CN107987122B - 蛋白质分离提取装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种蛋白质分离提取装置,由料罐、集液罐和层析柱三个部分组成，第一料罐的出液口与第二料罐通过第一导液管相连，所述第一料罐的废液口与第一集液罐通过第三导液管相连；所述第二料罐内设置的透析膜将其分为两个储存室，上储存室通过第二导液管与第三料罐相连，下储存室通过第四导液管与第二集液罐相连；第三料罐内设置的分子筛将其分为两个蛋白质储存室，上蛋白质储存室通过第五导液管与第二层析柱顶部相连，所述第二层析柱底部与第四集液罐相连，下蛋白质储存室底部开口插入第一层析柱顶部，所述第一层析柱底部与第三集液罐相连。本发明在保持蛋白质活性的基础上，高效率、低能耗、无需添加任何化学试剂。

Description

蛋白质分离提取装置
技术领域
本发明属于生物技术领域，尤其涉及一种用于蛋白质分离提取的装置。
背景技术
蛋白质的分离提取是一项富有挑战性的工作，其分离主要根据蛋白质的分子大小、溶解度、电荷、吸附性质、对配体分子的生物学亲和力五个方面来进行。
通常情况下，蛋白质都是成份复杂的混合物，且混合物中有些组分自身不稳定，预热或遇某些溶剂易变形失活，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。此外，经过沉淀、梯度离心、盐析等方法得到的蛋白质经常含有杂质，要去除这些杂质，同时又要保持蛋白质的生物学活性，如酶的催化活性，就需要根据不同的蛋白质制定出相应的策略，采用不同的方法。电泳和色谱法是比较常用的方法，尤其是色谱法。
液-固色谱是一种基于吸附和溶解性质的分离技术，柱色谱属于液-固吸附色谱。由于吸附剂对各组分的吸附能力不同，当流动相经过固定相表面时，混合物各组分在液-固两相间分配。吸附牢固的组分在流动相分配少，吸附弱的组分在流动相分配多。流动相经过时各组分会以不同的速率向下移动，吸附弱的组分以较快的速率向下移动。随着流动相的移动，在新接触的固定相表面上又依这种吸附-溶解过程进行新的分配，新鲜流动相流过已趋平衡的固定相表面时也重复这一过程，结果是吸附弱的组分随着流动相移动在前面，吸附强的组分移动在后面，吸附特别强的组分甚至会不随流动相移动，各种化合物在色谱柱中形成带状分布，实现混合物的分离。
柱色谱分离法是一种很常用的分离技术，根据蛋白质混合物中各化学成分的性质不同，选择不同的吸附剂和层析液，对混合物中各种成份进行逐步洗脱，收集洗脱液，达到分离的目的。溶解在流动相里的各种成份把溶剂浓缩或者蒸干，便可以得到所要分离提取的成份。
因色谱法对蛋白质的处理较为温和，又可大量制备有生物学活性的纯化蛋白质，因此是目前最为广泛应用的技术方法。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种蛋白质分离提取装置，可以在不破坏蛋白质生物活性的基础上，分离提取出蛋白质混合物中的各种蛋白质成份。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种蛋白质分离提取装置，由料罐、集液罐和层析柱三个部分组成，所述料罐包括依次连接的第一料罐、第二料罐和第三料罐；所述集液罐包括第一集液罐、第二集液罐、第三集液罐、第四集液罐；所述层析柱包括第一层析柱和第二层析柱；其中所述第一料罐的出液口与所述第二料罐通过第一导液管相连，所述第一料罐的废液口与所述第一集液罐通过第三导液管相连；所述第二料罐内设有将所述第二料罐分为上储存室和下储存室的透析膜，所述上储存室通过第二导液管与所述第三料罐相连，所述下储存室通过第四导液管与所述第二集液罐相连；所述第三料罐内设有将所述第三料罐分为上蛋白质储存室和下蛋白质储存室的分子筛，所述上蛋白质储存室通过第五导液管与所述第二层析柱顶部相连，所述第二层析柱底部与所述第四集液罐相连，所述下蛋白质储存室底部开口插入所述第一层析柱顶部，所述第一层析柱底部与所述第三集液罐相连。
优选的，所述第一料罐的出液口处设有滤网，在混合液流向第一导液管时，可以过滤混合物中的杂质。
优选的，所述上储存室与所述第三料罐之间设有蠕动泵。当混合物流动性较差，流速较慢时，可以通过外加的蠕动泵加速混合液的流动。
优选的，所述第一层析柱和/或第二层析柱顶部外接有蠕动泵。需层析的蛋白质分子流动性较差、在层析柱内流速较慢的蛋白质分子，则需要外加蠕动泵来提高流动相的流速。
进一步地，所述第三集液罐和/或第四集液罐为旋转接收器。传统的集液罐在集满液体后，需要靠人工操作来更换集液罐，操作的时候经常要小心拆卸仪器，不然很容易造成仪器的损坏。采用旋转接收器，实行自动控制，代替了手工劳动，提高了实验效率。所述旋转接收器由多个储液瓶和旋转台组成，所述储液瓶接满的时间设定为所述旋转台旋转的时间间隔，实现自动化操作，节省了人力劳动。
进一步地，所述第一料罐与一搅拌装置相连接。使混合液混合均匀，所述搅拌装置可以为机械搅拌装置或磁力搅拌装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
能在保持蛋白质生物活性的同时，使整个蛋白质分离提取过程更加高效和节能，此外，整个蛋白质分离提取的过程中，无需添加任何化学试剂，操作简便、条件温和。结合膜分离技术和色谱分离技术的优点于一体，其应用于蛋白质分离提取具有独特优势。
附图说明
图1为本发明蛋白质分离提取装置的结构示意图；
图2为本发明旋转接收器的结构示意图；
图中：101、第一料罐；102、第二料罐；103、第三料罐；201、第一集液罐；202、第二集液罐；203、第三集液罐；204、第四集液罐；301、第一导液管；302、第二导液管；303、第三导液管；304、第四导液管；305、第五导液管；401、第一层析柱；402、第二层析柱；501、第一活塞阀；502、第二活塞阀；503、第三活塞阀；504、第四活塞阀；505、第五活塞阀；506、第六活塞阀；507、第七活塞阀；508、第八活塞阀；6、滤网；7、透析膜；8、分子筛。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明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。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条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
一种蛋白质分离提取装置，由料罐、集液罐和层析柱三个部分组成，所述料罐包括依次连接的第一料罐101、第二料罐102和第三料罐103；所述集液罐包括第一集液罐201、第二集液罐202、第三集液罐203、第四集液罐204；所述层析柱包括第一层析柱401和第二层析柱402；其中所述第一料罐101的出液口与所述第二料罐102通过第一导液管301相连，所述第一料罐101的废液口与所述第一集液罐201通过第三导液管303相连；所述第二料罐102内设有将所述第二料罐102分为上储存室和下储存室的透析膜7，所述上储存室通过第二导液管302与所述第三料罐103相连，所述下储存室通过第四导液管304与所述第二集液罐202相连；所述第三料罐103内设有将所述第三料罐103分为上蛋白质储存室和下蛋白质储存室的分子筛8，所述上蛋白质储存室通过第五导液管305与所述第二层析柱402顶部相连，所述第二层析柱402底部与所述第四集液罐204相连，所述下蛋白质储存室底部开口插入所述第一层析柱401顶部，所述第一层析柱401底部与所述第三集液罐203相连。
具体实施时，第一料罐101在搅拌装置的作用下将混合液搅拌均匀，打开第一活塞阀501，混合液经由第一导液管301流到第二料罐102，不能通过滤网6的杂质被留在第一料罐101底部；关闭第一活塞阀501，打开第四活塞阀504，并在第一料罐101内注入清水，杂质废液经第三导液管303被收集到第一集液罐201内。
第二料罐102内的混合液，在透析膜7的作用下，小分子物质被收集在下储存室，蛋白质混合液被收集到上储存室；打开第五活塞阀505，小分子物质经第四导液管304被收集到第二集液罐202内；打开第二活塞阀502，蛋白质混合液经第二导液管302流到第三料罐103内。
第三料罐103内的蛋白质混合液，在分子筛8的作用下，小分子蛋白质被收集在下蛋白质储存室，大分子蛋白质被收集在上蛋白质储存室；打开第六活塞阀506，小分子蛋白质流向第一层析柱401，小分子蛋白质因在层析柱内流动速度不同而将不同种类的蛋白质分离开，打开第七活塞阀507将不同种类的小分子蛋白质收集在第三集液罐203内；打开第三活塞阀503，大分子蛋白质经第五导液管305流向第二层析柱402，大分子蛋白质因在层析柱内流动速度不同而将不同种类的蛋白质分离开，打开第八活塞阀508将不同种类的大分子蛋白质收集在第四集液罐204内。
具体实施时，以上实施例中所述的搅拌装置可以是机械搅拌，也可以是磁力搅拌。所述搅拌装置还可以配套加热装置，对所述第一料罐101内的物料进行加热。
具体实施时，以上实施例中，打开上储存室与所述第三料罐103之间设置的蠕动泵，所述第一层析柱401和/或所述第二层析柱402顶部外接的蠕动泵，加速蛋白质流动相的流速。
具体实施时，以上实施例中，所述第三集液罐203和/或所述第四集液罐204为旋转接收器，自动化控制收集液体，减少人为操作，更加高效更加安全。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种蛋白质分离提取装置，由料罐、集液罐和层析柱三个部分组成，其特征在于，所述料罐包括依次连接的第一料罐、第二料罐和第三料罐；所述集液罐包括第一集液罐、第二集液罐、第三集液罐、第四集液罐；所述层析柱包括第一层析柱和第二层析柱；其中所述第一料罐的出液口与所述第二料罐通过第一导液管相连，所述第一料罐的废液口与所述第一集液罐通过第三导液管相连；所述第二料罐内设有将所述第二料罐分为上储存室和下储存室的透析膜，所述上储存室通过第二导液管与所述第三料罐相连，所述下储存室通过第四导液管与所述第二集液罐相连；所述第三料罐内设有将所述第三料罐分为上蛋白质储存室和下蛋白质储存室的分子筛，所述上蛋白质储存室通过第五导液管与所述第二层析柱顶部相连，所述第二层析柱底部与所述第四集液罐相连，所述下蛋白质储存室底部开口插入所述第一层析柱顶部，所述第一层析柱底部与所述第三集液罐相连。
2.如权利要求1所述的蛋白质分离提取装置，其特征在于，所述第一料罐的出液口处设有滤网。
3.如权利要求1所述的蛋白质分离提取装置，其特征在于，所述上储存室与所述第三料罐之间设有蠕动泵。
4.如权利要求1所述的蛋白质分离提取装置，其特征在于，所述第一层析柱和/或第二层析柱顶部外接有蠕动泵。
5.如权利要求1所述的蛋白质分离提取装置，其特征在于，所述第三集液罐和/或第四集液罐为旋转接收器。
6.如权利要求2所述的蛋白质分离提取装置，其特征在于，所述第一料罐与一搅拌装置相连接。
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