摘要：在我们身体的每一个细胞中，时刻都在进行着繁忙的分子活动。蛋白质是生命活动的主要执行者，而许多蛋白质的功能核心，则是由一段较短的氨基酸链——​多肽​​来承担的。从调节血糖的胰岛素，到增强免疫力的胸腺肽，再到如今广泛研究的各种抗菌肽、抗癌肽，多肽在医药、化妆品、生

在我们身体的每一个细胞中，时刻都在进行着繁忙的分子活动。蛋白质是生命活动的主要执行者，而许多蛋白质的功能核心，则是由一段较短的氨基酸链——​多肽​​来承担的。从调节血糖的胰岛素，到增强免疫力的胸腺肽，再到如今广泛研究的各种抗菌肽、抗癌肽，多肽在医药、化妆品、生物研究等领域扮演着至关重要的角色。

然而，如何精准地获取这些特定的多肽呢？从自然界中提取往往产量低、成本高。于是，科学家们发明了一种强大的工具，能够像搭乐高积木一样，按照设计图纸，一个接一个地拼接氨基酸，精准地制造出任何想要的多肽链。这个工具就是——​​多肽合成仪​​。

​​一、核心原理：固相合成法——在“珠子”上搭建分子大厦​​

多肽合成仪的核心工作原理是​​固相合成法​​，这是由美国生物化学家布鲁斯·梅里菲尔德在1963年提出的革命性概念，并因此获得了1984年的诺贝尔化学奖。它的精妙之处在于，将化学反应从复杂的溶液中转移到一个固体的“舞台”上，大大简化了过程。

我们可以用一个生动的比喻来理解它：

1.地基（固相载体）​​：

合成开始于一颗微小的、由树脂材料制成的​​珠子​​。这颗珠子就是搭建多肽大厦的“地基”。第一个氨基酸分子通过一个稳定的“ linker”（连接器）被牢牢地固定在这个地基上。

2.​​积木块（氨基酸）​​：

每一个氨基酸就是我们搭建大厦所用的“乐高积木块”。但这些积木块并不简单，它们身上除了有用于连接的“凸起”（氨基 -NH₂）和“凹槽”（羧基 -COOH），还有其他一些敏感的化学基团需要被暂时“保护”起来，防止它们胡乱反应。这就是“保护基”的作用。

3.搭建步骤（循环化学反应）​​：

多肽的合成是一个循环往复的过程，每增加一个氨基酸，就需要经历以下四个关键步骤：

脱保护​​：首先，需要移除地基上第一个氨基酸的“氨基保护基”，露出它的“凸起”（游离氨基），为连接下一个积木做好准备。

活化与耦联​​：将下一个要连接的氨基酸“积木”进行化学活化，使其更容易发生反应。然后将其送入反应柱与地基上的氨基酸相遇，两者的“凸起”和“凹槽”迅速结合，形成牢固的肽键。第一个积木就成功搭上了。

​​冲洗​​：反应完成后，用溶剂冲洗掉所有未反应的氨基酸和副产物，只留下连接在珠子上的产物，确保每一步的纯净。

循环​​：重复上述“脱保护-耦联-冲洗”的步骤，从C端（羧基端）到N端（氨基端），按照预设的序列，一个一个地将氨基酸“积木”添加上去，直到整条多肽链完成为止。

4.竣工与交付（切割与纯化）​​：

当所有氨基酸都按顺序连接完毕后，整个多肽链仍然连接在树脂珠上。最后一步是使用特殊的化学试剂（如三氟乙酸）将完成的“多肽大厦”从它的“地基”（树脂珠）上切割下来，并同时移除所有氨基酸侧链上的保护基。释放出来的粗品多肽再经过​​高效液相色谱​​等精密手段进行纯化，才能得到最终高纯度的目标多肽。

​​二、仪器组成：自动化的化学工厂​​

一台现代多肽合成仪，本质上就是一个高度自动化的微型化工厂，其主要组成部分包括：

​​反应柱​​：合成发生的核心“厂房”，里面装着连接了第一个氨基酸的树脂珠。

​​试剂库​​：储存各种被保护好的氨基酸单体、溶剂（如DMF）、活化剂、脱保护剂等的“原料仓库”。

​​流体输送系统​​：由精密泵、阀门和管道组成的“输送带”，能够按照计算机程序的指令，在准确的时间将特定的试剂和氨基酸输送到反应柱中。

​​计算机控制系统​​：整个工厂的“大脑”。操作人员只需输入想要合成的多肽序列，电脑就会自动控制整个合成循环，精准无误。

​​废液收集系统​​：负责收集每一步反应后产生的废液，保持“厂房”清洁。

​​三、为何如此重要？​​

多肽合成仪的发明彻底改变了多肽科学：

​​自动化与高效​​：实现了全自动合成，取代了繁琐、耗时且容易出错的手工操作，可以在数小时或数天内合成出长达几十个氨基酸的多肽。

​​高精度与高纯度​​：计算机控制的精度极大提高了合成的成功率和产物的纯度。

​​多样性​​：允许科学家设计和合成自然界中不存在的非天然氨基酸多肽，为药物研发开辟了全新的天地。例如，许多新型的糖尿病、肥胖症药物和抗癌药物都是基于通过多肽合成仪制备的先导化合物研发而成的。

​​四、应用领域​​

​​制药工业​​：研发和生产多肽类药物（如胰岛素、GLP-1受体激动剂等）。

​​学术研究​​：研究蛋白质功能、制备抗体、探索酶的作用机制等。

​​化妆品行业​​：合成具有特定功能的活性肽，如抗皱、修复、美白等。

​​诊断试剂​​：制备用于疾病检测的多肽抗原或探针。

​​结语​​

多肽合成仪，这位微观世界的“乐高大师”，以其精湛的“搭建”技艺，成为了现代生命科学和生物医药领域不可或缺的基石工具。它让我们拥有了“编写”生命密码片段的能力，从而不断推动着新药研发和科学发现的边界，为人类健康和认知生命本身做出了巨大的贡献。

文章资料来源：多肽合成与生物分析_多肽合成公司|Gyros Protein Technologies

来源：科学零角度