JPH0256635B2 - - Google Patents
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Description
本発明は一般に、化学的プロセスを行なうため
の改良装置及び方法に関し、さらに詳細には多数
のアミノ酸単位を含有する蛋白質又はペプチド鎖
の順次減成をこれら単位の順序を決定するために
自動的に行なう改良装置に関するものである。 蛋白質及びペプチドにおけるアミノ酸単位の線
順序は、それらの生物学的機能を理解しかつ最終
的には同じ機能を示む化学物を合成する手段とし
て極めて興味がある。アミノ酸の線順序を決定す
るため各種の技術が使用されているが、恐らく最
も成功しているものはエドマン法として知られて
いるものであろう。種々な形のエドマン法及びこ
れら方法を自動的に行なうための装置が下記の刊
行物に記載されている。 エドマン及びペツグ、「蛋白質順序決定装置」、
ヨーロピアン・ジヤーナル・バイオケミストリ
ー、第1巻(1967)、第80〜91頁;ホイツトマン
−リーブオールド、「自動変換装置を備えた改良
順序決定装置による大腸菌における10種のリボソ
ーム蛋白質のアミノ酸順序研究」、ホツペセイラ
ース・ツアイトシユリフト・フイジオロジツシ
エ・ヘミー、第354巻、第1415頁(1973);ホイツ
トマン−リーブオールド等、「アニリノチアゾリ
ノンからPTHアミノ酸への自動変換に対する改
良順序決定装置に結合した装置」、アナリテイカ
ル・バイオケミストリー、第75巻、第621頁
(1976);1976年5月25日付「アミノ酸順序の自動
決定法」と題する米国特許第3959307号;フンカ
ピラー及びフード、「改良順序決定装置と非蛋白
質キヤリア(ポリプレン)と高圧液体クロマトグ
ラフイーとを使用するポリペプチドの直接搭ミク
ロ順序分析」、バイオケミストリー第2124頁
(1978);アール・エー・ラウルセン、ヨーロピア
ン・ジヤーナル・バイオケミストリー、第20頁
(1971);イー・ワツハター、エツチ・マツハライ
ト、エツチ・ホフナー及びジエー・オツト、
FEBSレター第35巻、第97頁(1973);1973年4
月3日付「化学過程を自動的に行なうための装
置」と題する米国特許第3725010号;1973年2月
20日付「ペプチド鎖の順次減成方法」と題する米
国特許第3717436号;1975年7月1日付「ペプチ
ド及び蛋白質の順序決定装置」と題する米国特許
第3892531号;1977年12月27日付「ペプチド又は
蛋白質の順序決定方法及び装置」と題する米国特
許第4065412号。さらに特記すべき装置は、1979
年12月26日付で出願された「化学過程の実施装
置」と題する米国特許出願番号第106828号明細書
に記載されている。 簡単に云えば、上記刊行物において検討されて
いるように、エドマンの順次減成方法は3つの工
程、すなわち結合(coupling)と開裂
(cleavage)と変換(conversion)とを含んでい
る。結合工程においては、フエニルイソチオシア
ネートがペプチドのN−末端αアミノ基と反応し
てフエニルチオカルバミル誘導体を生成する。開
裂工程においては、無水酸を使用してフエニルチ
オカルバミル誘導体を開裂させることによりアニ
リノチアゾリノンが生成される。チアゾリノンを
抽出した後、残部ペプチドは次サイクルの結合及
び開裂反応に使用される。酸水溶液を使用してチ
アゾリノンをフエニルチオヒダントインに変換さ
せ、これをたとえばクロマトグラフイーのような
適当な方法で分析することができる。 米国特許第3725010号の自動化装置、更には上
記に挙げたホイツトマン−リーブオールドの論文
並びに米国特許出願第106828号で改良された自動
化装置は、通常「回転カツプ」として知られそし
て密閉反応室内に置かれる回転反応セルの内壁に
形成させた薄膜において、反応を行なうような自
動化順序決定装置である。室に対し調節した量の
液体試薬を導入及び除去する手段を設けて、不活
性雰囲気中で蛋白質又はペプチドの試料と反応さ
せる。分析すべき試料は最初に回転カツプ中に置
かれ、次いで結合及び開裂反応を行なうのに必要
な各種の試薬及び溶剤が順次して導入及び除去さ
れる。カツプが回転する際、液体試薬と溶剤とは
それ自身でカツプ壁部上に薄膜を形成して、試料
薄膜中に浸透してこれと反応する。試薬は試料薄
膜を溶解させ、エドマン法の結合及び開裂工程を
遂行する。結合及び開裂工程の完了後、反応室を
排気して試薬の揮発成分を除去する。結合後の排
気に続いて、残存する試料薄膜を溶剤で抽出する
ことにより不揮発成分を除去する。開裂後の排気
に続いて、生成したチアゾリノンを溶剤により試
料薄膜から抽出しかつ別のフラスコに移して変換
工程を行なうか又は各種フラクシヨンを集めて乾
燥する装置に移す。変換工程を変換フラスコ中で
直ちに行なわない場合は、この工程を後に多数の
フラクシヨンについて同時に行なうことができ
る。 回転カツプに対する流体の導入及び導出は、反
応室の上壁部の開口部を封止しそこからカツプ内
のある位置まで垂下する栓を貫通する流体用導管
によつて達成される。流体は回転カツプ中へその
底部に隣接する個所において直接に導入され、カ
ツプの円筒状内表面における環状溝から抜き取ら
れる。抜き取るべき流体はカツプが高速回転する
とき遠心力により環状溝中に強制送入され、溝中
に突入した内方端部を有する導管を介して抜き取
られる。したがつて、この流出導管は、反応生成
物と副生物並びに抽出用溶剤を除去するための掬
出し器として作用する。 回転カツプ装置中の蛋白質又はペプチド試料自
体が凝集性薄膜を形成するのに充分な量を持たな
い場合は、操作は、しばしばカツプの内壁上で溶
剤抽出の際に比較的厚い層の非蛋白質キヤリア材
料内にて行なわれる。次いで、結合及び開裂反応
が起こりうるよう、反応工程の際にキヤリア材料
と試料とを液体試薬中に溶解させる。化学組成
1,5−ジメチル−1,5−ジアザウンデカメチ
レンポリメトブロマイドを有する高分子第4アン
モニウム塩がこの目的で使用されている。試料を
確実に保持するにはキヤリアが相当量で使用せね
ばならず、そしてキヤリアと試料の両者は液体試
薬により溶解させて、試料と試薬との間で反応を
可能ならしめられる。 回転カツプ型の装置は多くの場合許容しうる実
験結果を与えることもあるが、幾つかの欠点を有
する。たとえば、主として使用する試薬が液状で
あり、これを多量に使用せねばならないため、適
当に多量の蛋白質又はペプチド試料を取得しかつ
必要試薬の充分な供給を確保する経費が極めて高
くつく。液体試料と溶剤とは、これらがカツプ壁
上を通過する際試料部分を薄膜から分離させてカ
ツプの壁部から洗い流す傾向を有し、装置の各連
続サイクルで得られる末端アミノ酸単位の収率を
減少させる。したがつて、充分な試料が最後のサ
イクルまで残留して有用な結果を得ることを確保
するには、試料の初期量を充分大にせねばならな
い。さらに、この型式の装置は、反応室の容積が
大きくかつそこに存在する試料を減圧乾燥するこ
とにより準揮発性の液体試薬と溶剤とを反復除去
する必要があるため、かなり長いサイクル時間を
必要とする。さらに、回転カツプ順序決定装置は
製造及び修理が共に極めて複雑で高価につく。 異なる型式の順序決定装置が上記ラウルセン及
びワツハターの文献に開示されており、この場合
試料は共有結合により複数の小ビーズの表面に不
動化される。これらビーズは反応塔内に収納され
て多孔性充填物を形成し、この反応塔に液体試薬
を満たして化学プロセスを遂行する。使用する開
裂試薬は蛋白質及びペプチドに対し優れた溶剤で
あるため、試料をその場に保持するには共有結合
が完全でなければならない。しかしながら、共有
結合は実際上達成困難である。また、充填塔は洗
浄困難であつて、そこに存在するビーズは使用中
に崩壊する傾向がある。 従来、静止反応室内に試料を入れてこの試料を
気体若しくは蒸気状の少なくとも1種の試薬にか
けることにより、これら装置の欠点を克服するよ
う設計した順序決定装置が提案されている。上記
の米国特許第3892531及び4065412号はこのような
2種の装置を開示しているが、そのいずれも充分
満足には作動しない。 米国特許第3892531号の装置は反応室内に閉鎖
指状伸長部を備えており、これによりペプチド若
しくは蛋白質試料を順次して気体試薬と溶剤とに
曝露する間調節された温度に保持する。試薬を導
入する都度、伸長部を内部から冷却してそこで凝
縮を生ぜしめる。次いで伸長部を加温して試料を
液体中に溶解させ、反応を進行させる。試料と反
応させた後、望ましくない準揮発性薬品を熱と不
活性ガス流との組合せにより試料から乾燥させ、
或いは伸長部上に凝縮する溶剤により末端アミノ
酸と共に伸長部から滴下するまで洗浄することが
できる。 米国特許第4065412号の装置及び方法において
は、蛋白質又はペプチド試料は、化学的結合又は
直接吸着により反応塔内の多数の小さな巨孔執ビ
ーズの内表面と外表面との両者に被覆される。各
種の試薬及び溶剤を気体状又は液状のいずれかで
順次に充填塔に通して所望の減成反応を生ぜしめ
る。反応塔に対する試薬と溶剤との流れは、10位
置回転面封止弁により制御される。 残念ながら、これら特許の装置は、多数の減成
サイクルにおいて、許容しうる結果を達成するの
に充分な汚染のない環境を与えない。たとえば、
これら装置においては蛋白質又はペプチド試料を
効率的に洗浄するのが困難である。溶剤が試料か
ら滴下する点まで溶剤を凝縮させることにより試
料を洗浄する上記方法は、種々の反応生成物の微
量を試料上に残し、その後の化学反応を汚染する
傾向がある。同様に、反応塔内に試料を保持する
のに使用する充填物は、汚染を避けるため各種の
化学生成物を塔中に完全に移動させて塔から除去
せねばならないため洗浄困難である。これは、多
量の溶剤を使用してさえ容易に行なわれない。何
故なら、溶剤は蛋白質試料の大部分が存在するビ
ーズ内部の小孔部を通過せずに、ビーズ間の間隙
を通過する傾向を有するからである。これら装置
の流体供給管路及び流れ弁は、また充分な排気が
困難であり、化学残留物を捕捉する傾向を有し、
これら残留物はその後の反応サイクルにおける目
的とする化学反応を妨げることがある。 さらに、反応塔に充填物として使用されるガラ
ス若しくはプラスチツクビーズは、多数の減成サ
イクルにおいての使用中崩壊する傾向を有し、こ
の装置系をそこを通しての流体の流過を妨げる点
にまで閉塞させてしまう。かくして、実際上サイ
クル間で系を洗浄するのは不可能となり、塔内に
おける化学反応が不可能となるまでに汚染される
ようになる。 上記した幾つかの因子により惹起される汚染
は、順次の減成過程の継続中の累積的に進行す
る。したがつて、反応セル内の試料と試薬とは
増々汚染されるようになり、所望の結合及び開裂
反応を妨げると共に、多くの望ましくない反応を
ひき起こさせる。かくして、装置の各完結サイク
ルからの収率は減少し、一連の汚染物がフラクシ
ヨン中に入り込む。 収率は、たとえば充填物の崩壊、洗落し用溶剤
中への試料の溶解、及び充填物と試料との間の吸
着結合の破れを含む種々の理由に基づく試料の直
接的損失によりさらに低下する。 これらの作用は、多量の蛋白質又はペプチド試
料が使用できる場合或いは連鎖が比較的少数の単
位しか有しない場合には看過することもできる
が、連鎖が極めて多数の単位を有する場合或いは
極めて少量の特定蛋白質又はペプチドが入手され
る場合には状況が厳しくなる。インターフエロン
の場合にはこれら両者の状況が存在する。このイ
ンターフエロンとは或る種のウイルス感染に呼応
してひと細胞内に生成される小型蛋白質である。
インターフエロンは臨床医学の分野で最近多くの
話題を呼んでいる。何故なら、これはウイルス感
染を抑制する有効物質であると有望視されかつ抗
癌剤として極めて有望と思われるからである。イ
ンターフエロンは極めて少量しか生産されず、し
たがつて少量しか入手できない。現在、2種のひ
とインターフエロンの実際的な全世界における生
産は、多量のひと白血球(白血球インターフエロ
ン)又は或る種のひと組織培養細胞(繊維芽細胞
インターフエロン)を入手しうる比較的少数の先
進国に限られる。この制約されたインターフエロ
ンの生産能力のため、充分管理された臨床研究及
びこの分子がどのように作用するかについての基
礎的解析を行なうことが困難である。さらに状況
を複雑にしていることは、インターフエロンが約
150個のアミノ酸単位の連鎖で構成され、分析の
為にはこれら単位を個々に連鎖から開裂させねば
ならないことである。上記した種類の汚染損失
は、使用しうる蛋白質が極めて少量であるためイ
ンターフエロンにおける最初の数個のアミノ酸単
位の順序決定を妨げる。最初の数個の開裂サイク
ルを越えると、少量の試料は有意の結果がもはや
得られない点まで汚染されるようになる。 試料から開裂された各種のチアゾリノンをより
安定なフエニルチオヒダントインまで変換させる
ための、本出願人の知る最も精巧な従来の装置
は、ホイツトマン−リーブオールドの上記論文に
記載され、そして上記の米国特許出願番号第
106828号で改良されたような変換フラスコであ
る。しかしながら、本出願人は、試薬と溶剤とを
適当な毛細管により導入する場合このフラスコが
内壁部の非効率的洗浄により障害を呈することを
知つた。試薬と溶剤とを不活性ガスの流れと共に
供給してフラスコ壁部の液体を飛散させることに
よりフラスコ壁を洗浄できることが示唆されてい
る。しかしながら、この技術はフラスコへの液体
の乱調な流れをもたらし、液体供給容量の調節を
極めて困難にする。 さらに、本出願人は、もつと小容量の液体を収
容するよう従来の変換フラスコの寸法を著しく減
寸すると、変換反応の際内容物を撹拌しかつその
準揮発性成分を蒸発させるためフラスコの液体内
容物中に不活性ガス気泡を最適度に分散させるの
が困難になることを見出した。これらの目的でフ
ラスコの底部に導入される不活性ガスは比較的大
きな気泡として液体の表面まで上昇する傾向を有
し、液体を均一に撹拌せずにむしろフラスコ頂部
への液体の飛散を促進してしまう。 したがつて、多くの用途において、たとえば蛋
白質又はペプチドの順序決定のような化学過程を
実施するための、効率よく操作できかつ最小の装
置汚染でもつて最大限の順序決定サイクルを極め
て少量の試料により成功裡に実施しうるような装
置を提供することが望まれている。 概述すると、本発明は、反応室を画成する内部
表面を備えた室手段を含み、この室は流体を加圧
流れとして導通させるための入口及び出口手段を
備える。さらに、複数の流体に対し拡散により透
過性でありかつ室内に位置づけられる固体マトリ
ツクス手段が含まれる。このマトリツクス手段中
に埋入された試料は不動化されると共に、室を通
過する複数の流体のいずれにも露曝されてこれら
と化学的に反応する。 室手段は、固体マトリツクス手段を薄膜として
担持する表面手段を含むことができ、そしてマト
リツクス手段はたとえば1,5−ジメチル−1,
5−ジアザウンデカメチレンボリメトブロマイド
又は(N,N−ジメチル−3,5−ジメチレン−
ピペリジニウムクロライド)のような高分子第4
アンモニウム塩から構成することができる。 表面手段は室手段の内壁の全体又は一部として
構成することができるし、また室をほぼ横方向に
横断して延在しかつ流体を貫通させうる多孔質シ
ート手段からなることもできる。シート手段は複
数のガラス繊維で作られたシートから構成するこ
とができる。 室手段はその対向係合表面上にそれぞれ第1及
び第2空洞部を備えた一対の隣接室要素から構成
することができ、これらの第1及び第2空洞部は
互いに整列して反応室を形成する。第1及び第2
空洞部は係合面から離れる方向に、空洞部がそれ
ぞれ入口及び出口手段と連通する位置までテーパ
づけることができる。多孔質シート手段を使用す
る場合は、これを係合表面の少なくとも一方にお
ける凹部に収容し、第1及び第2空洞部を実質的
に分離する配向をもつて室内に保持する。室手段
は、封止関係で係合表面間に挾持された少なくと
も1枚の屈撓性材料のシートを含むことができ、
この屈撓性材料は複数の流体に対し透過性であ
る。また、室要素の少なくとも1つはその係合表
面上に空洞部の周囲に延在する隆起部分を備える
ことができ、これにより屈撓材料のシートを室要
素の係合表面に対し圧接し、かくして封止効果を
向上させる。 入口及び出口手段はそれぞれ室要素を貫通して
延びかつその内方端部において多孔質シート手段
の両側で反応室と連通する一対の毛細管通路から
構成することができる。これら毛細管は反応室と
同軸的であり、そこから室要素のほぼ平坦な外部
表面における外方毛細管開口部まで延在すること
ができる。 室中に複数の流体を順次に流過させる手段は、
表面上に複数のほぼ平坦なバルブ部位を備え2つ
の端部間で連続して形成されそして第1開口部を
介してバルブ部位のそれぞれに連通する第1通路
とそれぞれ第2開口部を介してバルブ部位の1つ
に連通する複数の第2通路とを具備する弁ブロツ
ク手段、及び各バルブ部位を覆う複数の弾性かつ
実質的に不透過性のダイヤフラムを包含し、各ダ
イヤフラムはバルブ部位の1つに圧接されてその
部位に連通する第1及び第2開口部を閉鎖する第
1封止状態と、その部位から引き離されて弁ブロ
ツク手段の外部を通して第1開口部と第2開口部
との間に流体流路を与える第2状態との間で作動
し、それにより第1通路と第2通路との間の流体
流れを選択的に調節することができる。接続手段
は少なくとも1つの傾斜フエルールを含み、これ
を管部材周囲に滑り係合にて密接嵌装すると共
に、通路の1つに連通する弁ブロツク手段におけ
る異なる傾斜の凹部に圧接させて、フエルールに
かかる内向きの力がフエルールと凹部との間の比
較的小さい接触面積に集中してこれらの間に流体
シールをもたらすようにする。凹部は好ましくは
前記フエルールよりも大きな角度で傾斜する。さ
らに、接続手段は、第1通路を装置の他の部分に
接続するため第1通路の一端部に取付け部を備え
ることができ、かくして第1通路はこの取付け部
と取付け部から最も離間した第2通路との間の流
体流れをフラツシユさせうるようなマニホールド
として作用する。第1通路は、鋸歯形状を有しか
つ交互の交差部において各バルブ部位に連通する
導管を形成するよう端部対端部で接続した複数の
直線通路から構成することができる。 装置は、各種の流体を導入及び除去するため内
部に突入する複数の毛細管を備えた変換フラスコ
を含むことができ、これら毛細管の少なくとも1
本は孔部を閉鎖しかつ複数の半径方向に離間した
制限オリフイスを設けた内方端部を備え、かくし
て毛細管を通る流体の流れはフラスコの内壁部に
対しスプレー作用を与えて内壁部を洗浄する。さ
らに、フラスコの底部に近接する個所で終端する
毛細管は閉鎖端部を備えると共にそれに近接して
複数の半径方向に離間した制限オリフイスを備
え、かくして毛細管通を通るガスの内方流れは複
数の小気泡を発生してフラスコ内の液体を撹拌し
或いはその乾燥を促進する。 化学物質の試料につき化学的プロセスを順次実
施する本発明の方法は、複数の流体に対し拡散に
より透過性である固体マトリツクスに試料を埋込
み、入口と出口とを備える密閉室の内部に固体マ
トリツクスを包入し、複数の流体を室中に加圧流
として入口から出口まで試料が各流体に露曝され
るように順次流過させ、それにより試料を不動化
させると共に試料と流体との間の化学的相互作用
を達成することからなつている。固体マトリツク
スは、密閉室の内壁部上に薄膜として支持するこ
とができる。その他の方法として、固体マトリツ
クスは多孔質シート上に支持させることもでき、
このシートを入口から出口まで通過する流体がこ
のシートを必らず通過するように入口と出口との
間の位置に室をほぼ横断して延在させる。固体マ
トリツクス中に試料を埋入する工程は、固体マト
リツクスを支持表面に薄膜として施こし、次いで
試料を含有する溶液をこの薄膜に、試料溶液がマ
トリツクスを溶解するように施こす工程からなる
ことができる。次いで、液体を溶液から蒸発させ
て、試料が埋入された薄膜を残留させる。 本発明の目的は、化学物質の試料につき最小の
試料損失と最小の系汚染とでもつて化学的プロセ
スを順次実施するための装置及び方法を提供する
ことである。 さらに、本発明の目的は、極めて少量の試料に
つき化学的プロセスを最小量の試薬と溶剤との使
用により順次実施するための経済的装置及び方法
を提供することである。 本発明の他の目的は、化学的プロセスを順次実
施するための極めて短いサイクル時間を有する改
良装置及び方法を提供することである。 さらに、本発明の目的は、試料をサイクル間で
より効果的に洗浄しうるような、試料に対し化学
的プロセスを順次実施するための改良装置及び方
法を提供することである。 本発明の装置及び方法は、減成過程に使用され
る試薬と溶剤との両者に対し拡散により透過しう
る薄膜として形成した固体マトリツクスの内部に
蛋白質又はペプチド試料を不動化させることによ
り、従来の順序決定装置に関する多くの問題を解
決する。かくして、完全な共有結合を達成する困
難な問題が回避され、同様に試料が支持体表面上
に直接吸着されて移動液体相の機械的剪断力に曝
されたとき遭遇するような試料損失の問題も回避
される。試料はマトリツクスによりしつかり固定
される一方、それより小さい試薬と溶剤とアミノ
酸誘導体とはマトリツクス中に拡散することがで
き、減成過程における種々な工程を行なうのに充
分な濃度までマトリツクス中に効果的に溶解する
ことができる。固体マトリツクスは気体試薬に露
呈された際にも試料を極めて効果的に保持するの
で、実際上如何なる形状の試料支持体表面をも何
らの試料損失なしに使用することができる。反応
室の内壁部自身を充分な支持体表面とすることが
できる。 系の完全洗浄を著しく容易化させる支持体表面
は、複数の重なつたガラス繊維で作られ、流過反
応室を横断して延在する多孔質シートである。多
孔性は繊維間の空隙によつて与えられる。この構
造は流体流れ方向に最小の寸法でもつて比較的大
きい総表面積を有する。固体マトリツクスは繊維
表面上に薄膜を形成し、試薬と溶剤とが薄膜中に
容易に拡散してそこに埋設された試料と反応する
のを可能にする。これは、最小限量の試薬と溶剤
とを用いて比較的短時間に化学過程と洗浄サイク
ルとを試料について行なうことを可能にする。試
薬と溶剤とは、その或る物は気体又は蒸気の形態
であるが、薄膜を透過して試料と接触し、これと
最大限に完全かつ効果的に反応する。 ここに開示した多孔質シートの比較的薄い形態
は、さらに、比較的少量の溶剤により試料から残
留試薬と反応生成物とを完全に洗浄する能力を高
める。溶剤は、試薬と反応生成物とをこれらを系
から除去するにはシートの表面から比較的短距離
だけ移動させればよい。シート表面から外れた個
所からは、それらを容易に室外に誘導して試料を
次回の反応工程用の状態にすることができる。少
量の溶剤使用は溶剤費用の節約となるだけでな
く、試料が反応室から洗い出されて損失する傾向
をも減少させる。 さらに、気体又は蒸気状の試薬を使用すること
は、試薬に対する試料の完全露出にも貢献し、必
要とされる試薬の量を最小にする。試薬の使用を
少なくすることは、エドマン減成技術に使用され
る試薬が極めて汚染を嫌いしたがつて極めて高価
であるため重要である。さらに、試料とこれを含
有する固体マトリツクスとは気体試薬により溶解
されず、支持体表面からの試料の分離による試料
損失の問題を除去する。 本発明の反応室は、気体及び液体の両試薬を試
料を保持した多孔質シート中に通過させしかも試
料が外部不純物により又は一反応工程若しくはサ
イクルから次の工程若しくはサイクルへと運ばれ
る化学物質により汚染されないように構成され
る。たとえば、当接する室要素が2つ組合され
て、多孔質シート各例に第1及び第2空洞部を構
成する低容積の反応室を形成する。室自身から各
室要素を介して反対方向に延びる一対の毛細管通
路は、気体又は液体状の複数の流体が加圧流とし
て室を通過しかつ試料マトリツクスを通過するの
を可能にする。室と通路との容積が小さいことは
試薬と溶剤との必要量を最小限にすると共に、サ
イクル間における系の減圧乾燥を容易にする。2
つの室要素は、その係合表面においてこれら係合
表面間に挾持された屈撓性材料のシートによつて
封着される。この材料は室を通過する複数の流体
に対し透過性であり、実際にガスがより均一に多
孔質シートと接触するよう分散させることにより
室を通過するガスの流れを向上させる。 反応室の別の具体例は、単一の毛細管又は毛細
管型通路であつてその内部表面上すなわち孔部上
に薄膜として形成された固体マトリツクスを有す
る。蛋白質又はペプチド試料を多孔質シートの場
合と同様にマトリツクス中に埋入し、試薬と溶剤
とを毛細管中に順次通過させて試料と相互作用さ
せる。上記した室構造は、多孔質シート部材なし
でこの目的に使用することができる。次いで、試
料含有マトリツクスを第1及び第2空洞部の表面
上に形成させる。同様に、固体マトリツクスを支
持する表面は、試薬と溶剤の流体をマトリツクス
上に流しうるような実質的に任意の方法で製作す
ることができる。 室及び変換フラスコ両者に対して導入及び導出
される流体の流れを調節するための本発明の新規
な弁アセンブリは、流体の相互汚染を避けるよう
に特に製作される。各弁手段は単一の導管を複数
の他の導管と対峙させて、この単一の導管を他の
導管のそれぞれに選択的に接続する。単一の導管
は弁ブロツクにおいて第1通路の一端部と連通す
るように作られる一方、他の導管のそれぞれは第
2通路の1つに接続される。常閉状態において、
各バルブ部位を覆うダイヤフラムのそれぞれはガ
ス圧により弁ブロツクの表面に圧接されて第1通
路と特定バルブ部位に到る第2通路との連通を防
止する。単一導管と他の導管との流体連通は、ダ
イヤフラムの1つ若しくはそれ以上に減圧をかけ
てダイヤフラムをバルブ部位から引き離すと共に
流体を各通路に対する開口部間に存在する弁ブロ
ツクの表面上に流すことにより選択的に与えるこ
とができる。第1通路の遠隔端部においてバルブ
部位に通じる第2通路は、弁に対する各流体の供
給を完全にする目的で、たとえば不活性ガスのよ
うなフラツシング流体の加圧源に接続することが
できる。かくして、特定の試薬又は溶剤を供給弁
の対応ダイヤフラムに減圧をかけて反応室中に導
入した後、第1通路の遠隔端部におけるダイヤフ
ラムを開放して、第1通路内に残存する試薬又は
溶剤を全て室へと押し込むことにより供給を完全
にすることができる。これは、第1通路の連続性
により可能となり、マニホールドを形成すること
により次の試薬又は溶剤の供給が開始される前に
特定の試薬又は溶剤がパージされる。反応室に対
する出口に弁が存在する場合は、第1通路を出口
に接続する一方、第2通路をそれぞれ変換フラス
コと真空源と排棄部とに接続する。第1通路の連
続性は、完全な排気を可能にすると共に、サイク
ル間において準揮発性物質がそこに捕捉される可
能性を実質的に除去する。 ここに開示した第1弁通路の「鋸歯」形状は順
序決定装置の分野で他の弁アセンブリに従来使用
されている。しかしながら、本出願人が知つてい
る従来の鋸歯弁アセンブリは、主ブロツク内にお
ける通路の連通及び非連通の状態間を往復して摺
動するよう、主弁ブロツク上のバルブ部位に対し
て装着された複数の個々のブロツクを組込んでい
る。摺動ブロツクは磨耗する傾向を有し、大気と
通路間との両者に対して漏れを生ぜしめる。ここ
に開示した新規な弁アセンブリは、従来の鋸歯マ
ニホールドを一連のダイヤフラムと組合せて各通
路に連通する開口部対の間の流れを確立及び遮断
することにより、磨耗の問題を解決する。ダイヤ
フラムは、たとえば市販のフルオロカーボン重合
体のような実質的に不活性の材料で作ることがで
き、劣化することなく長期にわたつて機能する。
さらに、弁通路を外部導管に接続する従来の手段
は、弁ブロツクの側部に過剰圧力を及ぼす傾向が
あり、弁ブロツクの上部封止表面の歪を促進する
と共に密封作用能力の喪失をも促進する。特に、
本出願人が知つている従来の鋸歯弁は、各導管と
関連するほぼ平坦なフランジ表面を弁ブロツクの
側部に圧接して平滑表面対の間における一連の封
止を行なうことにより、外部導管を弁通路に接続
する。これら部品のそれぞれは実際に加工するこ
とが極めて困難なたとえばフルオロカーボン重合
体のような材料で作られるため、各封止表面を互
いに一致させて所要の封止を形成するには非常に
大きな圧力をかけねばならない。圧力は弁ブロツ
クによつて支えられるため、その上部封止表面の
歪をもたらす。 本発明の弁アセンブリは、弁ブロツクに対し不
当な圧力をかけることなく封止を行なうよう、弁
ブロツクにおける異なるテーパの凹部に部分的に
収容しうる複数のテーパつきフエルールを備え
る。比較的小さい封止力をフエルールの特定部分
に集中させて、ブロツクを歪めることなくフエル
ールに対応するテーパつき凹部に対し封着する。 フエルールの各側で異なるテーパを有する表面
間において界面を設ければ、得られる封止がさら
に向上する。異なるテーパの表面間におけるこの
種の界面は、好ましくは最適の封止特性を得るよ
うフエルールの両側に設けられる。 本発明の変換フラスコは、フラスコの内壁部に
衝突するスプレーの形で試薬と力剤とを導入し、
そこに凝縮又は飛散している全ての化学物質を壁
部からフラスコ内の液体中へと洗い流すことを可
能にする。サイクル間で系の相互汚染となる主原
因がかくして除去される。さらに、変換フラスコ
はガスが液体中を小気泡の形態で上方に移動して
液体を均一に撹拌し、その準揮発性成分を乾燥す
るのを可能にし、しかも過度の激しいバブリング
と飛散とによる試料の損失をもたらすことがな
い。これは、敏感なアミノ酸誘導体からの急速か
つ穏かな液体除去を促進する。かくして、アミノ
酸誘導体を変換フラスコ中に移送するのに使用し
た溶剤を、上記したホイツトマン−リーブオール
ド特許におけるよりもずつと短時間(5〜10分間
でなく1〜2分間)かつより低温度(50〜80℃で
なく40〜50℃)で除去することができる。これ
は、たとえばセリン、スレオニン、ヒスチジン、
アルギニン及びトリプトフアンのような最も不安
定なアミノ酸誘導体の収率を著しく向上させる。
変換フラスコ中に使用される試薬は、不活性ガス
気泡の微細な流れと、ホイツトマン−リーブオー
ルド特許において必要とされる30〜40分間でなく
3〜5分間の低減圧との組合せにより除去するこ
とができる。ホイツトマン−リーブオールドの方
法においては、試薬の乾燥を、変換フラスコ総サ
イクル時間が第1反応室の総サイクル時間以下と
なるような要件る満たすため、変換フラスコ内の
アミノ酸残留物に対して導入した直後に開始せね
ばならない。変換用試薬の酸成分、すなわちトリ
フルオロ酢酸若しくは塩酸はそれが溶解されてい
る水よりもずつと揮発聖が大であるため、この酸
成分はホイツトマン−リーブオールドの乾燥工程
で早く除去されて、変換工程の大部分において水
溶液以外の何物にもアミノ酸誘導体を残留させな
い傾向を有する。これは、グリシン及びプロリン
の誘導体の不完全変換と他の誘導体の分解とをも
たらす。本発明の変換装置において、変換用試薬
は完全変換に充分な時間、すなわち30〜40分間に
わたりアミノ酸誘導体と接触させ続け、次いで3
〜5分間内に急速に乾燥させることができ、しか
も変換フラスコの内部全体に試料を飛散させるこ
とがない。 以下、図面を参照して本発明の具体例について
説明する。 図面を参照すれば、第1図及び第2図には、本
発明を具現した装置が全体を参照符号10で示さ
れている。装置10は、室装置12と、変換フラ
スコ14と、フラクシヨンコレクター16とを含
み、そのそれぞれは自動制御装置18により操作
される。加圧された溶剤及び試薬の貯槽の配列体
20がダイヤフラム型流れ弁の列22を介して反
応室12と変換フラスコ14とに接続される。第
2の弁列24は、反応室から変換フラスコ14及
びその他位置への液体の流れを調節する。第3の
列のダイヤフラム弁26は、変換フラスコとフラ
クシヨンコレクターとを排棄又は真空手段に接続
しかつフラスコからフラクシヨンコレクターへの
流体流れを調節する作用を行なう。 過された不活性ガス源28は高度に精製され
た不活性ガス、好ましくはアルゴンを装置10に
供給し、溶剤及び試薬の貯槽を加圧し、酸素含有
空気を装置系から掃気し、様々の時点における系
内の試薬及び溶剤の乾燥過程を促進する。圧力調
節弁と計器の群列30は、各溶剤及び各試薬の貯
槽に対するガス圧並びに装置10の他の部分のそ
れぞれに対する圧力を個々に調節する役目をな
す。 装置10の操作態様を第3図に示す。室装置1
2は加熱環境32内に存在し、好ましい具体例に
おいては入口通路及び出口通路36及び38にそ
れぞれ連通する反応室34を画成する。入口通路
36は、流体導管40を介して複数の貯槽列2
0、すなわち試薬貯槽42,44,46及び48
並びに溶剤貯槽50,52及び54に接続するこ
とができる。貯槽42乃至54は不活性ガス圧源
28により個々のガス圧調節器56と電磁弁58
との列を介して加圧される。貯槽42乃至54の
それぞれは、さらに個々の流れ弁62と個々の流
れ調節器64とを介してその内部の流体レベルの
上方の個所にて排棄トラツプ60に接続すること
ができる。不活性ガス源28から貯槽に導入され
た加圧不活性ガスは、かくして流れ調節器64に
より調節された速度で排棄トラツプ60に排気す
ることができる。貯槽42乃至54の流出量は、
流体導管40に一端が接続された連続マニホール
ド68と連通するダイヤフラム弁66を介して
個々に調節される。かくして、加圧貯槽42乃至
54からの流体は、弁66の選択的作動により導
管40と室入口通路36とを経て反応室34に移
送することができる。試薬と溶剤との送給を助成
すると共に、供給後にマニホールド68と導管4
0とをフラツシユするため、不活性ガス源28か
らの加圧不活性ガスを、圧力調節器70とダイヤ
フラム弁72とを介して導管40とは反対の端部
にてマニホールド68に導入することができる。
かくして弁72の作動は加圧ガスをマニホールド
68の最外端から導入して、その中の全ての試薬
又は溶剤を導管40と通路36とを介して反応室
34に移動させる。 貯槽44,46及び48の流体出口には、流れ
調節器76に対し直列にガス流量計74を設け
る。何故なら、それらに貯蔵された試薬は気体又
は蒸気状で使用される一方、残りの溶剤と試薬と
は液状で使用されるからである。ガス放出速度を
対応する弁66により正確に調節するには、流量
計74と流れ調節器76とが必要である。 反応室34からの流体流れは、連続マニホール
ド84を介して出口通路38に連通するダイヤフ
ラム弁78,80及び82によつて調節される。
弁78を開くと、所望の反応生成物、代表的には
蛋白質又はペプチド試料のN−末端アミノ酸単位
が導管86を通過して変換フラスコ14へと移動
する。弁82を開いて出口通路38を排棄トラツ
プ60に接続することにより、望ましくない試薬
と溶剤と反応生成物とを廃棄することができ、ま
た弁80は出口通路38を真空トラツプ88と真
空ポンプ90とに接続して反応室34、出口通路
38、マニホールド84を排気する。 同様に、変換フラスコ14及びフラクシヨンコ
レクター16も、それぞれ弁92及び94を介し
て排棄トラツプ60にそして弁96及び98を、
介して真空トラツプに接続することができる。 試薬貯槽100及び101と溶剤貯槽102と
は、導管104を介し試薬と溶剤とを変換フラス
コ14に供給する為に用意される。貯槽100,
101及び102は圧力調節器106と電磁弁1
08とを介して不活性ガス源28により加圧さ
れ、かつ個々の排気弁110と流れ調節器111
とを介して排棄トラツプ60に接続される。貯槽
100,101及び102の流体出口は、導管1
04に一端を連通した連続マニホールド114に
ダイヤフラム弁112を介して接続される。かく
して、加圧貯槽からの流体の流れが弁112の選
択的開放によりもたらされて、試薬又は溶剤のい
ずれかをマニホールド114中に排出することが
できる。不活性ガス源は圧力調節器116とダイ
ヤフラム弁118とを介し導管104とは反対側
のマニホールド端部に接続して、試薬又は溶剤を
マニホールドと導管とを介して変換フラスコ14
へのその移動を推進させることができる。 さらに、不活性ガス源28は圧力調節器120
とダイヤフラム弁122と導管124とを介して
変換フラスコに接続され、そして圧力調節器12
6と弁128とを介してフラクシヨンコレクター
16にも接続される。フラスコ14内において、
所期の態様で特定フラクシヨンが変換された時、
これをガス圧により導管124と弁131とを介
してフラスコからフラクシヨンコレクター16へ
と放出してその内部の容器内に貯蔵することがで
きる。フラクシヨンを放出した後、フラスコ14
には比較的高いレベルまで溶剤を満たして、そこ
に存在する全ての残留化学物質を溶解させること
ができる。次いで、溶剤をガス圧により導管12
4と弁125とを介して排棄トラツプ60に排出
し、次のアミノ酸誘導体を供給しうる態勢にフラ
スコをフラツシユする。 フラクシヨンコレクター16は、装置10の各
サイクルの都度、次回のアミノ酸単位のフラクシ
ヨンをフラスコ14から受入れるよう空容器を位
置決めするため制御装置18により割出し作動さ
れる、容器を円形に配列した回転盤から基本的に
構成される。 制御装置18は好ましくは完全自動化装置であ
つて、ダイヤフラム弁66,72,78,80,
82,92,94,96,98,112,11
8,122,125,128及び131と電磁弁
58,62,108及び110とを制御する。さ
らに制御装置18は、加熱環境32を所望温度に
保つ機構(図示せず)、フラクシヨンコレクター
16、真空ポンプ90、並びに系全体の各種セン
サーを制御する。上記した各ガス圧調節器及び流
量調節器は始動の際手動により調整されて、対応
する流体導管内に所望の圧力と流れとを確立す
る。 室装置12を第4図及び第5図に詳細に示す
が、これはスリーブ132を支持する2部片式基
部130からなり、スリーブは第1及び第2室要
素134及び136を内蔵する。スリーブ132
には、スリーブの軸線と心合しかつ基部130の
円筒状凹部にぴつたりと収容される拡大円筒状部
138が設けられる。この円筒状部138は、基
部130と螺合する保持カラー142によつて所
定位置に保たれる。 室要素134及び136は円筒状のガラス部材
であつて、それぞれ対向する合着面144及び1
46を備えると共に、スリーブ132内に心合状
態で密接して収容される。上記した入口及び出口
通路36及び38はそれぞれ室要素134及び1
36を貫通して軸線方向に延在し、好ましくは1
mm程度の直径を有する毛細管通路である。室要素
134及び136の軸線方向外端部148及び1
50は一般に平坦であつて、スリーブ132に対
し軸線方向に室要素に緩衝を与える為実質的に不
活性な材料で作られた一対の薄い弾性ワツシヤー
と当接される。上方弾性ワツシヤー152の上部
に位置する金属ワツシヤー154には、スリーブ
132の上端部におけるスロツト158に係合す
る対向固定耳部156を設ける。この金属ワツシ
ヤー154は、スリーブ132の上端部に螺着さ
れたキヤツプ160により所定位置に保たれて、
室要素をスリーブに対して所定の位置に正しく保
持する。耳部156とスロツト158との嵌合
は、キヤツプ160が装着されたときワツシヤー
154が回転するのを防止し、かくして室要素の
回転によりキヤツプが組体を破損するのを防止す
る。流体導管40には末広下端部162が設けら
れ、これは導管40の孔部が入口通路36に連通
するよう室要素134の外端部148に当接す
る。導管40は、支持ワツシヤー164と取付け
部材166とを備え、後者をキヤツプ160中に
軸線方向に螺着することによつて、末広端部16
2を封止状態で室要素134に圧接する。導管4
0は、たとえば市販のフルオロカーボン重合体の
ような任意の弾性かつ実質的に不活性の材料で製
作することができる。導管40の孔部と入口通路
36との整列は、共通軸線の周囲に各種の相互取
付け部品を精密に組立てることにより確保され
る。 出口通路38は、鋼製スリーブ174内に収納
された実質的に不活性な材料の部材172によ
り、上記の連続マニホールド84に連通して設置
される。スリーブ174は平滑な外面を有し、拡
大円筒部138と基部130との整列した軸線方
向開口部176及び178内に収容される。部材
172は鋼製スリーブ174を越えて上下し、軸
線方向に延在して、第2室要素136の外端部1
50とマニホールド84を画成する弁ブロツク1
82のテーパつき凹部180とに係合する。部材
172内部の軸線通路184は、出口通路38及
びマニホールド84の一端部に正確に整列して、
室要素136から弁ブロツク182まで単一の連
続毛細管通路を形成する。上記した導管40の場
合と同様、共通軸線を中心としての関連部品を精
度よく製作することによつて、各通路間の正確な
整列と完全な密閉とが保証される。かくして室装
置12は、各通路の整列又は各密閉部の完全性を
害することなく極めて短時間で容易に解体及び再
組立てすることができる。 弁ブロツク182は新規な構造であつて、これ
を第9図乃至第13図と関連して詳細に説明す
る。今の段階では、弁78,80及び82の部分
が、室装置12からの流体の流れを調節すべく弁
ブロツク182内に含まれることを銘記すれば充
分である。 第6A図において明示されるように、室34は
2つの室要素の対向しあう合致面144及び14
6における整列空洞部186及び188によつて
形成される。2つの空洞部は入口通路及び出口通
路36及び38に対し同軸的に配置されかつ好ま
しくは断面円形であつて、入口通路から出口通路
まで移動する流体に対し軸対称通路を形成する。
多孔質シート部材190が反応室34を横断して
延在しそして空洞部186の凹部192内に少な
くとも部分的に収容することができる。かくし
て、多孔質シート部材190は、入口通路36と
出口通路38を一方から他方へ流動する流体が必
らずシート部材を通過するよう分離する。多孔質
シート部材190は好ましくはたとえばガラスの
ような圧縮繊維材料で作られたシート又はマツト
からなつている。市販のガラス繊維フイルターが
この目的に適しており、使用中の分解又はその他
の損傷に対し高い耐性を有する。この種の多孔質
シートは蛋白質又はペプチド試料を埋入しうる薄
膜を支持するためのかなり大きい表面積を与える
ことが見出された。薄膜が流体透過性材料、すな
わち液体及び気体をそこに拡散させうる材料で作
成されるならば、この材料は、試料を確実に保持
すると共に、試薬及び溶剤と試料との化学的相互
作用を可能にする固体マトリツクスを形成しう
る。たとえば1,5−ジメチル−1,5−ジアザ
ウンデカメチレンポリメトブロマイド又はポリ
(N,N−ジメチル−3,5−ジメチレンピペリ
ジニウムクロライド)のような高分子第4アンモ
ニウム塩がこの目的に理想的である。これらは流
体の拡散を可能にし、使用溶剤に対し不溶性であ
りかつ試薬と溶剤との両者に対し化学的に安定で
ある。さらに、これらは凝集薄膜を形成すると共
に正電荷を有してこれらがガラス支持体表面にイ
オン的に結合するのを可能とする。 従来の順序決定装置において行なわれた試料保
持形態と本発明のそれとの基本的相違は、第17
A図、第17B図及び第17C図を参照すること
により明瞭に理解されるであろう。第17A図及
び第17B図は、試料支持体表面302又は30
4に対し蛋白質又はペプチド試料300を固定す
るためのもつとも一般的な2種の従来方法を図示
している。 第17A図は、試料を共有結合306によりガ
ラス支持体表面302に化学的に結合させる場合
を示す。たとえば、表面302は、ガラスのシリ
カ部位の幾つかがそこから延出して試料鎖上のカ
ルボキシル基310と反応するアミノ官能基30
8を有するよう特別に処理することができる。適
切な条件下において基308及び310の幾つか
が反応し、ガラスに共有結合している試料を残存
させると共に多数の水分子を遊離する。この種の
結合は非常に強力であり、試料を所定位置に保持
するには1分子当り1個若しくは2個の結合で充
分である。しかしながら、共有結合は蛋白質及び
ペプチド試料について得るのは困難である。さら
に、共有結合は、連鎖中の極めて少数の分離され
た単位を介して連鎖を保持する。減成過程がこれ
らの単位まで到達してこれらを連鎖から開裂させ
ると、連鎖の残部が未結合として残され、これが
室から洗い出されることがある。 第17B図は、試料300を支持体表面304
上に直接吸着させる場合を示す。次いで、試料
は、試料と表面との間の極めて多数の比較的弱い
非共有相互作用312によつて所定位置に保たれ
る。分子レベルにおいて、表面は試料上の多くの
異なる部位と相互作用する。これは大型の蛋白質
及びペプチドの場合にはうまくいくが、試料がず
つと小さい寸法まで減成されるにつれて、表面か
ら切り離され又は引き離され易くなる。この結
果、著しい試料損失が生ずる。 第17C図は、薄膜として形成された固体マト
リツクス316中に試料を埋入することによる支
持体表面314に対する試料300の不動化を図
示している。上記したように、マトリツクス31
6は正電荷を有する高分子第4アンモニウム塩と
することができる。かくして、マトリツクスは極
めて多数のイオン相互作用により酸性ガラス表面
に堅固に保持され、試料がこの中に埋入されてい
るためこの試料を確実に所定位置に保持する。試
料と表面との間の直接的な結合の相互作用に頼る
ものでないため、不動化の効果は試料寸法の減少
により影響されない。 本発明は、埋入試料との化学的相互作用を行な
うため固体マトリツクス316中への試料、溶剤
及びアミノ酸誘導体の拡散乃至浸透に依存してい
る。マトリツクスは薄膜として形成されて、その
上を通過する試薬と溶剤とを吸収する。薄膜中で
溶解されると、試薬及び溶剤は薄膜の厚さを横切
つて容易に拡散して減成過程を行なうことができ
る。 第6A図に戻り、反応室34は、合着しあう表
面144と146との間に挾持された屈撓性の封
止材料の少なくとも1枚のシート194により空
洞部186及び188の周辺部において封止され
る。一対の屈撓性シート194が多孔質シート部
材190の各側に一枚づつ配して好適に使用され
る。これらシート194は極めて薄いものであつ
て、室34を通過させる複数の試薬及び溶剤の流
体に対し透過性である。空洞部188の周辺部に
おける環状封止用隆起部又はビード196が封止
用シート194に当接して、空洞部186の周辺
近傍の表面144に対しより効果的な封止を与え
る。封止用シート194は、シール劣化の可能性
を最小限にするよう、たとえば市販のフルオロカ
ーボン重合体のような任意の実質的に化学不活性
の材料で作ることができる。これらは室34に対
し密閉効果を与えるだけでなく、多孔質シート部
材190を支持し、しかも気体及び液体の流れが
部材190全体により均一に分配されるよう室中
を通過する気体及び液体を分散させるのに役立
つ。装置系の使用寿命の延長及び試料との最適な
化学的相互作用がこのようにして助成される。 本発明による反応室の別の具体例34′を第6
B図に示し、ここでは2つの室要素の対向係合表
面における整列空洞部186′及び188′は空洞
部186及び188よりも幾分狭くかつ長いもの
とされる。その他の点においては、室34及び3
4′は同一であり、図面における室34′の各部材
には室34の対応部分と同じ参照符号にダツシユ
(′)を付てある。反応室34′は入口36′から出
口38′への若干多い流体の直接流れを可能にす
るが、そこにおける多孔質シート部材190′の
直径を制限する。 第6C図は、多孔質シート部材190′を除去
した状態の第6B図の室34′を示している。さ
らに、封止用シート194′は、室の直径に等し
い中央開口部を有する屈撓性材料の単一の環状シ
ート316で代替されている。この具体例におい
て、蛋白質又はペプチド試料を埋入した固体の流
体透過性マトリツクス318は、室34′を通過
する試薬と溶剤とに露呈されるよう、この室の壁
部に薄膜として形成される。かくして、室34′
中を通る流体の流れが相当な薄膜表面積が保持し
たまま向上される。 本発明による室装置の別の具体例を第18A,
18B及び18C図に示し、ここでは先の2つの
室要素134及び136はスリーブ132内の単
一の毛細管型室要素320により代表される。室
装置12の残余の部材は第4図及び第5図に関し
て記載したものと同じであり、したがつて同じ参
照符号を付した。室装置に対する外部の構造及び
接続も全て上記のものと同一である。 室要素320は、軸線方向の毛細管状の室32
4を画成する内壁322を備えた筒状ガラス構造
からなつている。室324はその2つの端部32
6から中央328の方向に直径を一様に増大し、
蛋白質又はペプチド試料は、壁部322上に薄膜
として形成された固体マトリツクス330の内部
に担持される。 本発明の反応室は、複数の試薬及び溶剤の流体
を通過させうる試料支持体表面を備えた実質的に
任意の形態にしうることが了解されるであろう。
たとえば、室装置12には内部表面すなわち孔部
に流体透過性の固体マトリツクスを形成させた単
一の長形毛細管(図示せず)で充分である。毛細
管を通過する流体は薄膜中に埋入された蛋白質又
はペプチド試料と相互作用して減成過程を行な
う。 反応室34,34′又は324への液体試薬の
供給及び貯蔵のための本発明による典型的な貯槽
即ち溜め198を第7図に示す。貯槽198は第
3図の貯槽42,50,52,54,100,1
01及び102に対応する。加圧不活性ガスは導
管202により貯槽198の内部200に供給さ
れ、この導管202は槽内の液体試薬又は溶剤の
レベル204より下方の個所において槽内部に連
通する。かくして、導入された加圧ガスは全ての
溶存酸素を液体から連行して、排気導管206を
介し制御された速度で放出されて内部200内に
動的平衡状態を生成する。試薬又は溶剤を内部ガ
ス圧により貯槽198から制御下で押出すため液
体出口208が設けられる。各貯槽198の不活
性ガス供給路202は不活性ガス源28からの加
圧不活性ガスを圧力調節器56又は106と電磁
弁58又は108とを介して受け入れる。排気導
管206を通してのガスの放出も同様に、電磁弁
62又は110の1つと流れ調節器64又は11
1の1つとによつて調節される。導管208を通
る液体試薬又は溶剤の流れは弁66又は112の
1つによつて調節される。液体試薬又は溶剤の1
種を反応室又は変換フラスコに供給する都度、対
応するアルゴン供給弁と排気弁とを開いて特定貯
槽内に動的平衡状態を確立させる。次いで、液状
の試薬又は溶剤は導管208中の弁と排棄トラツ
プ60への弁との開放により導入することができ
る。液体は一定速度で貯槽から排出され、供給路
208中の弁を開放状態に保つ時間の長さを調節
することにより供給液量を正確に調節することが
できる。 気体又は蒸気状で試薬を供給するための本発明
による代表的な貯槽210を第8図に示す。ガラ
スフリツト製散気用部材213を終端に有する不
活性ガス入口212を設けて、不活性ガスを貯槽
210の内部214にその底部近傍かつ内部の液
体試薬のレベル216より相当下方の点から導入
する。排気導管218と出口すなわち供給路22
0とは液体レベル216より上方の個所で内部2
14に連通する。貯槽210は第3図の貯槽4
4,46及び48の代表的なものであり、ガス圧
源28から導管212を介するガスの流れを調節
する圧力調節器56の1つと弁58の1つとを備
えている。同様に、排気導管218への加圧ガス
の逸散は流れ調節器64及び流れ弁62の1つに
よつて調節され、供給路220に沿つて試薬の供
給は流量計74と流れ調節器76と並んだダイヤ
フラム弁66の1つによつて調節される。 かくして、試薬R2、R3及びR3Aは気体又は蒸気
状で反応室に供給されるが、それらは液体として
貯蔵され、必要に応じて気化される。気化は、液
体試薬中に不活性ガスを上方にバブリングさせて
行なわれる。このようにして、貯槽210の内部
214における不活性ガスは試薬蒸気によつて飽
和されるようになる。試薬が必要とされる都度、
導管212及び218に接続された弁を開いて試
薬中に不活性ガスをバブリングさせかつ動的平衡
状態を確立させる。次いで供給導管220内の弁
66を所定時間開いて所望量の試薬蒸気を反応槽
に供給する。特定の弁66と並んだ流れ調節器7
6は、流量計74で示される一定速度にて蒸気を
貯槽により供給させる。 第9図乃至第13図は、第3図の弁66及び7
2と連続マニホールド68とを具体化する弁アセ
ンブリ222の構造及び操作を示している。弁ア
センブリ222は、第11図及び第12図に最も
明瞭に見られる弁ブロツク224を備える。この
弁ブロツク224は矩形断面の長形ブロツクであ
つて、この弁ブロツクをその表面から斜めに穿孔
することにより形成された鋸歯模様の連続第1通
路226を有する。かくして第1通路226は単
一の連続通路となり、その一つおきの交差部にお
いて対応する開口部232を介し表面228上の
複数のバルブ部位230に連通する。テーパ付き
の接続口部234が第1通路226の一端部に連
通する。複数の第2通路236が、弁ブロツク2
24の反対側におけるテーパつき接続口部238
から各バルブ部位230における開口部232近
傍の対応開口部240まで延在する。弁ブロツク
224は基部244の長手方向スロツト242内
に収容され、この基部は連結取付具248を受容
する接続口部234及び238と整列する複数の
ねじ切り開口部246を備えている。取付具24
8は、弾性の、2つのテーパ面を有するフエルー
ル(嵌め輪)250をそれぞれ接続口部234及
び238に対し圧縮当接させて、フエルールを通
して延在する管252を弁ブロツク224の各通
路と封止接続させるのに適する。このようにし
て、第1通路の接続子口部234は第3図の流体
導管40を介して室装置12の入口通路36に連
通し、8本の第2通路のうち最初の7本はそれぞ
れ貯槽42乃至54の流体出口208及び220
に連通する。接続子口部234から最も離れた第
2通路は第3図に示した圧力調節器70を介して
不活性ガス圧源28に連通する。 弁ブロツク224の口部に対する2つのテーパ
面を有するフエルール接続部の構造が口部234
を例として第9Aに詳細に示してある。 第9A図のフエルール250はその内側243
が接続子口部234内に収容されると共に、その
外側245が取付具248のテーパつき凹部24
7内に収容され、口部234と凹部247とはフ
エルールの各側のテーパ角度より大きい角度でテ
ーパづけられている。フエルールは好ましくは両
側が同じ角度でテーパづけられ口部234と凹部
247とはフエルールよりも3゜大きい角度でテー
パづけられる。異なるテーパづけ表面間における
この固定は圧縮力をフエルール250の先端部2
49に集中させ、弁ブロツク224の側部に対す
る圧力を最小にしながら効果的な封止をもたら
す。かくしてバルブ部位230を歪めうるような
弁ブロツク224に対する過度の圧力が避けられ
る。 一連のダイヤフラム保持ブロツク254が、弁
ブロツク224の表面228に対しダイヤフラム
256を両者間に挾持してボルト固定される。各
ダイヤフラム保持ブロツクの上端部を、凹部26
0と連通しかつバルブ部位230の1つと同水準
に延在する空気接続口258を受け入れるようね
じ付けする。効果的な空気封止を与えるには、凹
部260を包囲する環状溝部内O−リング262
を収容することができる。 ダイヤフラム256は、実質的に化学的不活性
な気密材料で製作され、空気接続口258を介し
て減圧したり又は空気圧をかけることによりこれ
らダイヤフラムはバルブ部位230に対し選択的
にそこから引き離され又はそこに圧接せしめられ
る。ダイヤフラム256の2つの状態を第13A
図と第13B図とに示す。第13A図の状態にお
いて、空気接続口258にかけられる空気圧又は
ガス圧は特定のバルブ部位においてダイヤフラム
256を第1通路の開口部232と第2通路の開
口部240とに対し圧接させる。かくして、開口
部232及び240はダイヤフラム256により
閉鎖されて、その間の連通を不能にする。これ
は、特定バルブ部位に存在する弁の閉鎖状態を相
当する。第13B図の状態においては空気接続口
258における減圧がダイヤフラム256を開口
部232及び240から引き離して、その個所に
おける弁ブロツクの表面にわたる第1通路と第2
通路との間の連通を可能にする。これは特定弁の
開放状態に相当し、貯槽の1つから又は不活性ガ
ス圧源28からの流体が第1通路を226を介し
て入口通路36まで流動するのを可能にする。 上記した弁アセンブリ222の新規な構成は、
試薬と溶剤とを各流体間の実質的な汚染なしに正
確な量で反応室に供給することを可能にする。第
1通路226の連続性と室装置12の入口通路に
対してその一端部において接続されていることが
この有利な操作の主要因である。7種の試薬及び
溶剤のうちいずれか1種の供給は、ダイヤフラム
256の1つに減圧をかけかつ他のものに加圧す
ることにより行なうことができ、所望の試薬又は
溶剤を第1通路226中に流しそして流体導管4
0を介して反応室に移送することができる。所望
量の流体が特定ダイヤフラムの下を通過した後、
ガス圧を空気接続口258を介して再びそのダイ
ヤフラムにかけ、かくしてアセンブリ222にお
ける7個の試薬弁及び溶剤弁の各々が閉鎖され
る。次いで弁ブロツク224の一番端で不活性ガ
ス口部に連携したダイヤフラムに減圧をかけて第
1通路226全体に不活性ガスをフラツシユさせ
ると共に経路内に残留した試薬又は溶剤流体を反
応室34中に押し込むことにより、流体の供給を
完了することができる。第1通路226には不連
続個所も死点分枝部も存在しないので、試薬又は
溶剤のいずれかが供給過程間において捕捉残留さ
れるような余地がない。かくして、後続の順序決
定工程で供給される試薬と溶剤は最大限高純度に
保持され、反応槽内における化学反応を意図する
通りに進行させることができ、しかも汚染された
試薬又は溶剤に起因する不必要な収率ロスが何ら
生じない。 この弁アセンブリ222は、単一の口部を他の
複数の口部に選択的に接続せねばならない場合に
生ずる汚染を最小にするよう装置における多くの
他の部分に組込まれうる弁設計の一例でもある。
たとえば、試薬及び溶剤を変換フラスコ14に供
給するための弁112及び118は連続マニホー
ルド114と組合せた弁アセンブリを形成し、ま
た室装置12の出口通路38からの流体を導くた
めの弁78,80及び82は連続マニホールド8
4と組合せた同様な弁装置を形成する。同様に、
変換フラスコ及びフラクシヨンコレクターに排棄
部及び減圧部を接続するための弁並びに変換フラ
スコからフラクシヨンコレクターへの流れを調節
する弁も、弁アセンブリ222と同様に製作され
る。これらの弁アセンブリのそれぞれにおける主
たる相違点は、それらと連携するバルブ部位の個
数である。 マニホールド68,84及び114をそれらに
関連する各ダイヤフラム弁の近傍に一連の小さな
不連続個所又は分枝を有するように図示したが、
各マニホールドは実際上第11図及び第12図の
第1通路226のように製作された単一の連続通
路である。 開放状態と閉鎖状態との間でダイヤフラム弁を
作動させる減圧及び加圧手段は第3図では省略し
たが、これらは好ましくはここに記載された不活
性ガス源28及び真空ポンプ90とは別のものと
される。 変換フラスコ14を第14図乃至第16図に詳
細に示す。このフラスコ14は、たとえば水のよ
うな加熱用流体を循環させるため二重壁間に空間
264を有する二重壁ガラス型式のものである。
加熱用流体は、標準的な可撓性配管の端部を受け
入れるようにした一対のニツプル266を介して
空間264に対し流入及び流出する。弁96を介
して真空トラツプ88と真空ポンプ90とに接続
できかつ弁92を介して排棄トラツプ60に接続
できる大孔管268はフラスコの内室270に対
しその上端部近傍で連通する。毛細管272,2
74及び276がフラスコの上端部を通して内室
270内の個所まで延在する。毛細管272及び
276の孔部はその内方端部が閉鎖され、毛細管
のそれぞれには複数の比較的制限された半径方向
に離間するオリフイス278又は280がその内
方端部近傍に設けられる。 装置10を設計した目的である比較的少量の蛋
白質又はペプチド試料のため、並びにそこで使用
される比較的小容量の試薬及び溶剤のため、変換
フラスコ14は従来のフラスコよりもずつと小さ
い内部容積を有する。フラスコ14の容積は僅か
1ml程度のものであるのに対し、本出願人の知つ
ている従来の自動変換フラスコは全て100mlの容
積を有している。 反応室34において試料から開裂されたフラク
シヨンは、弁78と毛細管274とを介して順次
にフラスコ14に移送される。試薬と溶剤とは毛
細管276を介してフラスコの内室に入り、そこ
から制限オリフイス280を通し室270の壁部
に衝突するスプレーとして強送され、それにより
壁部上の全ての残留物をフラスコの底部へと洗い
落す。変換反応の間、不活性ガスを毛細管272
により導入して液体を撹拌すると共に、そこから
の溶剤の蒸発を助成する。ガスは制限オリフイス
278を介し極めて小さなバルブとして管体27
2から流出し、フラスコの寸法及びガスの使用量
と無関係に液体中を通してのガスの最適の分散を
与える。変換反応が完結した後、このフラクシヨ
ンをフラスコ内の正圧により長い毛細管272を
介してフラクシヨンコレクター16における各容
器へと上方に強制移送する。これは、このフラク
シヨンがフラクシヨンコレクター16へより完全
に移送されるよう2回に分けて即ち2つのアリコ
ートとして行なうことができる。第1回の分量は
約200μであつて、最初にフラクシヨンコレク
ターに移送される。次いで、追加50μの溶剤を
導入して、フラスコの下壁部又は底部に存在する
残留物を溶解させる。次いで、第2回分を移送さ
せる。このようにして、各フラクシヨンの高収率
を達成することができる。 特定のフラクシヨンが移送され終つた後、追加
750〜900μの溶剤が前回のサイクルでフラスコ
14の上壁部上に残留する全ての残留物を溶解さ
せる為に導入されうる。この追加溶剤は排棄トラ
ツプへ排出され、フラスコ壁部は清浄となる。 毛細管268,272,274及び276の外
方端部は、装置10のその他各部品に到るそれぞ
れの可撓性導管282に対しねじ接続具284に
より相互に嵌合することにより封着される。各導
管282の端部には弾性O−リング288を有す
る半径方向フランジ部286を設け、このO−リ
ングはガラス管の1つにおける半径方向フランジ
290の平担な研磨ガラス面に当接して密封作用
を与える。内面ねじ付きカラー292が導管28
2周囲に摺り嵌められて、ガラスフランジ290
を収容すると共に、ガラス管の周囲に位置する2
片外ねじ取付け部294に螺合する。取付け部2
94上にカラー292を前進させると、フランジ
部286がガラスフランジ290に圧接されて極
めて効果的な封止が形成される。接続子284の
各部分はたとえば市販フルオロカーボン重合体の
ような実質的に化学的不活性の材料で作り、劣化
及び後の漏れの可能性を実質的に排除することが
できる。 フラスコ14の別の構造は空間部264とニツ
プル266とを除去して、加熱環境32内に設置
して高温度に保ちうるような単一壁容器を与える
ようなものである。この構造はガラス管と接続子
284との全長さを高温度に維持するという利点
を有し、その内部での準揮発性流体の凝縮を最小
にするが、室装置12とフラスコ14を別々の温
度に保つことはできない。 蛋白質又はペプチド鎖の順次減成を行なうため
装置10で使用される試薬及び溶剤は次の通りで
ある: R1 フエニルイソチオシアネート(PITC)(ヘ
プタン中17%溶液) R2 トリメチルアミン又はトリエチルアミン
(水中25%溶液) R3 トリフルオロ酢酸又はヘプタフルオロ酪酸 R3A 水蒸気 R4 トリフルオロ酢酸(水中25%溶液) R4A 塩化水素(メタノール中1N溶液) S1 ベンゼン S2 0.1%酢酸を含む酢酸エチル S3 塩化ブチル S4 アセトニトリル又はメタノール 操作において、好ましくは装置10の各弁及び
その他機構は自動制御装置18により制御され
て、人間の介入なして蛋白質又はペプチド試料に
つき無限回数の減成サイクルを行なう。制御装置
18は米国特許第3725010号明細書に開示された
プログラミング装置の一般的形態に装置10によ
り必要とされる特定の工程順序を与えるよう変更
を行つてもよいし、或いは特殊若しくは汎用デジ
タルコンピユーターによりより複雑な電子制御と
することもできる。更には、各減成サイクルにお
ける各過程を所定スケジユールに従つて操作員に
より手動で行ない、同じ結果を得ることもでき
る。 減成過程を開始する前に、研究すべき蛋白質又
はペプチドの試料を適当な試料支持体表面に設置
せねばならない。マトリツクス材料を最初に支持
体表面に被覆し、その後下記に詳細に記載する如
くその中に試料を埋入する。部材190又は19
0′を試料支持体表面として使用する場合は、こ
れは部材190が凹部192の位置で反応室34
内に収容されるよう少なくとも1枚の封止用シー
ト194と共に室要素134と136との間に設
置する。本発明の好適具体例においては、一対の
封止用シート194を使用し、それらの間に部材
190を介在させる。室要素134及び136を
次いでスリーブ132中に挿入しかつ他の各部品
と組合せて室装置12を形成する。 試料含有薄膜を室34′又は室324の内表面
によつて支持する場合には、これは下記の例2に
記載するようにして被覆される。 先ず、室要素をスリーブ132内に組立てた
後、キヤツプ160により所定位置に保持され
る。室34′の場合には、屈撓性材料の環状シー
ト316の組立の際に室要素134′と136′と
の間に設置する。次いで、固体マトリツクス材料
と試料とが例2に記載するように室34′又は3
24の壁部に被覆され、スリーブ132を他の部
品と組合せて装置を完成させる。 試薬R1乃至R3Aと溶剤S1乃至S3とガス源28か
らの不活性ガスとを順次導入する準備として、先
ず最初に弁82を真空トラツプ88及び真空ポン
プ90の側に開くことにより反応室34と関連流
体導管とが排気される。試薬又は溶剤の1種を導
入する都度、対応する不活性ガス供給弁58と排
気弁62とを開いて特定貯槽を加圧すると共に、
その内部に動的平衡状態を確立させる。不活性ガ
スが貯槽内に一定圧力を維持するよう逆排され
る。貯槽44,46及び48の場合、供給の際の
そこからの飽和ガスの流れは流れ調節器76の1
つによつて調節される。 供給すべき特定試薬又は溶剤を含有する貯槽が
加圧されて上記のように平衡に達した後、補助減
圧源(図示せず)により対応する流れ弁66のダ
イヤフラムに減圧をかけてこの弁を開き、連続マ
ニホールド68と導管40とを介して室入口通路
への試薬又は溶剤の流れを生ぜしめる。弁66を
所定長さの時間にわたり開放に保つて所望量の試
薬又は溶剤を正確に移送させ、次いでそのダイヤ
フラムにガス圧をかけて閉鎖させる。次いで、補
助減圧源からの減圧を連続マニホールド68の一
番端における弁72のダイヤフラムにかけて、マ
ニホールドから残留試薬又は溶剤を除去し、室に
対するその供給を完了する。次いで、弁72をそ
のダイヤフラムに正圧をかけることにより閉鎖
し、マニホールド68を次回の供給過程に対する
準備として溶剤及び試薬に対し解放する。 ダイヤフラム弁80は一般に、室34中に各試
薬及び溶剤を通す間、室出口通路とマニホールド
84とを介して排棄トラツプ60へ排出を行なう
よう開放に保たれる。特定試薬又は溶剤を供給し
た後、ダイヤフラム弁82を真空ポンプ90側に
開いて室と関連導管とを排気することができる。
別様には室とその中の試料とは、弁72により室
中に不活性ガスを通して適当な時期に乾燥させる
ことができる。次いで室から出たガスを排棄トラ
ツプ60に移送することができ、或いは所望に応
じて真空ポンプ90で吸引して乾燥工程を加速す
ることもできる。 結合及び開裂過程を完了した後、抽出溶剤S3を
反応室34に供給して、減成の特定サイクルの際
生成された開裂アミノ酸誘導体を溶解させると共
に、この溶液を導管86を介して変換フラスコ1
4に供給する。この目的で弁78を開きかつ弁8
0及び82を閉鎖状態に保つ。次いで、変換試薬
R4及びR4A(使用するならば)と溶剤S4とを適当
な時期に変換フラスコ14に供給できるが、これ
は対応する弁112を開いて液体をマニホールド
114と導管104とを介して変換フラスコに移
送することにより行なわれる。各供給の前に他の
試薬及び溶剤の供給に関して上記した加圧と排気
の操作を行ない、次いで弁118を開いてマニホ
ールド114と導管104とをパージする。 変換フラスコ14に移送されるフラクシヨンは
蛋白質又はペプチド試料のN−末端アミノ酸のア
ニリノチアゾリノン誘導体であり、これは反応室
34における次の結合及び開裂サイクルの際ホイ
ツトマン−リーブオールドによる上記論文の記載
に一部従つてより安定なフエニルチオヒダントイ
ンアミノ酸まで自動的に変換される。つまり、変
換フラスコ内のアミノ酸フラクシヨンは、短い毛
細管276を通しての溶液上方への不活性ガスの
通過と毛細管272による液体中への不活性ガス
のバブリングとに続いて管268を通して減圧す
ることによつて蒸発させることができる。次いで
変換試薬R4を毛細管276により導管104と
弁112の1つ(第3図参照)とを介して所望量
だけ導入することができる。所望の変換時間後に
おける変換フラスコの急速蒸発は、変換フラスコ
へ管268を介して減圧をかけさらに毛細管27
2及び276を介して不活性ガスを同時に適用す
ることにより達成できる。Pth−アスパラギン酸
及びPth−グルタミン酸の酸性側鎖をさらに安定
させるには、試薬R4Aを毛細管276により導管
104と弁112の1つとを介して所望量だけ導
入することにより変換フラスコ中の残留物をさら
に溶解させることができる。変換フラスコの蒸発
を再び、管268を通しての減圧と毛細管272
及び276を通しての不活性ガスの使用によつて
行なう。次いで、変換フラスコ内に残存するPth
−アミノ酸を、導管104を介して導入された溶
剤S4に再溶解させ、このフラクシヨンをフラクシ
ヨンコレクター16における適当な容器へ移送す
る。フラクシヨンの移送は、変換フラスコの長い
中央毛細管272に接続された弁131を開きか
つ加圧不活性ガスを毛細管276により導入して
フラクシヨンをフラスコから押し出すことによつ
て行なわれる。 フラクシヨンコレクター16の円形に配列され
た容器は、それぞれ到来するフラクシヨンが別々
の容器中に収集されるよう、各減成サイクルの間
所定角度だけ回転される。減成サイクルの適当な
時点においてフラクシヨンコレクター内のフラク
シヨンをさらに乾燥させることができ、これは弁
98を減圧側に開くか又は弁128及び94を開
いて源泉28からの不活性ガスをフラクシヨン上
方に流しかつ最終的に排棄トラツプ60へ流すこ
とによつて行なわれる。 装置10の各種部品は好ましくは、実質的に不
活性かつ劣化に対して高度に耐性の材料で製作さ
れる。この種の材料には硼珪酸ガラス、或る種の
フルオロカーボン重合体並びに或る場合にはステ
ンレス鋼及びアルミニウムが包含される。装置1
0の封止構造及びその他部品も、殆んどこれら材
料から製造されうるように設計された。得られる
装置はこれまでの装置のうちで最大限に清浄であ
りそして最も汚染の無い系として永久的に機能す
る。 典型的な減成及び変換サイクルにおいて装置1
0により行なわれる各種の工程を末尾に添付する
第1表に示す。各工程の持続時間及び各工程の際
の装置の作動状態をも同表に示す。ここでの作動
状態は装置における各弁の状態に対応し、欄中の
印は適当な弁が開放している時を意味する。たと
えば、欄“R1”、“R2”、“R3”、“R3A”、“S1”、
“S2”及び“S3”は、選択的に加圧しかつ貯槽4
2乃至54内に動的平衡状態を確立するための各
対の弁58及び62の状態を示す。これらの欄の
1つに印が存在する場合は常に、特定試薬又は溶
剤を反応室に供給する準備として或いは供給中の
いずれかにおいて、特定貯槽に関連する弁58及
び62が開放している。その他全ての時点におい
て弁は閉鎖状態に留まる。同様に、“アルゴン”
の欄はたとえばアルゴンのような不活性ガスをマ
ニホールド68を介して反応室に供給するための
弁72の状態を示し、“供給”の欄はその時点で
加圧される任意の貯槽に対応する弁66の状態を
示し、また“排棄”、“収集”及び“減圧”と記し
た欄はそれだれ弁82,78及び80の状態を示
している。上記したように、溶剤又は試薬供給の
各工程に先立つて適当な溶剤又は試薬貯槽の加圧
が行なわれ、次いで弁72を介して不活性ガスが
導入されて溶剤又は試薬の供給を完了しかつ供給
路をフラツシユする。欄“R4A”及び“S4”は、
選択的に加圧しかつ貯槽100乃至102内に動
的平衡を確立するための各対の弁108及び11
0の状態を示し、“供給/アルゴン”の欄は経路
124を介して不活性ガスを変換フラスコ中に導
入する弁122と、その時点で加圧される貯槽に
対応する弁112との両者の状態を意味する。欄
“アルゴン”、“排棄1”、“減圧”、“収集”、及び
“排棄2”はそれぞれ弁118,92,96,1
31及び125の状態を示している。 表示したフラクシヨンコレクター機能のうち、
欄“アルゴン”、“排棄”及び“減圧”はそれぞれ
弁128,94及び98の状態を示している。 上記を除いて第1表に示した工程の順序は引用
文献に記載したエドマン減成法に実質的に一致す
るので詳細には説明しない。一般的実施法から外
れたものは全て工程の名称と第1表に示した対応
する作動状態とから明瞭であろう。 実際には、特定使用者の要望にプログラムを合
わせるため第1表の順序プログラムにおいて次の
変更を行なうことができる: (1) 工程18乃至58を最初の順序サイクルで1
回又は2回循環して蛋白質に対する全アミノ基
の完全結合を確保することができる。 (2) 工程65に続いて反応室中に水蒸気(R3A)
を20〜60秒間供給してセリン及びスレオニンの
側鎖の脱水を減少させることができる。 (3) 工程65に続いてメタノール(R4A)中の1N
塩酸0.05mlを変換フラスコに供給してアスパラ
ギン酸及びグルタミン酸の側鎖をメチル化する
ことができる。これを行なう場合、S4は好まし
くはメタノールである。 (4) 工程76に続いて0.7〜1mlのS4(アセトニト
リル又はメタノール)を供給し、これをその後
に排棄部へ移送して変換フラスコを充分に清浄
することができる。 (5) 工程8の持続時間を増加して(500〜1000秒
間)、アミノ末端プロリン残部の開裂を促進す
ることができる。 本発明の本質は、本発明の実施に関する以下の
特定例によりさらに明瞭となるであろう。開示し
たデータは本発明の装置及び方法を用いて実施し
た処理の例としてのみ役立ち、決して本発明の範
囲を限定する意図でないことを了解すべきであ
る。 以下の例で示すアミノ酸順序は1文字のアミノ
酸記号で示され、これは次のように定義される: A:アラニン L:ロイシン R:アルギニン K:リジン N:アスパラギン M:メチオニン D:アスパラギン酸 F:フエニルアラニン C:システイン P:プロリン E:グルタミン酸 S:セリン Q:グルタミン T:スレオニン G:グリシン W:トリプトフアン H:ヒスチジン Y:チロシン I:イソロイシン V:バリン 例 1 順次決定する蛋白質試料を埋入するのに適した
高分子第4アンモニウム塩の固体マトリツクスは
上記の繊維質シート部材190及び190′の上
で調製することができ、蛋白質試料は次のように
マトリツクス中に埋入されうる。 直径12mmかつ厚さ0.25〜0.5mmのガラス繊維円
板を、ニユージヤーシー州、クリフトン所在のワ
ツトマン社より市販されているガラスミクロフア
イバーフイルターのシートから切り取る。この円
板を室要素134の凹部192に設置する。1.5
mgの1,5−ジメチル−1,5−ジアザウンデカ
メチレンポリメトブロマイドと0.0033mgのグリシ
ルグリシンとを含有する水溶液25μを注射器又
はピペツトからガラス繊維円板上に滴下する。減
圧下又は温窒素の流れ中で加熱することにより水
を蒸発させる。室装置12の残部を組立てて、装
置10中に装着する。蛋白質順序決定プログラム
を工程18から開始し、蛋白質試料と化学反応す
るか或いはエドマン法を妨げる可能性のある不純
物を1,5−ジメチル−1,5−ジアザウンデカ
メチレンポリメトブロマイドから除去するため4
〜6回の減成サイクルを行なう。室装置12を部
分的に解体して25μの蛋白質溶液をガラス繊維
円板上に滴下する。蛋白質溶液は1,5−ジメチ
ル−1,5−ジアザウンデカメチレンポリメトブ
ロマイドを溶解させ、液体を蒸発により除去して
蛋白質試料が埋設された1,5−ジメチル−1,
5−ジアザウンデカメチレンポリメトブロマイド
の薄膜を残入させる。最初の蛋白質試料容量が
25μより大であれば、この試料を25μ分だけ
施こし、分割施用の間に蒸発により液体を除去す
ることができる。室装置12を再組立てし、装置
10中に再装着する。次いで蛋白質順序決定プロ
グラムを工程18から開始し、所望に応じて多数
回の減成サイクルを行なう。 例 2 順序決定する蛋白質試料を埋入するのに適する
高分子第4アンモニウム塩の固体マトリツクスは
ガラス毛細管容器の内壁上で調製することがで
き、蛋白質試料を次のようにしてマトリツクス中
に埋入することができる。 室要素324又は室要素134′及び136′を
先ず最初に図面に示すようにスリーブ132及び
キヤツプ160と組立てて小型のカートリツジ式
小組体を形成し、これはマトリツクス及び試料を
導入するための操作を容易化する。この小組立体
を水平に保ち、0.6mgの1,5−ジメチル−1,
5−ジアザウンデカメチレンポリメトブロマイド
と0.0013mgのグリシルグリシンとを含有する水溶
液10μを注射器から反応室中に注入する。 室320は、その2端部の直径が1/16インチと
なりかつ中央の直径が1/8″となるように製作し、
水平状態においてこれら端部からこぼれることな
く25μまでの溶液を収容する室を作るのが好ま
しい。水平状態で溶液を保持する室324のこの
形状を第18B図に示し、この場合簡単化のため
スリーブ132とこれに関連する構造とを省略し
てある。次いで、この小組立体をその軸を中心と
して回転させ、その間室中に空気又は窒素の流れ
を流入させることにより反応室内の液体を蒸発さ
せて、室の壁部上に1,5−ジメチル−1,5−
ジアザウンデカメチレンポリメトブロマイドの薄
膜を残留させる。次いで、小組立体を装置10内
に装着し、蛋白質順序決定プログラムを工程18
から開始し、そして4〜6回の完全減成サイクロ
を行なう。次いで、小組立体を装置10から取り
出して水平に保ち、10μの蛋白質溶液を注射器
から反応室中に適下する。小組立体を再びその軸
を中心として回転させ、その間室中に向けた窒素
の流れにより反応室内の液体を蒸発させて、第1
8C図に示したように蛋白質試料が埋入された
1,5−ジメチル−1,5−ジアザウンデカメチ
レンポリメトブロマイドの薄膜を残留させる。次
いでこの小組立体を装置10内に再装着し、蛋白
質順序決定プログラムを工程18から開始して所
望の回数だけ減成サイクルを行なう。 例 3 20%蟻酸水溶液25μ中に含有させたアンギオ
テンシン0.0005mgを、予め環化させた1,5−ジ
メチル−1,5−ジアザウンデカメチレンポリメ
トブロマイドの固体マトリツクス中に例1の方法
に従つて埋め込んだ。アンギオテンシンを8サイ
クルのエドマン減成にかけ、各サイクルで生成さ
れたフエニルチオヒダントインアミノ酸をジヨン
ソン等により記載された方法〔「デユポン・ゾル
バツクスCNカラム上での高圧液体クロマトグラ
フイーによるフエニルチオヒダントインアミノ酸
の分析」、アナリテイカル・バイオケミストリー、
第100巻、第335頁(1979)〕に従つて高圧液体ク
ロマトグラフイーにより分析した。「実験」とし
て下記する順序が得られた。既知順序をも比較の
ため下記する。 実験:1 D −R−3 V −Y−5 I −H−7 P −F 既知:D−R−V−Y−I−H−P−F この結果は、少量のペプチドでさえ本発明の方
法で順序決定できることを示しているので意義が
ある。このような少量のペプチドを順序決定しう
る性能は、試料を支持体表面上に直接吸着させる
のでなく薄膜中に埋設して保持し、したがつて寸
法に無関係にしつかり保持されうるという事実に
よつて生ずる。吸着結合は試料と表面との間にお
ける多数の非共有相互作用からなり、分子の寸法
によつて著しく左右されるのに対し、ここに開示
した薄膜の保持力は試料寸法により比較的影響さ
れない。 例 4 20%酢酸水溶液25μ中に含有させた鯨精子ア
ポミオグロビン0.01mgを、予め環化させた1,5
−ジメチル−1,5−ジアザウンデカメチレンポ
リメトブロマイドの固体マトリツクス中に例1の
方法に従つて埋め込んだ。このアポミオグロビン
を40サイクルのエドマン減成にかけ、フエニルチ
オヒダントインアミノ酸を例3の方法に従つて分
析し、「実験」として下記に示す順序を得た。鯨
精子アポミオグロビンの既知順序をも比較のため
下記に示す。 実験:1 V −L−S−E−5 G −E−W−Q−L−10 V 既知:V−L−S−E−G−E−W−Q−L−V 実験:−L−H−V−W−15 A −16 K −V−E−A 既知:−L−H−V−W−A−K−V−E−A 実験:−20 D −V−A−25 G −H−G−Q−D−I− 既知:−D−V−A−G−H−G−Q−D−I− 実験:L−30 I −R−L−F−K−35 S −H−P 既知:L−I−R−L−F−K−S−H−P 実験:−E−T−40 L − 既知:−E−T−L 例 5 0.1%のドデシル硫酸ナトリウムと0.05M重炭
酸アンモニウムとの水溶液25μ中に含有させた
未知構造のしようじようばえ
(Drosophilamelano−gaster)幼虫のキユーチク
ル蛋白質を、予め環化させた1,5−ジメチル−
1,5−ジアザウンデカメチレンポリメトブロマ
イドの固定マトリツクス中に例1の方法に従つて
埋め込んだ。このキユーチクル蛋白質を36サイク
ルのエドマン減成にかけ、フエニルチオヒダント
インアミノ酸の例3の方法に従つて分析し、「実
験」として下記に示す順序を得た。 実験:1 N −A−N−V−5 E −V−K−E−L−V −11 N −D−V−Q−15 P −D−G−F−V− S−21 K −L−V−L−25 D −D−G−S− A−S−31 S −A−T−G−35 D −I− 例 6 0.1%のドデシル硫酸ナトリウムと0.05M重炭
酸アンモニウムとの水溶液10μ中に含有させた
未知構造のしようじようばえ幼虫のキユーチクル
蛋白質を、予め環化させた1,5−ジメチル−
1,5−ジアザウンデカメチレンポリメトブロマ
イドの固定マトリツクス中に例2の方法に従つて
埋め込んだ。このキユーチクル蛋白質を24サイク
ルのエドマン減成にかけ、フエニルチオヒダント
インアミノ酸の例3の方法に従つて分析し、「実
験」として下記に示す順序を得た。 実験:1 N −A−N−V−5 E −V−K−E−L−V −11 N −D−V−Q−15 P −D−G−F−V− S−21 K −L−V−L− 例5及び例6において達成された結果は、本発
明の装置及び方法がドデシル硫酸酸ナトリウム
(以下、「SDS」と云う)、すなわち有力な陰イオ
ン洗剤の溶液に溶解された蛋白質及びペプチドを
順序決定するのに適することを示している。この
ことは、分析用の大型蛋白質又はペプチドに対し
少量の媒体を分離するポリアクリルイミドゲル電
気泳動として知られた最も一般的な方法がSDS溶
液中にて試料を生ずるので重要である。この一般
的な洗剤は支持体表面に対する試料の吸着結合に
基づいて試料が装置を洗浄するようにさせるにも
拘らず、本発明の固体マトリツクスはSDSの存在
により影響を受けない。 上記から判るように、極めて少量の試料につき
最少量の試薬及び溶剤と比較的短いサイクル時間
との使用により化学過程を順次実施する改良装置
及び方法が提供された。
の改良装置及び方法に関し、さらに詳細には多数
のアミノ酸単位を含有する蛋白質又はペプチド鎖
の順次減成をこれら単位の順序を決定するために
自動的に行なう改良装置に関するものである。 蛋白質及びペプチドにおけるアミノ酸単位の線
順序は、それらの生物学的機能を理解しかつ最終
的には同じ機能を示む化学物を合成する手段とし
て極めて興味がある。アミノ酸の線順序を決定す
るため各種の技術が使用されているが、恐らく最
も成功しているものはエドマン法として知られて
いるものであろう。種々な形のエドマン法及びこ
れら方法を自動的に行なうための装置が下記の刊
行物に記載されている。 エドマン及びペツグ、「蛋白質順序決定装置」、
ヨーロピアン・ジヤーナル・バイオケミストリ
ー、第1巻(1967)、第80〜91頁;ホイツトマン
−リーブオールド、「自動変換装置を備えた改良
順序決定装置による大腸菌における10種のリボソ
ーム蛋白質のアミノ酸順序研究」、ホツペセイラ
ース・ツアイトシユリフト・フイジオロジツシ
エ・ヘミー、第354巻、第1415頁(1973);ホイツ
トマン−リーブオールド等、「アニリノチアゾリ
ノンからPTHアミノ酸への自動変換に対する改
良順序決定装置に結合した装置」、アナリテイカ
ル・バイオケミストリー、第75巻、第621頁
(1976);1976年5月25日付「アミノ酸順序の自動
決定法」と題する米国特許第3959307号;フンカ
ピラー及びフード、「改良順序決定装置と非蛋白
質キヤリア(ポリプレン)と高圧液体クロマトグ
ラフイーとを使用するポリペプチドの直接搭ミク
ロ順序分析」、バイオケミストリー第2124頁
(1978);アール・エー・ラウルセン、ヨーロピア
ン・ジヤーナル・バイオケミストリー、第20頁
(1971);イー・ワツハター、エツチ・マツハライ
ト、エツチ・ホフナー及びジエー・オツト、
FEBSレター第35巻、第97頁(1973);1973年4
月3日付「化学過程を自動的に行なうための装
置」と題する米国特許第3725010号;1973年2月
20日付「ペプチド鎖の順次減成方法」と題する米
国特許第3717436号;1975年7月1日付「ペプチ
ド及び蛋白質の順序決定装置」と題する米国特許
第3892531号;1977年12月27日付「ペプチド又は
蛋白質の順序決定方法及び装置」と題する米国特
許第4065412号。さらに特記すべき装置は、1979
年12月26日付で出願された「化学過程の実施装
置」と題する米国特許出願番号第106828号明細書
に記載されている。 簡単に云えば、上記刊行物において検討されて
いるように、エドマンの順次減成方法は3つの工
程、すなわち結合(coupling)と開裂
(cleavage)と変換(conversion)とを含んでい
る。結合工程においては、フエニルイソチオシア
ネートがペプチドのN−末端αアミノ基と反応し
てフエニルチオカルバミル誘導体を生成する。開
裂工程においては、無水酸を使用してフエニルチ
オカルバミル誘導体を開裂させることによりアニ
リノチアゾリノンが生成される。チアゾリノンを
抽出した後、残部ペプチドは次サイクルの結合及
び開裂反応に使用される。酸水溶液を使用してチ
アゾリノンをフエニルチオヒダントインに変換さ
せ、これをたとえばクロマトグラフイーのような
適当な方法で分析することができる。 米国特許第3725010号の自動化装置、更には上
記に挙げたホイツトマン−リーブオールドの論文
並びに米国特許出願第106828号で改良された自動
化装置は、通常「回転カツプ」として知られそし
て密閉反応室内に置かれる回転反応セルの内壁に
形成させた薄膜において、反応を行なうような自
動化順序決定装置である。室に対し調節した量の
液体試薬を導入及び除去する手段を設けて、不活
性雰囲気中で蛋白質又はペプチドの試料と反応さ
せる。分析すべき試料は最初に回転カツプ中に置
かれ、次いで結合及び開裂反応を行なうのに必要
な各種の試薬及び溶剤が順次して導入及び除去さ
れる。カツプが回転する際、液体試薬と溶剤とは
それ自身でカツプ壁部上に薄膜を形成して、試料
薄膜中に浸透してこれと反応する。試薬は試料薄
膜を溶解させ、エドマン法の結合及び開裂工程を
遂行する。結合及び開裂工程の完了後、反応室を
排気して試薬の揮発成分を除去する。結合後の排
気に続いて、残存する試料薄膜を溶剤で抽出する
ことにより不揮発成分を除去する。開裂後の排気
に続いて、生成したチアゾリノンを溶剤により試
料薄膜から抽出しかつ別のフラスコに移して変換
工程を行なうか又は各種フラクシヨンを集めて乾
燥する装置に移す。変換工程を変換フラスコ中で
直ちに行なわない場合は、この工程を後に多数の
フラクシヨンについて同時に行なうことができ
る。 回転カツプに対する流体の導入及び導出は、反
応室の上壁部の開口部を封止しそこからカツプ内
のある位置まで垂下する栓を貫通する流体用導管
によつて達成される。流体は回転カツプ中へその
底部に隣接する個所において直接に導入され、カ
ツプの円筒状内表面における環状溝から抜き取ら
れる。抜き取るべき流体はカツプが高速回転する
とき遠心力により環状溝中に強制送入され、溝中
に突入した内方端部を有する導管を介して抜き取
られる。したがつて、この流出導管は、反応生成
物と副生物並びに抽出用溶剤を除去するための掬
出し器として作用する。 回転カツプ装置中の蛋白質又はペプチド試料自
体が凝集性薄膜を形成するのに充分な量を持たな
い場合は、操作は、しばしばカツプの内壁上で溶
剤抽出の際に比較的厚い層の非蛋白質キヤリア材
料内にて行なわれる。次いで、結合及び開裂反応
が起こりうるよう、反応工程の際にキヤリア材料
と試料とを液体試薬中に溶解させる。化学組成
1,5−ジメチル−1,5−ジアザウンデカメチ
レンポリメトブロマイドを有する高分子第4アン
モニウム塩がこの目的で使用されている。試料を
確実に保持するにはキヤリアが相当量で使用せね
ばならず、そしてキヤリアと試料の両者は液体試
薬により溶解させて、試料と試薬との間で反応を
可能ならしめられる。 回転カツプ型の装置は多くの場合許容しうる実
験結果を与えることもあるが、幾つかの欠点を有
する。たとえば、主として使用する試薬が液状で
あり、これを多量に使用せねばならないため、適
当に多量の蛋白質又はペプチド試料を取得しかつ
必要試薬の充分な供給を確保する経費が極めて高
くつく。液体試料と溶剤とは、これらがカツプ壁
上を通過する際試料部分を薄膜から分離させてカ
ツプの壁部から洗い流す傾向を有し、装置の各連
続サイクルで得られる末端アミノ酸単位の収率を
減少させる。したがつて、充分な試料が最後のサ
イクルまで残留して有用な結果を得ることを確保
するには、試料の初期量を充分大にせねばならな
い。さらに、この型式の装置は、反応室の容積が
大きくかつそこに存在する試料を減圧乾燥するこ
とにより準揮発性の液体試薬と溶剤とを反復除去
する必要があるため、かなり長いサイクル時間を
必要とする。さらに、回転カツプ順序決定装置は
製造及び修理が共に極めて複雑で高価につく。 異なる型式の順序決定装置が上記ラウルセン及
びワツハターの文献に開示されており、この場合
試料は共有結合により複数の小ビーズの表面に不
動化される。これらビーズは反応塔内に収納され
て多孔性充填物を形成し、この反応塔に液体試薬
を満たして化学プロセスを遂行する。使用する開
裂試薬は蛋白質及びペプチドに対し優れた溶剤で
あるため、試料をその場に保持するには共有結合
が完全でなければならない。しかしながら、共有
結合は実際上達成困難である。また、充填塔は洗
浄困難であつて、そこに存在するビーズは使用中
に崩壊する傾向がある。 従来、静止反応室内に試料を入れてこの試料を
気体若しくは蒸気状の少なくとも1種の試薬にか
けることにより、これら装置の欠点を克服するよ
う設計した順序決定装置が提案されている。上記
の米国特許第3892531及び4065412号はこのような
2種の装置を開示しているが、そのいずれも充分
満足には作動しない。 米国特許第3892531号の装置は反応室内に閉鎖
指状伸長部を備えており、これによりペプチド若
しくは蛋白質試料を順次して気体試薬と溶剤とに
曝露する間調節された温度に保持する。試薬を導
入する都度、伸長部を内部から冷却してそこで凝
縮を生ぜしめる。次いで伸長部を加温して試料を
液体中に溶解させ、反応を進行させる。試料と反
応させた後、望ましくない準揮発性薬品を熱と不
活性ガス流との組合せにより試料から乾燥させ、
或いは伸長部上に凝縮する溶剤により末端アミノ
酸と共に伸長部から滴下するまで洗浄することが
できる。 米国特許第4065412号の装置及び方法において
は、蛋白質又はペプチド試料は、化学的結合又は
直接吸着により反応塔内の多数の小さな巨孔執ビ
ーズの内表面と外表面との両者に被覆される。各
種の試薬及び溶剤を気体状又は液状のいずれかで
順次に充填塔に通して所望の減成反応を生ぜしめ
る。反応塔に対する試薬と溶剤との流れは、10位
置回転面封止弁により制御される。 残念ながら、これら特許の装置は、多数の減成
サイクルにおいて、許容しうる結果を達成するの
に充分な汚染のない環境を与えない。たとえば、
これら装置においては蛋白質又はペプチド試料を
効率的に洗浄するのが困難である。溶剤が試料か
ら滴下する点まで溶剤を凝縮させることにより試
料を洗浄する上記方法は、種々の反応生成物の微
量を試料上に残し、その後の化学反応を汚染する
傾向がある。同様に、反応塔内に試料を保持する
のに使用する充填物は、汚染を避けるため各種の
化学生成物を塔中に完全に移動させて塔から除去
せねばならないため洗浄困難である。これは、多
量の溶剤を使用してさえ容易に行なわれない。何
故なら、溶剤は蛋白質試料の大部分が存在するビ
ーズ内部の小孔部を通過せずに、ビーズ間の間隙
を通過する傾向を有するからである。これら装置
の流体供給管路及び流れ弁は、また充分な排気が
困難であり、化学残留物を捕捉する傾向を有し、
これら残留物はその後の反応サイクルにおける目
的とする化学反応を妨げることがある。 さらに、反応塔に充填物として使用されるガラ
ス若しくはプラスチツクビーズは、多数の減成サ
イクルにおいての使用中崩壊する傾向を有し、こ
の装置系をそこを通しての流体の流過を妨げる点
にまで閉塞させてしまう。かくして、実際上サイ
クル間で系を洗浄するのは不可能となり、塔内に
おける化学反応が不可能となるまでに汚染される
ようになる。 上記した幾つかの因子により惹起される汚染
は、順次の減成過程の継続中の累積的に進行す
る。したがつて、反応セル内の試料と試薬とは
増々汚染されるようになり、所望の結合及び開裂
反応を妨げると共に、多くの望ましくない反応を
ひき起こさせる。かくして、装置の各完結サイク
ルからの収率は減少し、一連の汚染物がフラクシ
ヨン中に入り込む。 収率は、たとえば充填物の崩壊、洗落し用溶剤
中への試料の溶解、及び充填物と試料との間の吸
着結合の破れを含む種々の理由に基づく試料の直
接的損失によりさらに低下する。 これらの作用は、多量の蛋白質又はペプチド試
料が使用できる場合或いは連鎖が比較的少数の単
位しか有しない場合には看過することもできる
が、連鎖が極めて多数の単位を有する場合或いは
極めて少量の特定蛋白質又はペプチドが入手され
る場合には状況が厳しくなる。インターフエロン
の場合にはこれら両者の状況が存在する。このイ
ンターフエロンとは或る種のウイルス感染に呼応
してひと細胞内に生成される小型蛋白質である。
インターフエロンは臨床医学の分野で最近多くの
話題を呼んでいる。何故なら、これはウイルス感
染を抑制する有効物質であると有望視されかつ抗
癌剤として極めて有望と思われるからである。イ
ンターフエロンは極めて少量しか生産されず、し
たがつて少量しか入手できない。現在、2種のひ
とインターフエロンの実際的な全世界における生
産は、多量のひと白血球(白血球インターフエロ
ン)又は或る種のひと組織培養細胞(繊維芽細胞
インターフエロン)を入手しうる比較的少数の先
進国に限られる。この制約されたインターフエロ
ンの生産能力のため、充分管理された臨床研究及
びこの分子がどのように作用するかについての基
礎的解析を行なうことが困難である。さらに状況
を複雑にしていることは、インターフエロンが約
150個のアミノ酸単位の連鎖で構成され、分析の
為にはこれら単位を個々に連鎖から開裂させねば
ならないことである。上記した種類の汚染損失
は、使用しうる蛋白質が極めて少量であるためイ
ンターフエロンにおける最初の数個のアミノ酸単
位の順序決定を妨げる。最初の数個の開裂サイク
ルを越えると、少量の試料は有意の結果がもはや
得られない点まで汚染されるようになる。 試料から開裂された各種のチアゾリノンをより
安定なフエニルチオヒダントインまで変換させる
ための、本出願人の知る最も精巧な従来の装置
は、ホイツトマン−リーブオールドの上記論文に
記載され、そして上記の米国特許出願番号第
106828号で改良されたような変換フラスコであ
る。しかしながら、本出願人は、試薬と溶剤とを
適当な毛細管により導入する場合このフラスコが
内壁部の非効率的洗浄により障害を呈することを
知つた。試薬と溶剤とを不活性ガスの流れと共に
供給してフラスコ壁部の液体を飛散させることに
よりフラスコ壁を洗浄できることが示唆されてい
る。しかしながら、この技術はフラスコへの液体
の乱調な流れをもたらし、液体供給容量の調節を
極めて困難にする。 さらに、本出願人は、もつと小容量の液体を収
容するよう従来の変換フラスコの寸法を著しく減
寸すると、変換反応の際内容物を撹拌しかつその
準揮発性成分を蒸発させるためフラスコの液体内
容物中に不活性ガス気泡を最適度に分散させるの
が困難になることを見出した。これらの目的でフ
ラスコの底部に導入される不活性ガスは比較的大
きな気泡として液体の表面まで上昇する傾向を有
し、液体を均一に撹拌せずにむしろフラスコ頂部
への液体の飛散を促進してしまう。 したがつて、多くの用途において、たとえば蛋
白質又はペプチドの順序決定のような化学過程を
実施するための、効率よく操作できかつ最小の装
置汚染でもつて最大限の順序決定サイクルを極め
て少量の試料により成功裡に実施しうるような装
置を提供することが望まれている。 概述すると、本発明は、反応室を画成する内部
表面を備えた室手段を含み、この室は流体を加圧
流れとして導通させるための入口及び出口手段を
備える。さらに、複数の流体に対し拡散により透
過性でありかつ室内に位置づけられる固体マトリ
ツクス手段が含まれる。このマトリツクス手段中
に埋入された試料は不動化されると共に、室を通
過する複数の流体のいずれにも露曝されてこれら
と化学的に反応する。 室手段は、固体マトリツクス手段を薄膜として
担持する表面手段を含むことができ、そしてマト
リツクス手段はたとえば1,5−ジメチル−1,
5−ジアザウンデカメチレンボリメトブロマイド
又は(N,N−ジメチル−3,5−ジメチレン−
ピペリジニウムクロライド)のような高分子第4
アンモニウム塩から構成することができる。 表面手段は室手段の内壁の全体又は一部として
構成することができるし、また室をほぼ横方向に
横断して延在しかつ流体を貫通させうる多孔質シ
ート手段からなることもできる。シート手段は複
数のガラス繊維で作られたシートから構成するこ
とができる。 室手段はその対向係合表面上にそれぞれ第1及
び第2空洞部を備えた一対の隣接室要素から構成
することができ、これらの第1及び第2空洞部は
互いに整列して反応室を形成する。第1及び第2
空洞部は係合面から離れる方向に、空洞部がそれ
ぞれ入口及び出口手段と連通する位置までテーパ
づけることができる。多孔質シート手段を使用す
る場合は、これを係合表面の少なくとも一方にお
ける凹部に収容し、第1及び第2空洞部を実質的
に分離する配向をもつて室内に保持する。室手段
は、封止関係で係合表面間に挾持された少なくと
も1枚の屈撓性材料のシートを含むことができ、
この屈撓性材料は複数の流体に対し透過性であ
る。また、室要素の少なくとも1つはその係合表
面上に空洞部の周囲に延在する隆起部分を備える
ことができ、これにより屈撓材料のシートを室要
素の係合表面に対し圧接し、かくして封止効果を
向上させる。 入口及び出口手段はそれぞれ室要素を貫通して
延びかつその内方端部において多孔質シート手段
の両側で反応室と連通する一対の毛細管通路から
構成することができる。これら毛細管は反応室と
同軸的であり、そこから室要素のほぼ平坦な外部
表面における外方毛細管開口部まで延在すること
ができる。 室中に複数の流体を順次に流過させる手段は、
表面上に複数のほぼ平坦なバルブ部位を備え2つ
の端部間で連続して形成されそして第1開口部を
介してバルブ部位のそれぞれに連通する第1通路
とそれぞれ第2開口部を介してバルブ部位の1つ
に連通する複数の第2通路とを具備する弁ブロツ
ク手段、及び各バルブ部位を覆う複数の弾性かつ
実質的に不透過性のダイヤフラムを包含し、各ダ
イヤフラムはバルブ部位の1つに圧接されてその
部位に連通する第1及び第2開口部を閉鎖する第
1封止状態と、その部位から引き離されて弁ブロ
ツク手段の外部を通して第1開口部と第2開口部
との間に流体流路を与える第2状態との間で作動
し、それにより第1通路と第2通路との間の流体
流れを選択的に調節することができる。接続手段
は少なくとも1つの傾斜フエルールを含み、これ
を管部材周囲に滑り係合にて密接嵌装すると共
に、通路の1つに連通する弁ブロツク手段におけ
る異なる傾斜の凹部に圧接させて、フエルールに
かかる内向きの力がフエルールと凹部との間の比
較的小さい接触面積に集中してこれらの間に流体
シールをもたらすようにする。凹部は好ましくは
前記フエルールよりも大きな角度で傾斜する。さ
らに、接続手段は、第1通路を装置の他の部分に
接続するため第1通路の一端部に取付け部を備え
ることができ、かくして第1通路はこの取付け部
と取付け部から最も離間した第2通路との間の流
体流れをフラツシユさせうるようなマニホールド
として作用する。第1通路は、鋸歯形状を有しか
つ交互の交差部において各バルブ部位に連通する
導管を形成するよう端部対端部で接続した複数の
直線通路から構成することができる。 装置は、各種の流体を導入及び除去するため内
部に突入する複数の毛細管を備えた変換フラスコ
を含むことができ、これら毛細管の少なくとも1
本は孔部を閉鎖しかつ複数の半径方向に離間した
制限オリフイスを設けた内方端部を備え、かくし
て毛細管を通る流体の流れはフラスコの内壁部に
対しスプレー作用を与えて内壁部を洗浄する。さ
らに、フラスコの底部に近接する個所で終端する
毛細管は閉鎖端部を備えると共にそれに近接して
複数の半径方向に離間した制限オリフイスを備
え、かくして毛細管通を通るガスの内方流れは複
数の小気泡を発生してフラスコ内の液体を撹拌し
或いはその乾燥を促進する。 化学物質の試料につき化学的プロセスを順次実
施する本発明の方法は、複数の流体に対し拡散に
より透過性である固体マトリツクスに試料を埋込
み、入口と出口とを備える密閉室の内部に固体マ
トリツクスを包入し、複数の流体を室中に加圧流
として入口から出口まで試料が各流体に露曝され
るように順次流過させ、それにより試料を不動化
させると共に試料と流体との間の化学的相互作用
を達成することからなつている。固体マトリツク
スは、密閉室の内壁部上に薄膜として支持するこ
とができる。その他の方法として、固体マトリツ
クスは多孔質シート上に支持させることもでき、
このシートを入口から出口まで通過する流体がこ
のシートを必らず通過するように入口と出口との
間の位置に室をほぼ横断して延在させる。固体マ
トリツクス中に試料を埋入する工程は、固体マト
リツクスを支持表面に薄膜として施こし、次いで
試料を含有する溶液をこの薄膜に、試料溶液がマ
トリツクスを溶解するように施こす工程からなる
ことができる。次いで、液体を溶液から蒸発させ
て、試料が埋入された薄膜を残留させる。 本発明の目的は、化学物質の試料につき最小の
試料損失と最小の系汚染とでもつて化学的プロセ
スを順次実施するための装置及び方法を提供する
ことである。 さらに、本発明の目的は、極めて少量の試料に
つき化学的プロセスを最小量の試薬と溶剤との使
用により順次実施するための経済的装置及び方法
を提供することである。 本発明の他の目的は、化学的プロセスを順次実
施するための極めて短いサイクル時間を有する改
良装置及び方法を提供することである。 さらに、本発明の目的は、試料をサイクル間で
より効果的に洗浄しうるような、試料に対し化学
的プロセスを順次実施するための改良装置及び方
法を提供することである。 本発明の装置及び方法は、減成過程に使用され
る試薬と溶剤との両者に対し拡散により透過しう
る薄膜として形成した固体マトリツクスの内部に
蛋白質又はペプチド試料を不動化させることによ
り、従来の順序決定装置に関する多くの問題を解
決する。かくして、完全な共有結合を達成する困
難な問題が回避され、同様に試料が支持体表面上
に直接吸着されて移動液体相の機械的剪断力に曝
されたとき遭遇するような試料損失の問題も回避
される。試料はマトリツクスによりしつかり固定
される一方、それより小さい試薬と溶剤とアミノ
酸誘導体とはマトリツクス中に拡散することがで
き、減成過程における種々な工程を行なうのに充
分な濃度までマトリツクス中に効果的に溶解する
ことができる。固体マトリツクスは気体試薬に露
呈された際にも試料を極めて効果的に保持するの
で、実際上如何なる形状の試料支持体表面をも何
らの試料損失なしに使用することができる。反応
室の内壁部自身を充分な支持体表面とすることが
できる。 系の完全洗浄を著しく容易化させる支持体表面
は、複数の重なつたガラス繊維で作られ、流過反
応室を横断して延在する多孔質シートである。多
孔性は繊維間の空隙によつて与えられる。この構
造は流体流れ方向に最小の寸法でもつて比較的大
きい総表面積を有する。固体マトリツクスは繊維
表面上に薄膜を形成し、試薬と溶剤とが薄膜中に
容易に拡散してそこに埋設された試料と反応する
のを可能にする。これは、最小限量の試薬と溶剤
とを用いて比較的短時間に化学過程と洗浄サイク
ルとを試料について行なうことを可能にする。試
薬と溶剤とは、その或る物は気体又は蒸気の形態
であるが、薄膜を透過して試料と接触し、これと
最大限に完全かつ効果的に反応する。 ここに開示した多孔質シートの比較的薄い形態
は、さらに、比較的少量の溶剤により試料から残
留試薬と反応生成物とを完全に洗浄する能力を高
める。溶剤は、試薬と反応生成物とをこれらを系
から除去するにはシートの表面から比較的短距離
だけ移動させればよい。シート表面から外れた個
所からは、それらを容易に室外に誘導して試料を
次回の反応工程用の状態にすることができる。少
量の溶剤使用は溶剤費用の節約となるだけでな
く、試料が反応室から洗い出されて損失する傾向
をも減少させる。 さらに、気体又は蒸気状の試薬を使用すること
は、試薬に対する試料の完全露出にも貢献し、必
要とされる試薬の量を最小にする。試薬の使用を
少なくすることは、エドマン減成技術に使用され
る試薬が極めて汚染を嫌いしたがつて極めて高価
であるため重要である。さらに、試料とこれを含
有する固体マトリツクスとは気体試薬により溶解
されず、支持体表面からの試料の分離による試料
損失の問題を除去する。 本発明の反応室は、気体及び液体の両試薬を試
料を保持した多孔質シート中に通過させしかも試
料が外部不純物により又は一反応工程若しくはサ
イクルから次の工程若しくはサイクルへと運ばれ
る化学物質により汚染されないように構成され
る。たとえば、当接する室要素が2つ組合され
て、多孔質シート各例に第1及び第2空洞部を構
成する低容積の反応室を形成する。室自身から各
室要素を介して反対方向に延びる一対の毛細管通
路は、気体又は液体状の複数の流体が加圧流とし
て室を通過しかつ試料マトリツクスを通過するの
を可能にする。室と通路との容積が小さいことは
試薬と溶剤との必要量を最小限にすると共に、サ
イクル間における系の減圧乾燥を容易にする。2
つの室要素は、その係合表面においてこれら係合
表面間に挾持された屈撓性材料のシートによつて
封着される。この材料は室を通過する複数の流体
に対し透過性であり、実際にガスがより均一に多
孔質シートと接触するよう分散させることにより
室を通過するガスの流れを向上させる。 反応室の別の具体例は、単一の毛細管又は毛細
管型通路であつてその内部表面上すなわち孔部上
に薄膜として形成された固体マトリツクスを有す
る。蛋白質又はペプチド試料を多孔質シートの場
合と同様にマトリツクス中に埋入し、試薬と溶剤
とを毛細管中に順次通過させて試料と相互作用さ
せる。上記した室構造は、多孔質シート部材なし
でこの目的に使用することができる。次いで、試
料含有マトリツクスを第1及び第2空洞部の表面
上に形成させる。同様に、固体マトリツクスを支
持する表面は、試薬と溶剤の流体をマトリツクス
上に流しうるような実質的に任意の方法で製作す
ることができる。 室及び変換フラスコ両者に対して導入及び導出
される流体の流れを調節するための本発明の新規
な弁アセンブリは、流体の相互汚染を避けるよう
に特に製作される。各弁手段は単一の導管を複数
の他の導管と対峙させて、この単一の導管を他の
導管のそれぞれに選択的に接続する。単一の導管
は弁ブロツクにおいて第1通路の一端部と連通す
るように作られる一方、他の導管のそれぞれは第
2通路の1つに接続される。常閉状態において、
各バルブ部位を覆うダイヤフラムのそれぞれはガ
ス圧により弁ブロツクの表面に圧接されて第1通
路と特定バルブ部位に到る第2通路との連通を防
止する。単一導管と他の導管との流体連通は、ダ
イヤフラムの1つ若しくはそれ以上に減圧をかけ
てダイヤフラムをバルブ部位から引き離すと共に
流体を各通路に対する開口部間に存在する弁ブロ
ツクの表面上に流すことにより選択的に与えるこ
とができる。第1通路の遠隔端部においてバルブ
部位に通じる第2通路は、弁に対する各流体の供
給を完全にする目的で、たとえば不活性ガスのよ
うなフラツシング流体の加圧源に接続することが
できる。かくして、特定の試薬又は溶剤を供給弁
の対応ダイヤフラムに減圧をかけて反応室中に導
入した後、第1通路の遠隔端部におけるダイヤフ
ラムを開放して、第1通路内に残存する試薬又は
溶剤を全て室へと押し込むことにより供給を完全
にすることができる。これは、第1通路の連続性
により可能となり、マニホールドを形成すること
により次の試薬又は溶剤の供給が開始される前に
特定の試薬又は溶剤がパージされる。反応室に対
する出口に弁が存在する場合は、第1通路を出口
に接続する一方、第2通路をそれぞれ変換フラス
コと真空源と排棄部とに接続する。第1通路の連
続性は、完全な排気を可能にすると共に、サイク
ル間において準揮発性物質がそこに捕捉される可
能性を実質的に除去する。 ここに開示した第1弁通路の「鋸歯」形状は順
序決定装置の分野で他の弁アセンブリに従来使用
されている。しかしながら、本出願人が知つてい
る従来の鋸歯弁アセンブリは、主ブロツク内にお
ける通路の連通及び非連通の状態間を往復して摺
動するよう、主弁ブロツク上のバルブ部位に対し
て装着された複数の個々のブロツクを組込んでい
る。摺動ブロツクは磨耗する傾向を有し、大気と
通路間との両者に対して漏れを生ぜしめる。ここ
に開示した新規な弁アセンブリは、従来の鋸歯マ
ニホールドを一連のダイヤフラムと組合せて各通
路に連通する開口部対の間の流れを確立及び遮断
することにより、磨耗の問題を解決する。ダイヤ
フラムは、たとえば市販のフルオロカーボン重合
体のような実質的に不活性の材料で作ることがで
き、劣化することなく長期にわたつて機能する。
さらに、弁通路を外部導管に接続する従来の手段
は、弁ブロツクの側部に過剰圧力を及ぼす傾向が
あり、弁ブロツクの上部封止表面の歪を促進する
と共に密封作用能力の喪失をも促進する。特に、
本出願人が知つている従来の鋸歯弁は、各導管と
関連するほぼ平坦なフランジ表面を弁ブロツクの
側部に圧接して平滑表面対の間における一連の封
止を行なうことにより、外部導管を弁通路に接続
する。これら部品のそれぞれは実際に加工するこ
とが極めて困難なたとえばフルオロカーボン重合
体のような材料で作られるため、各封止表面を互
いに一致させて所要の封止を形成するには非常に
大きな圧力をかけねばならない。圧力は弁ブロツ
クによつて支えられるため、その上部封止表面の
歪をもたらす。 本発明の弁アセンブリは、弁ブロツクに対し不
当な圧力をかけることなく封止を行なうよう、弁
ブロツクにおける異なるテーパの凹部に部分的に
収容しうる複数のテーパつきフエルールを備え
る。比較的小さい封止力をフエルールの特定部分
に集中させて、ブロツクを歪めることなくフエル
ールに対応するテーパつき凹部に対し封着する。 フエルールの各側で異なるテーパを有する表面
間において界面を設ければ、得られる封止がさら
に向上する。異なるテーパの表面間におけるこの
種の界面は、好ましくは最適の封止特性を得るよ
うフエルールの両側に設けられる。 本発明の変換フラスコは、フラスコの内壁部に
衝突するスプレーの形で試薬と力剤とを導入し、
そこに凝縮又は飛散している全ての化学物質を壁
部からフラスコ内の液体中へと洗い流すことを可
能にする。サイクル間で系の相互汚染となる主原
因がかくして除去される。さらに、変換フラスコ
はガスが液体中を小気泡の形態で上方に移動して
液体を均一に撹拌し、その準揮発性成分を乾燥す
るのを可能にし、しかも過度の激しいバブリング
と飛散とによる試料の損失をもたらすことがな
い。これは、敏感なアミノ酸誘導体からの急速か
つ穏かな液体除去を促進する。かくして、アミノ
酸誘導体を変換フラスコ中に移送するのに使用し
た溶剤を、上記したホイツトマン−リーブオール
ド特許におけるよりもずつと短時間(5〜10分間
でなく1〜2分間)かつより低温度(50〜80℃で
なく40〜50℃)で除去することができる。これ
は、たとえばセリン、スレオニン、ヒスチジン、
アルギニン及びトリプトフアンのような最も不安
定なアミノ酸誘導体の収率を著しく向上させる。
変換フラスコ中に使用される試薬は、不活性ガス
気泡の微細な流れと、ホイツトマン−リーブオー
ルド特許において必要とされる30〜40分間でなく
3〜5分間の低減圧との組合せにより除去するこ
とができる。ホイツトマン−リーブオールドの方
法においては、試薬の乾燥を、変換フラスコ総サ
イクル時間が第1反応室の総サイクル時間以下と
なるような要件る満たすため、変換フラスコ内の
アミノ酸残留物に対して導入した直後に開始せね
ばならない。変換用試薬の酸成分、すなわちトリ
フルオロ酢酸若しくは塩酸はそれが溶解されてい
る水よりもずつと揮発聖が大であるため、この酸
成分はホイツトマン−リーブオールドの乾燥工程
で早く除去されて、変換工程の大部分において水
溶液以外の何物にもアミノ酸誘導体を残留させな
い傾向を有する。これは、グリシン及びプロリン
の誘導体の不完全変換と他の誘導体の分解とをも
たらす。本発明の変換装置において、変換用試薬
は完全変換に充分な時間、すなわち30〜40分間に
わたりアミノ酸誘導体と接触させ続け、次いで3
〜5分間内に急速に乾燥させることができ、しか
も変換フラスコの内部全体に試料を飛散させるこ
とがない。 以下、図面を参照して本発明の具体例について
説明する。 図面を参照すれば、第1図及び第2図には、本
発明を具現した装置が全体を参照符号10で示さ
れている。装置10は、室装置12と、変換フラ
スコ14と、フラクシヨンコレクター16とを含
み、そのそれぞれは自動制御装置18により操作
される。加圧された溶剤及び試薬の貯槽の配列体
20がダイヤフラム型流れ弁の列22を介して反
応室12と変換フラスコ14とに接続される。第
2の弁列24は、反応室から変換フラスコ14及
びその他位置への液体の流れを調節する。第3の
列のダイヤフラム弁26は、変換フラスコとフラ
クシヨンコレクターとを排棄又は真空手段に接続
しかつフラスコからフラクシヨンコレクターへの
流体流れを調節する作用を行なう。 過された不活性ガス源28は高度に精製され
た不活性ガス、好ましくはアルゴンを装置10に
供給し、溶剤及び試薬の貯槽を加圧し、酸素含有
空気を装置系から掃気し、様々の時点における系
内の試薬及び溶剤の乾燥過程を促進する。圧力調
節弁と計器の群列30は、各溶剤及び各試薬の貯
槽に対するガス圧並びに装置10の他の部分のそ
れぞれに対する圧力を個々に調節する役目をな
す。 装置10の操作態様を第3図に示す。室装置1
2は加熱環境32内に存在し、好ましい具体例に
おいては入口通路及び出口通路36及び38にそ
れぞれ連通する反応室34を画成する。入口通路
36は、流体導管40を介して複数の貯槽列2
0、すなわち試薬貯槽42,44,46及び48
並びに溶剤貯槽50,52及び54に接続するこ
とができる。貯槽42乃至54は不活性ガス圧源
28により個々のガス圧調節器56と電磁弁58
との列を介して加圧される。貯槽42乃至54の
それぞれは、さらに個々の流れ弁62と個々の流
れ調節器64とを介してその内部の流体レベルの
上方の個所にて排棄トラツプ60に接続すること
ができる。不活性ガス源28から貯槽に導入され
た加圧不活性ガスは、かくして流れ調節器64に
より調節された速度で排棄トラツプ60に排気す
ることができる。貯槽42乃至54の流出量は、
流体導管40に一端が接続された連続マニホール
ド68と連通するダイヤフラム弁66を介して
個々に調節される。かくして、加圧貯槽42乃至
54からの流体は、弁66の選択的作動により導
管40と室入口通路36とを経て反応室34に移
送することができる。試薬と溶剤との送給を助成
すると共に、供給後にマニホールド68と導管4
0とをフラツシユするため、不活性ガス源28か
らの加圧不活性ガスを、圧力調節器70とダイヤ
フラム弁72とを介して導管40とは反対の端部
にてマニホールド68に導入することができる。
かくして弁72の作動は加圧ガスをマニホールド
68の最外端から導入して、その中の全ての試薬
又は溶剤を導管40と通路36とを介して反応室
34に移動させる。 貯槽44,46及び48の流体出口には、流れ
調節器76に対し直列にガス流量計74を設け
る。何故なら、それらに貯蔵された試薬は気体又
は蒸気状で使用される一方、残りの溶剤と試薬と
は液状で使用されるからである。ガス放出速度を
対応する弁66により正確に調節するには、流量
計74と流れ調節器76とが必要である。 反応室34からの流体流れは、連続マニホール
ド84を介して出口通路38に連通するダイヤフ
ラム弁78,80及び82によつて調節される。
弁78を開くと、所望の反応生成物、代表的には
蛋白質又はペプチド試料のN−末端アミノ酸単位
が導管86を通過して変換フラスコ14へと移動
する。弁82を開いて出口通路38を排棄トラツ
プ60に接続することにより、望ましくない試薬
と溶剤と反応生成物とを廃棄することができ、ま
た弁80は出口通路38を真空トラツプ88と真
空ポンプ90とに接続して反応室34、出口通路
38、マニホールド84を排気する。 同様に、変換フラスコ14及びフラクシヨンコ
レクター16も、それぞれ弁92及び94を介し
て排棄トラツプ60にそして弁96及び98を、
介して真空トラツプに接続することができる。 試薬貯槽100及び101と溶剤貯槽102と
は、導管104を介し試薬と溶剤とを変換フラス
コ14に供給する為に用意される。貯槽100,
101及び102は圧力調節器106と電磁弁1
08とを介して不活性ガス源28により加圧さ
れ、かつ個々の排気弁110と流れ調節器111
とを介して排棄トラツプ60に接続される。貯槽
100,101及び102の流体出口は、導管1
04に一端を連通した連続マニホールド114に
ダイヤフラム弁112を介して接続される。かく
して、加圧貯槽からの流体の流れが弁112の選
択的開放によりもたらされて、試薬又は溶剤のい
ずれかをマニホールド114中に排出することが
できる。不活性ガス源は圧力調節器116とダイ
ヤフラム弁118とを介し導管104とは反対側
のマニホールド端部に接続して、試薬又は溶剤を
マニホールドと導管とを介して変換フラスコ14
へのその移動を推進させることができる。 さらに、不活性ガス源28は圧力調節器120
とダイヤフラム弁122と導管124とを介して
変換フラスコに接続され、そして圧力調節器12
6と弁128とを介してフラクシヨンコレクター
16にも接続される。フラスコ14内において、
所期の態様で特定フラクシヨンが変換された時、
これをガス圧により導管124と弁131とを介
してフラスコからフラクシヨンコレクター16へ
と放出してその内部の容器内に貯蔵することがで
きる。フラクシヨンを放出した後、フラスコ14
には比較的高いレベルまで溶剤を満たして、そこ
に存在する全ての残留化学物質を溶解させること
ができる。次いで、溶剤をガス圧により導管12
4と弁125とを介して排棄トラツプ60に排出
し、次のアミノ酸誘導体を供給しうる態勢にフラ
スコをフラツシユする。 フラクシヨンコレクター16は、装置10の各
サイクルの都度、次回のアミノ酸単位のフラクシ
ヨンをフラスコ14から受入れるよう空容器を位
置決めするため制御装置18により割出し作動さ
れる、容器を円形に配列した回転盤から基本的に
構成される。 制御装置18は好ましくは完全自動化装置であ
つて、ダイヤフラム弁66,72,78,80,
82,92,94,96,98,112,11
8,122,125,128及び131と電磁弁
58,62,108及び110とを制御する。さ
らに制御装置18は、加熱環境32を所望温度に
保つ機構(図示せず)、フラクシヨンコレクター
16、真空ポンプ90、並びに系全体の各種セン
サーを制御する。上記した各ガス圧調節器及び流
量調節器は始動の際手動により調整されて、対応
する流体導管内に所望の圧力と流れとを確立す
る。 室装置12を第4図及び第5図に詳細に示す
が、これはスリーブ132を支持する2部片式基
部130からなり、スリーブは第1及び第2室要
素134及び136を内蔵する。スリーブ132
には、スリーブの軸線と心合しかつ基部130の
円筒状凹部にぴつたりと収容される拡大円筒状部
138が設けられる。この円筒状部138は、基
部130と螺合する保持カラー142によつて所
定位置に保たれる。 室要素134及び136は円筒状のガラス部材
であつて、それぞれ対向する合着面144及び1
46を備えると共に、スリーブ132内に心合状
態で密接して収容される。上記した入口及び出口
通路36及び38はそれぞれ室要素134及び1
36を貫通して軸線方向に延在し、好ましくは1
mm程度の直径を有する毛細管通路である。室要素
134及び136の軸線方向外端部148及び1
50は一般に平坦であつて、スリーブ132に対
し軸線方向に室要素に緩衝を与える為実質的に不
活性な材料で作られた一対の薄い弾性ワツシヤー
と当接される。上方弾性ワツシヤー152の上部
に位置する金属ワツシヤー154には、スリーブ
132の上端部におけるスロツト158に係合す
る対向固定耳部156を設ける。この金属ワツシ
ヤー154は、スリーブ132の上端部に螺着さ
れたキヤツプ160により所定位置に保たれて、
室要素をスリーブに対して所定の位置に正しく保
持する。耳部156とスロツト158との嵌合
は、キヤツプ160が装着されたときワツシヤー
154が回転するのを防止し、かくして室要素の
回転によりキヤツプが組体を破損するのを防止す
る。流体導管40には末広下端部162が設けら
れ、これは導管40の孔部が入口通路36に連通
するよう室要素134の外端部148に当接す
る。導管40は、支持ワツシヤー164と取付け
部材166とを備え、後者をキヤツプ160中に
軸線方向に螺着することによつて、末広端部16
2を封止状態で室要素134に圧接する。導管4
0は、たとえば市販のフルオロカーボン重合体の
ような任意の弾性かつ実質的に不活性の材料で製
作することができる。導管40の孔部と入口通路
36との整列は、共通軸線の周囲に各種の相互取
付け部品を精密に組立てることにより確保され
る。 出口通路38は、鋼製スリーブ174内に収納
された実質的に不活性な材料の部材172によ
り、上記の連続マニホールド84に連通して設置
される。スリーブ174は平滑な外面を有し、拡
大円筒部138と基部130との整列した軸線方
向開口部176及び178内に収容される。部材
172は鋼製スリーブ174を越えて上下し、軸
線方向に延在して、第2室要素136の外端部1
50とマニホールド84を画成する弁ブロツク1
82のテーパつき凹部180とに係合する。部材
172内部の軸線通路184は、出口通路38及
びマニホールド84の一端部に正確に整列して、
室要素136から弁ブロツク182まで単一の連
続毛細管通路を形成する。上記した導管40の場
合と同様、共通軸線を中心としての関連部品を精
度よく製作することによつて、各通路間の正確な
整列と完全な密閉とが保証される。かくして室装
置12は、各通路の整列又は各密閉部の完全性を
害することなく極めて短時間で容易に解体及び再
組立てすることができる。 弁ブロツク182は新規な構造であつて、これ
を第9図乃至第13図と関連して詳細に説明す
る。今の段階では、弁78,80及び82の部分
が、室装置12からの流体の流れを調節すべく弁
ブロツク182内に含まれることを銘記すれば充
分である。 第6A図において明示されるように、室34は
2つの室要素の対向しあう合致面144及び14
6における整列空洞部186及び188によつて
形成される。2つの空洞部は入口通路及び出口通
路36及び38に対し同軸的に配置されかつ好ま
しくは断面円形であつて、入口通路から出口通路
まで移動する流体に対し軸対称通路を形成する。
多孔質シート部材190が反応室34を横断して
延在しそして空洞部186の凹部192内に少な
くとも部分的に収容することができる。かくし
て、多孔質シート部材190は、入口通路36と
出口通路38を一方から他方へ流動する流体が必
らずシート部材を通過するよう分離する。多孔質
シート部材190は好ましくはたとえばガラスの
ような圧縮繊維材料で作られたシート又はマツト
からなつている。市販のガラス繊維フイルターが
この目的に適しており、使用中の分解又はその他
の損傷に対し高い耐性を有する。この種の多孔質
シートは蛋白質又はペプチド試料を埋入しうる薄
膜を支持するためのかなり大きい表面積を与える
ことが見出された。薄膜が流体透過性材料、すな
わち液体及び気体をそこに拡散させうる材料で作
成されるならば、この材料は、試料を確実に保持
すると共に、試薬及び溶剤と試料との化学的相互
作用を可能にする固体マトリツクスを形成しう
る。たとえば1,5−ジメチル−1,5−ジアザ
ウンデカメチレンポリメトブロマイド又はポリ
(N,N−ジメチル−3,5−ジメチレンピペリ
ジニウムクロライド)のような高分子第4アンモ
ニウム塩がこの目的に理想的である。これらは流
体の拡散を可能にし、使用溶剤に対し不溶性であ
りかつ試薬と溶剤との両者に対し化学的に安定で
ある。さらに、これらは凝集薄膜を形成すると共
に正電荷を有してこれらがガラス支持体表面にイ
オン的に結合するのを可能とする。 従来の順序決定装置において行なわれた試料保
持形態と本発明のそれとの基本的相違は、第17
A図、第17B図及び第17C図を参照すること
により明瞭に理解されるであろう。第17A図及
び第17B図は、試料支持体表面302又は30
4に対し蛋白質又はペプチド試料300を固定す
るためのもつとも一般的な2種の従来方法を図示
している。 第17A図は、試料を共有結合306によりガ
ラス支持体表面302に化学的に結合させる場合
を示す。たとえば、表面302は、ガラスのシリ
カ部位の幾つかがそこから延出して試料鎖上のカ
ルボキシル基310と反応するアミノ官能基30
8を有するよう特別に処理することができる。適
切な条件下において基308及び310の幾つか
が反応し、ガラスに共有結合している試料を残存
させると共に多数の水分子を遊離する。この種の
結合は非常に強力であり、試料を所定位置に保持
するには1分子当り1個若しくは2個の結合で充
分である。しかしながら、共有結合は蛋白質及び
ペプチド試料について得るのは困難である。さら
に、共有結合は、連鎖中の極めて少数の分離され
た単位を介して連鎖を保持する。減成過程がこれ
らの単位まで到達してこれらを連鎖から開裂させ
ると、連鎖の残部が未結合として残され、これが
室から洗い出されることがある。 第17B図は、試料300を支持体表面304
上に直接吸着させる場合を示す。次いで、試料
は、試料と表面との間の極めて多数の比較的弱い
非共有相互作用312によつて所定位置に保たれ
る。分子レベルにおいて、表面は試料上の多くの
異なる部位と相互作用する。これは大型の蛋白質
及びペプチドの場合にはうまくいくが、試料がず
つと小さい寸法まで減成されるにつれて、表面か
ら切り離され又は引き離され易くなる。この結
果、著しい試料損失が生ずる。 第17C図は、薄膜として形成された固体マト
リツクス316中に試料を埋入することによる支
持体表面314に対する試料300の不動化を図
示している。上記したように、マトリツクス31
6は正電荷を有する高分子第4アンモニウム塩と
することができる。かくして、マトリツクスは極
めて多数のイオン相互作用により酸性ガラス表面
に堅固に保持され、試料がこの中に埋入されてい
るためこの試料を確実に所定位置に保持する。試
料と表面との間の直接的な結合の相互作用に頼る
ものでないため、不動化の効果は試料寸法の減少
により影響されない。 本発明は、埋入試料との化学的相互作用を行な
うため固体マトリツクス316中への試料、溶剤
及びアミノ酸誘導体の拡散乃至浸透に依存してい
る。マトリツクスは薄膜として形成されて、その
上を通過する試薬と溶剤とを吸収する。薄膜中で
溶解されると、試薬及び溶剤は薄膜の厚さを横切
つて容易に拡散して減成過程を行なうことができ
る。 第6A図に戻り、反応室34は、合着しあう表
面144と146との間に挾持された屈撓性の封
止材料の少なくとも1枚のシート194により空
洞部186及び188の周辺部において封止され
る。一対の屈撓性シート194が多孔質シート部
材190の各側に一枚づつ配して好適に使用され
る。これらシート194は極めて薄いものであつ
て、室34を通過させる複数の試薬及び溶剤の流
体に対し透過性である。空洞部188の周辺部に
おける環状封止用隆起部又はビード196が封止
用シート194に当接して、空洞部186の周辺
近傍の表面144に対しより効果的な封止を与え
る。封止用シート194は、シール劣化の可能性
を最小限にするよう、たとえば市販のフルオロカ
ーボン重合体のような任意の実質的に化学不活性
の材料で作ることができる。これらは室34に対
し密閉効果を与えるだけでなく、多孔質シート部
材190を支持し、しかも気体及び液体の流れが
部材190全体により均一に分配されるよう室中
を通過する気体及び液体を分散させるのに役立
つ。装置系の使用寿命の延長及び試料との最適な
化学的相互作用がこのようにして助成される。 本発明による反応室の別の具体例34′を第6
B図に示し、ここでは2つの室要素の対向係合表
面における整列空洞部186′及び188′は空洞
部186及び188よりも幾分狭くかつ長いもの
とされる。その他の点においては、室34及び3
4′は同一であり、図面における室34′の各部材
には室34の対応部分と同じ参照符号にダツシユ
(′)を付てある。反応室34′は入口36′から出
口38′への若干多い流体の直接流れを可能にす
るが、そこにおける多孔質シート部材190′の
直径を制限する。 第6C図は、多孔質シート部材190′を除去
した状態の第6B図の室34′を示している。さ
らに、封止用シート194′は、室の直径に等し
い中央開口部を有する屈撓性材料の単一の環状シ
ート316で代替されている。この具体例におい
て、蛋白質又はペプチド試料を埋入した固体の流
体透過性マトリツクス318は、室34′を通過
する試薬と溶剤とに露呈されるよう、この室の壁
部に薄膜として形成される。かくして、室34′
中を通る流体の流れが相当な薄膜表面積が保持し
たまま向上される。 本発明による室装置の別の具体例を第18A,
18B及び18C図に示し、ここでは先の2つの
室要素134及び136はスリーブ132内の単
一の毛細管型室要素320により代表される。室
装置12の残余の部材は第4図及び第5図に関し
て記載したものと同じであり、したがつて同じ参
照符号を付した。室装置に対する外部の構造及び
接続も全て上記のものと同一である。 室要素320は、軸線方向の毛細管状の室32
4を画成する内壁322を備えた筒状ガラス構造
からなつている。室324はその2つの端部32
6から中央328の方向に直径を一様に増大し、
蛋白質又はペプチド試料は、壁部322上に薄膜
として形成された固体マトリツクス330の内部
に担持される。 本発明の反応室は、複数の試薬及び溶剤の流体
を通過させうる試料支持体表面を備えた実質的に
任意の形態にしうることが了解されるであろう。
たとえば、室装置12には内部表面すなわち孔部
に流体透過性の固体マトリツクスを形成させた単
一の長形毛細管(図示せず)で充分である。毛細
管を通過する流体は薄膜中に埋入された蛋白質又
はペプチド試料と相互作用して減成過程を行な
う。 反応室34,34′又は324への液体試薬の
供給及び貯蔵のための本発明による典型的な貯槽
即ち溜め198を第7図に示す。貯槽198は第
3図の貯槽42,50,52,54,100,1
01及び102に対応する。加圧不活性ガスは導
管202により貯槽198の内部200に供給さ
れ、この導管202は槽内の液体試薬又は溶剤の
レベル204より下方の個所において槽内部に連
通する。かくして、導入された加圧ガスは全ての
溶存酸素を液体から連行して、排気導管206を
介し制御された速度で放出されて内部200内に
動的平衡状態を生成する。試薬又は溶剤を内部ガ
ス圧により貯槽198から制御下で押出すため液
体出口208が設けられる。各貯槽198の不活
性ガス供給路202は不活性ガス源28からの加
圧不活性ガスを圧力調節器56又は106と電磁
弁58又は108とを介して受け入れる。排気導
管206を通してのガスの放出も同様に、電磁弁
62又は110の1つと流れ調節器64又は11
1の1つとによつて調節される。導管208を通
る液体試薬又は溶剤の流れは弁66又は112の
1つによつて調節される。液体試薬又は溶剤の1
種を反応室又は変換フラスコに供給する都度、対
応するアルゴン供給弁と排気弁とを開いて特定貯
槽内に動的平衡状態を確立させる。次いで、液状
の試薬又は溶剤は導管208中の弁と排棄トラツ
プ60への弁との開放により導入することができ
る。液体は一定速度で貯槽から排出され、供給路
208中の弁を開放状態に保つ時間の長さを調節
することにより供給液量を正確に調節することが
できる。 気体又は蒸気状で試薬を供給するための本発明
による代表的な貯槽210を第8図に示す。ガラ
スフリツト製散気用部材213を終端に有する不
活性ガス入口212を設けて、不活性ガスを貯槽
210の内部214にその底部近傍かつ内部の液
体試薬のレベル216より相当下方の点から導入
する。排気導管218と出口すなわち供給路22
0とは液体レベル216より上方の個所で内部2
14に連通する。貯槽210は第3図の貯槽4
4,46及び48の代表的なものであり、ガス圧
源28から導管212を介するガスの流れを調節
する圧力調節器56の1つと弁58の1つとを備
えている。同様に、排気導管218への加圧ガス
の逸散は流れ調節器64及び流れ弁62の1つに
よつて調節され、供給路220に沿つて試薬の供
給は流量計74と流れ調節器76と並んだダイヤ
フラム弁66の1つによつて調節される。 かくして、試薬R2、R3及びR3Aは気体又は蒸気
状で反応室に供給されるが、それらは液体として
貯蔵され、必要に応じて気化される。気化は、液
体試薬中に不活性ガスを上方にバブリングさせて
行なわれる。このようにして、貯槽210の内部
214における不活性ガスは試薬蒸気によつて飽
和されるようになる。試薬が必要とされる都度、
導管212及び218に接続された弁を開いて試
薬中に不活性ガスをバブリングさせかつ動的平衡
状態を確立させる。次いで供給導管220内の弁
66を所定時間開いて所望量の試薬蒸気を反応槽
に供給する。特定の弁66と並んだ流れ調節器7
6は、流量計74で示される一定速度にて蒸気を
貯槽により供給させる。 第9図乃至第13図は、第3図の弁66及び7
2と連続マニホールド68とを具体化する弁アセ
ンブリ222の構造及び操作を示している。弁ア
センブリ222は、第11図及び第12図に最も
明瞭に見られる弁ブロツク224を備える。この
弁ブロツク224は矩形断面の長形ブロツクであ
つて、この弁ブロツクをその表面から斜めに穿孔
することにより形成された鋸歯模様の連続第1通
路226を有する。かくして第1通路226は単
一の連続通路となり、その一つおきの交差部にお
いて対応する開口部232を介し表面228上の
複数のバルブ部位230に連通する。テーパ付き
の接続口部234が第1通路226の一端部に連
通する。複数の第2通路236が、弁ブロツク2
24の反対側におけるテーパつき接続口部238
から各バルブ部位230における開口部232近
傍の対応開口部240まで延在する。弁ブロツク
224は基部244の長手方向スロツト242内
に収容され、この基部は連結取付具248を受容
する接続口部234及び238と整列する複数の
ねじ切り開口部246を備えている。取付具24
8は、弾性の、2つのテーパ面を有するフエルー
ル(嵌め輪)250をそれぞれ接続口部234及
び238に対し圧縮当接させて、フエルールを通
して延在する管252を弁ブロツク224の各通
路と封止接続させるのに適する。このようにし
て、第1通路の接続子口部234は第3図の流体
導管40を介して室装置12の入口通路36に連
通し、8本の第2通路のうち最初の7本はそれぞ
れ貯槽42乃至54の流体出口208及び220
に連通する。接続子口部234から最も離れた第
2通路は第3図に示した圧力調節器70を介して
不活性ガス圧源28に連通する。 弁ブロツク224の口部に対する2つのテーパ
面を有するフエルール接続部の構造が口部234
を例として第9Aに詳細に示してある。 第9A図のフエルール250はその内側243
が接続子口部234内に収容されると共に、その
外側245が取付具248のテーパつき凹部24
7内に収容され、口部234と凹部247とはフ
エルールの各側のテーパ角度より大きい角度でテ
ーパづけられている。フエルールは好ましくは両
側が同じ角度でテーパづけられ口部234と凹部
247とはフエルールよりも3゜大きい角度でテー
パづけられる。異なるテーパづけ表面間における
この固定は圧縮力をフエルール250の先端部2
49に集中させ、弁ブロツク224の側部に対す
る圧力を最小にしながら効果的な封止をもたら
す。かくしてバルブ部位230を歪めうるような
弁ブロツク224に対する過度の圧力が避けられ
る。 一連のダイヤフラム保持ブロツク254が、弁
ブロツク224の表面228に対しダイヤフラム
256を両者間に挾持してボルト固定される。各
ダイヤフラム保持ブロツクの上端部を、凹部26
0と連通しかつバルブ部位230の1つと同水準
に延在する空気接続口258を受け入れるようね
じ付けする。効果的な空気封止を与えるには、凹
部260を包囲する環状溝部内O−リング262
を収容することができる。 ダイヤフラム256は、実質的に化学的不活性
な気密材料で製作され、空気接続口258を介し
て減圧したり又は空気圧をかけることによりこれ
らダイヤフラムはバルブ部位230に対し選択的
にそこから引き離され又はそこに圧接せしめられ
る。ダイヤフラム256の2つの状態を第13A
図と第13B図とに示す。第13A図の状態にお
いて、空気接続口258にかけられる空気圧又は
ガス圧は特定のバルブ部位においてダイヤフラム
256を第1通路の開口部232と第2通路の開
口部240とに対し圧接させる。かくして、開口
部232及び240はダイヤフラム256により
閉鎖されて、その間の連通を不能にする。これ
は、特定バルブ部位に存在する弁の閉鎖状態を相
当する。第13B図の状態においては空気接続口
258における減圧がダイヤフラム256を開口
部232及び240から引き離して、その個所に
おける弁ブロツクの表面にわたる第1通路と第2
通路との間の連通を可能にする。これは特定弁の
開放状態に相当し、貯槽の1つから又は不活性ガ
ス圧源28からの流体が第1通路を226を介し
て入口通路36まで流動するのを可能にする。 上記した弁アセンブリ222の新規な構成は、
試薬と溶剤とを各流体間の実質的な汚染なしに正
確な量で反応室に供給することを可能にする。第
1通路226の連続性と室装置12の入口通路に
対してその一端部において接続されていることが
この有利な操作の主要因である。7種の試薬及び
溶剤のうちいずれか1種の供給は、ダイヤフラム
256の1つに減圧をかけかつ他のものに加圧す
ることにより行なうことができ、所望の試薬又は
溶剤を第1通路226中に流しそして流体導管4
0を介して反応室に移送することができる。所望
量の流体が特定ダイヤフラムの下を通過した後、
ガス圧を空気接続口258を介して再びそのダイ
ヤフラムにかけ、かくしてアセンブリ222にお
ける7個の試薬弁及び溶剤弁の各々が閉鎖され
る。次いで弁ブロツク224の一番端で不活性ガ
ス口部に連携したダイヤフラムに減圧をかけて第
1通路226全体に不活性ガスをフラツシユさせ
ると共に経路内に残留した試薬又は溶剤流体を反
応室34中に押し込むことにより、流体の供給を
完了することができる。第1通路226には不連
続個所も死点分枝部も存在しないので、試薬又は
溶剤のいずれかが供給過程間において捕捉残留さ
れるような余地がない。かくして、後続の順序決
定工程で供給される試薬と溶剤は最大限高純度に
保持され、反応槽内における化学反応を意図する
通りに進行させることができ、しかも汚染された
試薬又は溶剤に起因する不必要な収率ロスが何ら
生じない。 この弁アセンブリ222は、単一の口部を他の
複数の口部に選択的に接続せねばならない場合に
生ずる汚染を最小にするよう装置における多くの
他の部分に組込まれうる弁設計の一例でもある。
たとえば、試薬及び溶剤を変換フラスコ14に供
給するための弁112及び118は連続マニホー
ルド114と組合せた弁アセンブリを形成し、ま
た室装置12の出口通路38からの流体を導くた
めの弁78,80及び82は連続マニホールド8
4と組合せた同様な弁装置を形成する。同様に、
変換フラスコ及びフラクシヨンコレクターに排棄
部及び減圧部を接続するための弁並びに変換フラ
スコからフラクシヨンコレクターへの流れを調節
する弁も、弁アセンブリ222と同様に製作され
る。これらの弁アセンブリのそれぞれにおける主
たる相違点は、それらと連携するバルブ部位の個
数である。 マニホールド68,84及び114をそれらに
関連する各ダイヤフラム弁の近傍に一連の小さな
不連続個所又は分枝を有するように図示したが、
各マニホールドは実際上第11図及び第12図の
第1通路226のように製作された単一の連続通
路である。 開放状態と閉鎖状態との間でダイヤフラム弁を
作動させる減圧及び加圧手段は第3図では省略し
たが、これらは好ましくはここに記載された不活
性ガス源28及び真空ポンプ90とは別のものと
される。 変換フラスコ14を第14図乃至第16図に詳
細に示す。このフラスコ14は、たとえば水のよ
うな加熱用流体を循環させるため二重壁間に空間
264を有する二重壁ガラス型式のものである。
加熱用流体は、標準的な可撓性配管の端部を受け
入れるようにした一対のニツプル266を介して
空間264に対し流入及び流出する。弁96を介
して真空トラツプ88と真空ポンプ90とに接続
できかつ弁92を介して排棄トラツプ60に接続
できる大孔管268はフラスコの内室270に対
しその上端部近傍で連通する。毛細管272,2
74及び276がフラスコの上端部を通して内室
270内の個所まで延在する。毛細管272及び
276の孔部はその内方端部が閉鎖され、毛細管
のそれぞれには複数の比較的制限された半径方向
に離間するオリフイス278又は280がその内
方端部近傍に設けられる。 装置10を設計した目的である比較的少量の蛋
白質又はペプチド試料のため、並びにそこで使用
される比較的小容量の試薬及び溶剤のため、変換
フラスコ14は従来のフラスコよりもずつと小さ
い内部容積を有する。フラスコ14の容積は僅か
1ml程度のものであるのに対し、本出願人の知つ
ている従来の自動変換フラスコは全て100mlの容
積を有している。 反応室34において試料から開裂されたフラク
シヨンは、弁78と毛細管274とを介して順次
にフラスコ14に移送される。試薬と溶剤とは毛
細管276を介してフラスコの内室に入り、そこ
から制限オリフイス280を通し室270の壁部
に衝突するスプレーとして強送され、それにより
壁部上の全ての残留物をフラスコの底部へと洗い
落す。変換反応の間、不活性ガスを毛細管272
により導入して液体を撹拌すると共に、そこから
の溶剤の蒸発を助成する。ガスは制限オリフイス
278を介し極めて小さなバルブとして管体27
2から流出し、フラスコの寸法及びガスの使用量
と無関係に液体中を通してのガスの最適の分散を
与える。変換反応が完結した後、このフラクシヨ
ンをフラスコ内の正圧により長い毛細管272を
介してフラクシヨンコレクター16における各容
器へと上方に強制移送する。これは、このフラク
シヨンがフラクシヨンコレクター16へより完全
に移送されるよう2回に分けて即ち2つのアリコ
ートとして行なうことができる。第1回の分量は
約200μであつて、最初にフラクシヨンコレク
ターに移送される。次いで、追加50μの溶剤を
導入して、フラスコの下壁部又は底部に存在する
残留物を溶解させる。次いで、第2回分を移送さ
せる。このようにして、各フラクシヨンの高収率
を達成することができる。 特定のフラクシヨンが移送され終つた後、追加
750〜900μの溶剤が前回のサイクルでフラスコ
14の上壁部上に残留する全ての残留物を溶解さ
せる為に導入されうる。この追加溶剤は排棄トラ
ツプへ排出され、フラスコ壁部は清浄となる。 毛細管268,272,274及び276の外
方端部は、装置10のその他各部品に到るそれぞ
れの可撓性導管282に対しねじ接続具284に
より相互に嵌合することにより封着される。各導
管282の端部には弾性O−リング288を有す
る半径方向フランジ部286を設け、このO−リ
ングはガラス管の1つにおける半径方向フランジ
290の平担な研磨ガラス面に当接して密封作用
を与える。内面ねじ付きカラー292が導管28
2周囲に摺り嵌められて、ガラスフランジ290
を収容すると共に、ガラス管の周囲に位置する2
片外ねじ取付け部294に螺合する。取付け部2
94上にカラー292を前進させると、フランジ
部286がガラスフランジ290に圧接されて極
めて効果的な封止が形成される。接続子284の
各部分はたとえば市販フルオロカーボン重合体の
ような実質的に化学的不活性の材料で作り、劣化
及び後の漏れの可能性を実質的に排除することが
できる。 フラスコ14の別の構造は空間部264とニツ
プル266とを除去して、加熱環境32内に設置
して高温度に保ちうるような単一壁容器を与える
ようなものである。この構造はガラス管と接続子
284との全長さを高温度に維持するという利点
を有し、その内部での準揮発性流体の凝縮を最小
にするが、室装置12とフラスコ14を別々の温
度に保つことはできない。 蛋白質又はペプチド鎖の順次減成を行なうため
装置10で使用される試薬及び溶剤は次の通りで
ある: R1 フエニルイソチオシアネート(PITC)(ヘ
プタン中17%溶液) R2 トリメチルアミン又はトリエチルアミン
(水中25%溶液) R3 トリフルオロ酢酸又はヘプタフルオロ酪酸 R3A 水蒸気 R4 トリフルオロ酢酸(水中25%溶液) R4A 塩化水素(メタノール中1N溶液) S1 ベンゼン S2 0.1%酢酸を含む酢酸エチル S3 塩化ブチル S4 アセトニトリル又はメタノール 操作において、好ましくは装置10の各弁及び
その他機構は自動制御装置18により制御され
て、人間の介入なして蛋白質又はペプチド試料に
つき無限回数の減成サイクルを行なう。制御装置
18は米国特許第3725010号明細書に開示された
プログラミング装置の一般的形態に装置10によ
り必要とされる特定の工程順序を与えるよう変更
を行つてもよいし、或いは特殊若しくは汎用デジ
タルコンピユーターによりより複雑な電子制御と
することもできる。更には、各減成サイクルにお
ける各過程を所定スケジユールに従つて操作員に
より手動で行ない、同じ結果を得ることもでき
る。 減成過程を開始する前に、研究すべき蛋白質又
はペプチドの試料を適当な試料支持体表面に設置
せねばならない。マトリツクス材料を最初に支持
体表面に被覆し、その後下記に詳細に記載する如
くその中に試料を埋入する。部材190又は19
0′を試料支持体表面として使用する場合は、こ
れは部材190が凹部192の位置で反応室34
内に収容されるよう少なくとも1枚の封止用シー
ト194と共に室要素134と136との間に設
置する。本発明の好適具体例においては、一対の
封止用シート194を使用し、それらの間に部材
190を介在させる。室要素134及び136を
次いでスリーブ132中に挿入しかつ他の各部品
と組合せて室装置12を形成する。 試料含有薄膜を室34′又は室324の内表面
によつて支持する場合には、これは下記の例2に
記載するようにして被覆される。 先ず、室要素をスリーブ132内に組立てた
後、キヤツプ160により所定位置に保持され
る。室34′の場合には、屈撓性材料の環状シー
ト316の組立の際に室要素134′と136′と
の間に設置する。次いで、固体マトリツクス材料
と試料とが例2に記載するように室34′又は3
24の壁部に被覆され、スリーブ132を他の部
品と組合せて装置を完成させる。 試薬R1乃至R3Aと溶剤S1乃至S3とガス源28か
らの不活性ガスとを順次導入する準備として、先
ず最初に弁82を真空トラツプ88及び真空ポン
プ90の側に開くことにより反応室34と関連流
体導管とが排気される。試薬又は溶剤の1種を導
入する都度、対応する不活性ガス供給弁58と排
気弁62とを開いて特定貯槽を加圧すると共に、
その内部に動的平衡状態を確立させる。不活性ガ
スが貯槽内に一定圧力を維持するよう逆排され
る。貯槽44,46及び48の場合、供給の際の
そこからの飽和ガスの流れは流れ調節器76の1
つによつて調節される。 供給すべき特定試薬又は溶剤を含有する貯槽が
加圧されて上記のように平衡に達した後、補助減
圧源(図示せず)により対応する流れ弁66のダ
イヤフラムに減圧をかけてこの弁を開き、連続マ
ニホールド68と導管40とを介して室入口通路
への試薬又は溶剤の流れを生ぜしめる。弁66を
所定長さの時間にわたり開放に保つて所望量の試
薬又は溶剤を正確に移送させ、次いでそのダイヤ
フラムにガス圧をかけて閉鎖させる。次いで、補
助減圧源からの減圧を連続マニホールド68の一
番端における弁72のダイヤフラムにかけて、マ
ニホールドから残留試薬又は溶剤を除去し、室に
対するその供給を完了する。次いで、弁72をそ
のダイヤフラムに正圧をかけることにより閉鎖
し、マニホールド68を次回の供給過程に対する
準備として溶剤及び試薬に対し解放する。 ダイヤフラム弁80は一般に、室34中に各試
薬及び溶剤を通す間、室出口通路とマニホールド
84とを介して排棄トラツプ60へ排出を行なう
よう開放に保たれる。特定試薬又は溶剤を供給し
た後、ダイヤフラム弁82を真空ポンプ90側に
開いて室と関連導管とを排気することができる。
別様には室とその中の試料とは、弁72により室
中に不活性ガスを通して適当な時期に乾燥させる
ことができる。次いで室から出たガスを排棄トラ
ツプ60に移送することができ、或いは所望に応
じて真空ポンプ90で吸引して乾燥工程を加速す
ることもできる。 結合及び開裂過程を完了した後、抽出溶剤S3を
反応室34に供給して、減成の特定サイクルの際
生成された開裂アミノ酸誘導体を溶解させると共
に、この溶液を導管86を介して変換フラスコ1
4に供給する。この目的で弁78を開きかつ弁8
0及び82を閉鎖状態に保つ。次いで、変換試薬
R4及びR4A(使用するならば)と溶剤S4とを適当
な時期に変換フラスコ14に供給できるが、これ
は対応する弁112を開いて液体をマニホールド
114と導管104とを介して変換フラスコに移
送することにより行なわれる。各供給の前に他の
試薬及び溶剤の供給に関して上記した加圧と排気
の操作を行ない、次いで弁118を開いてマニホ
ールド114と導管104とをパージする。 変換フラスコ14に移送されるフラクシヨンは
蛋白質又はペプチド試料のN−末端アミノ酸のア
ニリノチアゾリノン誘導体であり、これは反応室
34における次の結合及び開裂サイクルの際ホイ
ツトマン−リーブオールドによる上記論文の記載
に一部従つてより安定なフエニルチオヒダントイ
ンアミノ酸まで自動的に変換される。つまり、変
換フラスコ内のアミノ酸フラクシヨンは、短い毛
細管276を通しての溶液上方への不活性ガスの
通過と毛細管272による液体中への不活性ガス
のバブリングとに続いて管268を通して減圧す
ることによつて蒸発させることができる。次いで
変換試薬R4を毛細管276により導管104と
弁112の1つ(第3図参照)とを介して所望量
だけ導入することができる。所望の変換時間後に
おける変換フラスコの急速蒸発は、変換フラスコ
へ管268を介して減圧をかけさらに毛細管27
2及び276を介して不活性ガスを同時に適用す
ることにより達成できる。Pth−アスパラギン酸
及びPth−グルタミン酸の酸性側鎖をさらに安定
させるには、試薬R4Aを毛細管276により導管
104と弁112の1つとを介して所望量だけ導
入することにより変換フラスコ中の残留物をさら
に溶解させることができる。変換フラスコの蒸発
を再び、管268を通しての減圧と毛細管272
及び276を通しての不活性ガスの使用によつて
行なう。次いで、変換フラスコ内に残存するPth
−アミノ酸を、導管104を介して導入された溶
剤S4に再溶解させ、このフラクシヨンをフラクシ
ヨンコレクター16における適当な容器へ移送す
る。フラクシヨンの移送は、変換フラスコの長い
中央毛細管272に接続された弁131を開きか
つ加圧不活性ガスを毛細管276により導入して
フラクシヨンをフラスコから押し出すことによつ
て行なわれる。 フラクシヨンコレクター16の円形に配列され
た容器は、それぞれ到来するフラクシヨンが別々
の容器中に収集されるよう、各減成サイクルの間
所定角度だけ回転される。減成サイクルの適当な
時点においてフラクシヨンコレクター内のフラク
シヨンをさらに乾燥させることができ、これは弁
98を減圧側に開くか又は弁128及び94を開
いて源泉28からの不活性ガスをフラクシヨン上
方に流しかつ最終的に排棄トラツプ60へ流すこ
とによつて行なわれる。 装置10の各種部品は好ましくは、実質的に不
活性かつ劣化に対して高度に耐性の材料で製作さ
れる。この種の材料には硼珪酸ガラス、或る種の
フルオロカーボン重合体並びに或る場合にはステ
ンレス鋼及びアルミニウムが包含される。装置1
0の封止構造及びその他部品も、殆んどこれら材
料から製造されうるように設計された。得られる
装置はこれまでの装置のうちで最大限に清浄であ
りそして最も汚染の無い系として永久的に機能す
る。 典型的な減成及び変換サイクルにおいて装置1
0により行なわれる各種の工程を末尾に添付する
第1表に示す。各工程の持続時間及び各工程の際
の装置の作動状態をも同表に示す。ここでの作動
状態は装置における各弁の状態に対応し、欄中の
印は適当な弁が開放している時を意味する。たと
えば、欄“R1”、“R2”、“R3”、“R3A”、“S1”、
“S2”及び“S3”は、選択的に加圧しかつ貯槽4
2乃至54内に動的平衡状態を確立するための各
対の弁58及び62の状態を示す。これらの欄の
1つに印が存在する場合は常に、特定試薬又は溶
剤を反応室に供給する準備として或いは供給中の
いずれかにおいて、特定貯槽に関連する弁58及
び62が開放している。その他全ての時点におい
て弁は閉鎖状態に留まる。同様に、“アルゴン”
の欄はたとえばアルゴンのような不活性ガスをマ
ニホールド68を介して反応室に供給するための
弁72の状態を示し、“供給”の欄はその時点で
加圧される任意の貯槽に対応する弁66の状態を
示し、また“排棄”、“収集”及び“減圧”と記し
た欄はそれだれ弁82,78及び80の状態を示
している。上記したように、溶剤又は試薬供給の
各工程に先立つて適当な溶剤又は試薬貯槽の加圧
が行なわれ、次いで弁72を介して不活性ガスが
導入されて溶剤又は試薬の供給を完了しかつ供給
路をフラツシユする。欄“R4A”及び“S4”は、
選択的に加圧しかつ貯槽100乃至102内に動
的平衡を確立するための各対の弁108及び11
0の状態を示し、“供給/アルゴン”の欄は経路
124を介して不活性ガスを変換フラスコ中に導
入する弁122と、その時点で加圧される貯槽に
対応する弁112との両者の状態を意味する。欄
“アルゴン”、“排棄1”、“減圧”、“収集”、及び
“排棄2”はそれぞれ弁118,92,96,1
31及び125の状態を示している。 表示したフラクシヨンコレクター機能のうち、
欄“アルゴン”、“排棄”及び“減圧”はそれぞれ
弁128,94及び98の状態を示している。 上記を除いて第1表に示した工程の順序は引用
文献に記載したエドマン減成法に実質的に一致す
るので詳細には説明しない。一般的実施法から外
れたものは全て工程の名称と第1表に示した対応
する作動状態とから明瞭であろう。 実際には、特定使用者の要望にプログラムを合
わせるため第1表の順序プログラムにおいて次の
変更を行なうことができる: (1) 工程18乃至58を最初の順序サイクルで1
回又は2回循環して蛋白質に対する全アミノ基
の完全結合を確保することができる。 (2) 工程65に続いて反応室中に水蒸気(R3A)
を20〜60秒間供給してセリン及びスレオニンの
側鎖の脱水を減少させることができる。 (3) 工程65に続いてメタノール(R4A)中の1N
塩酸0.05mlを変換フラスコに供給してアスパラ
ギン酸及びグルタミン酸の側鎖をメチル化する
ことができる。これを行なう場合、S4は好まし
くはメタノールである。 (4) 工程76に続いて0.7〜1mlのS4(アセトニト
リル又はメタノール)を供給し、これをその後
に排棄部へ移送して変換フラスコを充分に清浄
することができる。 (5) 工程8の持続時間を増加して(500〜1000秒
間)、アミノ末端プロリン残部の開裂を促進す
ることができる。 本発明の本質は、本発明の実施に関する以下の
特定例によりさらに明瞭となるであろう。開示し
たデータは本発明の装置及び方法を用いて実施し
た処理の例としてのみ役立ち、決して本発明の範
囲を限定する意図でないことを了解すべきであ
る。 以下の例で示すアミノ酸順序は1文字のアミノ
酸記号で示され、これは次のように定義される: A:アラニン L:ロイシン R:アルギニン K:リジン N:アスパラギン M:メチオニン D:アスパラギン酸 F:フエニルアラニン C:システイン P:プロリン E:グルタミン酸 S:セリン Q:グルタミン T:スレオニン G:グリシン W:トリプトフアン H:ヒスチジン Y:チロシン I:イソロイシン V:バリン 例 1 順次決定する蛋白質試料を埋入するのに適した
高分子第4アンモニウム塩の固体マトリツクスは
上記の繊維質シート部材190及び190′の上
で調製することができ、蛋白質試料は次のように
マトリツクス中に埋入されうる。 直径12mmかつ厚さ0.25〜0.5mmのガラス繊維円
板を、ニユージヤーシー州、クリフトン所在のワ
ツトマン社より市販されているガラスミクロフア
イバーフイルターのシートから切り取る。この円
板を室要素134の凹部192に設置する。1.5
mgの1,5−ジメチル−1,5−ジアザウンデカ
メチレンポリメトブロマイドと0.0033mgのグリシ
ルグリシンとを含有する水溶液25μを注射器又
はピペツトからガラス繊維円板上に滴下する。減
圧下又は温窒素の流れ中で加熱することにより水
を蒸発させる。室装置12の残部を組立てて、装
置10中に装着する。蛋白質順序決定プログラム
を工程18から開始し、蛋白質試料と化学反応す
るか或いはエドマン法を妨げる可能性のある不純
物を1,5−ジメチル−1,5−ジアザウンデカ
メチレンポリメトブロマイドから除去するため4
〜6回の減成サイクルを行なう。室装置12を部
分的に解体して25μの蛋白質溶液をガラス繊維
円板上に滴下する。蛋白質溶液は1,5−ジメチ
ル−1,5−ジアザウンデカメチレンポリメトブ
ロマイドを溶解させ、液体を蒸発により除去して
蛋白質試料が埋設された1,5−ジメチル−1,
5−ジアザウンデカメチレンポリメトブロマイド
の薄膜を残入させる。最初の蛋白質試料容量が
25μより大であれば、この試料を25μ分だけ
施こし、分割施用の間に蒸発により液体を除去す
ることができる。室装置12を再組立てし、装置
10中に再装着する。次いで蛋白質順序決定プロ
グラムを工程18から開始し、所望に応じて多数
回の減成サイクルを行なう。 例 2 順序決定する蛋白質試料を埋入するのに適する
高分子第4アンモニウム塩の固体マトリツクスは
ガラス毛細管容器の内壁上で調製することがで
き、蛋白質試料を次のようにしてマトリツクス中
に埋入することができる。 室要素324又は室要素134′及び136′を
先ず最初に図面に示すようにスリーブ132及び
キヤツプ160と組立てて小型のカートリツジ式
小組体を形成し、これはマトリツクス及び試料を
導入するための操作を容易化する。この小組立体
を水平に保ち、0.6mgの1,5−ジメチル−1,
5−ジアザウンデカメチレンポリメトブロマイド
と0.0013mgのグリシルグリシンとを含有する水溶
液10μを注射器から反応室中に注入する。 室320は、その2端部の直径が1/16インチと
なりかつ中央の直径が1/8″となるように製作し、
水平状態においてこれら端部からこぼれることな
く25μまでの溶液を収容する室を作るのが好ま
しい。水平状態で溶液を保持する室324のこの
形状を第18B図に示し、この場合簡単化のため
スリーブ132とこれに関連する構造とを省略し
てある。次いで、この小組立体をその軸を中心と
して回転させ、その間室中に空気又は窒素の流れ
を流入させることにより反応室内の液体を蒸発さ
せて、室の壁部上に1,5−ジメチル−1,5−
ジアザウンデカメチレンポリメトブロマイドの薄
膜を残留させる。次いで、小組立体を装置10内
に装着し、蛋白質順序決定プログラムを工程18
から開始し、そして4〜6回の完全減成サイクロ
を行なう。次いで、小組立体を装置10から取り
出して水平に保ち、10μの蛋白質溶液を注射器
から反応室中に適下する。小組立体を再びその軸
を中心として回転させ、その間室中に向けた窒素
の流れにより反応室内の液体を蒸発させて、第1
8C図に示したように蛋白質試料が埋入された
1,5−ジメチル−1,5−ジアザウンデカメチ
レンポリメトブロマイドの薄膜を残留させる。次
いでこの小組立体を装置10内に再装着し、蛋白
質順序決定プログラムを工程18から開始して所
望の回数だけ減成サイクルを行なう。 例 3 20%蟻酸水溶液25μ中に含有させたアンギオ
テンシン0.0005mgを、予め環化させた1,5−ジ
メチル−1,5−ジアザウンデカメチレンポリメ
トブロマイドの固体マトリツクス中に例1の方法
に従つて埋め込んだ。アンギオテンシンを8サイ
クルのエドマン減成にかけ、各サイクルで生成さ
れたフエニルチオヒダントインアミノ酸をジヨン
ソン等により記載された方法〔「デユポン・ゾル
バツクスCNカラム上での高圧液体クロマトグラ
フイーによるフエニルチオヒダントインアミノ酸
の分析」、アナリテイカル・バイオケミストリー、
第100巻、第335頁(1979)〕に従つて高圧液体ク
ロマトグラフイーにより分析した。「実験」とし
て下記する順序が得られた。既知順序をも比較の
ため下記する。 実験:1 D −R−3 V −Y−5 I −H−7 P −F 既知:D−R−V−Y−I−H−P−F この結果は、少量のペプチドでさえ本発明の方
法で順序決定できることを示しているので意義が
ある。このような少量のペプチドを順序決定しう
る性能は、試料を支持体表面上に直接吸着させる
のでなく薄膜中に埋設して保持し、したがつて寸
法に無関係にしつかり保持されうるという事実に
よつて生ずる。吸着結合は試料と表面との間にお
ける多数の非共有相互作用からなり、分子の寸法
によつて著しく左右されるのに対し、ここに開示
した薄膜の保持力は試料寸法により比較的影響さ
れない。 例 4 20%酢酸水溶液25μ中に含有させた鯨精子ア
ポミオグロビン0.01mgを、予め環化させた1,5
−ジメチル−1,5−ジアザウンデカメチレンポ
リメトブロマイドの固体マトリツクス中に例1の
方法に従つて埋め込んだ。このアポミオグロビン
を40サイクルのエドマン減成にかけ、フエニルチ
オヒダントインアミノ酸を例3の方法に従つて分
析し、「実験」として下記に示す順序を得た。鯨
精子アポミオグロビンの既知順序をも比較のため
下記に示す。 実験:1 V −L−S−E−5 G −E−W−Q−L−10 V 既知:V−L−S−E−G−E−W−Q−L−V 実験:−L−H−V−W−15 A −16 K −V−E−A 既知:−L−H−V−W−A−K−V−E−A 実験:−20 D −V−A−25 G −H−G−Q−D−I− 既知:−D−V−A−G−H−G−Q−D−I− 実験:L−30 I −R−L−F−K−35 S −H−P 既知:L−I−R−L−F−K−S−H−P 実験:−E−T−40 L − 既知:−E−T−L 例 5 0.1%のドデシル硫酸ナトリウムと0.05M重炭
酸アンモニウムとの水溶液25μ中に含有させた
未知構造のしようじようばえ
(Drosophilamelano−gaster)幼虫のキユーチク
ル蛋白質を、予め環化させた1,5−ジメチル−
1,5−ジアザウンデカメチレンポリメトブロマ
イドの固定マトリツクス中に例1の方法に従つて
埋め込んだ。このキユーチクル蛋白質を36サイク
ルのエドマン減成にかけ、フエニルチオヒダント
インアミノ酸の例3の方法に従つて分析し、「実
験」として下記に示す順序を得た。 実験:1 N −A−N−V−5 E −V−K−E−L−V −11 N −D−V−Q−15 P −D−G−F−V− S−21 K −L−V−L−25 D −D−G−S− A−S−31 S −A−T−G−35 D −I− 例 6 0.1%のドデシル硫酸ナトリウムと0.05M重炭
酸アンモニウムとの水溶液10μ中に含有させた
未知構造のしようじようばえ幼虫のキユーチクル
蛋白質を、予め環化させた1,5−ジメチル−
1,5−ジアザウンデカメチレンポリメトブロマ
イドの固定マトリツクス中に例2の方法に従つて
埋め込んだ。このキユーチクル蛋白質を24サイク
ルのエドマン減成にかけ、フエニルチオヒダント
インアミノ酸の例3の方法に従つて分析し、「実
験」として下記に示す順序を得た。 実験:1 N −A−N−V−5 E −V−K−E−L−V −11 N −D−V−Q−15 P −D−G−F−V− S−21 K −L−V−L− 例5及び例6において達成された結果は、本発
明の装置及び方法がドデシル硫酸酸ナトリウム
(以下、「SDS」と云う)、すなわち有力な陰イオ
ン洗剤の溶液に溶解された蛋白質及びペプチドを
順序決定するのに適することを示している。この
ことは、分析用の大型蛋白質又はペプチドに対し
少量の媒体を分離するポリアクリルイミドゲル電
気泳動として知られた最も一般的な方法がSDS溶
液中にて試料を生ずるので重要である。この一般
的な洗剤は支持体表面に対する試料の吸着結合に
基づいて試料が装置を洗浄するようにさせるにも
拘らず、本発明の固体マトリツクスはSDSの存在
により影響を受けない。 上記から判るように、極めて少量の試料につき
最少量の試薬及び溶剤と比較的短いサイクル時間
との使用により化学過程を順次実施する改良装置
及び方法が提供された。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
第1図は本発明により製作した装置の斜視図、
第2図は第1図の装置の平面図、第3図は第1図
の装置の略図、第4図は本発明により製作された
反応室アセンブリの拡大分解斜視図、第5図は第
4図の5−5線による拡大縦断面図、第6A図は
第5図に示した反応室の拡大断面図、第6B図は
第5図に示した反応室の第二の具体例の断面図、
第6C図は多孔質シート部材を除去し、かつ内部
表面に試料含有薄膜を施こして使用するための第
6B図の反応室の断面図、第7図は液状で使用さ
れる試薬又は溶剤に対する本発明の典型的な貯槽
の縦断面図、第8図は気体又は蒸気として使用さ
れる試薬に対する本発明の典型的な貯槽の縦断面
図、第9図は第11図の9−9線に対応する方向
で見た反応室及び変換フラスコに対する流体流れ
の出入を制御するための本発明により製作された
ダイヤフラム弁アセンブリの縦断面図、第9A図
は第9図に示した弁アセンブリの一接続部材の部
分拡大断面図、第10図は第9図の10−10線
縦断面図、第11図は第9図に示した弁装置のマ
ニホールドブロツクの側面図、第12図は第11
図の12−12線横断面図、第12A図は第11
図の12A−12A線縦断面図、第13A図は第
9図の弁アセンブリのバルブ部分の拡大部分断面
図であつてマニホールドブロツクに圧接されるこ
とによりその位置における通路間の流体連通を防
止するダイヤフラムを示し、第13B図は第9図
のアセンブリのバルブ部分の拡大部分断面図であ
つてマニホールドブロツクから引き離されること
により通路間の流体流れを可能にするダイヤフラ
ムを示し、第14図は本発明により製作された変
換フラスコの平面図、第15図は第14図の15
−15線縦断面図、第16図は第14図の16−
16線縦断面図、第17A及び17B図は減成の
際蛋白質又はペプチド試料を不動化させる2つの
主要な従来法の略図、第17C図は本発明による
蛋白質又はペプチドの不動化を示す略図、第18
A図は本発明の反応室アセンブリの別の具体例に
関する第5図に対応する部分拡大縦断面図、第1
8B図は第18A図の具体例の室要素を示す縦断
面図であつてその内壁部に試料含有マトリツクス
を施こす目的でその側部を回転させた図、そして
第18C図は第18B図の室要素のさらに拡大し
た部分断面図であつてその内壁部に施こした試料
含有薄膜を示す。 12……室装置、14……変換フラスコ、16
……フラクシヨンコレクター、22……ダイヤフ
ラム弁、24……弁、26……ダイヤフラム弁、
28……不活性ガス源、30……圧力調節弁、3
4……室、186,188……空洞部、190…
…多孔質シート部材、36,38……入口、出口
通路、316……固定マトリツクス、300……
試料。
第2図は第1図の装置の平面図、第3図は第1図
の装置の略図、第4図は本発明により製作された
反応室アセンブリの拡大分解斜視図、第5図は第
4図の5−5線による拡大縦断面図、第6A図は
第5図に示した反応室の拡大断面図、第6B図は
第5図に示した反応室の第二の具体例の断面図、
第6C図は多孔質シート部材を除去し、かつ内部
表面に試料含有薄膜を施こして使用するための第
6B図の反応室の断面図、第7図は液状で使用さ
れる試薬又は溶剤に対する本発明の典型的な貯槽
の縦断面図、第8図は気体又は蒸気として使用さ
れる試薬に対する本発明の典型的な貯槽の縦断面
図、第9図は第11図の9−9線に対応する方向
で見た反応室及び変換フラスコに対する流体流れ
の出入を制御するための本発明により製作された
ダイヤフラム弁アセンブリの縦断面図、第9A図
は第9図に示した弁アセンブリの一接続部材の部
分拡大断面図、第10図は第9図の10−10線
縦断面図、第11図は第9図に示した弁装置のマ
ニホールドブロツクの側面図、第12図は第11
図の12−12線横断面図、第12A図は第11
図の12A−12A線縦断面図、第13A図は第
9図の弁アセンブリのバルブ部分の拡大部分断面
図であつてマニホールドブロツクに圧接されるこ
とによりその位置における通路間の流体連通を防
止するダイヤフラムを示し、第13B図は第9図
のアセンブリのバルブ部分の拡大部分断面図であ
つてマニホールドブロツクから引き離されること
により通路間の流体流れを可能にするダイヤフラ
ムを示し、第14図は本発明により製作された変
換フラスコの平面図、第15図は第14図の15
−15線縦断面図、第16図は第14図の16−
16線縦断面図、第17A及び17B図は減成の
際蛋白質又はペプチド試料を不動化させる2つの
主要な従来法の略図、第17C図は本発明による
蛋白質又はペプチドの不動化を示す略図、第18
A図は本発明の反応室アセンブリの別の具体例に
関する第5図に対応する部分拡大縦断面図、第1
8B図は第18A図の具体例の室要素を示す縦断
面図であつてその内壁部に試料含有マトリツクス
を施こす目的でその側部を回転させた図、そして
第18C図は第18B図の室要素のさらに拡大し
た部分断面図であつてその内壁部に施こした試料
含有薄膜を示す。 12……室装置、14……変換フラスコ、16
……フラクシヨンコレクター、22……ダイヤフ
ラム弁、24……弁、26……ダイヤフラム弁、
28……不活性ガス源、30……圧力調節弁、3
4……室、186,188……空洞部、190…
…多孔質シート部材、36,38……入口、出口
通路、316……固定マトリツクス、300……
試料。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 多数のアミノ酸単位を含有する蛋白質又はペ
プチドにおけるアミノ酸単位の順序を決定する為
の方法において、 入口及び出口を有する閉成反応室内において試
薬を保持しない固体支持体上に試薬に溶解せず且
つ試薬透過性の材料から成る薄膜の形態をしたマ
トリツクスを用意する段階と、 前記マトリツクス中に蛋白質又はペプチドの試
料を埋入する段階と、 前記反応室を通して前記入口から前記出口へと
複数の試薬を加圧流れとして順次導通し、該試薬
の一部を前記マトリツクス中に拡散及び吸収せし
める段階と を包含し、前記試料を前記マトリツクス中に不動
化すると共に、前記反応室を導通されそして該マ
トリツクス中に拡散した複数の試薬の各々に露呈
せしめて化学的相互作用を行なわせることを特徴
とする蛋白質又はペプチドにおけるアミノ酸単位
の順序を決定する為の方法。 2 反応室内にマトリツクスを支持する段階がマ
トリツクス材料を含有する溶液を反応室中に導入
し、次いで反応室中にガスを通しながら反応室を
回転させて液体を蒸発させ、マトリツクス材料を
反応室の内壁上に薄膜として残留させることから
成る特許請求の範囲第1項記載の方法。 3 マトリツクス中に試料を埋入する段階が試料
を含有する溶液を反応室内に導入して、該溶液中
にマトリツクス材料を溶解させ、次いで反応室中
にガスを通しながら反応室を回転させて液体を蒸
発させ、試料を埋入したマトリツクス材料を反応
室の内壁上に薄膜として残留させることから成る
特許請求の範囲第2項記載の方法。 4 マトリツクスが多孔質シート上に支持され、
反応室内にマトリツクスを支持する段階がマトリ
ツクス材料を該多孔質シート上に薄膜として被覆
し、そして該多孔質シートを入口から出口まで通
過する試薬が該シートを通過するよう反応室内に
入口と出口との間の位置にて反応室を横断して配
置することから成る特許請求の範囲第1項記載の
方法。 5 マトリツクス中に試料を埋入する段階が試料
を含有する溶液を多孔質シートに被覆してマトリ
ツクス材料を溶解せしめ、該シートから液体を蒸
発させ、試料を埋入したマトリツクス材料を薄膜
として残すことから成る特許請求の範囲第4項記
載の方法。 6 反応室中に試薬を順次導通する段階が反応室
を通して気体或いは蒸気の形で少なくとも1種の
試薬を流通させて、マトリツクス中に拡散せしめ
そして試料と反応せしめることから成る特許請求
の範囲第1項記載の方法。 7 多数のアミノ酸単位を含有する蛋白質又はペ
プチドにおけるアミノ酸単位の順序を決定する為
の装置であつて、 入口及び出口を有する反応室を形成する内表面
を具備しそして試薬を保持しない薄膜の形態をし
たマトリツクス支持用固体支持体を含む室手段
と、 少なくとも一部が蛋白質又はペプチドと反応性
である試薬を収納しそして前記反応室と流通状態
にある複数の貯槽と、 前記貯槽から前記反応室へ試薬を移動するため
の加圧手段と、 前記貯槽から前記反応室へそして該反応室を通
して前記入口から前記出口へと複数の試薬を加圧
流れとして順次導通せしめる手段と、 蛋白質又はペプチドの試料を埋入するため、前
記反応室内で前記固体支持体上に設けられそして
試薬に溶解せず且つ試薬透過性の材料から成る薄
膜の形態をしたマトリツクスと、 を包含し、試料を前記マトリツクス中に不動化す
ると共に、前記反応室を導通されそして該マトリ
ツクス中に拡散した複数の試薬の各々に露呈せし
めて化学的相互作用を行なわせることを特徴とす
る蛋白質又はペプチドにおけるアミノ酸単位の順
序を決定する為の装置。 8 マトリツクスが非反応性ポリマーから成る特
許請求の範囲第7項記載の装置。 9 複数のサイクルを通して装置の機能を自動的
に制御するための手段を備える特許請求の範囲第
7項記載の装置。 10 反応室出口と連通しそして内部に突入する
複数の毛細管を備えた変換フラスコと、 各種試薬を前記毛細管を通して前記フラスコ内
へと導入しそしてフラスコから取出すための手段
と を含み、少なくとも1つの毛細管が毛細管孔を閉
鎖される内方端部においてフラスコの底部近傍に
終端し、そして前記内方端部に複数の制限された
放射状に離間するオリフイスを有し、それにより
前記1つの毛細管を通して内方に通されるガスの
流れがフラスコ内の液体中に多数の小気泡を導入
し、これら気泡が液体を撹拌するか又はその乾燥
を促進する特許請求の範囲第7項記載の装置。 11 サンプルがアミノ酸単位の順序を決定する
為順次減成される蛋白質又はペプチドである特許
請求の範囲第7項記載の装置。 12 反応室出口と連通しそして内部に突入する
複数の毛細管を有する変換フラスコと、 各種試薬を前記毛細管を通して前記フラスコ内
へと導入しそしてフラスコから取出すための手段
と を含み、少なくとも1つの毛細管が毛細管孔を閉
鎖される内方端部においてフラスコの底部近傍に
終端し、そして前記内方端部に複数の制限された
放射状に離間するオリフイスを有し、それにより
前記1つの毛細管を通して内方に通される試薬の
流れがフラスコ内壁に噴霧されて該内壁を洗浄す
る特許請求の範囲第7項記載の装置。 13 毛細管がガラス管である特許請求の範囲第
12項記載の装置。 14 マトリツクスが高分子第4アンモニウム塩
からなる特許請求の範囲第7項記載の装置。 15 高分子第4アンモニウム塩が1,5−ジメ
チル−1,5−ジアザウンデカメチレンポリメト
ブロマイドからなる特許請求の範囲第14項記載
の装置。 16 高分子第4アンモニウム塩がポリ(N,N
−ジメチル−3,5−ジメチレンピペリジニウム
クロライド)からなる特許請求の範囲第14項記
載の装置。 17 反応室を通して複数の試薬を順次導通せし
める手段が該反応室と複数の貯槽との間で試薬の
流れを制御するための少なくとも一つの弁手段を
含み、該弁手段が 表面上に複数のバルブ部位を備える弁ブロツク
にして、各バルブ部位に第1開口群を介して開通
する、両端間で連続した第1通路と、前記バルブ
部位の1つに第2開口群を介して各連通する複数
の第2通路とを備えた弁ブロツクと、 各バルブ部位を覆う複数の弾性かつ実質的に不
透過性のダイヤフラムであつて、各ダイヤフラム
が前記バルブ部位の1つに圧接されて該バルブ部
位に開口する第1及び第2開口を閉鎖する第1封
止状態と、該バルブ部位から引き離されて該第1
及び第2開口の間に流体流路を形成する第2状態
との間で動作しうるダイヤフラムと、 前記第1及び第2通路を複数の貯槽及び反応室
にそれぞれ接続する手段と を包含し、それにより前記第1通路と第2通路と
の間の流体流れを選択的に制御しうる特許請求の
範囲第7項記載の装置。 18 接続手段が第1通路の端部の1つに取付け
部を有し、それにより第1通路をマニホールドと
して作用され、該マニホールドは前記取付け部と
該取付け部から最も離間した第2通路との間で流
体流れによりフラツシユすることができる特許請
求の範囲第17項記載の装置。 19 第1通路が複数の直線通路からなり、これ
らを端部対端部で接続して鋸歯形状を有しかつそ
の交互の交差部において各バルブ部位に連通する
導管を形成する特許請求の範囲第18項記載の装
置。 20 接続手段が少なくとも1つのテーパ付きフ
エルールからなり、これを配管部材周囲に滑り係
合にて密接に嵌装すると共に、弁ブロツク手段中
の異なるテーパの凹部に圧接して前記通路の1つ
に連通させ、かくして前記フエルールに適用され
る内向き力をフエルールと凹部との間の比較的小
さい接触面積に集中させてそれらの間の流体シー
ルを形成する特許請求の範囲第17項記載の装
置。 21 凹部をフエルールよりも大きい角度でテー
パづけした特許請求の範囲第20項記載の装置。 22 フエルールを両側においてテーパづけし、
前記側部の一方を別のテーパづき凹部を有するス
クリユーねじ手段により前記凹部に圧接して前記
フエルールの他方の側部を収容し、前記凹部を前
記フエルールの対応側部のテーパ角度よりも大き
い角度でテーパづけした特許請求の範囲第20項
記載の装置。 23 反応室が一対の当接する室要素からなりそ
の対向係合表面上にそれぞれ第1及び第2空洞部
を備え、前記第1及び第2空洞が互いに整列して
反応室を形成し、該第1及び第2空洞が係合表面
から離れる方向に入口及び出口とそれぞれ通じる
位置までテーパ付けされている特許請求の範囲第
7項記載の装置。 24 支持手段が第1及び第2空洞を分画する配
向において反応室内に保持のため係合表面の少な
くとも一方における凹部内に配置される多孔質シ
ートであり、反応室が該多孔質シートの少なくと
も一方側に配置される屈撓性材料製のシートを含
み、該シートが係合表面間に挾持されて係合表面
間にシールを形成し、該シートが試薬に対して透
過性である特許請求の範囲第23項記載の装置。 25 多孔質シートが室を実質的に横断して延在
する特許請求の範囲第24項記載の装置。 26 多孔質シートが複数の繊維で作られたシー
トからなる特許請求の範囲第24項記載の装置。 27 繊維がガラス繊維である特許請求の範囲第
24項記載の装置。 28 室要素の少なくとも一方がその係合表面上
に空洞部周囲に延在する隆起部を備え、屈撓材料
の少なくとも1枚のシートを他方の室要素の係合
表面に圧接させ、以つて封止関係を向上させる特
許請求の範囲第24項記載の装置。 29 入口及び出口が室要素を貫通延在しそして
内端において多孔質シートを構成する支持手段の
両側にて反応室に連通する一対の毛細管通路を含
む特許請求の範囲第23項記載の装置。 30 毛細管が反応室と同軸であり、そこから室
要素における外方毛細管開口部まで延在する特許
請求の範囲第29項記載の反応室装置。 31 室要素がガラス製でありかつ毛細管開口部
に隣接するほぼ平坦な表面を有する特許請求の範
囲第29項記載の装置。 32 反応室を通して試薬を導通する手段が入口
及び出口手段がほぼ平坦な封止端部とこの端部に
おける開口部に終端する軸線方向の毛細管通路を
有する弾性材料製の少くとも1つの柱状部片を含
み、さらに前記封止端部を前記毛細管開口部の1
つに対し軸線方向に押圧するスクリユーねじ手段
を備え、かくして軸線方向通路が前記毛細管開口
部に連通しかつ封止端部がそれに隣接する室要素
のほぼ平坦な表面に対し封止する特許請求の範囲
第29項記載の装置。 33 柱状部片が、金属スリーブ中に包入された
フルオロカーボン重合体の塊体からなる特許請求
の範囲第32項記載の装置。 34 スクリユーねじ手段が孔部を備えて金属ス
リーブを軸線方向滑り関係にて密接に収容し、1
つの毛細管開口部と柱状部片中の通路との正確な
整列を保証する特許請求の範囲第33項記載の装
置。 35 多数のアミノ酸単位を含有する蛋白質又は
ペプチドにおけるアミノ酸単位の順序を決定する
為の方法において、 入口及び出口を有する閉成反応室内において試
薬を保持しない固体支持体上に試薬に溶解せず且
つ試薬透過性の材料から成る薄膜の形態をしたマ
トリツクスを用意する段階と、 前記マトリツクス中に蛋白質又はペプチドの試
料を埋入する段階と、 前記反応室を通して前記入口から前記出口へと
複数の試薬を加圧流れとして順次導通し、該流体
の一部を前記マトリツクス中に拡散及び吸収せし
める段階と を包含し、前記試料を前記マトリツクス中に不動
化すると共に、前記反応室を導通されそして該マ
トリツクス中に拡散した複数の試薬の各々に露呈
せしめて化学的相互作用を行なわせて、試料を順
次減成し、 更に、減成した物質を変換フラスコに移送して
一層安定なアミノ酸フラクシヨンに変換する段階
を含む ことを特徴とする蛋白質又はペプチドにおけるア
ミノ酸単位の順を決定する為の方法。
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