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【2021年版】自動合成装置 メーカー13社一覧

自動合成装置のメーカー13社を一覧でご紹介します。まずは使用用途や原理についてご説明します。


目次


自動合成装置とは

自動合成装置は、従来手作業で行われていた様々な有機合成の自動化を目的として開発されました。研究開発の現場において、省力化・効率化に大きく貢献する装置です。

開発途上のものも含めると実に様々な種類がありますが、既に市販化されている主なものには、通常の液相有機合成装置・マイクロウェーブペプチド固相合成装置・フロー合成装置などがあります。

分析装置に比べるとまだまだ実験室レベルでの普及度は高くはありませんが、活発な装置開発が行われています。

自動合成装置の使用用途

実験室レベルでの有機化合物合成・ペプチド合成から、創薬スクリーニングにおけるパラレル合成、プロセス開発までと用途は多岐にわたります。大きさも、小スケール検討を目的とした小型製品から、プロセス開発においてスケールアップ検討を行うためのパイロットプラントクラスの大型製品まで様々なものがあります。

実験室においては新規反応の開発・合成反応経路の最適化検討などに用いられ、本装置の自動化によって、再現性が向上したり、より精度の高い反応条件制御を行ったり、実験者の危険物への曝露量を低下させたりすることなどができます。また、実験データが自動でコンピュータに記録されるためより正確な実験記録を効率的に得ることができる他、正確な温度モニタリングによって試薬添加時などの熱暴走を抑制させることなども可能です。

創薬スクリーニングにおいては、より効率的に多数のリード化合物の調製が可能となるため、迅速かつ広範なスクリーニングを行うことで効率的な創薬シーズの発見に繋がります。

化学プロセス開発においては、実験室レベルの合成をプラントスケールへスケールアップするにあたり、合成効率・安全性・コスト面などにおける多数の課題を解決する必要があります。ヒートトランスファーや除熱は特に重要なポイントとなりますが、自動合成装置で反応熱量測定などのモニタリングを行いながら検討を行うことで効率化が図れます。また、濃度・添加速度・撹拌などを機械によって自動化することで、in situモニタリングを容易にし、再現性向上や効率的な条件最適化が可能となります。

自動合成装置の原理

液相合成の自動合成装置は、従来の試験管型の有機合成を機械化したものと言えます。加熱・冷却機能のついた恒温槽に反応容器が取り付けられており、試薬添加や撹拌(撹拌翼ないしはマグネチックスターラーなど)は機械的な制御を受けて適切な速度で行われます。実験データは各種センサーやモニターで常時モニタリングされ、正確かつ詳細に自動的にコンピュータに記録されます。

ペプチド合成装置は、メリフィールド固相合成法によるペプチド合成をポンプを用いて機械化・自動化しています。メリフィールド固相合成法では、N末端保護アミノ酸をレジン(樹脂)に担持し、反応容器内で脱保護・洗浄・N末端保護アミノ酸との縮合反応・洗浄のサイクルを繰り返します。1サイクルで1方向的に1残基ずつペプチドを伸長し、最後に樹脂から切断することで目的とするペプチドを得ることができます。

ペプチド固相合成法はN末端の保護に用いる保護基によって主に2種類に分かれており、tBoc法とFmoc法があります。tBoc法では、主にTFA(トリフルオロ酢酸)を用いる酸性条件で脱保護を行いますが、Fmoc法では塩基性条件で脱保護を行い、主にピペリジンを用います。最後に樹脂から切り出す条件が酸性であるためtBoc法の方が副反応が起こりやすいと考えられること、Fmoc法の副生成物は溶媒(DCM(ジクロロメタン)またはDMF(ジメチルホルムアミド))によって容易に除去できるということもあり、近年ではFmoc法の方が主流です。ペプチド自動合成装置では、自動化することによる時間短縮・コスト削減の他、反応容器にマイクロウェーブ照射を行うことで、手作業で行う合成よりも反応時間を短くすることができるというメリットが有ります。

フロー合成装置は、近年活発な研究が行われているフローケミストリー(フロー法・フロー反応ともいう)を、機械で制御し自動的に行う装置です。従来の試験管型の反応をバッチ法、といいますが、バッチ法では合成中間体の精製コスト・熱伝達や撹拌の効率・実験廃棄物の問題が指摘されてきました。フロー合成装置では、試験管やフラスコの代わりに、カラムやマイクロ流路を用い、ポンプで流路内に2種類以上の反応剤の溶液を流入して反応を行います。無触媒型や均一触媒型では反応後の精製操作が必要ですが、反応剤もしくは触媒などを固定化したカラムを反応容器として用いる場合には、反応後の精製操作のコストも大きく削減できると言えます。

フローケミストリーでは、反応容器ボリュームをバッチ法よりも小さくすることができるために反応効率が高くなる他、表面面積が大きいため熱交換が早く、より精密な温度制御も可能です。

参考文献
https://www.mt.com/jp/ja/home/products/L1_AutochemProducts/Chemical-Synthesis-and-Process-Development-Lab-Reactors/Synthesis-Reactor-Systems.html
http://dfc-kyoto.co.jp/flow/
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemrev.7b00183
https://m-hub.jp/chemical/873/principle-and-method-of-solid-phase-peptide-synthesis

自動合成装置のメーカー情報

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社員数の規模

  1. 1 住友重機械工業株式会社
  2. 2 メトラー・トレド株式会社
  3. 3 GEヘルスケア・ジャパン株式会社

設立年の新しい会社

  1. 1 株式会社DFC
  2. 2 セティ株式会社
  3. 3 エヌ・エム・ピイ ビジネスサポート株式会社

歴史のある会社

  1. 1 住友重機械工業株式会社
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  3. 3 メトラー・トレド株式会社

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