气压驱动连续流动反应管、反应器、反应装置及其应用制造方法及图纸

本发明专利技术提供气压驱动连续流动反应管、反应器、反应装置及其应用，所述反应管两端开口，当垂直放置时，其顶端开口为入口，底端开口为出口，所述反应管内设置微孔薄膜作为截留膜，所述微孔薄膜的上方设有压环，其与管体间以过盈配合的方式将所述微孔薄膜固定。本发明专利技术所述反应管能够实现气压驱动连续流动固相反应，藉此，能够开发出高通量自动化的微量或小量固相合成仪，解决本领域长期想解决但未能解决的技术问题。

Air pressure driven continuous flow reaction tube, reactor, reaction device and application thereof

The invention provides a pneumatic drive continuous flow reactor, reactor, reaction apparatus and its application, the reaction tube open at both ends, when placed vertically, the top opening to the entrance of the bottom opening for export, the reaction tube is arranged in the microporous film as cut-off membrane, pressure ring is arranged above the micro hole film the tube body, and the interference fit of the microporous film is fixed. The invention of the reaction tube can realize the pressure driven continuous flow of solid state reaction, therefore, to develop a trace or a small amount of solid phase synthesis instrument high-throughput automation, solve the field to be solved for a long time but failed to solve technical problems.

【技术实现步骤摘要】
气压驱动连续流动反应管、反应器、反应装置及其应用
本专利技术涉及用于固相化学合成的反应仪器，特别涉及气压驱动连续流动反应管、反应器、反应装置及其应用，属于固相化学合成

技术介绍
固相化学合成的基本方法是将反应物连接到带有活性基团的固相高聚物骨架上，通过流体相引入反应物与固相载体上的活性基团发生化学合成反应，杂质和副产物则留在流体相中经清洗而去除，最后采用适当的化学方法将目标合成产物裂解下来。由于固相合成的产物被固定在固相上，而杂质和副产物保留在液相中，容易进行分离，固相化学合成能够获得较高的产率和纯度。自美国科学家Merrifield创立(J.Am.Chem.Soc.,1963,85,2149-2154.)之后，固相化学合成已经得到了深入发展，Merrifield也因此获得诺贝尔化学奖。目前很多生物大分子，尤其是多肽和DNA等在生物学研究中具有重要意义的大分子，往往通过固相化学合成方法制备。固相多肽合成是固相化学合成的一个重要应用方向。近年来，随着蛋白质组学等高通量研究方法的逐渐普及，对高通量合成多肽的需求也日趋增加。利用高通量方法可以合成大量多肽样品，进行定量蛋白质组学研究，也可以构建高容量肽库，通过与目标分子的相互作用，筛选获得多肽药物或疾病标记物等。然而，尽管固相多肽合成已经发展多年，商品化仪器也广泛应用，但这些设备一般基于低通量的大产量多肽合成，需要大量人工操作，不适应于蛋白质组学研究的需要。CN201459000U公开了一种固相多肽合成装置，该装置能在低成本下实现半自动化，减少工作人员接触有毒溶剂的机率、简单重复工作的工作量，以及仪器及一些实验用品的应用，提高效率。然而，商品化玻璃砂芯管由于加工工艺的限制，体积较大，不适合用于毫克量级的多肽合成，并且由于多肽合成试剂腐蚀性较强，该装置中使用的三通阀、放空阀等需要使用玻璃材质制造，需要使用手工进行操作，无法做到完全自动化和高通量并行控制，并且不适用于高通量的微量或小量多肽的合成。微量固相化学合成技术虽然已经有所报道(Science,2007,318,1888-1888.,Proteomics,2003,3,2135-2141.；专利技术专利申请：组装式化合物阵列芯片及制备方法，03112772.X)，但是这些固相合成往往是静态反应，不能及时输送新鲜反应液，而且需要复杂昂贵的外部设备和特殊的反应试剂。因此，发展结构简单、易于高通量集成的微量固相化学合成仪具有十分诱人的前景。微流控芯片(Sens.Actutors,B,1990,1,244-248.)是近年来发展迅速的科技领域之一，而构建化学微反应器是微流控芯片的重要应用方向之一(Tetrahedron,2005,61:2733-2742；Chem.Rev.,2007,107,2300-2318.)。采用微流控芯片技术构建固相化学合成微反应器，适合于微量化学分子合成，因此基于微流控芯片技术用于固相化学合成的反应器近年来也有报道(LabChip,2013,13:3347-3350；LabChip,2011,11:929-935)。但是，微流控芯片由于尺度太小，用于固相多肽合成时容易发生流道堵塞、后处理不便、附属装置复杂等问题，限制了此类装置进行高通量合成。同时，固相化学合成如固相多肽合成需要使用二甲基甲酰胺(DMF)、二氯甲烷(DCM)、三氟乙酸(TFA)等强有机溶剂和挥发性强酸，因此常规用于控制反应试剂的泵、阀等都难以直接运用。由于工业中应用的多肽合成设备不适合于微量固相多肽合成，而微流控芯片等适合于微量多肽合成的方法不容易进行高通量自动化集成，因而以上两种途径均不能满足蛋白质学研究对多种类微量多肽的迫切需求。综上可知，本领域长期想开发一种反应仪，以期能够实现高通量自动化的微量或小量固相合成，但均未得到有效解决。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的之一在于提供一种气压驱动连续流动反应管，该反应管能够实现气压驱动连续流动固相反应，藉此，能够开发出高通量自动化的微量或小量固相合成仪，解决本领域长期想解决但未能解决的技术问题。本专利技术的另一目的在于提供包含前述反应管的反应器、反应装置及反应系统。本专利技术的再一目的在于提供前述反应管、反应器、反应装置或反应系统的应用。为实现上述目的，本专利技术提供一种气压驱动连续流动反应管，其中，该反应管两端开口，当垂直放置时，其顶端开口为入口(可装入固相载体、反应试剂及输入压力等)，底端开口为出口(可为洗涤液、反应液等流出口)，所述反应管内设置微孔薄膜作为截留膜，所述微孔薄膜的上方设有压环，其与管体间以过盈配合的方式将所述微孔薄膜固定。应用前述反应管进行固相反应时，将固相载体与反应试剂从入口加入到反应管中，当反应试剂不受到外部气压驱动时，滞留在管中或缓慢流出，当反应试剂受到外部气压驱动时(例如采用塞子将反应管密封，然后使用带活塞的注射器向反应管内打气)，反应试剂流经固相载体，实现连续流动的固相化学合成，可根据设定的压力大小和施压时间，按所需要的速率实现固相化学合成。本专利技术以微孔薄膜作为截留膜，并以压环将其固定，封闭效果较好，液体不易从旁边缝隙中流过。而现有固相合成管使用玻璃砂芯作为截留板，其一方面需要专门定制；另一方面易碎不容易安放，需要采用热处理工艺实现其与玻璃反应管的粘合；再者，同等厚度时，玻璃砂芯存留反应试剂的效果弱于微孔薄膜(如硅胶等材质微孔薄膜)。以上原因使得玻璃砂芯固相合成管只能适用于结构尺寸较大的固相合成，不适合微量或小量固相合成，而本专利技术气压驱动连续流动反应管能适用于微量或小量固相合成，藉此，能够开发出高通量自动化的微量或小量固相合成仪。前述反应管能实现微量或小量固相化学合成，并易于扩展成相应的反应器、反应装置及系统，从而实现高通量自动化的固相化学合成。作为本专利技术的具体实施方式，本专利技术所述反应管(例如在顶端外沿)设有挂载结构。例如所述挂载结构为挡板，利用该挡片能使反应管放置在有孔的支架或承载盘上，从而便于实现多反应管高通量集成。本专利技术反应管中的微孔薄膜可商购获的，其层数的设置可根据实际情况而定，作为本专利技术的具体实施方式，本专利技术所述微孔薄膜的层数为4～12层，其孔径小于1微米。作为本专利技术的具体实施方式，本专利技术所述微孔薄膜的材质选自硅胶或PTFE；所述反应管的材质选自聚丙烯或FEP；作为本专利技术的具体实施方式，所述压环的材质与所述反应管的材质相同。作为本专利技术的具体实施方式，本专利技术所述反应管具有反应管主体及与其直接连通的锥形出口件，所述微孔薄膜位于反应管主体与锥形出口件的连通处附近；优选地，所述反应管主体的内径逐渐减少，其上端内径为6～8mm，下端内径为4.5～5.5mm，所述反应管主体的长度为4～6mm。进一步优选地，所述锥形出口件的长度为6～12mm，其出口内径为0.5～0.8mm。当应用于具体类型及需求量的固相合成时，本专利技术可根据实际情况调整反应管主体的径高比，例如，对于微量或小量固相多肽合成而言，通常调整径高比使反应管所容纳的试剂可以进行0.1～10毫克范围的固相多肽合成，以满足微量或小量多肽合成的需求。另一方面，本专利技术提供一种气压驱动连续流动反应器，所述反应器包含本专利技术前述气压驱动连续流动反应管及用于密封该反应管的密封件；所述密封件为套层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气压驱动连续流动反应管，其中，该反应管两端开口，当垂直放置时，其顶端开口为入口，底端开口为出口，所述反应管内设置微孔薄膜作为截留膜，所述微孔薄膜的上方设有压环，其与管体间以过盈配合的方式将所述微孔薄膜固定；优选地，所述反应管设有挂载结构。

【技术特征摘要】
1.一种气压驱动连续流动反应管，其中，该反应管两端开口，当垂直放置时，其顶端开口为入口，底端开口为出口，所述反应管内设置微孔薄膜作为截留膜，所述微孔薄膜的上方设有压环，其与管体间以过盈配合的方式将所述微孔薄膜固定；优选地，所述反应管设有挂载结构。2.根据权利要求1所述的气压驱动连续流动反应管，其中，所述微孔薄膜的层数为4～12层，其孔径小于1微米。3.根据权利要求1所述的气压驱动连续流动反应管，其中：所述微孔薄膜的材质选自硅胶或PTFE；所述反应管的材质选自聚丙烯或FEP；优选地，所述压环的材质与所述反应管的材质相同。4.根据权利要求1～3中任一项所述的气压驱动连续流动反应管，其中，所述反应管具有反应管主体及与其直接连通的锥形出口件，所述微孔薄膜位于反应管主体与锥形出口件的连通处附近；优选地，所述反应管主体的内径逐渐减少，其上端内径为6～8mm，下端内径为4.5～5.5mm，所述反应管主体的长度为4～6mm；进一步优选地，所述锥形出口件的长度为6～12mm，其出口内径为0.5～0.8mm。5.一种气压驱动连续流动反应器，所述反应器包含权利要求1～4中任一项所述的气压驱动连续流动反应管及用于密封该反应管的密封件；所述密封件为套层结构，最内层为通气管，通气管外面套轴向截面为倒T的弹性硅胶，所述弹性硅胶外面套轴向截面为倒T的不锈钢基体，所述不锈钢基体外面套弹簧，所述不锈钢基体靠近上端面附近设有凹槽以能通过卡簧将整个密封件固定，所述弹性硅胶下端面平整，该端面的直径大于所述反应管的顶端入口的外径，以使在压力的作用下可密封所述反应管。6.一种气压驱动连续流动反应装置，所述装置包括多套权利要求5所述的气压驱动连续流动反应器、可上下移动的机械、可水平移动的机械，气压驱动连续流动反应器中的密封件固定在所述可上下移动的机械上，气压驱动连续流动反应器中的反应管放置在所述可水平移动的机械上，通过该可上下移动的机械及该可水平移动的机械的移动能将所述反应管密封；优选地，所述反应管的中心线与所述密封件的轴心同轴。7.一种气压驱动连续流动反应系统，该反应系统包括权利要求6所述气压驱动连续流动...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑晖，胡志远，
申请(专利权)人：北京中科纳泰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11