JPS6019797A - ポリヌクレオチド合成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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ｒ）ＮＡ　（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
せた升ボー１〜を使用し、リン酸トリエステル法、リン
酸ジエステル法、フォスファ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−説保護一洗浄一縮合反応一洗浄等の工
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、マイクロコンピュー
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
常に手間かがかる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その［１的
とするとごろは、１回の操作で同時に複数の反応操作が
行えるポリヌク１／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ば前面パネルで
ある。

前面パネル２には凹部２ａが設けられていて、該凹部２
ａ′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。従って操作中、誤まって反応器４のニドツク
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Ｃよ、不活性化剤、縮合剤／溶剤■熔液、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。

）Ｆた、−に例の四部２ｂ’には、溶剤■、脱保護剤／
溶剤Ｉ熔液、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。従って、ビン５〜１０内の残
量が外側から目視できる。

四部２ａ’、２ｂ’　の天井部分には、詳細に図示しな
いが、ビン５〜】０の口部が着脱可能に取付けられる取
付部２０〜２ｈが設けられている。

また、前面パネル２の中央部には、六方切換弁１１、三
方コック１３、三方コック（分流器）１５、四方コック
１７（第２図参照）、パイブレークのタイマー装置（図
示せず）の操作ツマミ１２．１４，１６，１８．１９と
、ヒータースイッチ２０等が配置されている。

ケース１内には、上述の六方切換弁１１と三方コック１
３と三方コック１５と四方コック１７とパイブレーク（
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
ボンへ等をケース１近傍に運ぶような手間が省けるし、
また分配器２１といらいら接続する手間も省ける。

分配器２Ｉの入ｏ　ＩＩすのボート２　］、　ａにはチ
ューブ２２ａを介して窒素ボンへ２３が接続されていて
、該窒素ボンへ２３の開閉弁２３ａを開くとＮ２ガスが
ボート２１ａに供給される。このＮ２ガスは、ボー１−
２１　ａから分配器２１の出口側の各ボート２　ｌ　ｂ
〜２１ｉに分配される。

ボー１−２１１）〜２１ｇは上述の取付部２０〜２１１
とチューブ２２１）〜２２ｇを介して接続されていて、
Ｎ２ガスを取付部２０〜２ｇにセットされたビン５〜１
０に送り込む。また、ボート２１　ｈは六方切換弁１１
０人口側のボートｌｌａにチューブ２２ｈを介して接続
され、またボート２１１ば四方コック１７のボー１−１
１２にチューブ２２ｊを介して接続されている。

六方切換弁１１の入口側の他のボーｔ　ｔ　ｔ　ｂ〜１
＋ｇはチューブ２４ｂ〜２４ｇを介して取付部２ｂ〜２
ｈに接続されていて、ビン５〜１０４．４″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から該チューブ２４ｂ〜２４ｇを介して試薬、
溶剤がボートｌｌｂ〜１１ｇに送り込まれる。

六方切換弁１１の出口側の共通ボーＩ□　１．１　ｈに
ばチューブ２４１により、上述の三方コック１３が接続
されている。そして、この三方コック１３′　の流出口
には、上述の三方コック１５のボート１５ａに接続され
ている。

三方コック１５の他のボート１５ｂ、１５ｃは、それぞ
れチューブ２４ｈ、２４ｈを介して」二連の反応器４，
４の上部人口４　ａ　、　４．　ａに接続されている。

例えば」二連の操作ツマミ１．２　、　ｌ　６により六
方切換弁１１、三方コック１５を第２図に示す状態にし
、また三方コック１３を開（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。

四方コック１７の他のボート１７ｂはチューブ２４ｉを
介して反応器４，４の上部人口４ａ、４ａに接続され、
またボート１７Ｃはチューブ２４ｊ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、ボー
１−　］　７　ｄは排出口となっていて、チューブ２４
ｋが接続されている。

第２図に示す４ｙ態（１榮作ツマミ１８をＢＬＯＷにし
たとき）では、Ｎ２ガスがボー１−１７　ａ　、　Ｉ　
７ｂを通すチプ、−ブ２４１から反応器４，４の上部人
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からチューブ２４３、ボーＩ・１７　
ｃ　＋　１７　ｄを３ｍリチューブ２４ｋにより排出さ
れる。操作ツマミ１８をＦＩＥＥＴ）にしたときには、
ボート１．７　ａと１７Ｃとが連通し、またボー１１７
　ｂと１７ｄとが連通して、反応器４．４の底部から」
一部に向けて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Ｆ　ＥＦ、　Ｄに
合わせ、反応器４のコック４Ｃを閉じる。次に、ヌク１
ノオシＩ゛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（１）。

次いで、操作ツマミ１２により共通ボート１１ｈとボー
トＩ１ｇとを連通させ、また三方コック１３を開き、三
方コック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、三方コック１３は、六
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三方コック１
３の操作については省略する。溶剤Ｈによる洗浄が終了
したら、操作ツマミ１８をＢ　Ｌ○Ｗに合わせ反応器４
，４のコック４．　ｃ　、　４　ｃを開けて脱液し、次
いでコック４　ｃ　、　４　ｃを閉め、操作ツマミ１８
をＦＥＥＤにして操作ツマミ１２により共通ボー＋−１
］　ｈとボートＩｌｄ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にそれぞれ送り込め、次いで共通ボートｌｌｈとｌ
ｌｂ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１ＢをＢ　Ｌ　ＯＷに合わせ反応器４，４の各コ
ック４ｃ　、　４．　ｃを開いて脱液する（ＴＩ）。

そして、操作ツマミ１８をＦＥＲＤに合わセ再び操作ツ
マミ１２により共通ボートＩｌｈとボー１〜１１［とを
連ｉｉｕさせて、反応器４，４にそれぞれ溶剤■を送り
込み洗浄し、−１二連の場合と同様の操作でコック４ｃ
、４Ｃを開いて脱液する（ｍ）。

次いで、操作ツマミ１２により共通ボー１−１．　］１
＋　トホ−Ｉ−１Ｉ　Ｑ　トを連３ｍさせて、Ｎ２ガス
の圧力に、１−リビン８から各反応器４，４に溶剤■を
送り込み、洗浄後脱液する（ＩＶ）。

この後、共通ボート１１ｈをボート１１１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Ｉ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（Ｖ）。

このようにした後、再び共通ボート１１ｈとボー　１−
１１６を連通さ１已て、ビン８から溶剤Ｉを各反応器４
，４に送り込み、洗浄後脱液しくＶｌ）、次いで共通１
１１１とボートＩ１ｇを連通させて、溶剤■で洗浄し脱
液しく■）、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の上部人口４ａからそれぞれ
注入し、次いで共通ボー）１１ｈをボート１．　Ｉ　Ｃ
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。

〇−φＣｊ２ 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）、シー・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くＸ）、再び」二連の
（ＴＩ）操作から繰り返す。このようにして、ヌクレオ
チド鎮を順次縮合して行く。これにヨリ、０ 各反応器４，４に同し鎖長のＩ）　Ｎ　Ａを合成するこ
とができる。

操作（ＩＸ）でｌｔ入する七ツマー塩として、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・ｌ・るためにＣ；ｌ、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、ハイブレークで攪拌しっつヒータにより加熱し
てもよい。

」二記装置では、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、反応を能書する水分が外部
から混入するおそれはなく、好ましい。

なお、」二記実施例では、分流器として三方コックを使
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（ボート）をもつ分流器を使用し３以
−ト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」二連のようにＤＮＡを合成する場
合に限定されず、ＲＮＡ　（リボ核酸）の合成にも使用
できる。

以−１１説明したように本発明によれば、二方弁１３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送り込むように構成してなるので、
１回の操作で塩基数の異なるものや塩基配列の異なるも
のを合成でき、合成操作の能率を格段と向上させること
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 １・・・・・・ケース、４・・・・・・反応器、５〜１
０・・・・・・貯蔵部（試薬、溶剤ビン）、１１・・・
・・・切換弁（六方切換弁）、１５・・・・・・分流器
（三方コック）、２２ａ　〜２２　ｉ　、　２４１）〜
２４　ｋ−流路（チ、−ブ）。 特許出願人　日本ゼオン株式会社 ３ ２

Claims (1)

【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
   接続する流路を切換える切換弁とを装備して、該りＪ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
   反応器に順次送り込む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複数の流
   出口を有する分流器を設ＬＪ、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
   各反応器に同時に送り込むように構成してなることを特
   徴とするポリヌクレオチド合成装置。