JPS60105692A

JPS60105692A - ポリヌクレオチド合成装置

Info

Publication number: JPS60105692A
Application number: JP21361783A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Niina; 新名　昭彦; Tatsuo Ohira; 大平　龍夫; Shigemi Miyamoto; 宮本　茂実
Original assignee: Nippon Zeon Co Ltd
Current assignee: Zeon Corp
Priority date: 1983-11-14
Filing date: 1983-11-14
Publication date: 1985-06-11

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
ザボートを使用し、リン酸トリエステル法、リン酸ジエ
ステル法、フォスファイト法などにより順次ヌクレオチ
ド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
が多（煩雑である。

最近、上記合成操作の煩わしさを解消する目的で種々の
合成装置が提案されている。これまで提案されたものと
しては例えば、反応器の頂部から試薬、溶剤等を送り込
み、かっＮ２ガスでパブリ。

ングするようにしたものが知られているが、次のような
問題があった。

ずなわぢ、反応器の頂部から試薬等を送り込んで反応操
作を行なう場合、まず試薬等を反応器に所定量送り込ん
でヌクレオシドを化学結合させたザボートを浸し、次い
で反応器自体に振動を与えるか、あるいはバブリング等
して試薬等とザボートとの接触を充分に図るので、合成
操作時間を短縮するのが難かしい問題があった。

また、バブリングする場合、Ｎ２ガスの圧力で試薬等を
反応器から吹き出してしまわないように注意深く行なわ
なければならず、手間がかかる問題があった。

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、サポートと試薬等との接触を充分に図る
ことができ、またバブリングが良好に行なえ、かつ合成
操作時間を短縮することができるポリヌクレオチド合成
装置を提供することである。

すなわち、本発明は、反応器の底部に、試薬、溶剤等の
給液流路を接続し、かつ不活性ガスをバブリングに必要
な流量に調整した流量調整器を通して反応器の底部から
供給するように構成してなることを特徴としている。

このように、反応器の底部から試薬等を送り込むように
すると、給液と同時に攪拌作用が生じるため、試薬等と
サポートとの接触を充分に図ることができる上に、反応
器の頂部から送り込む場合よりも操作時間を短縮するこ
とが可能となる。また、バブリングに際して反応器から
試薬等があふれ出るおそれがなく、手間がかからない。

以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

まず、第１図を参照して本発明の合成装置全体の概略を
説明する。図中符号１は窒素ボンベ、２は分配器、３〜
６はビン、７，８はリザーブタンク、９，１０は切換弁
、１１は反応器、１２は三方コック、１３，１４は四方
コック、１５は廃液タンク、１６はラインフィルタ、１
７は圧力計、１８は安全弁である。

ビン３には溶剤Ｉ、ビン４には脱トリチル剤／溶剤■熔
液、ビン５には溶剤■、ビン６には不活性化剤と不活性
化助剤がそれぞれ充填されている。

リザーブタンク７．８には脱トリチル剤の種類に合わせ
た溶剤が充填されていて、脱トリチル剤を変更したとき
に使用する。

切換弁９．１０はビン３〜６、リザーブタンク７．８と
反応器１１．１１との間の流路を切換操作する。切換弁
９には、三方コック１２を介して反応器１１．１１に接
続される共通ポー）９ａと、ビン３，４、リザーブタン
ク７に接続される試薬、溶剤の切換ボー）９ｂ、９ｄ、
９ｆと、分配器２に接続されるガスの切換ボート９ｃ、
９ｅ、９ｇとが設けられている。また、切換弁１ｏには
、三方コック１２を介して反応器１１．１１に接続され
る共通ボート１０ａと、リザーブタンク８、ビン５，６
に接続される試薬、溶剤の切換ボート１０ｂ、ＩＯｄ、
１０ｆと、分配器２に接続されるガスの切換ボートｌ　
Ｏｃ　ｙ　ｌ　Ｏｅ　ｔ　１０　ｇとが設けられている
。

窒素ボンベ１のＮ２ガスは分配器２に送られ、ここで分
流されてビン３〜６、リザーブタンク７．８に送られて
いる。

切換弁９，１０のボート９ｂ〜９ｇ１１ｏｂ〜１０ｇを
切換え操作することにより、ビン３〜６、リザーブタン
ク７，８からＮ２ガスの圧力によって溶剤、試薬等が三
方コック１２、流路２０ａを通り各反応器１１．１１に
送られる。また、分配器２からＮ２ガスがラインフィル
タ１６、三方コック１２、流路２０ａを通り各反応器１
１，１１に送られる。

溶剤、試薬等を送り込むときには、四方コック１３．１
４を実線の状態（ＦＥＥＤ）にする。これにより、流路
２０ｂ、四方コック１３，１４を介して反応器１１．１
１の頂部から圧抜きが行なれわる。

反応器１１．１１から溶剤等を排出するには、四方コッ
ク１３．１４を点線の状態（ＢＬＯＷ）にする。これに
より、流路２０ｂからＮ２ガスが反応器１１．１１の頂
部に吹き込まれ、底部から。

四方コック１３，１４を通って溶剤等が廃液タンク１５
．１５に排出される。

次に発明の特徴部分について説明する。試薬、溶剤等の
給液流路である流路２０ａ　、２０ａは四方コック１３
，１４を介して反応器１１．１１の底部に接続されるよ
うになっている。

反応器１１．１１内には、デオキシリボヌクレオシドを
化学結合させたサポート２１がフィルタ２２により流出
しないようにして充填されている。

このサポート２１は、ポリスチレン系、ポリエステル系
、ポリアミド系、ポリウレタン系、ポリペプチド系など
のごとき有機系サポート、シリカ系、アルミノシリケー
ト系、ボロシリケート系などのごとき無機系サポートの
いずれでもよいが、なかでもポリスチレン系サポート及
びシリカ系サポートが一般的である。また、サポート２
１の粒度は５０メソシユ〜２００メツシユ、通常は１０
０メツシユ〜１５０メソシユである。粒度があまり小さ
いとフィルタ２２を通過したり、フィルタ２２に詰まる
等の問題があり、また粒度が大きいと粒子から流体への
拡散がおそい等の問題があるためである。なお、このサ
ポート２１は、反応操作時に反応器１１内に充填する。

四方コック１３，１４により流路２０ａ　、２０ｂを反
応器１１．１１の底部に接続すると、試薬、溶剤等は反
応器１１，１１の底部からフィルタ２２を通って内部に
送り込まれることになる。このとき、サポート２１が試
薬、溶剤等により舞い上がり、給液と同時にバブリング
と同様な攪拌が行なわれ、これによりサポート２１はフ
レッシュな溶剤Ｉと接触してサポートの内外に充分な濃
度差が得られて拡散が行なわれる。

反応器の頂部から給液する場合、底部側では試薬、溶剤
等がよどんでしまい、拡散を行なうのに充分な濃度差が
得られず、このため給液時に同時に拡散を行なうことは
殆んどできず、給液後のバブリングにより拡散を行なう
。

すなわち、反応器１１．１１の底部から給液する場合、
給液と同時にバブリングを行なったのと同じ効果が得ら
れるため、頂部から給液する場合に比して操作時間の短
縮が図れる。

また、洗浄工程等で反応器の頂部から給液してこれを溜
めることなくそのまま排出する場合（たれ流す場合）、
サポートは常にフレッシュな溶剤等と接触するため充分
な濃度差が得られるものの、拡散速度がついて行かず、
このためある程度溶剤等を流し続ける必要があり、また
必要以上の溶剤等が使用される。このような場合に比し
ても、操作時間はそれほど長くならず、また溶剤等を無
駄にすることがない。

なお、流路２０ａ　、２０ａを反応器１１’、１１の底
部に切換えるのに、四方コック１３．１４の代わりに電
磁弁等を使用することができる。

また、ラインフィルタ１６は、Ｎ２ガスの流量調整器と
なっていて、分配器２からのＮ２ガスをバブリングに必
要な量に調整する。試薬等の給液後は、このラインフィ
ルタ１６を通ったＮ２ガスを流路２０ａ　、２０ａを介
して反応器１１．１１の底部に送り込む。これにより、
試薬等があふれ出るようなおそれなくバブリングが行な
えて手間がかからず、反応器１１．１１の底部から給液
する効果と相まって、操作時間をさらに短縮することが
可能となる。また、Ｎ２ガス中のゴミ等が除去されるの
で、ゴミ等により三方コック１２、四方コック１３，１
４が故障するような問題は生じない。なお、ラインフィ
ルタ１６の代わりに、オリフィス、ニードルパルプ等を
使用してＮ２ガスの流量をバブリングに必要な量に調整
することもできる。

なお、前述の切換弁９，１０のボー）９ｂ〜９ｇ、１０
ｂ〜１０ｇは給排液操作順に配置されていて、まずボー
ト９ｂ〜９ｇを切換え、次いでボート１０ｂ〜１０ｇを
切換えることにより一つの縮合工程でのは給排出液操作
が完了する。切換弁９．１０としてはこれに限られず、
ボート９ｂ〜９ｇ、１０ｂ−１０ｇが給排液操作順に配
置されていないものでも使用できる。

ＤＮＡを合成する場合には、まず溶剤１でサポート２１
を湿潤させる。このようにした後、脱トリチル−洗浄（
溶剤■）→洗浄（溶剤ＩＩ）を行なう。そして、反応器
１１．１１に原料、縮合剤を注入する。このとき、ヒー
タ３２（第２図参照）を使用して反応器１１．１１を加
温し、またＮ２ガスでバブリングを行なう。縮合反応終
了後、反応器１１．１１から排液する。次いで、洗浄（
／８剤１１）Ｌ、キャンピングする。

この操作を繰り返すことによりヌクレオチド鎖を順次縮
合する。

第２図は上記合成装置の外観を示している。装置のケー
ス２３の前面にはケース２３の側面及び上面で開口する
窪んだ取付部２４が設けられていて、この取付部２４に
前述の反応器１１．１１が支持部材２５を介して装備さ
れている。取付部２４は前面のみならず側面及び上面に
おいても開口しているため、反応器１１．１１の操作性
が良い。

不使用時には、取付部２４に透明ないし半透明のカバー
が取付けられる。

また、ケース２３の前面には、前述の圧力計１７や、切
換弁９，１０、三方コック１２、四方コック１３，１４
の操作ツマミ２５，２６，２７゜２８や、照光スイッチ
２９，３０，３１や、ヒータ３２の温度調節用ツマミ３
３，３４や、タイマー（図示せず）の操作ツマミ３５が
配置されている。

第３図〜第５図は本発明の第二、三、四実施例を示して
いる。これら実施例では、流路２０ａ　。

２０ａを反応器１１，１１の底部に直接接続している。

第４図に示す第三実施例では、分配器２がらラインフィ
ルタ１６を通ったＮ２ガスを給液時に同時に三方コック
３６、四方コンク１３，１４を介して反応器１１，１１
の底部から吹き込むようにしているので、他の実施例よ
りもサポート２１と試薬等との接触が充分に図れる。

なお、第３図に示す第二実施例では、四方コック１３，
１４の代わりに三方コック１３’、１４′を使用し、ま
た第５図に示す第四実施例では、開閉コック１３’、１
４″を使用している。

これら第二〜四実施例では、反応器１１の底部に流路２
０ａを直接接続するため、反応器ＩＩめ底部構造を第６
図に示すように構成している。すなわち、流路２０ａに
接続される導入通路（チューブ）３７をフィルタ２２を
貫通させて設け、その導入口３７ａを導出通路３８の導
出口３８ａから離している。したがって、スペース等の
関係から導入通路３７と導出通路３８を互いに接近させ
て設けても、導入通路３７から流入した試薬等が反応器
１１内部に入らずに直接導出通路３８内に流れるような
おそれがない。

なお、導入口３７ａには、図示しないがフィルタが設け
られている。

なお、ＲＮＡ　（リボ核＃）を合成する場合には、サポ
ート２１としてポヌクレオシドを化学結合させたものを
使用する。

上記実施例では、給液手段としてＮ２ガスを用い、２個
の切換弁９．１０にまり流路を切換えるタイプの合成装
置に適用した場合を示したがこれに限定されない。給液
手段として給液ポンプを用いたタイプや、各流路にそれ
ぞれコックを設けて流路を切換えるタイプのものにも適
用できる。すなわち、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試薬、溶剤等がそれぞれ充填
された試薬ビン、溶剤ビンとを装備して、給液手段によ
って各試薬ビン、溶剤ビンから試薬、溶剤等を反応器に
順次送り込むように構成した合成装置に広く適用するこ
とができる。また、反応器自体を反転可能に設けて、給
液時に反転させ試薬等を送り込むようにしてもよい。さ
らに、手動タイプの装置に限定されず、自動タイプの装
置にも適用できる。

以上説明したように本発明によれば、試薬、溶剤等を送
り込む給液流路を反応器の底部に接続するように構成し
てなるので、給液時に攪拌作用が生じ、このため試薬等
とサポートとの接触を充分に図ることができ、反応器の
頂部から送り込む場合よりも操作時間を短縮することが
可能となる。

また、溶剤等を反応器の頂部からたれ流す場合に比して
、溶剤等の無駄がなく、経済的である。

さらに、バブリングのための不活性ガス（Ｎ２ガス）は
流量調整器を通って反応器の底部から吹き。

込まれるので、試薬等があふれ出るようなことがなく、
手間がかからずバブリングが良好に行なえる。したがっ
て、本発明によれば、合成作業能率を向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例を示す装置全体のフローシ
ート、第２図は装置の外観を示す正面図、第３図〜第５
図は本発明の第二、三、四実施例を示す要部のフローシ
ート、第６図は第二、三、四実施例における反応器の底
部構造を示す部分断面図である。１・・・・・・窒素ボンベ、３〜８・・・・・・試薬ビ
ン、溶剤ビン、９，１０・・・・・・切換弁、１１・・
・・・・反応器、１６・・・・・・流量調整器（ライン
フィルタ）、２０ａ・・・・・・給液流路。

Claims

【特許請求の範囲】

装置全体に、反応器と、ポリヌクレオチド合成反応に必
要な試薬、溶剤等が充填された試薬ビン、溶剤ビンとを
装備して、不活性ガスにより各試薬ビン、溶剤ビンから
試薬、溶剤等を反応器に順次送り込むように構成したポ
リヌクレオチド合成装置において、前記反応器の底部に
、試薬、溶剤等の給液流路を接続し、かう前記不活性ガ
スをバブリングに必要な流量に調整した流量調整器を通
して反応器の底部から供給する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。