KR101227176B1 - 펩타이드 합성 제조장치 - Google Patents

Abstract

반응온도의 제어가 가능한 펩타이드 합성 제조장치가 개시된다. 상기 제조장치는, 펩타이드 합성 반응에 필요한 용매 또는 반응물을 공급하는 유입구가 형성된 커버와, 상기 커버에 결합하고 상기 공급된 용매 또는 반응물 간의 반응을 수행하는 반응용기를 포함하며, 상기 반응용기의 외면에는 밀폐공간을 구비한 물 재킷이 형성되어 상기 물 재킷을 통하여 물을 순환시킴으로써 상기 반응용기 내부의 반응온도를 조절한다.

Description

펩타이드 합성 제조장치{Apparatus for synthesizing and producing peptide}

본 발명은 펩타이드 합성 제조장치에 관한 것으로, 특히 반응온도의 제어가 가능한 펩타이드 합성 제조장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 생산 수율을 향상시킨 펩타이드 합성 제조장치에 관련한다.

펩타이드(peptide)는 단백질의 작은 단위로써 기본적인 아미노산 20가지로 아마이드 결합을 통해 연결된 아미노산의 결합체이다. 이 결합의 조합은 20²⁰개가 있을 수 있으며 각각의 결합순서의 차이에 의해서 그들의 물리화학 및 생물학적인 특성이 달라진다. 또한, 각기 다른 구조적인 특성 때문에 형성되는 아마이드 결합의 난이도가 결정되며, 이를 극복하기 위해서는 카보디이미드와 같은 특별한 활성화 시약을 사용하여야 한다.

펩타이드를 합성하는 방법은 크게 레진(resin)을 이용하는 고체상(solid-phase) 반응법과 용매 중에서 용해된 상태에서 반응하는 액상(solution-phase) 반응법이 있다.

펩타이드를 레진에서 합성하는 고체상 반응법은 기본적으로 C-말단으로부터 N-말단으로 합성해가는 방법을 사용한다. 먼저 C-말단을 레진에 붙이고 여기에 다시 원하는 순서에 따라서 순차적으로 아미노산 및 활성화 시약을 사용하여 결합시킴으로써 원하는 순서를 갖는 펩타이드를 합성할 수 있다.

펩타이드의 고체상 합성법에서, 특히 고체상 반응에 사용되는 레진의 연구가 활발히 진행되어 현재 2-클로로트리틸 레진, 링크 아미드 MBHA 레진, 왕 레진 등 수많은 레진이 개발되어왔다. 이와 더불어 이와 같은 레진을 이용한 고체상 반응기 및 합성기들이 많이 개발되어 펩타이드의 제조에 이용되고 있다.

지금까지 알려진 펩타이드 합성 제조장치로는, 가령 대한민국특허 제312,202호에 굴곡된 형태의 소형 반응기를 장착한 펩타이드 합성기가 기술되어 있다. 상기의 특허에 의하면 소량의 레진을 사용하여 자동으로 펩타이드를 동시에 여러 종류를 합성할 수 있는 합성기를 제작하였으나, 이는 주로 소량 반응에만 이용할 수 있다는 단점이 있다.

이를 해결하기 위해서, 대한민국 공개특허 제2009-126779호에서는, (a) 펩타이드 합성 반응에 필요한 용매 또는 반응물을 보관 및 제공하는 용매 탱크; (b) 상기 용매 탱크로부터 제공되는 용매의 양을 조절 및 통과시키는 조절밸브; (c) 몸체와, 상기 몸체를 밀폐하는 밀폐부와, 상기 밀폐부에 형성되어 있으며 상기 조절밸브에 의해 조절되어 통과된 용매를 상기 몸체 내부에 유입시키는 유입구와, 상기 유입구를 통해 유입된 용액을 혼합시키는 교반기와, 온도계와, 레진의 손실을 방지하기 위해 상기 몸체의 내부에 장착된 유리필터와, 반응이 완료된 후 폐용액을 외부로 배출하기 위해 상기 몸체의 하부에 형성된 배출구를 포함하는 반응기; (d) 상기 반응기의 하부에 형성된 배출구로부터 배출되는 폐용액을 수용하여 보관하는 폐용액 보관 탱크; 및 (e) 상기 용매 탱크로부터 제공된 용매가 상기 조절밸브를 통해 상기 반응기로 주입되도록 유압을 제공하는 진공펌프를 포함하는 펩타이드 합성 제조 장치를 제시하고 있다.

그러나, 이 기술에 의하면, 펩타이드 합성과정에서 반응기 내부의 반응온도를 적절하게 제어하지 못하여 다양한 펩타이드 합성을 수행하지 못한다는 문제점이 있다.

또한, 반응기가 단일의 몸체를 이루고 있고 그 내부에 유리 필터가 설치되어 있기 때문에 레진을 추출하기 어렵고 많은 시간이 소요되기 때문에 결과적으로 펩타이드의 생산효율이 떨어진다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 다양한 펩타이드 합성이 가능하도록 펩타이드 합성과정에서의 반응온도의 제어가 가능한 펩타이드 합성 제조장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 레진 추출이 용이하며, 그에 따라 생산효율이 향상된 펩타이드 합성 제조장치를 제공하는 것이다.

상기의 목적은, 펩타이드 합성 반응에 필요한 용매 또는 반응물을 공급하는 유입구가 형성된 커버와, 상기 커버에 결합하고 상기 공급된 용매 또는 반응물 간의 반응을 수행하는 반응용기를 포함하는 펩타이드 합성 제조장치에 있어서, 상기 반응용기의 외면에는 밀폐공간을 구비한 물 재킷이 형성되어 상기 물 재킷을 통하여 물을 순환시킴으로써 상기 반응용기 내부의 반응온도를 조절하는 것을 특징으로 하는 펩타이드 합성 제조장치에 의해 달성된다.

바람직하게, 상기 반응용기의 하단에는 필터유닛과 드레인이 분리 가능하게 순차 결합할 수 있다.

더욱 바람직하게, 상기 필터유닛은, 상면에 수납공간이 구비되고 상기 수납공간의 저면에 다수의 세공이 형성된 테프론 재질의 지지부재와, 상기 지지부재의 수납공간에 수납되는 필터로 구성된다.

또한, 바람직하게, 상기 드레인은 조절밸브가 부착된 호퍼 형상이며, 상기 필터유닛을 개재하여 상기 드레인과 상기 반응용기는 결합유닛에 의해 분리 가능하게 결합할 수 있다.

바람직하게, 상기 결합유닛은, 상기 반응용기의 외주를 클램핑하는 제 1 클램프, 상기 드레인의 외주를 클램핑하는 제 2 클램프, 및 상기 클램프 중 어느 하나에 일단이 회동가능하게 고정되고 타단이 다른 하나에 선택적으로 결합하는 체결 바를 포함하며, 상기 제 2 클램프의 승강으로 상기 드레인과 필터유닛은 상기 반응용기로부터 동시에 분리된다.

또한, 상기의 목적은, 펩타이드 합성 반응에 필요한 용매 또는 반응물을 공급하는 유입구가 형성된 커버와, 상기 커버에 결합하고 상기 공급된 용매 또는 반응물 간의 반응을 수행하는 반응용기를 포함하는 펩타이드 합성 제조장치에 있어서, 상기 반응용기의 하단은 개구되고, 상기 반응용기의 하단에 필터유닛과 호퍼 형상의 드레인이 순차 분리 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 펩타이드 합성 제조장치에 의해 달성된다.

바람직하게, 상기 드레인을 지지하는 클램프가 승강함으로써 상기 필터유닛과 드레인이 동시에 상기 반응용기의 하단에 밀착하거나 분리된다.

상기의 구조에 의하면, 물 재킷을 적용함으로써 반응용기 내부의 온도를 임의로 조절할 수 있어 유입된 용매와 반응물의 종류에 따라 적정한 반응온도를 유지할 수 있다. 그 결과, 반응용기 내에서의 반응속도가 향상되기 때문에 결과적으로 생산효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 필터유닛은 반응용기로부터 쉽고 간단하게 분리할 수 있어 필터에 포함된 분말 상태의 레진을 용이하고 신속하게 분리 배출하여 곧 바로 재사용을 위한 가공처리를 할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 펩타이드 합성 제조장치의 전체 구조를 나타낸다.
도 2는 주요 구성부분을 나타낸다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 펩타이드 합성 제조장치의 전체 구조를 나타내고, 도 2는 주요 구성부분을 나타낸다.

도 1을 참조하면, 펩타이드 합성 제조장치는 크게 베이스(10), 격자 프레임(15), 결합유닛, 커버(50), 반응용기(40), 필터유닛, 및 드레인(30)으로 이루어진다.

사각 판 형상의 베이스(10)의 이면에는 선택적으로 바퀴가 네 모서리에 장착될 수 있으며, 표면에는 네 모서리에 격자 프레임(15)이 수직으로 연장된다.

격자 프레임(15)의 하부에는, 외면에 나사 산이 형성되고 하단에 기어(11a)가 장착된 회전 바(11)가 격자 프레임(15) 외부에 회전가능하게 끼워진다. 여기서, 각 회전 바(11)에 장착된 기어(11a)는 고무 벨트(14)에 의해 서로 연결되어 동시에 회전하며, 고무 벨트(14)는 핸들(12)의 축에 연결된 베벨기어 쌍(13)에 의해 구동된다.

회전 바(11)의 상단에는 승강판(20)이 장착되는데, 승강판(20)의 네 모서리에 형성된 나사공에 회전 바(11)가 끼워져 나사 결합함으로써 회전 바(11)의 회전에 의해 승강판(20)이 상승하거나 하강하게 된다.

승강판(20)의 중심에 인접한 위치에 4개의 지지 포스트(21)가 설치되고, 지지 포스트(21)의 상단에는 링 형상의 클램프(22)가 설치된다. 클램프(22)는 호퍼 형상의 드레인(30)을 클램핑하여 지지한다.

클램프(22)에는 원주를 따라 일정 간격으로 체결 바(24)의 일단이 회동 가능하게 고정되는데, 체결 바(24)의 타단은 클램프(23)에 형성된 요홈에 체결되며, 바람직하게 스프링을 개재하여 탄성적으로 체결된다.

구체적으로, 클램프(23)는 링 형상으로 반응용기(40)의 하단 외면을 클램핑하여 지지하며, 외주를 따라 일정 간격으로 요홈이 형성되어 체결 바(24)의 타단이 끼워짐으로써 체결 바(24)가 클램프(22)와 (23)을 수직방향으로 체결한다. 이러한 체결에 의해, 후술하는 바와 같이, 필터유닛과 드레인(30)을 반응용기(40)에 결합시킬 수 있다.

여기서, 이 실시 예와 반대로 체결 바(24)의 일단이 클램프(23)에 회동가능하게 고정되고 타단이 클램프(22)에 형성된 요홈에 끼워지도록 구성할 수도 있다.

도 2를 참조하면, 필터유닛은, 상면이 개구되어 수납공간이 구비되고 저면에 다수의 세공(33)이 형성된 테프론(teflon) 재질의 지지부재(31)와, 지지부재(31)에 수납되는 필터(32)로 구성된다.

필터유닛의 지지부재(31)의 하부에는 유리재질의 호퍼 형상의 드레인(30)이 밀착하는데, 드레인(30)의 입구의 크기는 지지부재(31)의 세공(33)이 형성된 영역보다 커야 한다.

지지부재(31)와 드레인(30)의 입구 가장자리 사이의 밀착부분에는 밀폐를 위해 가령 오-링이 개재될 수 있다. 또한, 드레인(30)의 출구 측에는 조절밸브가 부착된다.

이러한 구조에 의한 경우, 필터유닛의 지지부재(31)와 드레인(30)이 순차 반응용기(40) 하부에 결합한 상태에서 필터(32)를 교환하는 방법을 설명한다.

먼저, 체결 바(24)의 타단에 힘을 가하여 클램프(23)의 요홈으로부터 이탈되도록 한다.

이 상태에서, 수동으로 핸들(12)을 돌리면 베벨기어 쌍(13)에 의해 고무 벨트(14)가 이동하고 고무 벨트(14)에 결합한 각 기어(11a)가 회전함에 따라 각 기어(11a)가 장착된 회전 바(11)가 회전한다.

회전 바(11)의 회전에 의해 회전 바(11)와 나사 결합한 승강판(20)이 하강하고, 그 결과 승강판(20)에 일단이 고정되고 타단에 클램프(22)가 설치된 지지 포스트(21)가 하강함으로써, 클램프(22)가 지지하는 드레인(30) 및 그 위에 밀착한 필터유닛의 지지부재(31)가 동시에 반응용기(40)로부터 분리된다.

따라서, 분리된 지지부재(31)에 수납된 필터(32), 가령 부직포 필터를 손쉽게 교체할 수 있으며, 필터(32)에 포함된 분말 상태의 레진을 용이하고 신속하게 분리 배출하여 곧 바로 재사용을 위한 가공처리를 할 수 있다.

도 2를 참조하면, 유리 재질의 단일 몸체로 이루어진 반응용기(40)의 외면에는 밀폐공간을 구비한 물 재킷(water jacket, 41)이 형성되어 유입구(42)와 배출구(43)를 통하여 물이 순환되도록 함으로써 반응용기(40) 내부의 반응온도를 조절할 수 있다. 즉, 반응용기(40) 내부의 온도가 원하는 온도가 되도록 순환하는 물의 온도를 조절할 수 있다.

이와 같이, 물 재킷(41)을 적용함으로써 반응용기(40) 내부의 온도를 임의로 조절할 수 있어 유입된 용매와 반응물의 종류에 따라 적정한 반응온도를 유지할 수 있다. 그 결과, 반응용기 내에서의 반응속도가 향상되기 때문에 결과적으로 생산효율을 향상시킬 수 있다.

물 재킷(41)에 의한 밀폐공간을 순환하는 유체는 물 이외에 물과 부동액, 가령 폴리에틸렌 글리콜 등을 혼합한 혼합액을 사용할 수 있다.

반응용기(40)의 상부에는 펩타이드 합성 반응에 필요한 용매 또는 반응물을 공급하는 다수의 유입구(51)가 커버(50)가 탈부착한다.

또한, 커버(50)의 상부에 격자 프레임(15)에 교반용 모터(60)가 장착되고, 모터 축(61)은 하방으로 연장하여 커버(50)를 통과하여 반응용기(40) 내부로 연장하며, 그 끝에 교반 프로펠러(62)가 장착된다.

도 1에서, 도면부호 16과 17은 각각 반응용기(40)를 클램핑하여 격자 플레임(15)에 고정시키는 클램프를 나타내고, 도면부호 18과 19는 각각 반응용기(40)와 커버(50)를 클램핑하는 클램프를 나타낸다.

이상에서는 본 발명의 실시 예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경을 가할 수 있음은 물론이다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 상기한 실시 예에 한정되어 해석될 수 없으며, 이하에 기재되는 특허청구범위에 의해 해석되어야 한다.

10; 베이스
11: 회전 바
12: 핸들
13: 베벨기어 쌍
14: 고무 벨트
15: 격자 프레임
11a: 기어
20: 승강판
21: 지지 포스트
22, 23: 클램프
24: 체결 바

Claims (7)

1. 펩타이드 합성 반응에 필요한 용매 또는 반응물을 공급하는 유입구가 형성된 커버;
   상기 커버에 결합하고 하단이 개구되며, 상기 공급된 용매 또는 반응물 간의 반응을 수행하는 반응용기;
   상기 반응용기의 외면에 형성된 물 재킷;
   상기 반응용기의 하단에 분리 가능하게 설치된 필터유닛; 및
   상기 필터유닛의 하단에 분리 가능하게 설치된 드레인을 포함하며,
   상기 물 재킷을 통하여 물을 순환시킴으로써 상기 반응용기 내부의 반응온도를 조절하여 상기 반응용기에 유입된 용매와 반응물의 종류에 따라 적정한 반응온도를 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 펩타이드 합성 제조장치.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 필터유닛은,
   상면에 수납공간이 구비되고 상기 수납공간의 저면에 다수의 세공이 형성된 테프론 재질의 지지부재; 및
   상기 지지부재의 수납공간에 수납되는 필터로 구성되는 것을 특징으로 하는 펩타이드 합성 제조장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 드레인은 조절밸브가 부착된 호퍼 형상이며,
   상기 필터유닛을 개재하여 상기 드레인과 상기 반응용기는 결합유닛에 의해 분리 가능하게 결합하는 것을 특징으로 하는 펩타이드 합성 제조장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 결합유닛은,
   상기 반응용기의 외주를 클램핑하는 제 1 클램프;
   상기 드레인의 외주를 클램핑하는 제 2 클램프; 및
   상기 클램프 중 어느 하나에 일단이 회동가능하게 고정되고 타단이 다른 하나에 선택적으로 결합하는 체결 바를 포함하며,
   상기 제 2 클램프의 승강으로 상기 드레인과 필터유닛은 상기 반응용기로부터 동시에 분리되는 것을 특징으로 하는 펩타이드 합성 제조장치.
   
6. 삭제
7. 삭제

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