JPH0516440B2

JPH0516440B2 -

Info

Publication number: JPH0516440B2
Application number: JP58126250A
Authority: JP
Inventors: Yasuyoshi Chino; Shigemi Myamoto; Tatsuo Oohira; Yoshiki Nagahama
Original assignee: Nippon Zeon Co Ltd
Current assignee: Zeon Corp
Priority date: 1983-07-13
Filing date: 1983-07-13
Publication date: 1993-03-04
Also published as: JPS6019797A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はポリヌクレオチド合成装置に関する。

ポリヌクレオチド、例えばDNA（デオキシリボ
核酸）を合成する方法として、ヌクレオシドを化
学結合させたサポートを使用し、リン酸トリエス
テル法、リン酸ジエステル法、フオスフアイト法
等により順次ヌクレオチド鎖を縮合して行く方法
が知られている。この合成方法では、洗浄→脱保
護→洗浄→縮合反応→洗浄等の工程を繰り返すも
ので、工程の種類は多くないが、繰り返し操作が
非常に多い。

そこで、合成操作の煩わしさを解消する目的で
DNA合成装置が種々提案されている。例えば、
手動で弁操作して反応を行わせる手動式のもの
や、マイクロコンピユータを組込んだ全自動式の
ものが知られており、これら装置により合成操作
時間の短縮を図ることができる。

しかし、上記装置では１回の操作で同時に複数
の合成操作を行なうこと、例えば塩基数の異なる
ものや塩基配列の異なるものを１回の操作で合成
することはできない。このような場合、合成操作
を繰り返すか、あるいは装置を複数台用意してそ
れぞれを操作しなければならず、非常に手間がか
かる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、１回の操作で同時に複数
の反応操作が行えるポリヌクレオチド合成装置を
提供することである。

以下本発明の一実施例を図面を参照して説明す
る。

第１図は本発明の合成装置の一例を示す総体斜
視図、第２図は同合成装置のフローシートであ
る。図中符号Ａは装置本体、１はケース、２は前
面パネルである。

前面パネル２には凹部２ａが設けられていて、
該凹部２ａ内にはケース１内に装備したバイブレ
ータ（図示せず）の支持アーム３に支持された反
応器４が２本配置されている。従つて操作中、誤
まつて反応器４のコツク４ｃに触れるおそれがな
いし、また他の器材により反応器４が破損するお
それがない。

また、ケース１の一側面２′には試薬、溶剤ビ
ン収納部となる凹部２a′，２b′が設けられてい
る。下側の凹部２a′には、不活性化剤、縮合剤／
溶剤溶液、不活性化助剤／溶剤溶液等の小容
量の試薬ビン５，６，７が収納されている。ま
た、上側の凹部２b′には、溶剤、脱保護剤／溶
剤溶液、溶剤等の大容量の試薬、溶剤ビン
８，９，１０が収納されている。従つて、ビン５
〜１０内の残量が外側から目視できる。

凹部２a′，２b′の天井部分には、詳細に図示し
ないが、ビン５〜１０の口部が着脱可能に取付け
られる取付部２ｃ〜２ｈが設けられている。

また、前面パネル２の中央部には、八方切換弁
１１、二方コツク１３、三方コツク（分流器）１
５、四方コツク１７（第２図参照）、バイブレー
タのタイマー装置（図示せず）のそれぞれに対応
する操作ツマミ１２，１４，１６，１８，１９
と、ヒータースイツチ２０等が配置されている。

ケース１内には、上述の八方切換弁１１と二方
コツク１３と三方コツク１５と四方コツク１７と
バイブレータ（図示せず）等が装備されている他
に、持ち運び可能な小容量の窒素ボンベ２３と分
配器２１とが装備されている。窒素ボンベ２３は
ケース１内に装備しなくてもよいが、ケース１内
に装備すると、使用に際し、いちいち窒素ボンベ
等をケース１近傍に運ぶような手間が省けるし、
また分配器２１といちいち接続する手間も省け
る。

分配器２１の入口側のポート２１ａにはチユー
ブ２２ａを介して窒素ボンベ２３が接続されてい
て、該窒素ボンベ２３の開閉弁２３ａを開くと
N₂ガスがポート２１ａに供給される。このN₂ガ
スは、ポート２１ａから分配器２１の出口側の各
ポート２１ｂ〜２１ｉに分配される。

ポート２１ｂ〜２１ｇは上述の取付部２ｃ〜２
ｈとチユーブ２２ｂ〜２２ｇを介して接続されて
いて、N₂ガスを取付部２ｃ〜２ｇにセツトされ
たビン５〜１０に送り込む。また、ポート２１ｈ
は八方切換弁１１の入口側のポート１１ａにチユ
ーブ２２ｈを介して接続され、またポート２１ｉ
は四方コツク１７のポート１７ａにチユーブ２２
ｉを介して接続されている。

八方切換弁１１の入口側の他のポート１１ｂ〜
１１ｇはチユーブ２４ｂ〜２４ｇを介して取付部
２ｂ〜２ｈに接続されていて、ビン５〜１０に
N₂ガスが送り込まれたとき、該N₂ガスの圧力に
よりこれらビン５〜１０から該チユーブ２４ｂ〜
２４ｇを介して試薬、溶剤がポート１１ｂ〜１１
ｇに送り込まれる。

八方切換弁１１の出口側の共通ポート１１ｈに
はチユーブ２４ｌにより、上述の二方コツク１３
が接続されている。そして、この二方コツク１３
の流出口には、上述の三方コツク１５のポート１
５ａに接続されている。

三方コツク１５の他のポート１５ｂ，１５ｃ
は、それぞれチユーブ２４ｈ，２４ｈを介して上
述の反応器４，４の上部入口４ａ，４ａに接続さ
れている。例えば上述の操作ツマミ１２，１６に
より八方切換弁１１、三方コツク１５を第２図に
示す状態にし、またニ方コツク１３を開くと、ビ
ン５からN₂ガスの圧力により不活性化剤が各反
応器４，４にそれぞれ送り込まれる。

四方コツク１７の他のポート１７ｂはチユーブ
２４ｉを介して反応器４，４の上部入口４ａ，４
ａに接続され、またポート１７ｃはチユーブ２４
ｊを介して反応器４，４の底部出口４ｂ，４ｂに
接続されている。また、ポート１７ｄは排出口と
なつていて、チユーブ２４ｋが接続されている。
第２図に示す状態（操作ツマミ１８をBLOWに
したとき）では、N₂ガスがポート１７ａ，１７
ｂを通りチユーブ２４ｉから反応器４，４の上部
入口４ａ，４ａに供給され、反応器４，４内部を
通過した後、底部出口４ｂからチユーブ２４ｊ、
ポート１７ｃ，１７ｄを通りチユーブ２４ｋによ
り排出される。操作ツマミ１８をFEEDにしたと
きには、ポート１７ａと１７ｃとが連通し、また
ポート１７ｂと１７ｄとが連通して、反応器４，
４の底部から上部に向けてN₂ガスが流れる。

次に上記合成装置を使用してDNAを合成する
操作を説明する。

まず、四方弁１７の操作ツマミ１８をFEEDに
合わせ、反応器４のコツク４ｃを閉じる。次に、
ヌクレオシドを結合させたサポート（シリカゲル
等）を各反応器４，４にそれぞれ充填する（）。

次いで、操作ツマミ１２により共通ポート１１
ｈとポート１１ｇとを連通させ、また二方コツク
１３を開き、三方コツク１５を第２図に示す状態
にする。すると、N₂ガスの圧力によりビン１０
から溶剤が各反応器４，４にそれぞれ送り込ま
れる。なお、二方コツク１３は、八方切換弁１１
の切換操作と関連して操作するものであるが、以
下の説明では説明の簡略化のために二方コツク１
３の操作については省略する。溶剤による洗浄
が終了したら、操作ツマミ１８をBLOWに合わ
せ反応器４，４のコツク４ｃ，４ｃを開けて脱液
し、次いでコツク４ｃ，４ｃを閉め、操作ツマミ
１８をFEEDにして操作ツマミ１２により共通ポ
ート１１ｈとポート１１ｄとを連通させてN₂ガ
スの圧力によりビン７から不活性化助剤／溶剤
溶液を各反応器４，４にそれぞれ送り込み、次い
で共通ポート１１ｈと１１ｂとを連通させてビン
５から不活性化剤を各反応器４，４にそれぞれ送
り込む。そして、数分間放置後、操作ツマミ１８
をBLOWに合わせ反応器４，４の各コツク４ｃ，
４ｃを開いて脱液する（）。

そして、操作ツマミ１８をFEEDに合わせ再び
操作ツマミ１２により共通ポート１１ｈとポート
１１ｇとを連通させて、反応器４，４にそれぞれ
溶剤を送り込み洗浄し、上述の場合と同様の操
作でコツク４ｃ，４ｃを開いて脱液する（）。

次いで、操作ツマミ１２により共通ポート１１
ｈとポート１１ｅとを連通させて、N₂ガスの圧
力によりビン８から各反応器４，４に溶剤を送
り込み、洗浄後脱液する（）。

この後、共通ポート１１ｈをポート１１ｆとを
連通させて、N₂ガスの圧力によりビン９から各
反応器４，４に脱保護剤／溶剤溶液を送り込
み、数十秒後に脱液する。この操作は複数回繰り
返す（）。

このようにした後、再び共通ポート１１ｈとポ
ート１１ｅを連通させて、ビン８から溶剤を各
反応器４，４に送り込み、洗浄後脱液し（）、
次いで共通１１ｈとポート１１ｇを連通させて、
溶剤で洗浄し脱液し（）、この後N₂ガスで各
反応器４，４を数分間パージする（）。

然る後、下記の構造式に示すモノマー塩を溶剤
で溶解した溶液を各反応器４，４の上部入口４
ａからそれぞれ注入し、次いで共通ポート１１ｈ
をポート１１ｃと連通させて、ビン６から縮合
剤／溶剤溶液を各反応器４，４に送り込む
（）。なお、モノマー塩を溶剤で溶解した溶液
を試薬ビンに充填しておき、N₂ガスの圧力によ
り反応器４，４に送り込むようにしてもよい。こ
のようにすると、洗浄等の反応準備操作だけでな
く、合成反応自体も同時に行うことができる。

ここで、Ｒ１は保護基（ベンゾイル基など）、
Ｒ２はアルキル基であり、またＢはアデニンＡ、
グアニンＧ、シトシンＣ、チミンＴ等の核酸塩基
である。

40〜50分間放置したら脱液し（）、再び上述
の（）操作から繰り返す。このようにして、ヌ
クレオチド鎖を順次縮合して行く。これにより、
各反応器４，４に同じ鎖長のDNAを合成するこ
とができる。

操作（）で注入するモノマー塩として、別
種のものを使用してもよい。これにより種類の異
なるオリゴマーを同時に合成することが可能であ
る。また、モノマー塩の代わりにダイマー塩、ト
ライマー塩を使用してもよい。一方の反応器４に
ダイマー塩を注入し、他方の反応器４にトライマ
ー塩を注入すると、鎖長の異なるオリゴマーを同
時に合成することが可能である。

反応を促進させるためには、バイブレータによ
り反応器４，４に振動を与えて攪拌するかまたは
反応器４，４の外周面にヒータを取付けて加熱し
てもよい。あるいは、バイブレータで攪拌しつつ
ヒータにより加熱してもよい。

上記装置では、給液手段としてN₂ガスを用い
ており、全体が陽圧系であるため、反応を阻害す
る水分が外部から混入するおそれはなく、好まし
い。

なお、上記実施例では、分流器として三方コツ
クを使用した場合を示したが、これに限定される
ものではなく、３以上の流出口（ポート）をもつ
分流器を使用し３以上の反応器を設けてもよい。
また、試薬として原料であるモノマー塩、ダイマ
ー塩等を含めてもよい。このようにすると、前述
の如く合成反応自体を複数の反応器で同時に行わ
せることが可能である。

本発明の合成装置は上述のようにDNAを合成
する場合に限定されず、RNA（リボ該酸）の合成
にも使用できる。

以上説明したように本発明によれば、二方弁１
３の出口側に複数の流出口を有する分流器を設
け、該分流器の各流出口にそれぞれ反応器を接続
して、試薬、溶剤等を各反応器に同時に並行して
送入でき、また各反応器に四方弁を付設して反応
器内を迅速に気体で置換できるように構成してな
るので、短時間に少ない操作回数で塩基数や塩基
配列の異なるポリヌクレオチドを同時に合成で
き、合成操作の能率を格段に向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図
は斜視図、第２図はフローシートである。１……ケース、４……反応器、５〜１０……貯
蔵部（試薬、溶剤ビン）、１１……切換弁（八方
切換弁）、１５……分流器（三方コツク）、２２ａ
〜２２ｉ，２４ｂ〜２４ｋ……流路（チユーブ）。

Claims

【特許請求の範囲】

１装置本体に反応器と、ポリヌクレオチド合成
反応に必要な各種試薬、溶剤等の貯蔵部と、各貯
蔵部と反応器とを接続する流路を切り換える切換
弁とを装備して、該切換弁を操作し給液手段によ
り各貯蔵部から試薬、溶剤等を反応器に順次送入
するように構成してなるポリヌクレオチド合成装
置において、前記切換弁の出口側に二方弁を介し
て複数の流出口を有する分流器を設けると共に該
分流器の各流出口側にそれぞれ反応器を接続し
て、貯蔵部から試薬、溶剤等を各反応器に同時に
並行して送入できるよう構成し、且つ各反応器に
その内容を選択的に上方又は下方から気体置換す
ることができる流路転換用四方弁をそれぞれ付設
したことを特徴とするポリヌクレオチド合成装
置。