JP5553428B2 - ペプチドポリマーの製造方法 - Google Patents
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Description
(1)第1溶液を第1微小流路に流通させる第1ステップと、
(2)第2溶液を第2微小流路に流通させる第2ステップと、
(3)第1微小流路から流出された第1溶液と第2微小流路から流出された第2溶液とを接触させながら第3微小流路に流通させてペプチドポリマーを生成する第3ステップと、を含む。
図1は、本発明の第1実施形態に係るマイクロリアクタ10の外観構成を示す斜視図である。図2は、マイクロリアクタ10の構成を示す上面図である。図3は、図2における領域IIIを示す拡大図である。図4は、第1実施形態の変形例に係るマイクロリアクタ10の構成を示す上面図である。図5(A)は、図4におけるVA−VA切断面を示す断面図であり、図5(B)は、図4におけるVB−VB切断面を示す断面図であり、図5(C)は、図4におけるVC−VC切断面を示す断面図である。なお、図5においては、微小流路以外の構成が省略されている。図6は、本発明の第2実施形態に係るマイクロリアクタ40の構成を示す模式図である。図7は、第2実施形態の第1変形例に係るマイクロリアクタ40の構成を示す模式図である。図8は、第2実施形態の第2変形例に係るマイクロリアクタ40の構成を示す模式図である。
図1及び図2に示されるように、第1実施形態においては、マイクロリアクタ10が用いられる。マイクロリアクタ10は、例えばガラスなど、第1溶液及び第2溶液や生成物及び中間物などと反応しない不活性物質を素材とするプレート形状である。マイクロリアクタ10の上面には、第1導入口11、第2導入口12及び流出口13が形成されている。マイクロリアクタ10の内部には、第1導入口11、第2導入口12及び流出口13を接続する微小流路(マイクロチャネル)が形成されている。この微小流路の詳細な構成は後述されるが、例えばマイクロマシニング技術を用いてマイクロリアクタ10に微小流路が形成されている。第1導入口11は、ペプチドモノマー及びアミンを含む第1溶液が導入されるためのものである。第2導入口12は、ペプチド合成用縮合剤を含む第2溶液が導入されるためのものである。流出口13は、脱水縮合反応により得られたペプチドポリマーを含む反応液が流出されるためのものである。
(1)第1溶液を第1微小流路21に流通させる第1ステップ。
(2)第2溶液を第2微小流路22に流通させる第2ステップ。
(3)第1微小流路21から流出された第1溶液と第2微小流路22から流出された第2溶液とを接触させながら第3微小流路23に流通させてペプチドポリマーを生成する第3ステップ。
第1実施形態に係るペプチドポリマーの製造方法によれば、第1ステップにおいて第1微小流路21を流出された第1溶液と、第2ステップにおいて第2微小流路22を流出された第2溶液とが、第3微小流路23において接触されることによりペプチドポリマーの生成が進行するので、反応の制御が容易であり、かつ分子量分布の狭いペプチドポリマーを得ることができる。
以下に第1実施形態の変形例が説明される。この変形例では、マイクロリアクター10において、前述された第3微小流路23に代えて後述される第3微小流路30が設けられた点が異なり、その他の構成は同様である。したがって、第3微小流路30の構成が以下に詳細に説明され、その他の構成の説明が省略される。なお、図4において、第1実施形態に係るマイクロリアクタ10と同じ参照符号が付された箇所は同じ構成部材を示している。
図6に示されるように、第2実施形態においては、第1シリンジ41、第2シリンジ42及びキャピラリー43,44,45を連結させたマイクロリアクタ40が用いられる。第1シリンジ41、第2シリンジ42及びキャピラリー43,44,45は、第1溶液及び第2溶液や生成物及び中間物などと反応しない不活性物質を素材とする。
(1)第1溶液を第1シリンジ41からキャピラリー43に流通させる第1ステップ。
(2)第2溶液を第2シリンジ42からキャピラリー44に流通させる第2ステップ。
(3)キャピラリー43から流出された第1溶液とキャピラリー44から流出された第2溶液とを接触させながらキャピラリー45に流通させてペプチドポリマーを生成する第3ステップ。
以下に第2実施形態の第1変形例が説明される。第1変形例では、マイクロリアクター40において、フラスコ47からキャピラリー45へ溶液を循環するための新たなキャピラリー51が設けられた点が主に異なり、その他の構成は同様である。したがって、新たなキャピラリー51の構成を中心として以下に詳細な説明がなされ、その他の構成の説明が省略される。なお、図7において、第2実施形態に係るマイクロリアクタ40と同じ参照符号が付された箇所は同じ構成部材を示している。
以下に第2実施形態の第2変形例が説明される。第2変形例では、マイクロリアクター40において、第1シリンジ41、第2シリンジ42、キャピラリー43,44,45と同様の組み合わせが、キャピラリー45の下流側に直列に接続された点が主に異なり、その他の構成は同様である。したがって、新たな組み合わせである、第3シリンジ53、第4シリンジ54、キャピラリー55,56,58,60などの構成を中心として以下に詳細な説明がなされ、その他の構成の説明が省略される。なお、図8において、第2実施形態に係るマイクロリアクタ40と同じ参照符号が付された箇所は同じ構成部材を示している。
(第1溶液)
トリエチルアミン(東京化成工業)2.2mmol(215μL)を加えたDMSO溶液(和光純薬、脱水、安定剤不含)1mLに、プロリル-4-ベンジルヒドロキシプロリル−グリシン(H-Pro-Hyp(Bzl)-Gly-OH、MW=343、NSマテリアルズ製)1.0mmol(0.343g)を溶解して第1溶液を調整した。
DMSO溶液(和光純薬、脱水、安定剤不含)1mLに、ジフェニルリン酸アジド(渡辺化学工業)166μLを溶解して第2溶液を調整した。
前述された第1実施形態に係るマイクロリアクタ10を用いた。なお、第1溶液及び第2溶液は、マイクロシリンジ(ハミルトン、1mL)にそれぞれ充填し、各マイクロシリンジをテフロン(登録商標)チューブ(ジーエルサイエンス、1/16"×0.5mm)を用いて第1導入口11及び第2導入口12にそれぞれ接続した。また、マイクロリアクタ10の流出口にもテフロン(登録商標)チューブを接続し、そのテフロン(登録商標)チューブの末端をサンプル管と接続した。
シリンジポンプ(kdScientific)を用いて、各マイクロシリンジから第1溶液及び第2溶液を200μL/minの流速で全量を流出させ、サンプル管に反応液を回収した。マイクロリアクタ10は、20〜30℃の温度範囲に保持された環境内に載置した。
サンプル管に回収された反応液をそのままゲルろ過クロマトグラフ分析に供与した。日立LaCHromeシステムにゲルろ過用カラム(ナカライテスク5GPC-300(φ4.6×250mm)を連結したもの)を装着し、DMSO溶液を遊離液として0.2mL/minで流通させた。化合物の検出は示差屈折率計で行い、結果の解析は、プルランを標準とした構成曲線を用いて行った。その結果、数平均分子量20万、分子量分布1.2のペプチドポリマーが生成されていることが確認された。
ペプチドモノマーとしてエラスチンペンタペプチド(H-Gly-Val-Gly-Val-Pro-OH、MW=379、NSマテリアルズ製)1.0mmolを溶解して第1溶液とした他は、第1実施例と同様にして、ペプチドポリマーを合成した。その結果、数平均分子量14万、分子量分布1.2のペプチドポリマーが生成されていることが確認された。
ペプチド合成用縮合剤としてHBTU(MW=379)0.38gを溶解して第2溶液とした他は、第1実施例と同様にして、ペプチドポリマーを合成した。その結果、数平均分子量20万、分子量分布1.2のペプチドポリマーが生成されていることが確認された。
ペプチド合成用縮合剤としてHBTU(MW=379)0.38gを溶解して第2溶液とした他は、第2実施例と同様にして、ペプチドポリマーを合成した。その結果、数平均分子量14万、分子量分布1.2のペプチドポリマーが生成されていることが確認された。
22・・・第2微小流路
23・・・第3微小流路
25・・・湾曲部(湾曲経路)
33・・・分岐位置
34・・・合流位置
43,55・・・キャピラリー(第1微小流路)
44,56・・・キャピラリー(第2微小流路)
45,49,58,60・・・キャピラリー(第3微小流路)
48,61・・・湾曲部分(湾曲経路)
Claims (4)
- アミン存在下において、ペプチドモノマーを含む第1溶液とペプチド合成用縮合剤を含む第2溶液とを反応させてペプチドポリマーを製造する方法であって、
第1溶液を第1微小流路に流通させる第1ステップと、
第2溶液を第2微小流路に流通させる第2ステップと、
第1微小流路から流出された第1溶液と第2微小流路から流出された第2溶液とを接触させながら第3微小流路に流通させてペプチドポリマーを生成する第3ステップと、を含み、
上記第3微小流路を第1溶液と第2溶液との界面と交差する面によって二つの流路に分岐させる分岐位置、及び分岐された流路を合流させる合流位置を設け、
上記合流位置において、分岐された一方の流路の第1溶液と他方の流路の第2溶液とを、上記第3微小流路が流れる向きと平行な向きに新たな界面を形成するように接触させるペプチドポリマーの製造方法。 - 上記第3微小流路を、第1溶液及び第2溶液が流れる方向が湾曲する湾曲流路とする請求項1に記載のペプチドポリマーの製造方法。
- 上記第1微小流路、上記第2微小流路、及び上記第3微小流路における溶液が流れる方向と直交する断面の最大寸法が、それぞれ10μm〜2mmである請求項1又は2に記載のペプチドポリマーの製造方法。
- 得られたペプチドポリマーの分子量分布が、1.1〜1.3である請求項1から3のいずれかに記載のペプチドポリマーの製造方法。
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