CN106432410A - 一种蛋白质分离纯化装置及其分离纯化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蛋白质分离纯化装置，所述加料罐通过第一引流管与双水相系统连通，所述蒸馏装置通过第二引流管与阴离子交换树脂装置连通。本发明提供的一种蛋白质分离纯化装置，与传统技术相比，由于设置有加料罐、高聚物/盐组成的双水相系统和阴离子交换树脂装置，把蛋白质分离纯化步骤分开处理，通过加料罐的加料，到高聚物/盐组成的双水相系统一级分离纯化，再到阴离子交换树脂装置二级分离纯化，实现无污染，分步骤分段处理，效果理想，通过前期的温度、pH等的调配，实现蛋白质的分离，实现蛋白质分离纯化的连续化和自动化生产，分离纯化效率高。

Description

一种蛋白质分离纯化装置及其分离纯化方法

技术领域

本发明属于生物技术领域，更具体地说，尤其涉及一种蛋白质分离纯化装置。同时，本发明还涉及一种蛋白质分离纯化方法。

背景技术

蛋白质的分离纯化是用生物工程下游技术从混合物之中分离纯化出所需目的蛋白质的方法，在生物化学研究应用中使用广泛，是当代生物产业的核心技术。蛋白质分离纯化是一项富有挑战性的工作，由于蛋白质存在于复杂的生物体系中，且自身不稳定，遇热或遇某些溶剂易变性失活，故传统的蒸馏、溶剂萃取等分离技术并不适用于其分离纯化，而色谱法用于蛋白质的分离纯化，虽具有高分辨率的特点，但操作繁琐、难放大、成本高，在工业化生产中的应用受到限制。

蛋白质的分离纯化既要利用不同蛋白间内在的相似性，又要利用其差异，其中，利用各种蛋白间的相似性来除去非蛋白物质的污染，以及利用各蛋白质的差异将目的蛋白从其他蛋白中纯化出来。每种蛋白间的大小、形状、电荷、疏水性、溶解度和生物学活性都会有差异，利用这些差异可将蛋白从混合物中提取出来。但是，目前蛋白质的分离纯化面临的技术问题在于：其技术难度高、成本高。

与上述方法相比，超滤技术作为一种典型的膜分离技术，则具有高效率、低能耗、无相变、无需添加任何化学试剂、操作简便、条件温和等诸多优点，在蛋白质脱盐、脱醇、浓缩、分级分离及内毒素去除等过程中具有广阔的应用前景。超滤技术是具有效率高、能耗低、无相变、无需添加任何化学试剂、操作简便、条件温和等优点的一种膜分离技术，其用于蛋白质分离纯化具独特优势。但是单纯的超滤技术分离纯化蛋白质效果也不能够达到理想要求。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种蛋白质分离纯化装置及其分离纯化方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种蛋白质分离纯化装置，包括加料罐、高聚物/盐组成的双水相系统和阴离子交换树脂装置，所述加料罐上设置有电动搅拌装置，所述加料罐通过第一引流管与双水相系统连通，所述双水相系统通过管道与蒸馏装置连通，所述蒸馏装置通过第二引流管与阴离子交换树脂装置连通，所述蒸馏装置通过软管与高聚物或者盐回收装置连通，所述阴离子交换树脂装置包括壳体、进料口和出料口，所述进料口设置在壳体的上端，且进料口分别与第二引流管和进料连通器固定连接，所述进料连通器的下端设有阴离子交换树脂层析柱，所述阴离子交换树脂层析柱与出料连通器连通，所述出料连通器通过第三引流管与至少一组超滤膜管连通，所述超滤膜管与出料口固定连接。

优选的，所述电动搅拌装置包括变频电机、搅拌轴和搅拌框，变频电机通过减速器搅拌轴固定连接，搅拌框安装套在搅拌轴上。

优选的，所述阴离子交换树脂层析柱等距离至少设有九组。

优选的，所述超滤膜管上设有陶瓷膜。

优选的，所述出料口上设有出料阀门。

优选的，所述第二引流管与加压管固定连接，所述加压管上设有加压阀。

本发明还提供一种蛋白质分离纯化方法，包括如下步骤：

S1、待分离溶液加入加料罐中，开启电动搅拌装置，使其转速为300-1000转/分钟，搅拌均匀；

S2、将搅拌均匀后的溶液通过第一引流管放入双水相系统，再向加料罐中添加质量组分以高聚物/盐=6-20/8-15的形成双水相萃取体系比例对分离溶液进行萃取，经过双水相萃取，收集上相萃取液；

S3、将S2 收集的上相萃取液经蒸馏回收溶剂后过阴离子交换树脂装置，先加入缓冲溶液调节pH值，在阴离子交换树脂装置先经过阴离子交换树脂层析柱层析，然后经过超滤膜管过滤；

S4、用平衡液洗脱至无蛋白流出，再用洗脱液梯度洗脱，收集蛋白馏分。

本发明的技术效果和优点：本发明提供的一种蛋白质分离纯化装置，与传统技术相比，由于设置有加料罐、高聚物/盐组成的双水相系统和阴离子交换树脂装置，把蛋白质分离纯化步骤分开处理，通过加料罐的加料，到高聚物/盐组成的双水相系统一级分离纯化，再到阴离子交换树脂装置二级分离纯化，实现无污染，分步骤分段处理，效果理想，通过前期的温度、pH 等的调配，实现蛋白质的分离，实现蛋白质分离纯化的连续化和自动化生产，分离纯化效率高；同时，本发明提供的一种蛋白质分离纯化方法，可以同时除去大量杂质和细胞碎片，具有维系蛋白质活性、分相时间短、无有机溶剂残留、易于工程放大和连续操作的特点，同时可除去影响产品质量的内毒素。

附图说明

图1为本发明的蛋白质分离纯化装置结构示意图。

图中：1加料罐、2电动搅拌装置、3第一引流管、4双水相系统、5第二引流管、6阴离子交换树脂装置、61壳体、62进料口、63出料口、64进料连通器、65阴离子交换树脂层析柱、66出料连通器、67超滤膜管、7加压管、8加压阀、9蒸馏装置、10高聚物或者盐回收装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供如图1所示的一种蛋白质分离纯化装置，包括加料罐1、高聚物/盐组成的双水相系统4和阴离子交换树脂装置6，所述加料罐1上设置有电动搅拌装置2，所述电动搅拌装置2包括变频电机、搅拌轴和搅拌框，变频电机通过减速器搅拌轴固定连接，搅拌框安装套在搅拌轴上，所述加料罐1通过第一引流管3与双水相系统4连通，所述双水相系统4通过管道与蒸馏装置9连通，所述蒸馏装置9通过第二引流管5与阴离子交换树脂装置6连通，所述蒸馏装置9通过软管与高聚物或者盐回收装置10连通，所述第二引流管5与加压管7固定连接，所述加压管7上设有加压阀8，所述阴离子交换树脂装置6包括壳体61、进料口62和出料口63，所述出料口63上设有出料阀门，所述进料口62设置在壳体61的上端，且进料口62分别与第二引流管5和进料连通器64固定连接，所述进料连通器64的下端设有阴离子交换树脂层析柱65，所述阴离子交换树脂层析柱65等距离至少设有九组，所述阴离子交换树脂层析柱65与出料连通器66连通，所述出料连通器66通过第三引流管与至少一组超滤膜管67连通，所述超滤膜管67上设有陶瓷膜，所述超滤膜管67与出料口63固定连接。

本发明还提供一种蛋白质分离纯化方法，包括如下步骤：

S1、待分离溶液加入加料罐中，开启电动搅拌装置，使其转速为300-1000转/分钟，搅拌均匀；

S2、将搅拌均匀后的溶液通过第一引流管放入双水相系统，再向加料罐中添加质量组分以高聚物/盐=6-20/8-15的形成双水相萃取体系比例对分离溶液进行萃取，经过双水相萃取，收集上相萃取液；

S3、将S2 收集的上相萃取液经蒸馏回收溶剂后过阴离子交换树脂装置，先加入缓冲溶液调节pH值，在阴离子交换树脂装置先经过阴离子交换树脂层析柱层析，然后经过超滤膜管过滤；

S4、用平衡液洗脱至无蛋白流出，再用洗脱液梯度洗脱，收集蛋白馏分。

综上所述：本发明提供的一种蛋白质分离纯化装置，与传统技术相比，由于设置有加料罐1、高聚物/盐组成的双水相系统4和阴离子交换树脂装置5，把蛋白质分离纯化步骤分开处理，通过加料罐1的加料，到高聚物/盐组成的双水相系统4一级分离纯化，再到阴离子交换树脂装置6二级分离纯化，实现无污染，分步骤分段处理，效果理想，通过前期的温度、pH 等的调配以及通过蛋白质分子的大小不同，实现蛋白质的分离，实现蛋白质分离纯化的连续化和自动化生产，分离纯化效率高；同时，本发明提供的一种蛋白质分离纯化方法，可以同时除去大量杂质和细胞碎片，具有维系蛋白质活性、分相时间短、无有机溶剂残留、易于工程放大和连续操作的特点，同时可除去影响产品质量的内毒素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种蛋白质分离纯化装置，包括加料罐（1）、高聚物/盐组成的双水相系统（4）和阴离子交换树脂装置（6），其特征在于：所述加料罐（1）上设置有电动搅拌装置（2），所述加料罐（1）通过第一引流管（3）与双水相系统（4）连通，所述双水相系统（4）通过管道与蒸馏装置（9）连通，所述蒸馏装置（9）通过第二引流管（5）与阴离子交换树脂装置（6）连通，所述蒸馏装置（9）通过软管与高聚物或者盐回收装置（10）连通，所述阴离子交换树脂装置（6）包括壳体（61）、进料口（62）和出料口（63），所述进料口（62）设置在壳体（61）的上端，且进料口（62）分别与第二引流管（5）和进料连通器（64）固定连接，所述进料连通器（64）的下端设有阴离子交换树脂层析柱（65），所述阴离子交换树脂层析柱（65）与出料连通器（66）连通，所述出料连通器（66）通过第三引流管与至少一组超滤膜管（67）连通，所述超滤膜管（67）与出料口（63）固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种蛋白质分离纯化装置，其特征在于：所述电动搅拌装置（2）包括变频电机、搅拌轴和搅拌框，变频电机通过减速器搅拌轴固定连接，搅拌框安装套在搅拌轴上。

3.根据权利要求1所述的一种蛋白质分离纯化装置，其特征在于：所述阴离子交换树脂层析柱（65）等距离至少设有九组。

4.根据权利要求1所述的一种蛋白质分离纯化装置，其特征在于：所述超滤膜管（67）上设有陶瓷膜。

5.根据权利要求1所述的一种蛋白质分离纯化装置，其特征在于：所述出料口（63）上设有出料阀门。

6.根据权利要求1所述的一种蛋白质分离纯化装置，其特征在于：所述第二引流管（5）与加压管（7）固定连接，所述加压管（7）上设有加压阀（8）。

7.一种权利要求1所述的蛋白质分离纯化方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、待分离溶液加入加料罐中，开启电动搅拌装置，使其转速为300-1000转/分钟，搅拌均匀；

S2、将搅拌均匀后的溶液通过第一引流管放入双水相系统，再向加料罐中添加质量组分以高聚物/盐=6-20/8-15的形成双水相萃取体系比例对分离溶液进行萃取，经过双水相萃取，收集上相萃取液；

S3、将S2 收集的上相萃取液经蒸馏回收溶剂后过阴离子交换树脂装置，先加入缓冲溶液调节pH值，在阴离子交换树脂装置先经过阴离子交换树脂层析柱层析，然后经过超滤膜管过滤；

S4、用平衡液洗脱至无蛋白流出，再用洗脱液梯度洗脱，收集蛋白馏分。