Σύνθεση πεπτιδίων έγινε αποτελεσματική χρησιμοποιώντας κατεργασία με υπερήχους

Η σύνθεση πεπτιδίων στερεάς φάσης (SPPS) είναι η κοινή μέθοδος σύνθεσης πεπτιδίων. Υπερήχους είναι ένα αξιόπιστο εργαλείο για την εντατικοποίηση στερεά φάση πεπτιδική σύνθεση με αποτέλεσμα υψηλότερες αποδόσεις, βελτιωμένη καθαρότητα, καμία racemization και σημαντικά επιταχυνόμενη ταχύτητα αντίδρασης. Hielscher Υπέρηχοι προσφέρει διάφορες λύσεις υπερήχων για σύνθεση πεπτιδίων, διάσπαση, και διάλυση.

Υπερήχων σύνθεση πεπτιδίων

Υπερήχους εφαρμόζεται ήδη ευρέως ως μέθοδος εντατικοποίησης στην οργανική σύνθεση και είναι γνωστή για τα πλεονεκτήματά της, όπως δραστικά μειωμένοι χρόνοι αντίδρασης, υψηλότερες αποδόσεις, λιγότερα υποπροϊόντα, η έναρξη των οδών, η οποία δεν θα μπορούσε να επιτευχθεί με άλλους τρόπους, ή / και καλύτερη επιλεκτικότητα. Μεγάλα οφέλη μπορούν επίσης να ληφθούν, όταν κατεργασία με υπερήχους συνδυάζεται σε αντιδράσεις σύνθεσης πεπτιδίων. Τα αποτελέσματα της έρευνας έχουν δείξει ότι η υπερηχητικά υποβοηθούμενη σύνθεση πεπτιδίων επιτυγχάνει βελτιστοποιημένη απόδοση πεπτιδίων με υψηλή καθαρότητα, χωρίς ρακεμοποίηση μέσα σε σύντομο χρόνο αντίδρασης.

Η σύνθεση πεπτιδίων στερεάς φάσης βελτιώθηκε με υπερήχους

Η σύνθεση πεπτιδίων στερεάς φάσης (SPPS) είναι μια χημική αντίδραση που επιτρέπει τη συναρμολόγηση μιας πεπτιδικής αλυσίδας μέσω διαδοχικών αντιδράσεων παραγώγων αμινοξέων σε ένα αδιάλυτο πορώδες στήριγμα. Ωστόσο, η παραδοσιακή σύνθεση πεπτιδίων στερεάς φάσης είναι μια σχετικά αναποτελεσματική και αργή διαδικασία. Ως εκ τούτου, υπερήχων εντατικοποίηση της πεπτιδικής σύνθεσης είναι ένα ιδιαίτερα θεωρείται εργαλείο για μια πιο αποτελεσματική και ταχεία σύνθεση των πεπτιδίων.
Silva et al. (2021) compared “classical” fluorenylmethoxycarbonyl (Fmoc)-solid phase peptide synthesis (SPPS) with ultrasound (US)-assisted SPPS based on the preparation of three peptides, namely the fibroblast growth factor receptor 3(FGFR3)-specific peptide Pep1 (VSPPLTLGQLLS-NH2) and the novel peptides Pep2 (RQMATADEA-NH2) and Pep3 (AAVALLPAVLLALLAPRQMATADEA-NH2).
US-assisted SPPS led to a 14-fold (Pep1) and 4-fold time reduction (Pep2) in peptide assembly compared to the “classical” method. Interestingly, ultrasound-assisted SPPS yielded Pep1 in higher purity (82%) than the “classical” SPPS (73%). The significant time reduction combined with high crude peptide purity attained prompted the research team to apply US-assisted SPPS to the large peptide Pep3, which displays a high number of hydrophobic amino acids and homooligo-sequences. Remarkably, the synthesis of this 25-mer peptide was attained within less than 6 hours (347 min) in moderate purity (approx. 49%).

Merlino et al. (2019) also conducted a comprehensive study of the ultrasonic effects on Fmoc-based solid-phase peptide synthesis, which allowed for the synthesis of different biologically active peptides (up to 44-mer), with a remarkable savings of material and reaction time. They demonstrated that ultrasonication did not exacerbate the main side reactions and improved the synthesis of peptides endowed with “δύσκολες ακολουθίες”, τοποθετώντας την υπερηχητικά προωθούμενη σύνθεση πεπτιδίων στερεάς φάσης (US-SPPS) μεταξύ των τρεχουσών υψηλής απόδοσης πεπτιδικών συνθετικών στρατηγικών.

Η διαθεσιμότητα συστημάτων υψηλής απόδοσης για την υπερηχητική (ηχητική) σύνθεση πεπτιδίων επιτρέπει σημαντικά βελτιωμένα ποσοστά σύνθεσης και αύξηση της καθαρότητας των πρώτων υλών. (πρβλ. Wołczański et al., 2019)

Υπερήχων διάσπαση των πεπτιδίων

Μετά τη σύνθεση πεπτιδίων στερεάς φάσης (SPPS), τα συνθετικά πεπτίδια πρέπει να διασπώνται από τις πολυμερείς ρητίνες. Αυτό το βήμα είναι επίσης γνωστό ως αποπροστασία. Όταν συγκρίνεται η κοινή ανακίνηση και υπερήχους για διάσπαση πεπτιδίων από ρητίνη, η μέθοδος ανακίνησης απαιτεί περίπου 1 ώρα, ενώ η διάσπαση υπερήχων μπορεί να επιτευχθεί σε 15 έως 20 λεπτά. Η διάσπαση πεπτιδίων υπερήχων μπορεί να εφαρμοστεί στη διάσπαση προστατευμένων αμινοξέων και πεπτιδίων που συνδέονται με ρητίνες πολυστυρολίου μέσω δεσμών βενζυλεστέρα.

Υπερήχων υψηλής απόδοσης για σύνθεση πεπτιδίων
Hielscher Υπέρηχοι προσφέρει διάφορες υπερήχων λύση για άμεση και έμμεση υπερήχηση. Ισχυροί και με ακρίβεια ελεγχόμενοι επεξεργαστές υπερήχων παρέχουν ακριβώς τη σωστή ποσότητα ενέργειας υπερήχων στο δοχείο αντίδρασης. Είτε χρησιμοποιείτε σύριγγες, σωλήνες, πλάκες πολλαπλών φρεατίων, ή γυάλινους αντιδραστήρες ως δοχείο σύνθεσης, Hielscher Υπέρηχοι προσφέρει το πιο κατάλληλο υπερήχων για την εφαρμογή πεπτιδίων σας.

Πολλές συνθέσεις πεπτιδίων πραγματοποιούνται σε σύριγγες (π.χ. αντιδραστήρες σύριγγας). Ο υπερηχητικός αναδευτήρας σύριγγας Hielscher υπερήχων υπερήχων το πεπτιδικό διάλυμα που συνδέει τα κύματα υπερήχων μέσω του τοιχώματος της σύριγγας στο υγρό. Ο υπερηχητικός αναδευτήρας σύριγγας είναι μία από τις πιο δημοφιλείς λύσεις υπερήχων για την υπερηχητικά υποβοηθούμενη σύνθεση πεπτιδίων.
Το υπερηχητικό cuphorn είναι ένα κατάλληλο εργαλείο για την υπερήχηση έως και 5 αγγείων αντιδραστήρα, ενώ το VialTweeter μπορεί να χωρέσει έως και δέκα σωλήνες αντίδρασης συν επιπλέον πέντε μεγαλύτερα αγγεία μέσω εξαρτήματος σύσφιξης.
For other reactor types such as the Merrifield or Kamysz solid-phase reactor and other polypropylene or borosilicate vessels and reactors, Hielscher offers customized clamp-on ultrasonic systems for indirect sonication.
Για τη σύνθεση πεπτιδίων στερεάς φάσης σε πλάκες πολλαπλών φρεατίων / μικροτιτλοδότησης, η UIP400MTP είναι η ιδανική συσκευή. Υπερήχων σπηλαίωση συνδέεται έμμεσα ομοιόμορφα στα πολυάριθμα φρεάτια δείγματος για ανώτερη μεταφορά μάζας και αντίδραση σύνθεσης. Παρακολουθήστε το παρακάτω βίντεο για να δείτε το UIP400MTP σε δράση!
Of course, larger stirred glass reactors, e.g. for solution-phase synthesis, can be easily equipped with ultrasonic probes (a.k.a. sonotrodes or ultrasonic horns) of any size.

Ο UIP400MTP υπερηχητικός ομογενοποιητής μπορεί να υπερήχων πλάκες πολλαπλών φρεατίων και πλάκες μικρο-τιτλοδότησης για κυτταρική λύση, κατακερματισμό DNA, διασπορά ή ομογενοποίηση.