[发明专利]用于生产孔径可控纳米多孔玻璃的一体化循环系统

说明书

本发明公开了一种用于生产孔径可控纳米多孔玻璃的一体化循环系统，包括反应组件；加热组件；搅拌组件；循环组件；其中所述反应组件下端设置有过滤网、循环液出口及卸料口，其上端设置有进料口、搅拌器入口及循环液入口；所述循环液出口连通至循环泵，所述水槽、酸液槽、碱液槽的出口端管路汇合后连通至循环液入口。本系统制备工序简单、能耗低、废液产出少、溶剂利用率高、产品生产效率高，尤为重要的是所得CPG产品孔道清晰，无堵塞，产品密度稳定，合成效率更高，本产品将在寡核苷酸合成方向具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及材料加工装置领域，具体涉及一种用于生产孔径可控纳米多孔玻璃的一体化循环系统。

背景技术

孔径可控纳米多孔玻璃(Controlled pore glass)是一种合成寡核苷酸的载体材料，简称CPG。寡核苷酸是生物医学和生命科学研究中调节基因表达的基本工具，可以被开发为基因靶向治疗药物，然后用于治疗病毒、肿瘤和遗传病。21世纪是生命科学和生物技术的世纪，国内的生物技术研究发展很快，其中基因合成技术、扩增技术、基因修饰技术、基因克隆技术、基因芯片技术、基因治疗技术等生物技术早已已经被列入“中国高技术发展计划”(863计划)和“国家重大基础性研究计划”(973计划)。其中的部分学科已经达到了国际先进水平，甚至是领先的水平，但是合成基因的载体材料CPG的研究却远落后于世界水平，合成基因的CPG完全依靠进口。

寡核苷酸药物能够降低人体对药物的耐受性，提高药物的利用率，并且有效化解药物的毒副作用，实现从源头上治疗。目前，寡核苷酸的主要合成方法采用化学方法，即采用固相亚磷酰胺三酯法合成，常规的DNA合成仪只能合成毫克级的寡核苷酸，大规模DNA合成必须采用克级和千克级DNA合成仪，如GE Healthcare公司生产的KTA OligoPilot系列。国内仅有军事医学科学院王升启等开展了寡核苷酸大规模合成及动物实验。目前仅有少数大型国际生物制药公司，如美国ISIS公司和丹麦的Santaris公司，才有能力合成千克级的寡核苷酸，开展反义药物的大规模临床研究。寡核苷酸药物研究主要釜颈为仪器设备成本与合成耗材过于高昂。

2020年爆发全球性的新型冠状病毒，目前全世界仅依靠口罩呼吸器等医疗防护用品防止病毒传播，而治疗此传染性疾病的显著药物尚未被发现，开发靶向宿主靶点基因治疗，通过阻断病毒基因，控制病毒复制转录的过程的方法被寄予了厚望。新型冠状病毒2019-nCoV核酸检测试剂盒(荧光PCR法)是一种用于放大扩增特定DNA(脱氧核糖核酸)片段的分子生物学技术，能检测出带有特定基因片段的病毒。核酸检测试剂盒的组分中，检测引物和探针最为关键。灵敏特异的扩增引物，对检测结果的准确与否发挥着至关重要的作用，而CPG也是作为荧光染料和探针的重要载体，除此之外，对于癌症、病毒性感染等疾病，迄今临床上仍缺少理想的特效药物，随着人类及重要模式生物基因组测序的完成，以及功能基因组学及蛋白质组学研究的深入，与疾病相关的分子靶标不断被发现和认识，为基因治疗提供了前提，调控寡核苷酸可用于抑制RNA片段，防止其翻译为蛋白，在抑制癌细胞活动方面起到一定作用。

CPG作为基因合成载体，是目前市场上唯一被最广泛使用，且合成效果特别理想的载体。目前由LGC生产CPG国内订货周期在半年以上，并且存在合成效率低的现象。CPG产品的国产化，尤其是孔道更加均匀、无堵塞产品的出现，将为国内基因合成行业，寡核苷酸药物研究等领域起到强大的推动作用。

孔径可控纳米多孔玻璃通常由钠硼硅玻璃制备得到，通常的方法是将分相后的玻璃利用酸碱溶液去除其中的钠硼相，留下硅骨架形成多孔玻璃。而CPG作为固相合成的载体，有许多的影响因素，其中包括了颗粒尺寸大小、孔径均一性、孔隙率大小、孔容和密度以及比表面积等重要物理参数，孔径均一性、孔容和比表面积取决于硼硅酸玻璃组分和分相温度与时间，CPG产品密度、孔隙率主要影响因素是由颗粒大小和后处理条件决定，这些参数都会影响CPG在使用过程中溶液的交换行为，配体负载和分布以及反应动力学，从而影响合成效率纯度和重现性。