一、基本概念
1.多肽
是一種與生物體內各種細胞功能都相關的生物活性物質，它的分子結構介于氨基酸和蛋白質之間，是由多種氨基酸按照一定的排列順序通過肽鍵結合而成的化合物。
2.多肽合成
是一個重復添加氨基酸的過程，固相合成順序一般從C端（羧基端）向
N端（氨基端）合成。過去的多肽合成是在溶液中進行的稱為液相合成法。從1963年Merrifield發展成功了固相多肽合成方法以來，經過不斷的改進和完善，到今天固相法已成為多肽和蛋白質合成中的一個常用技術，表現出了經典液相合成法無法比擬的優點，從而大大的減輕了每步產品提純的難度。多肽合成總的來說分成兩種：固相合成和液相多肽合成。
3.多肽合成儀
多肽合成是一個以樹脂（人工合成的固相介質）為載體，在一定的反應條件下重復添加氨基酸，經過化學反應后合成多肽的過程，多肽合成儀即是用來合成多肽的儀器。一般情況下，多肽合成儀整體由主體、傳輸設備、動力裝置以及軟件系統組成。
二、歷史背景
1． 固相合成法的誕生
多肽合成研究已經走過了一百多年的光輝歷程。1902年，Emil
Fischer首先開始關注多肽合成，由于當時在多肽合成方面的知識太少，進展也相當緩慢，直到1932年，Max
Bergmann等人開始使用芐氧羰基(Z來保護α-氨基，多肽合成才開始有了一定的發展。
到了20世紀50年代，有機化學家們合成了大量的生物活性多肽，包括催產素，胰島素等，同時在多肽合成方法以及氨基酸保護基上面也取得了不少成績，這為后來的固相合成方法的出現提供了實驗和理論基礎。
1963年，Merrifield首次提出了固相多肽合成方法(SPPS)，這個在多肽化學上具有里程碑意義的合成方法，一出現就由于其合成方便，迅速，成為多肽合成的首選方法，而且帶來了多肽有機合成上的一次革命，并成為了一支獨立的學科——固相有機合成(SPOS)。因此，Merrifield榮獲了1984年的諾貝爾化學獎。Merrifield經過了反復的篩選，最終屏棄了芐氧羰基(Z)在固相上的使用，首先將叔丁氧羰基(BOC)用于保護α-氨基并在固相多肽合成上使用，同時，Merrifield在60年代末發明了第一臺多肽合成儀，并首次合成生物蛋白酶，核糖核酸酶(124個氨基酸)。
1972年，Lou
Carpino首先將9-芴甲氧羰基(FMOC)用于保護α-氨基，其在堿性條件下可以迅速脫除，10min就可以反應完全，而且由于其反應條件溫和，迅速得到廣泛使用，以BOC和FMOC這兩種方法為基礎的各種肽自動合成儀也相繼出現和發展，并仍在不斷得到改造和完善。同時，固相合成樹脂，多肽縮合試劑以及氨基酸保護基，包括合成環肽的氨基酸正交保護上也取得了豐碩的成果。
2． 多肽合成儀的誕生
雖然Merrifield在發明固相多肽合成科學并取得巨大成功的同時，使用了自主研發的合成設備，但卻沒因此將多肽合成儀引入市場。1970年，Beckman公司開發的全自動多肽合成儀Beckman
990 Peptide Synthesizer 作為第一臺投入市場的科研用多肽合成儀，被美國多所大學的實驗室采用。
幾乎同一時間，Vega
Biotechnologies, Inc.公司開發出兩款經濟型多肽合成儀：Vega’s Coupler 1000與Vega’s Coupler
250 (不久又推出Vega’s Coupler
296),其將多肽合成后續的在線切割理念結合到設備中，所有反應器采用防爆玻璃材質，防止TFA的腐蝕。被當時的肽化學界稱為最經濟適用的多肽合成儀。
而今，Beckman與Vega’s兩家公司均停止的多肽合成儀的研發與制造，而轉向到更多面的化學合成、分離、檢測技術設備的研制產業中。
3． 多肽合成儀的發展
a) 第一代多肽合成儀
第一代多肽合成儀是以Beckman公司推出的Beckman 990 Peptide Synthesizer以及Vega’s
Biotechnologies公司推出的Vega’s 296 Peptide Synthesizer為代表的，誕生在上世紀七十年代。
雖然隨著生產工藝的改進和發展，如今第一代多肽合成儀已全部退出了市場。但1990年以前的眾多肽化學文獻都是在此實驗設備上運行研發而來，第一代的多肽合成儀為之后的合成儀研發與制造產生了重大意義。
b) 第二代多肽合成儀
第二代多肽合成儀是以Protein Technologies公司推出的PS3 Peptide Synthesizer以及Advanced
ChemTech公司推出的ACT peptide synthesizer Model
90為代表的，誕生在上世紀八十年代。此兩款設備也是目前市場上仍在銷售的最早的多肽合成儀。
PS3
的設計原理是采用氮氣鼓泡的反應方式來對反應物進行攪拌，即合成儀上反應器是固定的，氮氣從反應器的下方通過反應器到上部排出，在這一過程中產生的汽泡把固相和液相混合起來。這樣設計的好處是結構簡單，成本低，但反應相對溫和：1）有時候多肽-固相載體在靜電作用下會“抱團”，使其不能與液相充分混合，在這種情況下需要調高氮氣的壓力以消除靜電作用；而在靜電作用消除后要把壓力立刻調低，不然的話較高的壓力會把多肽-固相載體“吹”到反應器液面上方。由于多肽-固相載體具有較強的粘壁性，一旦被粘到反應器液面上方就再也無法下來，也就是無法再參加反應。顯然第一代機器是無法自動作這樣的壓力調整的，這就是造成反應“死角”的重要原因。反應死角會降低多肽合成的效率和多肽的純度，有的甚至造成合成的失敗。2）長時間氮氣鼓泡會使溶液揮發，液面降低后一部分多肽-固相載體就粘在液面上方，也無法再參加反應。3）氮氣消耗量大，運行成本增大。
ACT90的設計原理是反應器在直立下圍繞原點作左右擺動，或者圓周運動。ACT的多肽合成儀同樣具有反應溫和的特點，即轉動角度與速度都不能夠完全達到氨基酸耦合的極限，反應往往需要更長的時間。
c) 第三代多肽合成儀
第三代多肽合成儀是以Applied Biosystems公司的ABI 433 peptide synthesizer 與C S Bio公司的CS336為代表的無死角多肽合成儀為代表的，誕生在上世紀九十年代。
ABI433的設計原理是反應器上方相對固定，而下方作圓周360度快速旋轉，帶動反應器里的固液兩相從底部向上作螺旋運動，一直達到反應器的最上方。換句話說，溶液可以達到反應器內部的任意點，真正做到了無死角。由于攪拌速率可達每分鐘1800轉的高速，反應得以充分完全。由于無死角的攪拌方式保證的肽的合成純度，ABI433型多肽合成儀（其退出多肽合成儀市場后最后一款儀器）至今在世界上還占有著很大的比例。當然，ABI產品的售價也是最高的。由于部件使用頻率高，電磁閥會經常損壞，而ABI將7個電磁閥做成模塊化的設計，壞掉一個電磁閥必須要更換整個模塊，無形中增加了維修成本。
CS336的設計原理是反應器中點為圓心，上下做180度旋轉攪拌，攪拌速度可達180rpm，同時其采用了氮氣鼓泡反應方式的優越性，將氮氣吹動作為可選反應方式融入反應方法中，多肽合成儀在科研領域的高耦合率效果得到充分體現。
4． 多肽合成儀的現狀
進入二十世紀以來，各大合成儀制造公司相繼推出了升級產品和新產品，如Protein
Technologies公司推出Tribute雙通道多肽合成儀，將“短信通知”功能融入產品，增添了用戶與設備之間的緊密感，更加人性化；C S
Bio公司對其從研發型到生產型設備的UV Online
Monitor系統配置統一升級，用戶可直觀看到每一部氨基酸偶聯反應的狀態并可根據數據調整出最佳合成效果與工藝；Advanced
ChemTech公司自2005年破產重組后分裂為兩家新公司，其中Aapptec延續了其前身的生產步驟，推出Focus
XC三通道合成儀。美國另一家公司CEM以蛋白質有機反應設備的制造著稱，推出了微波多肽合成儀同樣可以合成簡單的小分子多肽。其采用微波加熱方式，大大提高了反應速度，將反應的速率增加到之前多肽合成儀的幾倍甚至十幾倍。可惜的是在加熱的情況下副反應也相應增多，多肽純度不能與之前的第三代甚至第二代產品媲美。另外，微波加熱方法無法放大，故不適合用作多肽藥物的研發。