Reagenzien, die unterschiedliche Basen haben, jeweils in unterschiedlichen Wiedergewinnungstanks wiedergewonnen, und bei dem Start eines jeden neuen Zyklus zum Rezyklieren der Biopolymersynthese-Reagenzien wird ein Säuberungszyklus durchgeführt, was wirtschaftlich effizient ist. In Anbetracht dessen, dass lediglich etwa 10% des in die Reaktionskammer eingespritzten Biopolymersynthese-Reagens bei der Reaktion benutzt werden, ist die wirtschaftliche Effizienz hoch. Insbesondere ist, da das amiditbasierte Reagens mit hohem Aufwand kommerziell verfügbar ist, die wirtschaftliche Effizienz weit höher.
Die Synthese- und Wiedergewinnungszyklen des ersten und des zweiten Biopolymersynthese-Reagens werden jeweils zwei oder mehr Male durchgeführt. Das erste Biopolymersynthese-Reagens, das nach dem ersten Zyklus der zwei oder mehr Synthese- und Wiedergewinnungszyklen erzeugt wird, ist das erste Biopolymersynthese-Reagens, das von dem ersten Wiedergewinnungstank zurückgeführt wird. Das zweite Biopolymersynthese-Reagens, das nach dem ersten Zyklus der zwei oder mehr Synthese- und Wiedergewinnungszyklen erzeugt wird, ist das zweite Biopolymersynthese-Reagens, das von dem zweiten Wiedergewinnungstank zurückgeführt wird. Demgemäß kann, nachdem ein Biopolymersynthese-Reagens, das eine spezielle Base hat, der Reaktion zugeführt und anschließend zurückgeführt wurde, das rezyklierte Biopolymersynthese-Reagens in dem Wiedergewinnungstank zum Koppeln von Basen benutzt werden, bis die Reinheit und Konzentration des aktivierten Biopolymersynthese-Reagens niedrig sind.
8 bis 11 sind Querschnittsansichten, die die Verarbeitungsschritte eines Biopolymersyntheseverfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellen.
8 und 9 stellen einen Zustand nach einem Koppeln von Monomeren an ein Substrat 610 für eine Biopolymersynthese und einen Schritt zum Freilegen einer funktionellen Gruppe, die mit einem Biopolymer gekoppelt werden kann, dar.
Bezug nehmend auf 8 wird gemäß einem Biopolymersyntheseverfahren des vorliegenden Ausführungsbeispiels ein Substrat 610, an das eine Mehrzahl von Monomeren zu koppeln ist, präpariert. Bei einem Ausführungsbeispiel kann jedes Monomer ein Nucleotid-Phosphoramidit-Monomer sein, das eine Base hat, die Adenin (A), Guanin (G), Thymin (T), Cytosin (C) oder Uracil (U) ist. Jedes Monomer enthält eine funk tionelle Gruppe (z. B. 635 in 9), die mit einem anderen Monomer gekoppelt werden kann und die durch eine photolabile Schutzgruppe X geschützt ist. Beispiele der funktionellen Gruppe 635 können Hydroxyl-, Aldehyd-, Carboxyl-, Amid-, Thiol-, Halogen- und Sulfonatgruppen umfassen.
An dem Substrat 610 ist eine Mehrzahl von aktiven Zellenregionen 620 gebildet. Eine Mehrzahl von Zellentrennungsregionen 625 trennt die Mehrzahl von aktiven Zellenregionen physikalisch und/oder chemisch voneinander. Die aktiven Zellenregionen 620 können beispielsweise eine Siliziumoxidschicht, wie eine Schicht aus plasmaaktiviertem Tetraethylorthosilikat (engl.: plasma enhanced TEOS; PE-TEOS), eine aus einem hochdichten Plasma (HDP) gebildete Oxidschicht, eine P-SiH₄-Oxid-Schicht oder eine Schicht eines thermischen Oxids, ein Silikat, wie Hafnium-(Hf-)Silikat oder Zirkonium-(Zr-)Silikat, eine Metalloxynitrid-Schicht, wie eine Si-Oxynitrid-Schicht, eine Hf-Oxynitrid-Schicht oder eine Zr-Oxynitrid-Schicht, eine Metalloxid-Schicht, wie eine Titan-(Ti-)Oxid-Schicht, eine Tantal-(Ta-)Oxid-Schicht, eine Aluminium-(Al-)Oxid-Schicht, eine Hf-Oxid-Schicht, eine Zr-Oxid-Schicht oder eine Indium-Zinn-Oxid- (engl.: indium tin Oxide; ITO) Schicht, ein Metall, wie Gold, Silber, Kupfer oder Palladium (Pa), oder ein Polymer, wie Polyimid, Polyamin, Polystyrol, Polyacrylsäure oder Polyvinyl, oder dergleichen oder eine Kombination derselben aufweisen. Bei einem Ausführungsbeispiel können Monomere mit den aktiven Zellenregionen 620 direkt gekoppelt sein. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel können Monomere über Linker 630 mit den aktiven Zellenregionen 620 indirekt gekoppelt sein.
Anschließend wird eine Maske 650, die einen lichtdurchlässigen Bereich 650a und einen lichtblockierenden Bereich 650b hat, verwendet, um eine aktive Zellenregion 620 selektiv freizulegen.
Bezug nehmend auf 9 werden photolabile Schutzgruppen X, die mit entsprechenden Monomeren gekoppelt sind, von einer aktiven Zellenregion 620, die durch die Maske 650 freigelegt ist, entfernt. Als ein Resultat wird die funktionelle Gruppe 635, die mit einem anderen Monomer gekoppelt werden kann, freigelegt.
10 und 11 stellen den Schritt eines Synthetisierens eines Biopolymers an einem Substrat dar.
Bezug nehmend auf 10 wird ein Biopolymersynthese-Reagens 640 auf der resultierenden Struktur, die in 9 gezeigt ist, bereitgestellt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Biopolymersynthese-Reagens 640 ein Nucleotid-Phosphoramidit-Monomer CX, das eine Cytosin-(C-)Base hat, die durch die photolabile Schutzgruppe X geschützt ist. Das Biopolymersynthese-Reagens 640 reagiert selektiv mit lediglich dem Monomer, das die freigelegte funktionelle Gruppe 635 hat, die mit einem anderen Monomer gekoppelt werden kann (z. B. dem Monomer A, wie dargestellt).
Bezug nehmend auf 11 wird das Biopolymersynthese-Reagens 640 entfernt, und zwei Monomere A und CX werden an einer spezifischen aktiven Zellenregion 620 zusammengekoppelt, um ein Biopolymer ACX zu bilden.
Bezug nehmend auf 12 werden, um zu erlauben, dass ein rezykliertes Biopolymersynthese-Reagens (z. B. 641 von 13) mit einem Substrat 610 reagiert, funktionelle Gruppen 635, die die Schutzgruppen X haben, freigelegt, um die Schutzgruppen X zu entfernen und ein Koppeln mit anderen Monomeren zu ermöglichen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel können funktionelle Gruppen 635 in zwei oder mehr aktiven Zellenregionen 620 gleichzeitig freigelegt werden.
13 und 14 stellen den Schritt eines Synthetisierens eines Biopolymers an einem Substrat unter Verwendung eines rezyklierten Biopolymersynthese-Reagens dar.
Bezug nehmend auf 13 wird ein rezykliertes Biopolymersynthese-Reagens 641 auf der resultierenden Struktur, die in 12 gezeigt ist, bereitgestellt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann das rezyklierte Biopolymersynthese-Reagens 641 ein Nucleotid-Phosphoramidit-Monomer CX sein, das eine Cytosin-(C-)Base hat, die durch die photolabile Schutzgruppe X geschützt ist. Das rezyklierte Biopolymer synthese-Reagens 641 reagiert selektiv mit lediglich Monomeren, die freigelegte funktionelle Gruppen 635 haben, die mit anderen Monomeren gekoppelt werden können.
Bezug nehmend auf 14 wird das rezyklierte Biopolymersynthese-Reagens 641 entfernt, wodurch ein gekoppeltes Biopolymer ACCX, bei dem AC und CX miteinander gekoppelt sind, und ein gekoppeltes Biopolymer CCX, bei dem C und CX miteinander gekoppelt sind, an spezifischen aktiven Zellenregionen 620 gebildet werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel geht das rezyklierte Biopolymersynthese-Reagens 641 durch ein Auslassrohr, ein Rückführungsrohr etc., die durch eine Säuberungslösung gesäubert werden, und wird dann in einem Wiedergewinnungstank gespeichert, bevor es zu der Reaktionskammer zurückgeführt wird, wodurch eine hohe Reinheit und eine hohe Konzentration des rezyklierten Biopolymersynthese-Reagens 641 beibehalten werden.
Im Folgenden wird eine Biopolymersynthesevorrichtung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 15 beschrieben. Bei dem in 15 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die im Wesentlichen gleichen Komponenten wie die im Hinblick auf 1 und 2 beschriebenen durch die gleichen Bezugsziffern identifiziert, und deren wiederholte Beschreibung wird weggelassen oder kurz gefasst.
Bezug nehmend auf 15 kann eine Vorichtung zum Synthetisieren eines Biopolymers gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beispielsweise eine Mehrzahl von Wiedergewinnungstanks (z. B. einen ersten Wiedergewinnungstank 465A, einen zweiten Wiedergewinnungstank 465C, einen dritten Wiedergewinnungstank 465G und einen vierten Wiedergewinnungstank 465T), die mit einer Mehrzahl von Filtervorrichtungen (z. B. einer ersten Filtervorrichtung 511, einer zweiten Filtervorrichtung 512, einer dritten Filtervorrichtung 513 und einer vierten Filtervorrichtung 514) verbunden ist, anstatt, wie in 1 gezeigt, direkt mit einem Rückführungsrohr 450b verbunden zu sein, aufweisen. Jeder der Wiedergewinnungstanks 465A, 465C, 465G und 465T enthält ein Rezyklier-Agens, das zum Rezyklieren eines Biopolymersynthese-Reagens verwendet wird. Das aktivierte Biopolymersynthese-Reagens in der Reaktionskammer 100 wird in ein rezykliertes Biopolymersynthese-Re agens umgewandelt. Wenn beispielsweise der Reaktionskammer 100 ein Desoxyribonucleosid-Phosphoramidit-Monomer und ein 1H-Tetrazol-Aktivator für eine Biopolymersynthese zugeführt werden, wird das desoxyribonucleosid-phosphoramidit-aktivierte Monomer in der Reaktionskammer 100 unter Verwendung von überschüssigem N,N-Diisopropylamin als ein Desoxyribonucleosid-Phosphoramidit-Monomer wiedergewonnen. Gemische, die Desoxyribonucleosid-Phosphoramidit-Monomere und N,N-Diisopropylammoniumtetrazolidsalze enthalten, können in den Wiedergewinnungstanks 465A, 465C, 465G und 465T jeweils koexistieren.
Die Mehrzahl von Filtervorrichtungen 511, 512, 513 und 514 ist über Wiedergewinnungsrohre 525a jeweils mit entsprechenden der Wiedergewinnungstanks 465A, 465C, 465G und 465T verbunden und filtert mittels Filtern (z. B. eines ersten Filters 521, eines zweiten Filters 522, eines dritten Filters 523 und eines vierten Filters 524) das Desoxyribonucleosid-Phosphoramidit-Monomer aus den Gemischen. Unterdessen werden N,N-Diisopropylammoniumtetrazolidsalze zu Zwischenrückführungsrohren 525b entladen, um rezykliert zu werden.
Die gefilterten Desoxyribonucleosid-Phosphoramidit-Monomere werden durch eine Mehrzahl von Reinigungseinrichtungen (z. B. eine erste Reinigungseinrichtung 541, eine zweite Reinigungseinrichtung 542, eine dritte Reinigungseinrichtung 543 und eine vierte Reinigungseinrichtung 544), die mit entsprechenden der Filtervorrichtungen 511, 512, 513 und 514 verbunden sind, gereinigt, wodurch ein gewünschtes Niveau einer Reinheit erreicht wird. Bei dem Reinigungszyklus, der die jeweiligen Reinigungseinrichtungen 541, 542, 543 und 544 verwendet, kann eine Chromatografie unter Verwendung eines Silicagels 551 verwendet werden. Die Reinheit und Konzentration des gereinigten rezyklierten Biopolymersynthese-Reagens werden mit den jenigen des Biopolymersynthese-Reagens verglichen. Gemäß einem Vergleichsresultat kann, wenn die Reinheit und Konzentration des rezyklierten Biopolymersynthese-Reagens, die nach dem Reinigungszyklus resultieren, nicht niedriger als diejenigen des Biopolymersynthese-Reagens sind, das rezyklierte Biopolymersynthese-Reagens in die Reaktionskammer 100 eingeleitet werden, um rezykliert zu werden. Die Konzentration des rezyklierten Biopolymersynthese-Reagens kann durch einen Vergleich mit dem Biopolymersynthese-Reagens unter Verwendung einer HPLC (= High Performance Liquid Chromatography = Hochleistungs-Flüssigkeitschromatografie) identifiziert werden. Die Reinheit des rezyklierten Biopolymersynthese-Reagens kann durch P-NMR gemessen werden.
Obwohl nicht gezeigt, können Zwischenrückführungsrohre 525b, die mit jeder der Filtervorrichtungen 511, 512, 513 und 514 verbunden sind, mit Teilrückführungsrohren 1450a, die mit entsprechenden der Reinigungseinrichtungen 541, 542, 543 und 544 verbunden sind, verbunden sein.
Unterdessen kann das rezyklierte Biopolymersynthese-Reagens durch Verdampfer (z. B. einen ersten Verdampfer 531, einen zweiten Verdampfer 532, einen dritten Verdampfer 533 und einen vierten Verdampfer 534), die zwischen entsprechenden der Filtervorrichtungen 511, 512, 513 und 514 und der Reinigungseinrichtungen 541, 542, 543 und 544 angeordnet sind, verdampft werden, wodurch das rezyklierte Biopolymersynthese-Reagens stabilisiert wird. Die Verdampfer 531, 532, 533 und 534 können ferner ein Molekularsieb aufweisen. Bei einem Ausführungsbeispiel können die Verdampfer 531, 532, 533 und 534 über Verdampfereingangsrohre 525c mit entsprechenden der Filtervorrichtungen 511, 512, 513 und 514 verbunden sein. Bei einem Ausführungsbeispiel können die Verdampfer 531, 532, 533 und 534 über Verdampferausgangsrohre 535 mit entsprechenden der Reinigungseinrichtungen 541, 542, 543 und 544 verbunden sein.
Das rezyklierte Biopolymersynthese-Reagens wird über Teilrückführungsrohre 1450a, die mit den jeweiligen Reinigungseinrichtungen 541, 542, 543 und 544 verbunden sind, zu einem Rückführungsrohr 1450b geführt. Eine Rückführungspumpe 1470 kann bei dem Rückführungsrohr 1450b zum Pumpen des rezyklierten Biopolymersynthese-Reagens zu der Reaktionskammer 100 vorgesehen sein. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel können unterschiedliche rezyklierte Biopolymersynthese-Reagenzien durch Anpassen von Durchgängen unter Verwendung einer Mehrzahl von Rückführungsventilen (z. B. eines ersten Rückführungsventils 1451, eines zweiten Rück führungsventils 1452, eines dritten Rückführungsventils 1453 und eines vierten Rückführungsventils 1454) zurückgeführt werden.
Ein Verfahren zum Synthetisieren eines Biopolymers gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 16 detailliert beschrieben.
16 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Synthetisieren eines Biopolymers gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
Ähnlich dem Verfahren zum Synthetisieren eines Biopolymers, das im Hinblick auf 7 beschrieben ist, werden zuerst Schutzgruppen von dem Substrat, das aktive Zellenregionen hat, entfernt, ein Biopolymersynthese-Reagens, das eine K-Base hat, wird bereitgestellt, und K-Basen werden unter Verwendung des Biopolymersynthese-Reagens an das Substrat gekoppelt. Das erste Biopolymersynthese-Reagens, das eine K-Base hat, wird über das Auslassrohr in einem ersten (K-)Wiedergewinnungstank, der aus einer Mehrzahl von Wiedergewinnungstanks ausgewählt wird, wiedergewonnen.
Als Nächstes wird bestimmt, ob die K-Base an das Substrat zu koppeln ist. Wenn bestimmt wird, dass die K-Base an das Substrat zu koppeln ist, wird die Schutzgruppe der K-Base von dem Substrat entfernt. Ein rezykliertes Biopolymersynthese-Reagens, das die K-Base hat und das aus der Reaktionskammer wiedergewonnen wurde, wird gefiltert. Demgemäß wird das rezyklierte Biopolymersynthese-Reagens, das die K-Base hat (z. B. ein Desoxyribonucleosid-Phosphoramidit-Monomer), unter Verwendung von Filtern aus einem Gemisch, das Desoxyribonucleosid-Phosphoramidit-Monomere und N,N-Diisopropylammonium-tetrazolid-Salze enthält, isoliert.
Als Nächstes wird das rezyklierte Biopolymersynthese-Reagens, das die K-Base hat, gereinigt. Danach werden die Reinheit und Konzentration des rezyklierten Biopolymersynthese-Reagens gemessen. Dann wird, wenn es notwendig ist, K-Basen an eine Oberfläche des Substrats zu koppeln, das rezyklierte Biopolymersynthese-Reagens, das die K-Base hat, zu der Reaktionskammer zurückgeführt.
Wenn es nicht notwendig ist, K-Basen an die Oberfläche des Substrats zu koppeln, wird die Schutzgruppe der K-Base von dem Substrat entfernt. Dann können der Reaktionsraum, die Auslassrohre und die Wiedergewinnungsrohre gesäubert werden, und es wird bestimmt, welche Base der Basen L, M und N zu koppeln ist. Dann wird das rezyklierte Biopolymersynthese-Reagens, das die zu koppelnde Base hat, den gleichen Synthese-, Wiedergewinnungs- und Rückführungszyklen unterworfen wie dies bei dem Biopolymersynthese-Reagens, das die K-Base hat, der Fall war.
Die Synthetisierungs-, Filterungs- und Reinigungszyklen des Biopolymersynthese-Reagens können Abfall bei den Reagenzien reduzieren.
Bei Biopolymersynthesevorrichtungen, -verfahren und Verfahren zum Wiedergewinnen von Reagenzien zum Synthetisieren von Biopolymeren gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung können unterschiedliche Biopolymersynthese-Reagenzien mit einer hohen Reinheit und einer hohen Konzentration wiedergewonnen werden, um rezykliert zu werden. Da das Biopolymersynthese-Reagens rezykliert werden kann, können Biopolymere letzten Endes mit einem niedrigeren Aufwand synthetisiert werden. Zusätzlich kann, da Biopolymersynthese-Reagenzien mit einer hohen Reinheit wiedergewonnen werden können, eine Umweltverunreinigung aufgrund von Biopolymersynthese-Reagens-Abfällen verhindert werden.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können auf viele Weisen angewandt werden. In den folgenden Absätzen folgt eine Erörterung einiger exemplarischer Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung.
Ein exemplarisches Ausführungsbeispiel kann allgemein als ein Verfahren zum Wiedergewinnen eines Biopolymersynthese-Reagens gekennzeichnet sein, das folgende Schritte aufweist: Zuführen eines ersten Biopolymersynthese-Reagens zu einer Reaktionskammer, in der ein Substrat aufliegt, und Synthetisieren des ersten Biopolymer synthese-Reagens an dem Substrat, wobei eine Menge des ersten Biopolymersynthese-Reagens in der Reaktionskammer verbleibt; Wiedergewinnen der Menge des ersten Biopolymersynthese-Reagens in einem ersten Wiedergewinnungstank über ein Auslassrohr; Säubern der Reaktionskammer und des Auslassrohrs unter Verwendung einer Säuberungslösung; Zuführen eines zweiten Biopolymersynthese-Reagens zu der Reaktionskammer und Synthetisieren des zweiten Biopolymersynthese-Reagens an dem Substrat, wobei eine Menge des zweiten Biopolymersynthese-Reagens in der Reaktionskammer verbleibt; und Wiedergewinnen der Menge des zweiten Biopolymersynthese-Reagens in einem zweiten Wiedergewinnungstank der Mehrzahl von Wiedergewinnungstanks über das Auslassrohr.
Bei einem Ausführungsbeispiel können das erste und das zweite Biopolymersynthese-Reagens Desoxyribonucleosid-Phosphoramidit-Reagenzien mit unterschiedlichen Basen umfassen.
Bei einem Ausführungsbeispiel können das erste und das zweite Reagens eine Base haben, die entweder Adenin (A), Thymin (T), Guanin (G), Cytosin (C) oder Uracil (U) umfasst.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann das im Vorhergehenden erwähnte Verfahren ferner nach dem Synthetisieren des ersten Biopolymersynthese-Reagens und vor dem Wiedergewinnen des ersten Biopolymersynthese-Reagens ein Säubern des Auslassrohrs unter Verwendung einer Säuberungslösung aufweisen.
Ein anderes exemplarisches Ausführungsbeispiel kann allgemein als ein Verfahren zum Wiedergewinnen eines Biopolymersynthese-Reagens gekennzeichnet werden, das folgende Schritte aufweist: Durchführen eines ersten Biopolymersynthese- und -wiedergewinnungszyklus; Durchführen eines zweiten Biopolymersynthese- und -wiedergewinnungszyklus; und Durchführen eines Säuberungszyklus nach dem ersten Biopolymersynthese- und -wiedergewinnungszyklus und vor dem zweiten Biopolymersynthese- und -wiedergewinnungszyklus. Der erste Biopolymersynthese- und -wiedergewinnungszyklus kann folgende Schritte aufweisen: Zuführen eines ersten Biopolymersynthese-Reagens zu einer Reaktionskammer, in der ein Substrat aufliegt, und Synthetisieren des ersten Biopolymersynthese-Reagens an dem Substrat, wobei eine Menge des ersten Biopolymersynthese-Reagens in der Reaktionskammer verbleibt; und Wiedergewinnen der Menge des ersten Biopolymersynthese-Reagens in einem ersten Wiedergewinnungstank über ein Auslassrohr. Der zweite Biopolymersynthese- und -wiedergewinnungszyklus kann folgende Schritte aufweisen: Zuführen eines zweiten Biopolymersynthese-Reagens zu einer Reaktionskammer, in der ein Substrat aufliegt, und Synthetisieren des zweiten Biopolymersynthese-Reagens an dem Substrat, wobei eine Menge des zweiten Biopolymersynthese-Reagens in der Reaktionskammer verbleibt; und Wiedergewinnen der Menge des zweiten Biopolymersynthese-Reagens in einem zweiten Wiedergewinnungstank über das Auslassrohr. Der Säuberungszyklus kann ein Säubern der Reaktionskammer und des Auslassrohrs unter Verwendung einer Säuberungslösung aufweisen. Sowohl der erste als auch der zweite Biopolymersynthese- und -wiedergewinnungszyklus können zwei oder mehr Male durchgeführt werden. Das erste Biopolymersynthese-Reagens, das nach dem ersten Zyklus der zwei oder mehr ersten Synthese- und Wiedergewinnungszyklen erzeugt wird, kann das erste Biopolymersynthese-Reagens, das von dem ersten Wiedergewinnungstank zurückgeführt wird, umfassen, wobei das zweite Biopolymersynthese-Reagens, das nach dem ersten Zyklus der zwei oder mehr zweiten Synthese- und Wiedergewinnungszyklen erzeugt wird, das zweite Biopolymersynthese-Reagens, das von dem zweiten Wiedergewinnungstank zurückgeführt wird, umfasst.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann der Säuberungszyklus durch einen Prozess durchgeführt werden, der ein Säubern eines Rückführungsrohrs, das das erste und das zweite Biopolymersynthese-Reagens zurückführt, aufweist.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann das im Vorhergehenden erwähnte Verfahren ferner ein Zurückführen des ersten und des zweiten Biopolymersynthese-Reagens durch Pumpen des ersten und des zweiten Biopolymersynthese-Reagens unter Verwendung einer Rückführungspumpe aufweisen.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann das im Vorhergehenden erwähnte Verfahren ferner vor dem Zurückführen des ersten und des zweiten Biopolymersynthese-Reagens ein Filtern des ersten und des zweiten Biopolymersynthese-Reagens aufweisen.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann das im Vorhergehenden erwähnte Verfahren ferner nach dem Filtern des ersten und des zweiten Biopolymersynthese-Reagens ein Reinigen des ersten und des zweiten Biopolymersynthese-Reagens aufweisen.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann das im Vorhergehenden erwähnte Verfahren ferner nach dem Filtern des ersten und des zweiten Biopolymersynthese-Reagens und vor dem Reinigen des ersten und des zweiten Biopolymersynthese-Reagens ein Verdampfen des ersten und des zweiten Biopolymersynthese-Reagens unter Verwendung einer Mehrzahl von Verdampfern aufweisen.
Bei einem Ausführungsbeispiel umfassen das erste und das zweite Biopolymersynthese-Reagens ein erstes und ein zweites amiditbasiertes Reagens.
Bei einem Ausführungsbeispiel umfassen das erste und das zweite amiditbasierte Reagens Desoxyribonucleosid-Phosphoramidit-Reagenzien mit unterschiedlichen Basen.
Obwohl im Vorhergehenden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung exemplarisch gezeigt und beschrieben wurden, versteht sich für durchschnittliche Fachleute von selbst, dass an denselben verschiedene Änderungen der Form und der Details vorgenommen werden können, ohne von dem durch die folgenden Ansprüche definierten Geist und Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es ist daher erwünscht, dass die vorliegenden Ausführungsbeispiele in jeder Hinsicht als erläuternd und nicht als beschränkend betrachtet werden, wobei nicht auf die vorhergehende Beschreibung, sondern vielmehr auf die angefügten Ansprüche Bezug genommen wird, um den Schutzbereich der Erfindung anzuzeigen.

Claims

Vorrichtung zum Synthetisieren eines Biopolymers, mit: einer Reaktionskammer (100; 200); einem Auslassrohr (410b), das mit der Reaktionskammer (100; 200) verbunden ist; einer Mehrzahl von Wiedergewinnungstanks (461A, 461C, 461G, 461T; 465A, 465C, 465G, 4657), die mit dem Auslassrohr (410b) verbunden sind; und einer Mehrzahl von Wiedergewinnungsventilen (441, 442, 443, 444), die konfiguriert sind, um Durchgänge zwischen dem Auslassrohr (410b) und entsprechenden der Wiedergewinnungstanks (461A, 461C, 461G, 461T; 465A, 465C, 465G, 4657) zu öffnen oder zu blockieren.
Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit einer Mehrzahl von Wiedergewinnungsrohren (410c), die von dem Auslassrohr (410b) abzweigen und mit entsprechenden der Mehrzahl von Wiedergewinnungstanks (461A, 461C, 461G, 461T; 465A, 465C, 465G, 4657) verbunden sind, wobei die Mehrzahl von Wiedergewinnungsventilen (441, 442, 443, 444) mit entsprechenden der Mehrzahl von Wiedergewinnungsrohren (410c) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit: einer Mehrzahl von Reagenstanks (431A, 431C, 431G, 431T), die mit der Reaktionskammer (100; 200) verbunden sind und aufgebaut sind, um unterschiedliche Reagenzien zu liefern; und einem Säuberungstank (430), der mit der Reaktionskammer (100; 200) verbunden ist und aufgebaut ist, um eine Säuberungslösung zu dem Auslassrohr (410b) zu liefern.
Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Reaktionskammer (100; 200) aufgebaut ist, um die unterschiedlichen Reagenzien von der Mehrzahl von Reagenstanks (431A, 431C, 431G, 431T) aufzunehmen, das Auslassrohr (410b) aufgebaut ist, um die unterschiedlichen Reagenzien aus der Reaktionskammer (100; 200) zu entladen, und die Mehrzahl von Wiedergewinnungsventilen (441, 442, 443, 444) aufgebaut ist, um die unterschiedlichen Reagenzien, die aus der Reaktionskammer (100; 200) entladen werden, in entsprechende der Mehrzahl von Wiedergewinnungstanks (461A, 461C, 461G, 461T; 465A, 465C, 465G, 465T) einzuleiten.
Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit: einer Mehrzahl von Teilrückführungsrohren (450a; 1450a), die mit entsprechenden der Mehrzahl von Wiedergewinnungstanks (461A, 461C, 461G, 461T; 465A, 465C, 465G, 465T) verbunden sind; und einem Rückführungsrohr (450b; 1450b), das die Mehrzahl von Teilrückführungsrohren (450a; 1450a) mit der Reaktionskammer (100; 200) verbindet, wobei die Mehrzahl von Teilrückführungsrohren (450a; 1450a) von dem Rückführungsrohr (450b; 1450b) abzweigt.
Vorrichtung nach Anspruch 5, ferner mit: einer Mehrzahl von Rückführungsventilen (451, 452, 453, 454; 1451, 1452, 1453, 1454), die mit entsprechenden der Mehrzahl von Teilrückführungsrohren (450a; 1450a) verbunden sind; und einer Rückführungspumpe (470; 1470), die mit dem Rückführungsrohr (450b; 1450b) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit einer Schüttelvorrichtung (1200) zum Schütteln der Reaktionskammer (100; 200).
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Reaktionskammer (100; 200) folgende Merkmale aufweist: einen Kammerkörper (110; 210); und eine Kammerabdeckung (120; 230), die mit dem Kammerkörper (110; 210) gekoppelt ist, um einen verschlossenen Reaktionsraum (RS) zu liefern, wobei das Auslassrohr (410b) mit der Reaktionskammer (100; 200) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der das Auslassrohr (410b) folgende Merkmale aufweist: ein erstes Teilauslassrohr (310), das mit dem Kammerkörper (210) direkt verbunden ist; ein zweites Teilauslassrohr (330), das von dem ersten Teilauslassrohr (310) abzweigt und mit der Mehrzahl von Wiedergewinnungstanks (461A, 461C, 461G, 461T; 465A, 465C, 465G, 465T) verbunden ist; und einen Kolben (320) in dem ersten Teilauslassrohr (310), der konfiguriert ist, um eine räumliche Verbindung zwischen dem ersten Teilauslassrohr (310) und dem zweiten Teilauslassrohr (330) zu steuern.
Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit einer Mehrzahl von Filtervorrichtungen (511, 512, 513, 514), die mit entsprechenden der Mehrzahl von Wiedergewinnungstanks (465A, 465C, 465G, 465T) verbunden sind und konfiguriert sind, um Reagenzien, die aus den entsprechenden der Mehrzahl von Wiedergewinnungstanks (465A, 465C, 465G, 465T) entladen werden, zu filtern.
Vorrichtung nach Anspruch 10, ferner mit einer Mehrzahl von Reinigungseinrichtungen (541, 542, 543, 544), die mit entsprechenden der Mehrzahl von Filtervorrichtungen (511, 512, 513, 514) verbunden sind und konfiguriert sind, um Reagenzien, die aus entsprechenden der Mehrzahl von Filtervorrichtungen (511, 512, 513, 514) entladen werden, zu reinigen.
Vorrichtung nach Anspruch 11, ferner mit einer Mehrzahl von Verdampfern (531, 532, 533, 534), die zwischen entsprechenden der Filtervorrichtungen (511, 512, 513, 514) und der Mehrzahl von Reinigungseinrichtungen (541, 542, 543, 544) angeordnet sind, wobei die Mehrzahl von Verdampfern (531, 532, 533, 534) konfiguriert ist, um Reagenzien, die aus entsprechenden der Mehrzahl von Filtervorrichtungen (511, 512, 513, 514) entladen werden, zu verdampfen.
Verfahren zum Wiedergewinnen eines Biopolymersynthese-Reagens (640), mit folgenden Schritten: Zuführen eines ersten Biopolymersynthese-Reagens (640) zu einer Reaktionskammer (100; 200), in der ein Substrat (10; 610) aufliegt, und Synthetisieren des ersten Biopolymersynthese-Reagens (640) an dem Substrat (10; 610), wobei eine Menge des ersten Biopolymersynthese-Reagens (640) in der Reaktionskammer (100; 200) verbleibt; Wiedergewinnen der Menge des ersten Biopolymersynthese-Reagens (640) in einem ersten Wiedergewinnungstank (461C; 465C) über ein Auslassrohr (410b); Säubern der Reaktionskammer (100; 200) und des Auslassrohrs (410b) unter Verwendung einer Säuberungslösung; Zuführen eines zweiten Biopolymersynthese-Reagens zu der Reaktionskammer (100; 200) und Synthetisieren des zweiten Biopolymersynthese-Reagens an dem Substrat (10; 610), wobei eine Menge des zweiten Biopolymersynthese-Reagens in der Reaktionskammer (100; 200) verbleibt; und Wiedergewinnen der Menge des zweiten Biopolymersynthese-Reagens in einem zweiten Wiedergewinnungstank über das Auslassrohr (410b).
Verfahren nach Anspruch 13, bei dem das erste und das zweite Biopolymersynthese-Reagens Desoxyribonucleosid-Phosphoramidit-Reagenzien mit unterschiedlichen Basen aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem das erste und das zweite Reagens eine Base haben, die entweder Adenin (A), Thymin (T), Guanin (G), Cytosin (C) oder Uracil (U) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 13, ferner mit einem Säubern des Auslassrohrs (410b) unter Verwendung einer Säuberungslösung nach dem Synthetisieren des ersten Biopolymersynthese-Reagens (640) und vor dem Wiedergewinnen des ersten Biopolymersynthese-Reagens (640).
Verfahren zum Wiedergewinnen eines Biopolymersynthese-Reagens (640), mit folgenden Schritten: Durchführen eines ersten Biopolymersynthese- und -wiedergewinnungszyklus, der folgende Schritte aufweist: Zuführen eines ersten Biopolymersynthese-Reagens (640) zu einer Reaktionskammer (100; 200), in der ein Substrat (10; 610) aufliegt, und Synthetisieren des ersten Biopolymersynthese-Reagens (640) an dem Substrat (10; 610), wobei eine Menge des ersten Biopolymersynthese-Reagens (640) in der Reaktionskammer (100; 200) verbleibt; und Wiedergewinnen der Menge des ersten Biopolymersynthese-Reagens (640) in einem ersten Wiedergewinnungstank (461C; 465C), der über ein Auslassrohr (410b) aus einer Mehrzahl von Wiedergewinnungstanks (461A, 461C, 461G, 461T; 465A, 465C, 465G, 465T) ausgewählt wird; Durchführen eines zweiten Biopolymersynthese- und -wiedergewinnungszyklus, der folgende Schritte aufweist: Zuführen eines zweiten Biopolymersynthese-Reagens zu einer Reaktionskammer (100; 200), in der ein Substrat (10; 610) aufliegt, und Synthetisieren des zweiten Biopolymersynthese-Reagens an dem Substrat (10; 610), wobei eine Menge des zweiten Biopolymersynthese-Reagens in der Reaktionskammer (100; 200) verbleibt; und Wiedergewinnen der Menge des zweiten Biopolymersynthese-Reagens in einem zweiten Wiedergewinnungstank, der über das Auslassrohr (410b) ausgewählt wird; und Durchführen eines Säuberungszyklus nach dem ersten Biopolymersynthese- und -wiedergewinnungszyklus und vor dem zweiten Biopolymersynthese- und -wiedergewinnungszyklus, wobei der Säuberungszyklus ein Säubern der Reaktionskammer (100; 200) und des Auslassrohrs (410b) unter Verwendung einer Säuberungslösung aufweist, wobei sowohl der erste als auch der zweite Biopolymersynthese- und -wiedergewinnungszyklus zwei oder mehr Male durchgeführt werden, wobei das erste Biopolymersynthese-Reagens (640), das nach dem ersten Zyklus der zwei oder mehr ersten Synthese- und Wiedergewinnungszyklen erzeugt wird, das erste Biopolymersynthese-Reagens, das von dem ersten Wiedergewinnungstank (461C; 465C) zurückgeführt wird, umfasst, und wobei das zweite Biopolymersynthese-Reagens, das nach dem ersten Zyklus der zwei oder mehr zweiten Synthese- und Wiedergewinnungszyklen erzeugt wird, das zweite Biopolymersynthese-Reagens, das von dem zweiten Wiedergewinnungstank zurückgeführt wird, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 17, bei dem das Durchführen des Säuberungszyklus ein Säubern eines Rückführungsrohrs (450b; 1450b), das das erste und das zweite Biopolymersynthese-Reagens zurückführt, aufweist.
Verfahren nach Anspruch 17, ferner mit einem Zurückführen des ersten und des zweiten Biopolymersynthese-Reagens durch Pumpen des ersten und des zweiten Biopolymersynthese-Reagens unter Verwendung einer Rückführungspumpe (470; 1470).
Verfahren nach Anspruch 17, ferner mit einem Filtern des ersten und des zweiten Biopolymersynthese-Reagens vor dem Zurückführen des ersten und des zweiten Biopolymersynthese-Reagens.
Verfahren nach Anspruch 20, ferner mit einem Reinigen des ersten und des zweiten Biopolymersynthese-Reagens nach dem Filtern des ersten und des zweiten Biopolymersynthese-Reagens.
Verfahren nach Anspruch 21, ferner mit einem Verdampfen des ersten und des zweiten Biopolymersynthese-Reagens unter Verwendung einer Mehrzahl von Verdampfern (531, 532, 533, 534) nach dem Filtern des ersten und des zweiten Biopolymersynthese-Reagens und vor dem Reinigen des ersten und des zweiten Biopolymersynthese-Reagens.
Verfahren nach Anspruch 17, bei dem das erste und das zweite Biopolymersynthese-Reagens ein erstes und ein zweites amiditbasiertes Reagens aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 23, bei dem das erste und das zweite amiditbasierte Reagens Desoxyribonucleosid-Phosphoramidit-Reagenzien mit unterschiedlichen Basen aufweisen.