The Merrifield的固相肽合成始于1960年代, 在1980年代中期在多种平行固相合成中得到复兴. Geysen 发展了一种利用多针 和标准96孔圆片一次合成96种肽的方法, Houghten 引入了茶袋法. 1990年代早期, 提出了单珠单化合物概念, 合成了一个高度混合文库结合了子文库和重叠合法(deconvolution). 另一方面, 被用作半导体工业中的标准方法的照相平版技术 也被应用于文库合成.
多针法
96个聚乙烯针排列于标准96孔圆片上, 每个针的末端赋以反应用的官能团. 每个孔包含活化的氨基酸溶液, 针被浸于溶液中以进行肽偶联反应; 每个反应孔将产生不同的肽产物. 这种方法大约能产生0.05-2 mmol的肽.
微量滴定圆片多针
茶袋法
带有小孔的聚乙烯袋, 与实际的茶袋非常相似, 里面填充树脂珠且每个袋子置于不同的反应器皿中以完成氨基酸偶联反应. 反应后, 收集所有的袋子一齐做去保护基反应并洗去树脂珠以节省时间. 在本方法中, 袋子起到了滤纸的作用并防止了不同反应间树脂珠的混和, 而且通过标记袋子, 合成的肽结构可被识别. 大约有500mmol的100种不同的肽可用此法合成, 这是平行合成的实际方法证明, 尽管合成的肽种类不是很多.
重叠合法(Deconvolution)
有几种不同的方法可被用于重叠合法 , 一个例子如下. 如果用20种氨基酸制得5-mer的肽文库(全部可能组合数为205 = 3,200,000), 第一个氨基酸以及其余4个都将会从20种氨基酸中随机抽取. 在这些20套肽混合物(每个包含204 = 160,000 种肽)中, 最具活性的混合物将通过筛选而得到. 在第二轮中, 肽的1位将赋为第一轮筛选出的最具活性的, 2位将从20种氨基酸中选择, 其余3个位置随机选择. 这些20肽混合物将包含203 = 8,000 种肽, 第二轮筛选将决定2位最具活性的氨基酸. 按照类似的过程, 重复3遍后找到最有活性的分子. 这种方法将使筛选100个反应(20 每轮 x 5 轮)制得的300万余种化合物成为可能. 尽管这种方法对于液相及固相化学都可行, 因为自动化所带来的易处使得固相肽合成及从载体上切割下来然后筛选的技术更为广泛应用. 由于溶液中的分子是自由的, 可供选择的筛选方式较固相载体束缚的肽更为宽泛. 虽然如此, 筛选的最初阶段所给出的混合物(例如160,000)中含有太多种分子, 因而活性组分的浓度太低而不易与噪声相区别. 一个改进的方法是固定以20种氨基酸固定一个位置并令其他4个位置随机然后筛选; 所有的子文库将包含160,000种肽混合物. 经过5轮筛选, 给出最优的选择.
随机合成肽混合物的一个重要方面是在一个位置上引入相同量的20种氨基酸. 如果不是这样, 产生的文库的相对量将会随不同氨基酸的反应活性而改变, 最后干扰正常的筛选. 依靠侧链的性质, 氨基酸的反应活性可被单独测量, 而且一个互惠(对反应活性而言)量的氨基酸应该被混合以产生等量的混合物.
照相平版
照相平版术包括光敏保护基和石版印刷术, 在半导体工业中是一个标准的工具, 在平行合成中有所应用. 在这个方法中, 每个文库化合物被放置在一枚芯片上, 而且反应历程(因此最后的产品结构)将会依空间的地址识别. 随着半导体技术的进步, 清晰度令人惊异的增加从而在一枚小芯片上提供数百乃至数千化合物. 现在, 芯片技术被用于肽或核苷低聚物的合成, 后者发展以至进入DNA芯片和基因芯片.
这里举肽合成为例. 芯片的玻璃表面用化学方法修饰而产生用光敏基团保护的氨基. 预先设计的掩膜覆盖到芯片上, 然后使光射到需要反应的位置上而除掉保护基从而暴露出氨基. 整个芯片置于反应釜中然后吸附氨基酸A到暴露的区域. 使用不同的掩膜, 暴露光到第二区域, 使氨基酸B在那里偶联. 如被引入的氨基酸也被光敏基团保护, 在完成第一层合成后, 上层合成可被重复以达到目标大小.
萤光标记的抗体或受体将会被加在这枚合成物质芯片表面, 然后依据键能, 得到萤光图案. 读取萤光位置的芯片地址将会识别出标记蛋白的键合双方的结构. 分辨率越高, 识别萤光信号并比较强度就越需要自动化完成.
