CN105732806A - 一种藻蓝蛋白分离和富集装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于自由流电泳的藻蓝蛋白分离和富集装置，包含自由流电泳主体分离装置、收集装置、输液泵及管道。自由流电泳主体分离装置不同于一般的自由流电泳分离装置，有多个进样口，但不设缓冲液进孔，且上端成弧形，减弱了滞流现象。利用自由流电泳可连续分离，不同带电物质在电场中迁移率不同的特点，使藻蓝蛋白粗提液乃至蓝藻细胞破壁后的原浆能直接进入装置进行富集分离，为藻蓝蛋白的快速、高效的规模化制备提供了一条有效的途径。

Description

一种藻蓝蛋白分离和富集装置
技术领域
本发明涉及材料分离技术领域，具体的说，是一种藻蓝蛋白分离和富集装置。
背景技术
蓝藻作为水体富营养化的产物，对水体水质造成了巨大的影响。目前，机械和人工打捞是应对蓝藻爆发的主要措施，但打捞上来的蓝藻若处理不当必引起二次污染。对蓝藻的处理和利用以沼气和肥料为主要途径，产品的附加值低，经济效益不高。蓝藻中含有的藻蓝蛋白高达5％以上，售价极高，荧光试剂级的藻蓝蛋白全部被国外垄断。从蓝藻中分离高纯度的藻蓝蛋白，不仅可减轻环境污染，同时又可以产生更高的经济效益。
常用的藻蓝蛋白分离包括反复冻融法、化学试剂处理法、溶胀法、超声波法等，所得的藻蓝蛋白纯度较低，而纯度较高的藻蓝蛋白则需进一步的离心分离、硫酸铵梯度盐析和羟基磷灰石等柱分离，步骤多、操作复杂且成本较高，限制了藻蓝蛋白规模化生产。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种藻蓝蛋白分离和富集装置。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种藻蓝蛋白分离和富集装置，其包含分离装置，收集装置，输液泵及管道；输液泵通过管道与分离装置相连，分离装置通过管道与收集装置相连；
分离装置设有多个样品进样孔，含有藻蓝蛋白的液体的样品在输液泵驱动下进入分离装置的分离腔，在电场及压力梯度的作用下实现分离，并被在出口端被收集装置进行收集。
分离装置是由两块相隔为0.001-0.1mm的平行板组成，从而形成一个极薄的分离腔，并保证分离腔空间中每一处的高度均等。
分离腔的形状为长方形、梯形或三角形，宽度可为1cm～1m，长度为20cm～3m，厚度为1mm～13cm。
分离腔的材质为玻璃，树脂或有机玻璃等材料，厚度为2mm～1m；
分离腔的分离电压：30V～5kV，样品进入分离腔的流速可为1mL/min～1000L/min。
分离腔入口端为弧形，减弱了液体的滞流现象，分离腔下端的底角角度可以根据实际情况进行调整。
分离腔的电极室的长度约为分离腔侧边长的2/3。
一种藻蓝蛋白分离和富集装置的应用方法，其具体步骤为：
(1)初始上样：将样品溶液以稳定的流速加入装置，使装置内充满液体，同时在两边电极上施加电压；流速的数值1mL/min～1000L/min；电压的数值30V～5kV；
(2)平衡过程，控制电压、流速不变，使整个装置达到一个平衡稳定的状态，通过调整流速和电压，流速的数值1mL/min～1000L/min，电压的数值30V～5kV，使得藻蓝蛋白条带在特定的出口中流出；
(3)实际分离：将从特定的出口中流出的藻蓝蛋白收集。特定的出口为在自由流电泳后使藻蓝蛋白在分离腔中发生偏转并能与其他杂质分开后藻蓝蛋白条带所达到的出口。
含有藻蓝蛋白的液体可以为直接破壁后的藻浆，也可以是经过离心处理后的溶液。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：
分离装置是由两块相隔非常近的平行板组成，从而形成一个极薄的分离腔，并保证分离腔空间中每一处的高度均等。由恒流泵泵入的待分离液从分离腔中流过时，形成稳定的层流。当藻蓝蛋白溶液从进样口进入分离薄腔后，样品被液流所带动流向另一端；在与液体流动方向垂直的方向上施加电场，由于在含有藻蓝蛋白的混合物中不同物质电荷所带电量的不同，因此具有不同电泳迁移率的物质将在电场中迁移不同的距离，形成不同的偏转角，并在分离腔另一端的不同出口处得以收集，藻蓝蛋白由此得到分离富集。此技术在保证藻蓝蛋白溶液连续进样和分离的同时，可实现对藻蓝蛋白的同步富集。
本发明提供一种将自由流电泳应用于分离和富集藻蓝蛋白的专用装置，可以简化藻蓝蛋白的分离步骤。利用含有藻蓝蛋白的混合物中不同分子质量和其所带电荷量的差异，在电场中偏转的角度和路径的不同，实现藻蓝蛋白的分离与富集。多个藻蓝蛋白分级和富集装置还可以串联，从而逐级将藻蓝蛋白除杂富集纯化，得到纯度高的藻蓝蛋白。
附图说明
图1为用于本发明的流程图
图2为本发明主分离装置图
附图中的标记为：1电极室，2出口端，3进样孔，4分离腔
具体实施方式
以下提供本发明一种藻蓝蛋白分离和富集装置的具体实施方式。
本发明的具体装置为：一种藻蓝蛋白分离和富集装置，其包含分离装置，收集装置，输液泵及管道；输液泵通过管道与分离装置相连，分离装置通过管道与收集装置相连；
分离装置设有多个样品进样孔3，含有藻蓝蛋白的液体的样品在输液泵驱动下进入分离装置的分离腔，在电场及压力梯度的作用下实现分离，并被在出口端2被收集装置进行收集。
分离装置是由两块相隔为0.001-0.1mm的平行板组成，从而形成一个极薄的分离腔4，并保证分离腔空间中每一处的高度均等。
分离腔的形状为长方形、梯形或三角形，宽度可为1cm～1m，长度为20cm～3m，厚度为1mm～13cm。
分离腔的材质为玻璃，树脂或有机玻璃等材料，厚度为2mm～1m；
分离腔的分离电压：30V～5kV，样品进入分离腔的流速可为1mL/min～1000L/min。
分离腔入口端为弧形，减弱了液体的滞流现象，分离腔下端的底角角度可以根据实际情况进行调整。
分离腔的电极室1的长度约为分离腔侧边长的2/3。
本发明所使用的装置如图1、图2所示，由自由流电泳主分离装置、气液缓冲器、收集装置、及管道四部分组成；气液缓冲器、自由流电泳主分离装置、收集装置之间依次用管道串联，在自由流电泳主分离装置的两侧施加电场。
将含藻蓝蛋白溶液以1.0-5.0mL/min的流速泵入分离室(图2)，在分离室的两端施加100～200V的电压，电流为50-150mA，进样时间为3-5h，并通过平衡过程后使整个装置达到一个平衡稳定的状态，通过调整流速和电压，使得藻蓝蛋白条带在特定的出口中流出然后通过收集装置分离和收集藻蓝蛋白，得到纯度为0.51-1.57的藻蓝蛋白，藻蓝蛋白得率为5-13％。若含有藻蓝蛋白的液体为直接破壁后的藻浆，则可将多个藻蓝蛋白分级和富集装置串联，从而逐级将藻蓝蛋白除杂富集纯化，得到纯度高的藻蓝蛋白。
实施例1
当电压为100V，电流为50mA，进样量为1.5ml/min，进样时间为5h，得到纯度为0.63的藻蓝蛋白，藻蓝蛋白得率为11.6％。
实施例2
当电压为160V，电流为100mA，进样量为3.3ml/min，进样时间为4h，得到纯度为0.82的藻蓝蛋白，藻蓝蛋白得率为8.7％。
实施例3
电压为200V，电流为130mA，进样量为3.3ml/min，进样时间为2.5h，得到纯度为1.35的藻蓝蛋白，藻蓝蛋白得率为6.2％。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种藻蓝蛋白分离和富集装置，其特征在于，其包含分离装置，收集装置，输液泵及管道；输液泵通过管道与分离装置相连，分离装置通过管道与收集装置相连；
分离装置设有多个样品进样孔，含有藻蓝蛋白的液体的样品在输液泵驱动下进入分离装置的分离腔，在电场及压力梯度的作用下实现分离，并被在出口端被收集装置进行收集。
2.如权利要求1所述的一种藻蓝蛋白分离和富集装置，其特征在于，分离装置是由两块相隔为0.001～0.1mm的平行板组成，从而形成一个极薄的分离腔，并保证分离腔空间中每一处的高度均等。
3.如权利要求1所述的一种藻蓝蛋白分离和富集装置，其特征在于，分离腔的形状为长方形、梯形或三角形，宽度可为1cm～1m，长度为20cm～3m，厚度为1mm～13cm。
4.如权利要求1所述的一种藻蓝蛋白分离和富集装置，其特征在于，分离腔的材质为玻璃，树脂或有机玻璃等材料，厚度为2mm～1m。
5.如权利要求1所述的一种藻蓝蛋白分离和富集装置，其特征在于，分离腔的分离电压：30V～5kV，样品进入分离腔的流速可为1mL/min～1000L/min。
6.如权利要求1所述的一种藻蓝蛋白分离和富集装置，其特征在于，分离腔入口端为弧形。
7.如权利要求1所述的一种藻蓝蛋白分离和富集装置，其特征在于，分离腔的电极室的长度为分离腔侧边长的2/3。
8.如权利要求1所述的一种藻蓝蛋白分离和富集装置，其特征在于，含有藻蓝蛋白的液体为直接破壁后的藻浆或者为经过离心处理后的溶液。
9.一种藻蓝蛋白分离和富集装置的应用方法，其特征在于，其具体步骤为：
(1)初始上样：将样品溶液以稳定的流速加入装置，使装置内充满液体，同时在两边电极上施加电压；流速的数值1mL/min～1000L/min；电压的数值30V～5kV；
(2)平衡过程，控制电压、流速不变，使整个装置达到一个平衡稳定的状态，通过调整流速和电压，流速的数值1mL/min～1000L/min电压的数值30V～5kV，使得藻蓝蛋白条带在特定的出口中流出；
(3)实际分离：将从特定的出口中流出的藻蓝蛋白收集。
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