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JPH0573758B2 - - Google Patents
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JPH0573758B2 - - Google Patents

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JPH0573758B2
JPH0573758B2 JP58182471A JP18247183A JPH0573758B2 JP H0573758 B2 JPH0573758 B2 JP H0573758B2 JP 58182471 A JP58182471 A JP 58182471A JP 18247183 A JP18247183 A JP 18247183A JP H0573758 B2 JPH0573758 B2 JP H0573758B2
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Japan
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synthesis
absorbance
protecting group
reactor
nucleotide
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JP58182471A
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Japanese (ja)
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Inventor
Yoshiaki Oosugi
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Shimadzu Corp
Wakunaga Pharmaceutical Co Ltd
Shimazu Seisakusho KK
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Shimadzu Corp
Wakunaga Pharmaceutical Co Ltd
Shimazu Seisakusho KK
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0046Sequential or parallel reactions, e.g. for the synthesis of polypeptides or polynucleotides; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making molecular arrays

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  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 この発明は、DNAやRNAなどの核酸合成方法
に関する。
[Detailed Description of the Invention] (a) Industrial Application Field The present invention relates to a method for synthesizing nucleic acids such as DNA and RNA.

(ロ) 従来技術 核酸の合成法として、いわゆるジエステル法、
トリエステル法、ホスフアイト法と改良発展がな
され、さらにこれらの方法を利用し、固形支持体
を用いる固形支持体法が各種の利点を有すること
から多用されるに至つている。そしてこれらの方
法によつて核酸合成を行う装置も各種提案されて
いる。
(b) Prior art As a nucleic acid synthesis method, the so-called diester method,
Improvements and developments have been made to the triester method and the phosphite method, and the solid support method, which utilizes these methods and uses a solid support, has come to be widely used because it has various advantages. Various apparatuses for synthesizing nucleic acids using these methods have also been proposed.

一方、多種の核酸の混合物から或る特定のタン
パク質の生産に係る核酸を分離する手法として、
そのタンパク質のアミノ酸シーケンスからその核
酸の塩基配列を推測し、その塩基配列と相補的な
塩基配列を持つDNAを合成し、これにマークを
つけて混合物に加え、合成したDNAを目的核酸
に結合させたのちマークを目印にして、その目的
核酸をつり上げる手法がある。
On the other hand, as a method for separating nucleic acids related to the production of a specific protein from a mixture of various types of nucleic acids,
The base sequence of the nucleic acid is inferred from the amino acid sequence of the protein, DNA with a complementary base sequence to that base sequence is synthesized, this is marked and added to the mixture, and the synthesized DNA is bound to the target nucleic acid. There is a method of using the trace mark as a landmark and hoisting up the target nucleic acid.

ところがタンパク質の1つのアミノ酸に対して
多くの場合複数の遺伝暗号が存在し、その結果
DNAの塩基配列に数多くの可能性が生じる。こ
の場合には、可能性のある全てまたは一部の
DNAを合成し混合して用いるのが普通である。
However, in many cases there are multiple genetic codes for one amino acid in a protein, and as a result,
Numerous possibilities arise for DNA base sequences. In this case, all or some of the possible
Usually, DNA is synthesized and mixed.

しかし、従来のこの種の装置では、同時に多種
のDNAを合成することができなかつたので、複
数台のこの種の装置を必要とするか、もしくは1
台で順に異つたDNAを合成しなければならず、
非常に不便であつた。
However, with conventional devices of this type, it was not possible to synthesize multiple types of DNA at the same time, so multiple devices of this type were required, or one
Different DNAs must be synthesized one after another on the stand.
It was extremely inconvenient.

(ハ) 発明の目的 この発明は、同時に多種類の核酸を合成するこ
とができ、しかもどんな種類の核酸がどのくらい
合成されているのか確認することができる核酸合
成方法を提供することを目的とする。
(c) Purpose of the invention The purpose of the present invention is to provide a nucleic acid synthesis method that can simultaneously synthesize many types of nucleic acids and also allow confirmation of what types of nucleic acids have been synthesized and how much. .

(ニ) 発明の構成 この発明は、保護基でブロツクされた複数のヌ
クレオチド試薬を所定の手順で反応器に供給して
保護基離脱工程と合成縮合工程とマスキング工程
とを繰り返し、核酸合成を行う装置において、保
護基離脱工程での排液の吸光度を2以上の異なる
波長で測定しうる吸光度測定手段を反応器の排液
経路に設け、また、その吸光度測定手段の出力に
基づいて排液中に含まれる脱離した保護基の定性
を行うと共に保護基の濃度の定量を行いその濃度
の定量値から合成の収率の演算を行う制御手段を
吸光度測定手段の出力側に設け、保護基離脱工程
と合成縮合工程とマスキング工程を1つのサイク
ルとする合成サイクルを繰り返し行うとともに、
その合成サイクルにおいて、異なる種類の保護基
でブロツクされた複数種のヌクレオチド試薬から
所定の手順により2種以上のヌクレオチド試薬を
選択して実質的に同時に反応器に供給し、それに
より同時にN(>1なる自然数)種類の核酸の合
成を遂行し、その合成サイクルと平行して、吸光
度測定手段により、保護基離脱工程での排液の吸
光度をM(≧N)点の異なる波長で測定し、制御
手段により、吸光度測定手段の出力に基づいて多
成分同時定量のためのM元連立方程式を導きかつ
解いて排液中に混在する複数の脱離された保護基
の各濃度を算出し、その保護基の各濃度から合成
の収率を演算し、その合成の収率の値によつて合
成サイクルを続行するのか否かの判定を行うこと
を特徴とする核酸合成方法を提供する。
(d) Structure of the Invention This invention performs nucleic acid synthesis by supplying a plurality of nucleotide reagents blocked with a protecting group to a reactor according to a predetermined procedure and repeating a protecting group removal step, a synthetic condensation step, and a masking step. In the apparatus, an absorbance measuring means capable of measuring the absorbance of the waste liquid in the protecting group removal step at two or more different wavelengths is installed in the drain path of the reactor, and the absorbance measurement means is installed in the drain path of the reactor, and the absorbance of the waste liquid in the protecting group removal process is measured based on the output of the absorbance measuring means. A control means is provided on the output side of the absorbance measurement means to qualitatively characterize the removed protecting group contained in the protective group, quantify the concentration of the protecting group, and calculate the synthesis yield from the quantitative value of the concentration. Process and Synthesis In addition to repeating a synthesis cycle in which the condensation process and masking process are one cycle,
In the synthesis cycle, two or more nucleotide reagents are selected by a predetermined procedure from a plurality of nucleotide reagents blocked with different types of protecting groups and fed into the reactor substantially simultaneously, thereby simultaneously N(> 1) type of nucleic acid, and in parallel with the synthesis cycle, the absorbance of the waste liquid from the protecting group removal step is measured at different wavelengths at M (≧N) points using an absorbance measuring means, The control means derives and solves an M-element simultaneous equation for simultaneous determination of multiple components based on the output of the absorbance measuring means, calculates the concentration of each of the plurality of eliminated protecting groups mixed in the waste liquid, and Provided is a nucleic acid synthesis method characterized in that a synthesis yield is calculated from each concentration of a protecting group, and it is determined whether or not to continue the synthesis cycle based on the synthesis yield value.

ヌクレオチド試薬は基本的に塩基の違いによつ
て4種類あり、これらを用いる順によつて核酸の
塩基シーケンスが決まる。そこで異なる種類のヌ
クレオチド試薬を同時に用いることにより異なる
塩基シーケンスをもつ核酸すなわち異種の核酸が
同時合成される。
There are basically four types of nucleotide reagents that differ in their bases, and the order in which they are used determines the base sequence of a nucleic acid. Therefore, by simultaneously using different types of nucleotide reagents, nucleic acids with different base sequences, that is, different types of nucleic acids, are simultaneously synthesized.

異なる種類のヌクレオチド試薬ごとに異なる種
類の保護基を付けておけば、異なる種類のヌクレ
オチド試薬を同時に用いたときの保護基離脱工程
の排液中には、異なる種類の保護基が混在してい
る。そこで少なくとも混在している種類の数と同
じだけの異なる波長で吸光度測定を行えば、その
データに基いて公知の多成分同時定量法で各保護
基の定量ができる。各保護基の定量ということは
すなわち各ヌクレオチド試薬の定量を意味してい
るから、結局、どんな塩基シーケンスの核酸がど
のくらい合成されたかを確認できることになる。
By attaching different types of protecting groups to different types of nucleotide reagents, when different types of nucleotide reagents are used simultaneously, different types of protecting groups can be mixed in the waste liquid from the protecting group removal step. . Therefore, by measuring the absorbance at at least as many different wavelengths as the number of types present, each protecting group can be quantified using the known multi-component simultaneous quantification method based on the data. Since quantification of each protecting group means quantification of each nucleotide reagent, it is possible to confirm how much nucleic acid of which base sequence has been synthesized.

上記公知の多成分同時定量法について説明する
と、たとえば2成分X,Yが混在する試料の吸光
度を波長λ1,λ2で測定したときのデータがE1
E2であるとき、各成分X,Yの濃度CX,CYは、 E1=KX1・CX+KY1・CY E2=KX2・CX+KY2・CY を解くことにより得られる。ただし、KX1はX成
分のλ1における吸光係数、KX2はX成分のλ2にお
ける吸光係数、KY1はY成分のλ1における吸光係
数、KY2はY成分のλ2における吸光係数である。
To explain the above-mentioned known multi-component simultaneous quantification method, for example, when the absorbance of a sample containing two components X and Y is measured at wavelengths λ 1 and λ 2 , the data is E 1 ,
When E 2 , the concentrations C X and CY of each component X and Y can be calculated by solving E 1 = K can get. However, K X1 is the extinction coefficient of the X component at λ 1 , K X2 is the extinction coefficient of the be.

各保護基について予め吸光係数を求めておけ
ば、上記公知の多成分同時定量法を容易に適用で
きる。
By determining the extinction coefficient for each protecting group in advance, the above-mentioned known multi-component simultaneous quantification method can be easily applied.

(ホ) 実施例 第1図に示す1は、この発明の核酸合成方法の
実施に使用する装置の一例であり、ホスホトリエ
ステル法によるDNA微量自動合成装置である。
(E) Example Reference numeral 1 shown in FIG. 1 is an example of an apparatus used to carry out the nucleic acid synthesis method of the present invention, and is an automatic DNA microsynthesis apparatus using the phosphotriester method.

まず、合成部の構成について説明する。 First, the configuration of the synthesis section will be explained.

反応器2は内径8mm、高さ10mmの円筒状の本体
3の上方にすりばち状フランジ4を設けた容器で
ある。すりばち状フランジ4には、多数の試薬溶
液等供給用のノズルが挿着された栓5が装着され
ている。そこで、本体3の頭部開口が試薬溶液等
供給口6となる。本体3の内部下方にはガラスフ
イルタのごときフイルタ7が嵌着され、さらに底
部には排液口8が設けられている。フイルタ7
は、ポリスチレン、シリカビーーズのごとき支持
体9を載置できる(透過させない)もので、試薬
溶液、溶媒、ガスを透過させるものである。フイ
ルタ7の上部空間が反応部10になり、約450μ
容積の空間である。
The reactor 2 is a container having a cylindrical main body 3 with an inner diameter of 8 mm and a height of 10 mm, and a mortar-shaped flange 4 provided above. The dome-like flange 4 is fitted with a stopper 5 into which a number of nozzles for supplying reagent solutions and the like are inserted. Therefore, the head opening of the main body 3 becomes the reagent solution supply port 6. A filter 7 such as a glass filter is fitted inside the main body 3, and a drain port 8 is provided at the bottom. Filter 7
is a material on which a support 9 such as polystyrene or silica beads can be mounted (not permeable), and is permeable to reagent solutions, solvents, and gases. The space above the filter 7 becomes the reaction section 10, which has a diameter of about 450μ.
It is a space of volume.

試薬溶液は全部で8種類ある。 There are 8 types of reagent solutions in total.

11〜14は各種のヌクレオチド試薬溶液で、
それぞれ塩基にアデニン、シトシン、グアニン、
チミンを有している。アデニンを塩基にもつヌク
レオチド試薬溶液11の5′水酸基は、4−モノメ
トキシトリチル基(MMTr)を保護基としてブ
ロツクされている。同様に、シトシンを塩基にも
つヌクレオチド試薬溶液12は4,4′,4′トリ
メトキシトリチル基(TMTr)でブロツクされ
ており、グアニンを塩基にもつヌクレオチド試薬
溶液13は4,4′−ジメトキシトリチル基
(DMTr)でブロツクされており、チミンを塩基
にもつヌクレオチド試薬溶液14はトリチル基
(Tr)でブロツクされている。
11 to 14 are various nucleotide reagent solutions,
The bases are adenine, cytosine, and guanine, respectively.
Contains thymine. The 5' hydroxyl group of the nucleotide reagent solution 11 having adenine as a base is blocked using a 4-monomethoxytrityl group (MMTr) as a protecting group. Similarly, the nucleotide reagent solution 12 having cytosine as a base is blocked with 4,4',4' trimethoxytrityl group (TMTr), and the nucleotide reagent solution 13 having guanine as a base is blocked with 4,4'-dimethoxytrityl group. The nucleotide reagent solution 14 having thymine as a base is blocked with a trityl group (Tr).

15は縮合剤で、2−4−6−トリメチルベン
ゼンスルホニル−3−ニトロトリアゾリド
(MSNT)のピリジン溶液である。39は保護基
脱離剤で、イソプロパノールと塩化メチレンの混
合溶媒に臭化亜鉛を溶解した溶液である。40は
マスキング用試薬で、無水酢酸とピリジンの混合
液である。41はマスキング用縮合剤で、ジメチ
ルアミノピリジンのピリジン溶液である。
15 is a condensing agent, which is a pyridine solution of 2-4-6-trimethylbenzenesulfonyl-3-nitrotriazolide (MSNT). 39 is a protecting group removing agent, which is a solution of zinc bromide dissolved in a mixed solvent of isopropanol and methylene chloride. 40 is a masking reagent, which is a mixed solution of acetic anhydride and pyridine. 41 is a condensing agent for masking, which is a pyridine solution of dimethylaminopyridine.

シリンジポンプ21〜25は、それぞれ切換コ
ツク16〜20を介して上記試薬溶液11〜15
を吸入し、液留め56および混合用コイル57か
らなる混合手段を介して反応器2へ供給しうる。
The syringe pumps 21 to 25 are connected to the reagent solutions 11 to 15 through switching tips 16 to 20, respectively.
can be inhaled and supplied to the reactor 2 via a mixing means consisting of a liquid reservoir 56 and a mixing coil 57.

シリンジポンプ21〜25のプランジヤはそれ
ぞれプランジヤ駆動機構26〜30で駆動され
る。
The plungers of the syringe pumps 21-25 are driven by plunger drive mechanisms 26-30, respectively.

プランジヤ駆動機構26は、パルスモータ31
と、それにより回転されるネジ軸32と、そのネ
ジ軸33の回転により移動してプランジヤ21a
を上下させるナツト33とからなつており、パル
スモータ31はマイクロコンピユータのごとき制
御回路34でパルス制御されている。他のプラン
ジヤ駆動機構27〜30も同様の構造である。
The plunger drive mechanism 26 is driven by a pulse motor 31
and the screw shaft 32 rotated thereby, and the plunger 21a moved by the rotation of the screw shaft 33.
The pulse motor 31 is pulse-controlled by a control circuit 34 such as a microcomputer. The other plunger drive mechanisms 27 to 30 have similar structures.

36〜38は溶媒で、それぞれ乾燥用揮発性溶
媒のテトラヒドロフラン(THF)、洗浄用溶媒の
ピリジン、同じく洗浄用溶媒のイソプロパノール
と塩化メチレンの混合液である。これら溶媒36
〜38および前記試薬溶液39〜41は、窒素ガ
ス圧によつてそれぞれ弁42〜47を介して反応
器2に供給されうる。
Solvents 36 to 38 are tetrahydrofuran (THF) as a volatile drying solvent, pyridine as a cleaning solvent, and a mixture of isopropanol and methylene chloride, also as a cleaning solvent. 36 of these solvents
38 and the reagent solutions 39 to 41 can be supplied to the reactor 2 via valves 42 to 47, respectively, by nitrogen gas pressure.

弁48は、窒素ガスで反応器2内をブローする
ために、窒素ガスを直接反応器2へ供給するもの
である。窒素ガスは塩化カルシウムのごとき乾燥
剤49で乾燥されている。
The valve 48 supplies nitrogen gas directly to the reactor 2 in order to blow the inside of the reactor 2 with nitrogen gas. The nitrogen gas is dried with a desiccant 49 such as calcium chloride.

制御回路34は、前述のようにプランジヤ制御
機構26〜30を制御する外に、切換コツク16
〜20、弁42〜48、弁50〜55の作動を制
御する。また、操作卓35を介してオペレータと
対話を行う。
In addition to controlling the plunger control mechanisms 26 to 30 as described above, the control circuit 34 also controls the switching mechanism 16.
-20, valves 42-48, and valves 50-55 are controlled. The user also interacts with the operator via the console 35.

また制御回路34は、内部にアミノ酸をDNA
の塩基配列に変換するためのテーブル34aを持
つており、操作卓35からアミノ酸配列が入力さ
れたときにこれをDNAの塩基配列に変換する機
能を持つている。テーブル34aの内容は第2図
に示すようである。ただし、第2図は文字“A”,
“C”,“G”,“U”はそれぞれ塩基が“アデニ
ン”、“シトシン”、“グアニン”、“ウラシル”であ
ることを表わしており、またアミノ酸は次表の略
号で表わしてある。アミノ酸(AA) 略 号 アラニン ala アルギニン arg アスパラギン asn アスパラギン酸 asp システイン cys グルタミン gln グルタミン酸 glu グリシン gly ヒスチジン his イソロイシン ileu ロイシン leu リジン lys メチオニン met フエニルアラニン phe プロリン pro セリン ser スレオニン thr トリプトフアン trp チロシン tyr バリン val このテーブル34aによつて、アミノ酸配列を
まずmRNAの塩基配列に変換し、そのmRNAの
塩基配列に“G”←→“C”、“A”→“T”、“U”
→“A”なる変換を施してcDNAの塩基配列を得
る。このcDNAの塩基配列はmRNAをつり上げ
るためのプローブDNAの塩基配列をあらわして
いる。cDNAをつり上げるためのプローブDNA
の塩基配列は、mRNAをつり上げるための前記
プローブDNAの塩基配列に“C”←→“G”、“A”
←→“T”なる変換を施して得られる。
The control circuit 34 also contains amino acids in the DNA.
It has a table 34a for converting into a DNA base sequence, and has a function of converting an amino acid sequence input from the operation console 35 into a DNA base sequence. The contents of the table 34a are as shown in FIG. However, in Figure 2, the letter “A”,
"C", "G" and "U" represent the bases "adenine", "cytosine", "guanine" and "uracil", respectively, and the amino acids are represented by the abbreviations shown in the table below. Amino acid (AA) Abbreviation alanine ala arginine arg asparagine asn aspartic acid asp cysteine cys glutamine gln glutamic acid glu glycine gly histidine his isoleucine ileu leucine leu lysine lys methionine met phenylalanine phe proline pro serine ser threonine thr tryptophan trp tyrosine tyr valine val this According to Table 34a, the amino acid sequence is first converted into an mRNA base sequence, and the mRNA base sequence is changed to "G" ← → "C", "A" → "T", "U".
→ Perform “A” conversion to obtain the cDNA base sequence. The base sequence of this cDNA represents the base sequence of probe DNA for raising mRNA. Probe DNA for lifting cDNA
The nucleotide sequence is “C”←→“G”, “A” in the nucleotide sequence of the probe DNA for lifting mRNA.
It is obtained by applying the transformation ←→“T”.

操作卓35は、英字および数字キーを有してお
り、これによつてアミノ酸配列を入力可能であ
る。
The console 35 has alphabetic and numerical keys, by which an amino acid sequence can be input.

切換コツク82は、反応器2の排液流路83を
廃棄流路84もしくは測定流路85に切換接続す
るもので、制御回路34によつて作動を制御され
る。
The switching cock 82 switches and connects the drain flow path 83 of the reactor 2 to the waste flow path 84 or the measurement flow path 85, and its operation is controlled by the control circuit 34.

希釈容器86は内容量1200ml位の円筒状容器
で、頭部は前記測定流路85と接続されており、
底部は測定弁87を介して吸光度測定ユニツト6
8のフローセル69に接続されている。
The dilution container 86 is a cylindrical container with an internal capacity of about 1200 ml, and its head is connected to the measurement channel 85.
The bottom part is connected to the absorbance measuring unit 6 via the measuring valve 87.
8 flow cell 69.

希釈容器86の側壁には光学式レベルセンサ8
8が取り付けられ、そのレベルセンサの出力は制
御回路34に接続されている。
An optical level sensor 8 is installed on the side wall of the dilution container 86.
8 is attached, and the output of the level sensor is connected to the control circuit 34.

希釈容器86には、弁63を介して希釈および
洗浄のための液たとえば4%トリクロロ酢酸を含
む二塩化メチレン60を供給可能である。さらに
希釈容器86の頭部および底部から内部に、弁6
5,66を介して窒素ガスを供給可能である。こ
れらの弁63,65,66および排気弁67およ
び前記測定弁87は制御回路34にて作動を制御
される。
The dilution vessel 86 can be supplied with a dilution and washing liquid via a valve 63, for example methylene dichloride 60 containing 4% trichloroacetic acid. Further, a valve 6 is inserted into the dilution container 86 from the top and bottom.
Nitrogen gas can be supplied via 5 and 66. The operation of these valves 63, 65, 66, exhaust valve 67, and measurement valve 87 is controlled by a control circuit 34.

吸光度測定ユニツト68は、白色光源70から
出た光を干渉フイルタで単波長とし、フローセル
69を通して受光器78にて検知する。第3図に
示すように、干渉フイルタは72〜75の4種類
ある。干渉フイルタ72は波長500nm位の光を透
過し、干渉フイルタ73は波長480nm位の光を透
過し、干渉フイルタ74は波長440nm位の光を透
過し、干渉フイルタ75は波長420nm位の光を透
過する。回転軸71aのまわりにホルダー71を
回転することでこれら干渉フイルタ72〜75の
いずれか一つを選択して用いることができる。第
1図とは直角の方向から見た吸光度測定ユニツト
68を第4図に示す。77はレフアレンス・セ
ル、79は受光器である。受光器79,79の出
力は制御回路34に接続されており、制御回路3
4は受光器78,79の出力信号に基いて、脱離
された保護基の定性と定量と収率の算出を行う。
The absorbance measuring unit 68 converts the light emitted from the white light source 70 into a single wavelength light using an interference filter, and detects the light with a light receiver 78 through a flow cell 69 . As shown in FIG. 3, there are four types of interference filters, 72 to 75. The interference filter 72 transmits light with a wavelength of approximately 500 nm, the interference filter 73 transmits light with a wavelength of approximately 480 nm, the interference filter 74 transmits light with a wavelength of approximately 440 nm, and the interference filter 75 transmits light with a wavelength of approximately 420 nm. do. By rotating the holder 71 around the rotating shaft 71a, any one of these interference filters 72 to 75 can be selected and used. FIG. 4 shows the absorbance measurement unit 68 as viewed from a direction perpendicular to FIG. 77 is a reference cell, and 79 is a light receiver. The outputs of the light receivers 79, 79 are connected to the control circuit 34.
4 performs qualitative and quantitative determination of the removed protecting group and calculation of the yield based on the output signals of the photodetectors 78 and 79.

次に、この装置1を使用した本発明の核酸合成
方法を説明する。なお説明の都合上、たとえば、
“アスパラギン酸−リジン−グルタミン−チロシ
ン”なるアミノ酸配列に対応するmRNAをつり
上げるためのプローブDNAを合成する場合を例
にあげて説明する。
Next, the nucleic acid synthesis method of the present invention using this apparatus 1 will be explained. For convenience of explanation, for example,
An example of synthesis of probe DNA for raising mRNA corresponding to the amino acid sequence "aspartic acid-lysine-glutamine-tyrosine" will be explained.

まず操作卓35において“1−asp,2−lys,
3−gln,4−try/mRNA/cDNA/probe
(mRNA).”と打鍵する。
First, on the console 35, “1-asp, 2-lys,
3-gln, 4-try/mRNA/cDNA/probe
(mRNA). ” and press the key.

そうすると制御回路34は、テーブル34aを
参照し、操作卓35のデイスプレイ上に第5図の
ような画面を表示して変換した対応するmRAN,
cDNA、プローブDNAの塩基配列をオペレータ
に知らせる。この画面で最上段の表示100は、
入力したアミノ酸配列であり、NH2側からの配
列であることを示している。次段の表示101
は、第2図の内容のテーブル34aから変換され
たmRNAの塩基配列であり、画面左側が5′側、
右側が3′側であることを示している。表示102
は、上記mRNAの塩基配列に基いて得られた
cDNAの塩基配列である。表示103は、上記
mRNAをつり上げるためのプローブDNAの塩基
配列である。
Then, the control circuit 34 refers to the table 34a, displays a screen as shown in FIG. 5 on the display of the console 35, and displays the converted mRAN,
Inform the operator of the base sequence of cDNA and probe DNA. The display 100 at the top of this screen is
This is the input amino acid sequence, indicating that it is a sequence from the NH 2 side. Next stage display 101
is the base sequence of mRNA converted from table 34a of the contents of Fig. 2, where the left side of the screen is the 5' side,
This indicates that the right side is the 3′ side. Display 102
was obtained based on the base sequence of the mRNA above.
This is the base sequence of cDNA. Display 103 is the above
This is the base sequence of probe DNA for lifting mRNA.

プローブDNAは、第5図の画面から判るよう
に各アミノ酸に対して2種類の塩基配列の対応が
あることから計16種類考えられることになる。こ
こでオペレータは、操作卓35の“カーソル移
動”キーおよび“消去”キーを使用してカーソル
104を不要と思われる塩基表示の下に移動して
それを消去することができる。つまり、これによ
り合成する種類を減少させることができる。
As can be seen from the screen in Figure 5, there are 16 types of probe DNAs in total, since each amino acid has two types of base sequences corresponding to each other. Here, the operator can use the "cursor movement" key and the "delete" key on the console 35 to move the cursor 104 under the displayed base that is deemed unnecessary and delete it. In other words, this allows the number of types to be synthesized to be reduced.

オペレ−タは最終的な表示から合成すべき
DNAの塩素配列を知る。たとえば第5図の画面
から塩基のシトシンを持つヌクレオチドが結合さ
れた支持体から合成がスタートされることを知
り、栓5をはずして反応器2内にこの支持体を入
れる。この量は、たとえば支持体がポリスチレン
粉体の場合には合計で10mg〜50mgが好適である。
栓5を元に戻した後、入れた支持体の量などを操
作卓35を介して制御回路34に入力し、ついで
スタート指令を入力する。
The operator should synthesize from the final display
Learn the chlorine sequence of DNA. For example, from the screen shown in FIG. 5, one learns that the synthesis will start from a support to which a nucleotide having the base cytosine is bound, removes the stopper 5, and places this support into the reactor 2. This amount is preferably 10 mg to 50 mg in total when the support is polystyrene powder, for example.
After the stopper 5 is returned to its original position, the amount of support inserted and the like are input to the control circuit 34 via the console 35, and then a start command is input.

すると制御回路34は、弁44,48,50,
51を作動してイソプロパノールと塩化メチレン
の混合溶媒38を反応器2に供給し、支持体9を
洗浄する。つまり、弁44,51を開いて溶媒3
8を供給し、弁44,51を閉じたのち、しばら
くおいて弁48,50を開いて排液し、弁48,
50を閉じる。これを数回行う。この洗浄のの
ち、弁45,51を作動して保護基脱離剤39を
反応器2に供給し、所定時間おいたのち、弁4
8,50を作動して排液する。
The control circuit 34 then operates the valves 44, 48, 50,
51 to supply a mixed solvent 38 of isopropanol and methylene chloride to the reactor 2 and wash the support 9. In other words, open the valves 44 and 51 to remove the solvent 3.
8 and close the valves 44 and 51. After a while, the valves 48 and 50 are opened to drain the liquid, and the valves 48 and
Close 50. Do this several times. After this washing, the protecting group removing agent 39 is supplied to the reactor 2 by operating the valves 45 and 51, and after a predetermined period of time, the valve 4
8,50 to drain the liquid.

支持体9に結合されていたヌクレオチドの5′水
酸基は、あらかじめ保護基としてたとえばジメト
キシトリチル基(DMTr)をつけられて保護さ
れているが、上記動作によつてその部位の保護基
が脱離される。
The 5' hydroxyl group of the nucleotide bound to the support 9 has been protected in advance by attaching a protecting group, for example, a dimethoxytrityl group (DMTr), but the above operation removes the protecting group at that site. .

次に制御回路34は、再び弁44,48,5
0,51を作動してイソプロパノールと塩化メチ
レンの混合溶媒38を反応器2に供給し、支持体
9を洗浄する、さらに弁43,48,50,51
を作動してピリジン37で反応器2内を洗浄す
る。
The control circuit 34 then again controls the valves 44, 48, 5.
The valves 43, 48, 50, 51 are operated to supply a mixed solvent 38 of isopropanol and methylene chloride to the reactor 2 and wash the support 9.
The inside of the reactor 2 is washed with pyridine 37.

ついで弁42,48,50,51を作動して
THF36で反応器2内を洗浄し、次に弁48,
50,51を作動して窒素ガスで反応器2内を数
分間ブローする。これにより反応器2内は完全に
乾燥される。
Then, operate valves 42, 48, 50, 51.
The inside of the reactor 2 is washed with THF36, and then the valve 48,
50 and 51 to blow nitrogen gas into the reactor 2 for several minutes. As a result, the inside of the reactor 2 is completely dried.

制御回路34は、次に結合すべきヌクレオチド
は塩基にチミンを持つものであるから、切換コツ
ク19およびプランジヤ駆動機構29を作動し、
また排気弁54を作動してヌクレオチド試薬溶液
14を液溜め56に供給する。一般的には次に結
合すべきヌクレオチドの塩基に応じたヌクレオチ
ド試薬溶液を11〜14の中から選択し、それに
対応する切換コツク、プランジヤ駆動機構および
排気弁54を作動してそのヌクレオチド試薬溶液
を液溜め56に供給する。注意すべきことは、次
に結合すべきヌクレオチドの塩基が複数種あると
きにはこれらに対応するヌクレオチド試薬溶液を
すべて供給することである。つまり、第5図の下
段の表示103に示されているように、第2回目
の合成サイクルでは、塩基にアデニンを持つヌク
レオチドと塩基にグアニンを持つヌクレオチドと
が必要であるから、このときにまヌクレオチド試
薬容液11および13を共に液溜め56に供給す
る。
Since the nucleotide to be bound next has thymine as a base, the control circuit 34 operates the switching knob 19 and the plunger drive mechanism 29,
Also, the exhaust valve 54 is operated to supply the nucleotide reagent solution 14 to the liquid reservoir 56 . Generally, a nucleotide reagent solution corresponding to the base of the nucleotide to be bound next is selected from among 11 to 14, and the corresponding switching cock, plunger drive mechanism and exhaust valve 54 are operated to release the nucleotide reagent solution. The liquid is supplied to the liquid reservoir 56. What should be noted is that when there are multiple types of nucleotide bases to be bonded next, all nucleotide reagent solutions corresponding to these bases should be supplied. In other words, as shown in the display 103 at the bottom of FIG. 5, the second synthesis cycle requires a nucleotide having an adenine as a base and a nucleotide having a guanine as a base. Nucleotide reagent solutions 11 and 13 are both supplied to reservoir 56 .

必要なヌクレオチド試薬溶液が液溜め56に供
給されたら、弁51,52,55を作動して、液
溜め56内のヌクレオチド試薬溶液を反応器2に
供給する。ヌクレオチド試薬溶液が複数種あつて
も、混合用コイル57で均一に混合されたのち供
給されることになる。
Once the necessary nucleotide reagent solution is supplied to the reservoir 56, the valves 51, 52, and 55 are operated to supply the nucleotide reagent solution in the reservoir 56 to the reactor 2. Even if there are multiple types of nucleotide reagent solutions, they will be supplied after being uniformly mixed by the mixing coil 57.

上記ヌクレオチド試薬溶液の供給と同時に、制
御回路34は切換コツク20およびプランジヤ駆
動機構30を作動し、シリンジポンプ25によつ
て縮合剤溶液15を反応器2に供給する。
Simultaneously with the supply of the nucleotide reagent solution, the control circuit 34 operates the switching pot 20 and the plunger drive mechanism 30 to supply the condensing agent solution 15 to the reactor 2 through the syringe pump 25 .

供給量は、ヌクレオチド試薬溶液と縮合剤の合
計量が支持体9を膨潤するのに充分な最低量とな
るように制御される。具体的にはたとえば支持体
9がポリスチレン粉体の場合には支持体1g当り
に、ヌクレオチド試薬約3ml、縮合剤約2mlとす
る。言うまでもなく、これら最低量の試薬溶液中
に充分に試薬を含むように濃度調整しておくこと
が必要である。
The amount supplied is controlled so that the total amount of nucleotide reagent solution and condensing agent is the minimum amount sufficient to swell the support 9. Specifically, for example, when the support 9 is a polystyrene powder, the amount of the nucleotide reagent and the condensing agent is about 3 ml and about 2 ml per gram of the support, respectively. Needless to say, it is necessary to adjust the concentration so that the minimum amount of the reagent solution contains a sufficient amount of the reagent.

上記動作によつて、支持体9に結合されていた
ヌクレオチドの所定部位に所望の塩基をもつ新た
なヌクレオチドが連結される。複数種のヌクレオ
チド試薬溶液を混合して供給した場合には、塩基
の異なるヌクレオチドを連結されたものが混在す
ることになる。
By the above operation, a new nucleotide having a desired base is linked to a predetermined site of the nucleotide that was bound to the support 9. When a mixture of multiple types of nucleotide reagent solutions is supplied, nucleotides with different bases linked together will coexist.

一定時間の亜、弁50〜55を作動してピリジ
ン37にて液溜め56、混合用コイル57および
反応器2内を洗浄する。
After a certain period of time, the valves 50 to 55 are operated to wash the liquid reservoir 56, the mixing coil 57, and the inside of the reactor 2 with pyridine 37.

支持体9がポリスチレン粉体の場合、支持体1
g当りに約0.1mmolのDNA分子の末端部分が結
合されており、そのほとんどには上記のように新
たなヌクレオチドが連結される。しかしながら数
%以上は未反応で残る。このため制御回路34は
次のように未反応の反応基にマスキングを行う。
When support 9 is polystyrene powder, support 1
Approximately 0.1 mmol of the terminal portions of DNA molecules are attached per gram, and new nucleotides are attached to most of them as described above. However, more than a few percent remains unreacted. For this reason, the control circuit 34 masks unreacted reactive groups as follows.

すなわち、弁46,47,51を作動してマス
キング用試薬溶液40およびマスキング用縮合剤
溶液41を反応器2に供給する。
That is, the valves 46, 47, and 51 are operated to supply the masking reagent solution 40 and the masking condensing agent solution 41 to the reactor 2.

マスキング後、制御回路34は弁43,48,
50,51を作動して反応器2内をピリジン37
にて洗浄する。
After masking, the control circuit 34 controls the valves 43, 48,
50 and 51 to fill the reactor 2 with pyridine 37.
Wash at

ここまでの動作により、予め支持体9に結合さ
れていたヌクレオチドに新たにヌクレオチドを連
結する1つのサイクルが終了する。
Through the operations up to this point, one cycle of newly linking a nucleotide to a nucleotide that has been previously bound to the support 9 is completed.

制御回路34は、弁44,48,50,51を
作動してイソプロパノールと塩化メチレンの混合
溶媒38を供給する前記保護基脱離動作から上記
マスキング動作までの合成サイクルを繰返し、目
的DNAを合成する。
The control circuit 34 operates the valves 44, 48, 50, 51 to supply a mixed solvent 38 of isopropanol and methylene chloride, repeating the synthesis cycle from the protecting group removal operation to the masking operation to synthesize the target DNA. .

上記合成サイクルと並行して、制御回路34は
保護基の定量を行う。すなわち、脱保護基工程に
おいて反応器2から排液を何回か排出する際、切
換コツク82を測定流路85側に切換えてそれを
希釈容器86に分取する。また、イソプロバノー
ルと塩化メチレンの混合液38で洗浄するときの
排液も同様に希釈容器86に分取する。こうし
て、脱離された保護基を全て希釈容器86に集め
る。その後、制御回路34は、切換コツク82を
廃棄流路84側に戻し、合成サイクルを続行する
のと並行して次のように動作する。
In parallel with the above synthesis cycle, the control circuit 34 performs quantitative determination of the protecting group. That is, when discharging the waste liquid from the reactor 2 several times in the deprotection step, the switching pot 82 is switched to the measurement flow path 85 side and the waste liquid is fractionated into the dilution container 86. Further, the waste liquid from washing with the mixed solution 38 of isoprobanol and methylene chloride is similarly collected into the dilution container 86. In this way, all of the removed protecting groups are collected in the dilution container 86. Thereafter, the control circuit 34 operates as follows in parallel with returning the switching pot 82 to the waste channel 84 and continuing the synthesis cycle.

まず弁63を作動して希釈液60を注入し、液
面がレベルセンサ88の位置となるようにする。
これによつて、測定対象である前記排液は適切な
一定濃度に希釈される。次に弁66を作動して窒
素ガスでバブリングし、希釈容器86内を攪拌
し、弁87,65を作動し、フローセル69を通
じて排出する。
First, the valve 63 is operated to inject the diluent 60 so that the liquid level is at the level sensor 88.
As a result, the waste liquid to be measured is diluted to an appropriate constant concentration. Next, the valve 66 is activated to bubble nitrogen gas to stir the inside of the dilution container 86, and the valves 87 and 65 are activated to discharge the gas through the flow cell 69.

このとき、フイルタ72〜75のいくつかを適
切に選択して、前回の合成サイクルで用いたヌク
レオチド試薬の種類数だけ異なる波長で吸光度測
定を行う。たとえば第3回目の保護基離脱工程の
排液に関して吸光度測定を行う場合、第2回目の
合成サイクルでは上記したように2種類のヌクレ
オチド試薬を用いたから、たとえば干渉フイルタ
72と73とを用いて吸光度測定を行う。第6図
はそれにより得られるデータ例を示すもので、波
長478nmにおける吸光度が0.90、波長503nmにお
ける吸光度が0.52である。第2回目の合成サイク
ルで用いたヌクレオチド試薬溶液は11と13で
あり、これらの保護基はMMTrとDMTrである。
ところで、第7図イに示すように、濃度
13μmol/のMMTrの吸光度は波長478nmで
0.87、波長503nmで0.16であることが予め測定さ
れて分つているから、波長478nmの吸光係数は
67000、波長503nmの吸光係数は12000であると制
御回路34に設定されている。また、第7図ロに
示すように、濃度13μmol/のDMTrの吸光度
は波長478nmで0.37、波長503nmで1.18であるこ
とが予め測定されて分つているから、波長478nm
の吸光係数は28000、波長503nmの吸光係数は
9000であると制御回路34に設定されている。そ
こで制御回路34は、次の2元連立方程式を導
く。
At this time, some of the filters 72 to 75 are appropriately selected and absorbance measurements are performed at different wavelengths equal to the number of types of nucleotide reagents used in the previous synthesis cycle. For example, when measuring the absorbance of the waste liquid from the third protecting group removal step, since two types of nucleotide reagents were used in the second synthesis cycle as described above, the absorbance can be measured using, for example, interference filters 72 and 73. Take measurements. FIG. 6 shows an example of data obtained thereby, in which the absorbance at a wavelength of 478 nm is 0.90 and the absorbance at a wavelength of 503 nm is 0.52. The nucleotide reagent solutions used in the second synthesis cycle were 11 and 13, and their protecting groups were MMTr and DMTr.
By the way, as shown in Figure 7A, the concentration
The absorbance of 13 μmol/MMTr is at a wavelength of 478 nm.
0.87, and 0.16 at a wavelength of 503 nm, so the extinction coefficient at a wavelength of 478 nm is
67,000, and the extinction coefficient at a wavelength of 503 nm is set in the control circuit 34 to be 12,000. In addition, as shown in Figure 7B, it has been previously measured that the absorbance of DMTr at a concentration of 13 μmol/is 0.37 at a wavelength of 478 nm and 1.18 at a wavelength of 503 nm.
The extinction coefficient of is 28000, and the extinction coefficient of wavelength 503nm is
It is set in the control circuit 34 to be 9000. Therefore, the control circuit 34 derives the following two-dimensional simultaneous equations.

0.90=67000CM+28000CD 0.52=12000CM+90000CD(1) ここでCMはMMTrの濃度、CDはDMTrの濃度
である。制御回路34はこの方程式(1)を解いて、
CM=11.7μmol/、CD=4.2μmol/を得る。
0.90=67000C M +28000C D 0.52=12000C M +90000C D (1) Here, C M is the concentration of MMTr, and C D is the concentration of DMTr. The control circuit 34 solves this equation (1),
C M = 11.7 μmol/, C D = 4.2 μmol/ are obtained.

このようにして保護基の濃度が定量されるが、
それはすなわち前回の合成サイクルで用いられた
ヌクレオチド試薬のそれぞれの縮合量をあらわす
ものである。そこでどのヌクレオチド試薬がどの
くらい縮合したかを確認することができる。
In this way, the concentration of the protecting group is quantified,
It thus represents the condensation amount of each of the nucleotide reagents used in the previous synthesis cycle. Therefore, it is possible to confirm which nucleotide reagent has been condensed and how much.

他の変形例としては、上記実施例において、フ
イルタ72〜75を全て用いて4つの波長で吸光
度を測定し、4元連立方程式を導き、それを解い
て全ての保護基について濃度を算出するものが挙
げられる。この場合、前回の合成サイクルで用い
たヌクレオチド試薬に対応する保護基の濃度だけ
が実質的に得られるはずであるから、もし前回の
合成サイクルで用いなかつたヌクレオチド試薬に
対応する保護基の濃度が実質的に得られたなら
ば、それはヌクレオチド試薬は誤つて用いられた
ことを意味している。そこで合成サイクルを停止
し、操作卓35においてアラームランプを点灯す
るなどしてオペレータに警報を発する。
Another modification of the above embodiment is to measure the absorbance at four wavelengths using all of the filters 72 to 75, derive a four-dimensional simultaneous equation, and solve it to calculate the concentration for all protecting groups. can be mentioned. In this case, only the concentration of protecting groups corresponding to the nucleotide reagents used in the previous synthesis cycle should be obtained, so if the concentration of protecting groups corresponding to the nucleotide reagents not used in the previous synthesis cycle is If substantially obtained, it means that the nucleotide reagent was used incorrectly. Then, the synthesis cycle is stopped, and an alarm lamp is lit on the console 35 to issue an alarm to the operator.

また他の変形例としては、得られた保護基濃度
の定量値から収率の演算をさらに行うものが挙げ
られる。収率の演算は、その合成サイクルにおけ
る定量値を、記憶しておいた前回の合成サイクル
における定量値で除して100を乗じることによつ
て行う。得られた収率は、前回の合成サイクルの
収率である。つまり第1回目の合成サイクルの収
率は第2回目の合成サイクルの途中で得られるこ
とになる。その収率は操作卓35において表示さ
れる。また、それまでの合成サイクルの収率をす
べて乗じて全体の収率を演算し、それを操作卓3
5において表示する。さらに制御回路34は、或
る合成サイクルの収率が所定値(たとえば80%)
以上であるか否かの判断と全体の収率が所定値
(たとえば30%)以上であるか否かの判断とを行
い、いずれか一方でも所定値以上でない場合には
並行して実行している合成サイクルを停止し、操
作卓35においてアラームランプを点灯するなど
してオペレータに警報を発する。このような変形
例における動作のフローチヤートを第8図に示
す。
Another modification is to further calculate the yield from the obtained quantitative value of the protecting group concentration. The yield is calculated by dividing the quantitative value in the synthesis cycle by the stored quantitative value in the previous synthesis cycle and multiplying the result by 100. The yield obtained is that of the previous synthesis cycle. In other words, the yield of the first synthesis cycle is obtained in the middle of the second synthesis cycle. The yield is displayed on the console 35. Also, calculate the overall yield by multiplying all the yields of the synthesis cycles up to that point, and calculate it on the console.
Displayed at 5. Furthermore, the control circuit 34 controls whether the yield of a certain synthesis cycle is a predetermined value (for example, 80%).
and whether or not the overall yield is above a predetermined value (for example, 30%). The current synthesis cycle is stopped, and an alarm lamp is lit on the console 35 to issue an alarm to the operator. A flowchart of the operation in such a modified example is shown in FIG.

合成部の変形例としては、反応器2をロート状
にしたもの、樽状にしたもの、また反応部の容積
を80μ〜800μに間で変化したものが挙げられ
る。また固体支持体としてKel−F・gスチレ
ン、シリカゲル、ポリアクリルモルホリドなどを
用いたものが挙げられる。これらの支持体は粒径
30〜300ミクロン程度のものが好ましい。
Modifications of the synthesis section include those in which the reactor 2 is funnel-shaped, barrel-shaped, and in which the volume of the reaction section is varied between 80 and 800 microns. Examples of solid supports include those using Kel-F.g-styrene, silica gel, polyacrylic morpholide, and the like. These supports have particle size
It is preferably about 30 to 300 microns.

脱保護基定量の変形例としては、脱保護基工程
で何回か排出される排液を集めてから希釈してい
るが、排出されるごとに定量し、これらを積算し
て脱離された保護基の総量を求めるようにしても
よい。
A variation of the method for quantifying deprotecting groups is to collect the waste fluid discharged several times during the deprotection process and then dilute it. The total amount of protecting groups may also be determined.

吸光度測定ユニツト68の変形例としては、定
性すべき保護基の種類数に応じて干渉フイルタの
数(すなわち測定波長の数)を増減したものが挙
げられる。さらにグレーテイングやプリズムを用
いた分光光度計でスペクトルを測定するものが挙
げられる。ヌクレオチド試薬がモノマーで4種類
程度ならばいくつかの干渉フイルタを切換えて波
長を変えるものでもよいが、ダイマー以上の場合
にはヌクレオチド試薬の種類が大幅に増えるから
グレーテイングもしくはプリズムを用いたものが
好ましい。
A modification of the absorbance measurement unit 68 includes one in which the number of interference filters (ie, the number of measurement wavelengths) is increased or decreased depending on the number of types of protecting groups to be qualitatively determined. Further examples include those that measure spectra with spectrophotometers that use gratings or prisms. If the nucleotide reagents are monomers with about four types, it may be possible to change the wavelength by switching several interference filters, but if the nucleotide reagents are dimers or more, the number of types of nucleotide reagents increases significantly, so it is recommended to use gratings or prisms. preferable.

保護基は、上記実施例で挙げた以外の低級アル
コキシ基で任意に置換されたトリチル基を用いて
もよい。
As the protecting group, a trityl group optionally substituted with a lower alkoxy group other than those listed in the above examples may be used.

また希釈液に代えて希釈発色液たとえばエタノ
ールと過塩素酸の混合液を加えるようにしてもよ
い。
Further, instead of the diluting liquid, a diluted coloring liquid such as a mixed liquid of ethanol and perchloric acid may be added.

さらに他の変形実施例としては、複数のアミノ
酸配列を入力可能としたものが挙げられる。
Still other modified embodiments include one in which multiple amino acid sequences can be input.

他の実施例としては、ホスホモノトリアゾリド
法やホスフアイト法、あるいはジエステル法によ
るDNA等合成装置にこの発明を適用したものが
挙げられる。また複数の合成部に対して1つの脱
保護基定量・収率演算・自動停止制御部を対応さ
せたものが挙げられる。この場合、収率の高い合
成部では合成動作が続行され、収率の低い合成部
では合成動作が停止されるようになる。
Other examples include those in which the present invention is applied to a DNA synthesis apparatus using the phosphomonotriazolide method, the phosphite method, or the diester method. Another example is one in which one deprotecting group quantitative determination/yield calculation/automatic stop control section is associated with a plurality of synthesis sections. In this case, the synthesis operation continues in the synthesis section with a high yield, and the synthesis operation is stopped in the synthesis section with a low yield.

なお収率の低下により停止しても、オペレータ
の指示によつて再び合成動作を続行しうるように
するのが好ましい。
Note that even if the synthesis operation is stopped due to a decrease in yield, it is preferable to continue the synthesis operation again according to instructions from the operator.

さて、上記実施例によれば、ペプチドのアミノ
酸配列を入力するだけで対応するDNAすなわち
そのペプチドの生産のためのDNAおよび/又は
それと相補的はDNAを自動合成可能となる。し
かも、複数種のDNAを同時合成可能となる。さ
らにその上、次のような利点を有している。
Now, according to the above embodiment, by simply inputting the amino acid sequence of a peptide, it becomes possible to automatically synthesize the corresponding DNA, that is, the DNA for producing the peptide and/or the DNA complementary thereto. Moreover, it becomes possible to simultaneously synthesize multiple types of DNA. Furthermore, it has the following advantages:

上記装置1では、反応器2の反応部10を小型
化すると共に、フイルタ7の上に支持体9を載置
し、上方から試薬溶液11〜15を供給し、底部
から排液するように反応器2を構成している。そ
こで排液弁50と閉じたまま試薬溶液を上方から
供給すれば、その試薬溶液は支持体9に含まれて
これを膨潤すると共にフイルタ7より上の反応部
10内にとどまつて下方へ落ちない。従つて、供
給した全ての試薬溶液は反応に参加し、デツドス
ペースに溜まるものが無くなる。この結果、供給
量は最低量(支持体体積の5〜7倍位)で充分に
なり、また反応を促進するために反応器を振盪す
るなどの混合・接触操作も無用になつている。ま
た、新たなヌクレオチドを連結する反応の前に反
応器2内をTHF36で洗浄乾燥すると共に乾燥
ガスでブローして短時間で反応器2内を完全乾燥
できるように構成されており、この結果、縮合反
応を阻害する水分を完全に除去できるので反応効
果が下がらず、余分な試薬を必要としない。さら
に、合成中に反応収率を容易に知ることができて
非常に便利である。なんとなれば、合成が適正に
行われているか否かのチエツクを極めて容易に行
えるからである。また、収率が所定のレベルより
落ちたときに自動的に合成の動作を停止するか
ら、試薬と時間の無駄が省かれると共に無人運転
も可能となり、実用的である。
In the above-mentioned apparatus 1, the reaction part 10 of the reactor 2 is miniaturized, and the support 9 is placed on the filter 7, and the reagent solutions 11 to 15 are supplied from above and drained from the bottom. It constitutes the container 2. Therefore, if a reagent solution is supplied from above with the drain valve 50 closed, the reagent solution will be contained in the support 9 and swell it, and will remain in the reaction section 10 above the filter 7 and will not fall downward. . Therefore, all the supplied reagent solutions participate in the reaction and nothing accumulates in the dead space. As a result, the minimum amount of feed (approximately 5 to 7 times the volume of the support) is sufficient, and mixing and contacting operations such as shaking the reactor to promote the reaction are no longer necessary. In addition, before the reaction for linking a new nucleotide, the inside of the reactor 2 is washed and dried with THF 36 and blown with dry gas, so that the inside of the reactor 2 can be completely dried in a short time. Moisture that inhibits the condensation reaction can be completely removed, so the reaction efficiency is not reduced and no extra reagents are required. Furthermore, it is very convenient to easily know the reaction yield during synthesis. This is because it is extremely easy to check whether the synthesis is being performed properly. Furthermore, since the synthesis operation is automatically stopped when the yield falls below a predetermined level, waste of reagents and time is avoided, and unattended operation is also possible, which is practical.

(ヘ) 発明の効果 以上の説明から理解されるように、この発明の
核酸合成方法によれば、異種の核酸を同時に合成
することが可能となる。また、保護基離脱工程で
の排液中に異種の保護基が混在するときでも各保
護基の定量を行うことができる。そこで異種のヌ
クレオチド試薬ごとに保護基の種類を変えておけ
ば、保護基の定量に基いて、合成サイクルにおい
てどのヌクレオチド試薬がどのくらい縮合したか
を確認でき、つまりはどんな種類の核酸がどのく
らい合成されているのかを確認することができ
る。
(f) Effects of the invention As understood from the above explanation, according to the nucleic acid synthesis method of the present invention, different types of nucleic acids can be synthesized simultaneously. Further, even when different types of protecting groups are mixed in the waste liquid from the protecting group removal step, each protecting group can be quantified. Therefore, by changing the type of protecting group for each different type of nucleotide reagent, it is possible to confirm which nucleotide reagent is condensed and how much of it is synthesized in the synthesis cycle based on the quantitative determination of the protecting group. You can check whether it is.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の実施に使用する核酸合成装
置の一実施例を構成説明図、第2図は第1図に示
す装置の有する変換テーブルの内容を示す説明
図、第3図は第1図に示す装置の干渉フイルタ部
分の構成説明図、第4図は第1図に示す装置の吸
光度測定ユニツトの構成説明図、第5図は第1図
に示す装置のデイスプレイ画面の一例を示す説明
図、第6図はMMTrとDMTrの混在する排液の
吸光度測定データの一例を示す図、第7図イは
MMTrに関する吸光度測定データの一例を示す
図、第7図ロはDMTrに関する吸光度測定デー
タの一例を示す図、第8図はこの発明の実施に使
用する核酸合成装置の他の変形例の動作のフロー
チヤート図である。 1……DNA微量自動合成装置、2……反応器、
11〜14……ヌクレオチド試薬溶液、15,3
9〜41……反応試薬溶液、16〜20……切換
コツク、21〜25……シリンジポンプ、26〜
30……プランジヤ駆動機構、34……制御回
路、36〜38……溶媒、42〜48,50〜5
5……弁、56……液溜め、57……混合用コイ
ル、68……吸光度測定ユニツト、69……フロ
ーセル、72〜75……干渉フイルタ、77……
レフアレンスセル、78,79……受光器、82
……切換コツク。
FIG. 1 is an explanatory diagram of the configuration of one embodiment of the nucleic acid synthesis apparatus used in carrying out the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing the contents of a conversion table possessed by the apparatus shown in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram of the structure of the interference filter portion of the apparatus shown in FIG. 1. FIG. 5 is an explanatory diagram of the structure of the absorbance measurement unit of the apparatus shown in FIG. Figure 6 shows an example of absorbance measurement data for wastewater containing a mixture of MMTr and DMTr, and Figure 7
A diagram showing an example of absorbance measurement data regarding MMTr, FIG. 7B is a diagram showing an example of absorbance measurement data regarding DMTr, and FIG. It is a chart diagram. 1...DNA micro-automatic synthesizer, 2...Reactor,
11-14... Nucleotide reagent solution, 15,3
9-41... Reaction reagent solution, 16-20... Switching pot, 21-25... Syringe pump, 26-
30...Plunger drive mechanism, 34...Control circuit, 36-38...Solvent, 42-48, 50-5
5... Valve, 56... Liquid reservoir, 57... Mixing coil, 68... Absorbance measurement unit, 69... Flow cell, 72-75... Interference filter, 77...
Reference cell, 78, 79... Light receiver, 82
...Switching is easy.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 保護基でブロツクされた複数のヌクレオチド
試薬を所定の手順で反応器に供給して保護基離脱
工程と合成縮合工程とマスキング工程とを繰り返
し、核酸合成を行う装置において、 保護基離脱工程での排液の吸光度を2以上の異
なる波長で測定しうる吸光度測定手段を反応器の
排液経路に設け、また、その吸光度測定手段の出
力に基づいて排液中に含まれる脱離した保護基の
定性を行うと共に保護基の濃度の定量を行いその
濃度の定量値から合成の収率の演算を行う制御手
段を吸光度測定手段の出力側に設け、 保護基離脱工程と合成縮合工程とマスキング工
程を1つのサイクルとする合成サイクルを繰り返
し行うとともに、その合成サイクルにおいて、異
なる種類の保護基でブロツクされた複数種のヌク
レオチド試薬から所定の手順により2種以上のヌ
クレオチド試薬を選択して実質的に同時に反応器
に供給し、それにより同時にN(>1なる自然数)
種類の核酸の合成を遂行し、その合成サイクルと
平行して、吸光度測定手段により、保護基離脱工
程での排液の吸光度をM(≧N)点の異なる波長
で測定し、制御手段により、吸光度測定手段の出
力に基づいて多成分同時定量のためのM元連立方
程式を導きかつ解いて排液中に混在する複数の脱
離された保護基の各濃度を算出し、その保護基の
各濃度から合成の収率を演算し、その合成の収率
の値によつて合成サイクルを続行するのか否かの
判定を行うことを特徴とする核酸合成方法。
[Claims] 1. An apparatus for synthesizing nucleic acids by supplying a plurality of nucleotide reagents blocked with protecting groups to a reactor according to a predetermined procedure and repeating a protecting group removal step, a synthetic condensation step, and a masking step, An absorbance measuring means capable of measuring the absorbance of the waste liquid in the protecting group removal step at two or more different wavelengths is provided in the drain path of the reactor, and based on the output of the absorbance measuring means, the absorbance of the waste liquid is determined based on the output of the absorbance measuring means. A control means is provided on the output side of the absorbance measuring means to qualitatively characterize the removed protecting group, quantify the concentration of the protecting group, and calculate the synthesis yield from the quantitative value of the concentration, thereby controlling the protecting group removal step and the synthesis. A synthesis cycle consisting of a condensation step and a masking step is repeated, and in the synthesis cycle, two or more nucleotide reagents are selected according to a predetermined procedure from among multiple nucleotide reagents blocked with different types of protecting groups. and substantially simultaneously to the reactor, thereby simultaneously supplying N (a natural number >1) to the reactor.
Synthesis of various types of nucleic acids is carried out, and in parallel with the synthesis cycle, the absorbance of the waste liquid from the protecting group removal step is measured at different wavelengths at M (≧N) points by the absorbance measuring means, and by the controlling means, Based on the output of the absorbance measurement means, an M-element simultaneous equation for simultaneous determination of multiple components is derived and solved to calculate the concentration of each of the multiple eliminated protecting groups mixed in the waste liquid, and each of the protecting groups is 1. A method for synthesizing a nucleic acid, comprising calculating a synthesis yield from a concentration, and determining whether or not to continue a synthesis cycle based on the value of the synthesis yield.
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