杭州精進科技有限公司作為浙江大學李承喜研究員團隊的重要戰略合作伙伴,面向生物自動化合成設備中高壓柱塞泵的“卡脖子”技術,持續開發用于精密設備微量物料輸送的高壓柱塞泵。該柱塞泵已應用于多肽、蛋白、核酸以及糖等的自動化合成設備中,助力國產設備的性能提升,促進設備廠商的高端設備國產化、減少對外依賴、提升自主創新能力與核心競爭力。
浙江大學李承喜研究員團隊用一臺名為CycloBot的智能設備,將環肽合成從“天”級計量壓縮至“分鐘”級計量(從4天到27分鐘),為多肽、蛋白以及核酸的新藥研發裝上了一臺全新的“分子打印機”。
這項成果近日登上化學領域頂級期刊JACS,創造了環肽合成技術的歷史。
杭州精進科技有限公司自主研制的PEEK泵:JJRZ-10C15K,也一起登頂,創造了公司產品在國際頂級期刊上出現的歷史。
合成過程中,物料輸送的精確性、穩定性、可控性,直接影響原料輸送配比、流速、脈沖等關鍵工藝條件,最終影響合成產品的質量。因此,精準輸送的高壓柱塞泵是實現自動化合成設備高效、可控運行的重要基礎,也是合成設備的“心臟”。CycloBot從原來配置進口泵,改為配置杭州精進科技自主研制的“精進PEEK泵”,實現了精準的“進口替代”。
注:以上圖片來自Automated Rapid Synthesis of High-Purity Head-to-Tail Cyclic Peptides via a Diaminonicotinic Acid Scaffold | Journal of the American Chemical Society.
注:圖片來自“分鐘級”造環肽!科創團隊讓新藥研發開啟“加速模式”
“頭尾環化”步驟,是全球化學家們公認的環肽合成過程中的“鬼門關”。李承喜研究員團隊采用了“二氨基煙酸連接子”這個類似于“智能掛鉤”的結構,實現了精準控制“肽鏈延伸”和“環化觸發”兩個關鍵階段。就像一個分子級別的精密開關,當線性肽鏈構建完成,發送一個化學信號,開關就被觸發,分子自動完成”首尾相扣“的環化過程。
這個設計從根本上規避了傳統方法的副反應問題,使粗產物純度直接達到95%以上,幾乎不發生消旋反應,產物活性更高。
研究人員只需輸入目標環肽的“數字配方”,CycloBot即可對整個合成過程進行實時監測。李承喜研究員團隊自主開發的控制軟件 AutoXpert,能夠自動完成液體轉移、試劑混合和反應條件控制等步驟,并像“眼睛”一樣追蹤反應進程,根據數據反饋進行智能微調。無論是含有非天然氨基酸的復雜環肽,還是不同大小的環狀結構,都能高效合成。設備的通用性讓環肽合成從一項依賴經驗的“手工藝制造”,轉變為可編程的“數字化智造”。
除了合成速度,CycloBot為新藥研發提供了一種更加高效的流程。CycloBot在一天內合成了一個包含20種環肽的分子庫,并直接用于生物篩選。其中一種抗菌環肽,活性比青霉素高出約100倍。這意味著研究人員可以快速測試更多分子設計,從想到一個新結構,到拿到實體分子進行測試只需要幾十分鐘,再根據結果立即優化設計。
在CycloBot的運轉中,一個合成不再受限、創新加速流淌的時代,正一步步成為現實。
“分鐘級”造環肽!科創團隊讓新藥研發開啟“加速模式”
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