CN109721637B - 一种蛋白质破碎设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蛋白质破碎设备，包括细胞破碎装置和蛋白质破碎装置，所述的蛋白质破碎装置包括控制台、气泵、密封管、超声波破碎仪和试管放置筒，所述的控制台与气泵电连接，所述的气泵与密封管连通，所述超声波破碎仪一端通过推动活塞组件与密封管滑动连接，另一端滑动插接在试管放置筒内，所述的推动活塞组件两侧设有与其连接的导气活塞组件，所述导气活塞组件下方位于超声波破碎仪的外围设有扎泡机构，所述的扎泡机构与导气活塞组件之间设有推动扎泡机构上下往复运动的推动组件。本发明的蛋白质破碎设备，利用该设备进行蛋白质破碎，使得蛋白质破碎和扎泡的动作同时进行，实现了对泡沫以及汽包在试管内消除的目的，大大提高了工作效率。

Description

一种蛋白质破碎设备

技术领域

本发明涉及蛋白质分离设备领域，更具体地说，它涉及一种蛋白质破碎设备。

背景技术

在对蛋白质进行分离提取的时候，一般采用超声波破碎技术对细胞进行破碎，在破碎的过程中容易出现蛋白质没有完全破碎，并且易出现气泡和泡沫的问题，此时采用不间断的搅拌纵然不行，需要停顿后再破碎再停顿，依次操作，使蛋白质在气泡消失后，完全破碎，通常是尝试破碎8s停8s；对有些菌体蛋白来说，难散热导致蛋白变性产生气泡，则停顿时间稍长一些，这种情况多见于包涵体形式的蛋白。为确定合适的超声强度和次数，有必要随时镜检观察菌体是否完全破碎，因此在对蛋白质破碎的问题，需要对气泡进行停歇式的破碎，此类操作方法耗时过长，导致效率低下的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，提供一种结构紧凑、设计合理的蛋白质破碎设备，利用该设备进行蛋白质破碎，使得蛋白质破碎和扎泡的动作同时进行，实现了对泡沫以及汽包在试管内消除的目的，无需停顿等气泡消除再进行工作，大大提高了工作效率。

本发明的技术方案是这样的：一种蛋白质破碎设备，包括细胞破碎装置和蛋白质破碎装置，所述的蛋白质破碎装置包括控制台、气泵、密封管、超声波破碎仪和试管放置筒，所述的控制台与气泵电连接，所述的气泵与密封管连通，所述超声波破碎仪一端通过推动活塞组件与密封管滑动连接，另一端滑动插接在试管放置筒内，所述的推动活塞组件两侧设有与其连接的导气活塞组件，所述导气活塞组件下方位于超声波破碎仪的外围设有扎泡机构，所述的扎泡机构与导气活塞组件之间设有推动扎泡机构上下往复运动的推动组件。

作为进一步地改进，所述的推动活塞组件包括密封板和空心管，所述的密封板滑动密封的插接在密封管内，所述空心管固定在密封管底部，所述的密封板底部设有活塞支柱，所述的活塞支柱穿过空心管与超声波破碎仪连接；所述的导气组件包括上通气管和下通气管，所述的上通气管与密封板的底部连接，且所述的上通气管滑动密封的插接在下通气管内。

进一步地，所述的扎泡机构包括两个推动杆、支撑条和多个扎泡针，所述的推动杆竖直布置在下通气管的正下方，所述的支撑条位于两个推动杆的底部之间，多个所述的扎泡针间隔分布在两个推动杆之间的支撑条下方。

进一步地，所述的推动组件包括壳体、立柱、N磁块、S磁块和S磁柱，所述的立柱安装在壳体内，所述的N磁块和S磁块呈直线并对称转动安装在立柱的两侧，且所述的N磁块位于下通气管的正下方，所述的S磁柱安装在推动杆的顶部。

进一步地，所述的蛋白质破碎装置还包括工作台和导气组件，所述的工作台上设有凸出块，所述的试管放置筒设置有多个，且多个所述的放置筒呈圆形布置在凸出块上。

进一步地，所述的导气组件包括气囊、密封连接杆和至少一个导气管，所述的气囊安装在凸出块的中心处，所述的密封连接杆为顶部封闭、底部中空的杆件，所述的密封连接杆上部滑动密封的套接有中空筒，所述的中空筒通过进气管与气泵连通，所述的密封连接杆底部分别与气囊、导气管连通，且所述的导气管通过中空管与密封管连通。

进一步地，所述的试管放置筒与空心管位于同一水平面上，所述的空心管外壁设有支架，所述支架的中间设有伸缩支柱。

进一步地，所述的工作台上设有用于安装凸出块的安装槽，所述的凸出块顶部设有支撑圆柱，所述的支撑圆柱顶部设有支撑盘，所述的中空筒穿设在支撑盘的中心位置，且所述的中空筒通过弧形块固定在支撑盘上，在该弧形块两侧还设有将进气管固定在支撑盘上的弧形片。

进一步地，所述的细胞破碎装置包括基座、蓄液筒、破碎机、破碎桨和蓄电池，所述的基座上设有支撑支柱，所述的支撑支柱顶部设有横支柱，所述的破碎机通过上支撑板安装在横支柱一侧，所述的上支撑板下方还设有下支撑板，所述的蓄液筒安装在下支撑板上，所述的破碎桨一端穿过上支撑板插接在蓄液筒内，另一端与破碎机的输出端连接，所述的破碎机分别与蓄电池和控制台电连接。

进一步地，所述的细胞破碎装置还包括支撑面板和多个取液管，多个所述的取液管放置在支撑面板上，在多个取液管所围成的区域内设有储蓄管，多个取液管均通过管道与储蓄管连通，所述的基座上位于蓄液筒的下方设有放置槽，所述的支撑面板滑动安装在放置槽上。

有益效果

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1、本发明的蛋白质破碎设备，结构紧凑、设计合理，利用该设备进行蛋白质破碎，使得蛋白质破碎和扎泡的动作同时进行，实现了对泡沫以及汽包在试管内消除的目的，无需停顿等气泡消除再进行工作，减少了蛋白质破碎时间，大大提高了工作效率，降低了成本。

2、本发明采用气泵控制推动活塞组件和导气活塞组件在吹气、吸气进行循环切换，通过气体的流动来达到间歇式破碎蛋白质和间歇式扎泡的效果，加快了蛋白质破碎速度，确保了工作效率，具有易于控制、便于操作的特点。

3、本发明的推动组件采用同磁相斥，异磁相吸的原理，实现对扎泡机构的驱动，达到了连续间歇扎泡的目的，其结构设计巧妙、新颖，制作方便。

4、本发明将细胞破碎装置与蛋白质破碎装置集成于一体，实现了将细胞进行初步处理的目的，使蛋白质从原来的组织或溶液状态中释放出来，保持原来的天然状态，并不丢失其生活活性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中蛋白质破碎装置的局部结构放大示意图；

图3为图2中A处的结构放大示意图；

图4为本发明中中空盘的结构放大示意图；

图5为本发明中密封管与空心管的内部结构放大示意图；

图6为本发明中推动组件的结构放大示意图；

图7为本发明中扎泡机构的结构放大示意图。

其中：1-基座、2-放置槽、3-出气管、4-下支撑板、5-蓄液筒、6-支撑支柱、7-横支柱、8-破碎机、9-破碎桨、10-气泵、11-上支撑板、12-凸出块、13-蓄电池、14-储蓄管、15-取液管、16-支撑面板、17-安装槽、18-控制台、19-工作台、20-支撑杆、21-进气管、22-弧形块、23-支撑盘、24-支撑圆柱、25-中空筒、26-弧形片、27-探头、28-气囊、29-密封管、30-中空管、31-密封板、32-空心管、33-超声波破碎仪、34-试管放置筒、35-活塞支柱、36-中空盘、37-密封连接杆、38-导气管、39-支架、40-伸缩支柱、41-壳体、42-下通气管、43-上通气管、44-N磁块、45-S磁块、46-立柱、47-推动杆、48-支撑条、49-扎泡针、50-S磁柱。

具体实施方式

下面结合附图中的具体实施例对本发明做进一步的说明。

参阅图1-7，本发明的一种蛋白质破碎设备，包括细胞破碎装置和蛋白质破碎装置，其中，蛋白质破碎装置包括控制台18、气泵10、密封管29、超声波破碎仪33和试管放置筒34，控制台18与气泵10电连接，气泵10为吹、吸两用的通风气源，气泵10与密封管29连通，向密封管29吹气或吸气，超声波破碎仪33一端通过推动活塞组件与密封管29滑动连接，另一端滑动插接在试管放置筒34内，在推动活塞组件两侧设有与其连接的导气活塞组件，在导气活塞组件下方位于超声波破碎仪33的外围设有扎泡机构，在扎泡机构与导气活塞组件之间设有推动扎泡机构上下往复运动的推动组件；具体的，推动活塞组件包括密封板31和空心管32，其中，密封板31滑动密封的插接在密封管29内，空心管32固定在密封管29底部，在密封板31底部设有活塞支柱35，该活塞支柱35穿过空心管32与超声波破碎仪33连接，密封板31滑动带动活塞支柱35运动，从而带动超声波破碎仪33移动，超声波破碎仪33与试管放置筒34大小相适配，超声波破碎仪33底部设有探头27；其导气组件包括上通气管43和下通气管42，其中，上通气管43与密封板31的底部连接，且上通气管43滑动密封的插接在下通气管42内，形成活塞式连接结构，密封板31的滑动，带动上通气管43在下通气管42内滑动，形成活塞运动；其扎泡机构包括两个推动杆47、支撑条48和多个扎泡针49，其中，推动杆47竖直布置在下通气管42的正下方，支撑条48位于两个推动杆47的底部之间，扎泡针49为L形的结构，多个扎泡针49间隔分布在两个推动杆47之间的支撑条48下方；推动组件包括壳体41、立柱46、N磁块44、S磁块45和S磁柱50，其中，立柱46安装在壳体41内，N磁块44和S磁块45呈直线并对称转动安装在立柱46的两侧，且N磁块44位于下通气管42的正下方，S磁柱50安装在推动杆47的顶部。

本实施例中的蛋白质破碎装置还包括工作台19和导气组件，在工作台19上设有凸出块12，试管放置筒34设置有多个，且多个试管放置筒34呈圆形布置在凸出块12上，导气组件包括气囊28、密封连接杆37和至少一个导气管38，其中，气囊28安装在凸出块12的中心处，密封连接杆37为顶部封闭、底部中空的杆件，密封连接杆37上部滑动密封的套接有中空筒25，为活塞式连接结构，该中空筒25通过进气管21与气泵10连通，进气管21的一端与气泵10连通，另一端通过支撑杆20固定在工作台19上，同时气泵10上连接有出气管3；密封连接杆37底部分别与气囊28、导气管38连通，且导气管38通过中空管30与密封管29连通，在密封连接杆37外围还设有中空盘36，导气管38穿插安装在中空盘36上，实现对导气管38的固定，其出气管3、气泵10、进气管21、中空筒25依次连通，形成封闭式的气体通道，可拉动密封连接杆37往复运动，相应的，其气囊28、密封连接杆37底部、导气管38、中空管30和密封管29依次连通，形成封闭式的气体通道，可拉动密封板31往复运动；其试管放置筒34与空心管32位于同一水平面上，在空心管32外壁设有支架39，在支架39的中间设有伸缩支柱40,通过支架39和伸缩支柱40的配合，可以使空心管32上升一段距离；凸出块12为半球状，在工作台19上设有用于安装凸出块12的安装槽17，在凸出块12顶部两侧设有支撑圆柱24，在支撑圆柱24顶部设有支撑盘23，其中，中空筒25穿设在支撑盘23的中心位置，且中空筒25通过弧形块22固定在支撑盘23上，在该弧形块22两侧还设有将进气管21固定在支撑盘23上的弧形片26，提高进气管21的稳定性。

本实施例中的细胞破碎装置包括基座1、蓄液筒5、破碎机8、破碎桨9和蓄电池13，在基座1上设有支撑支柱6，在支撑支柱6顶部设有横支柱7，其破碎机8通过上支撑板11安装在横支柱7一侧，在上支撑板11下方还设有下支撑板4，蓄液筒5安装在该下支撑板4上，破碎桨9一端穿过上支撑板11插接在蓄液筒5内，另一端与破碎机8的输出端连接，其破碎机8分别与蓄电池13和控制台18电连接，实现控制破碎机8工作；其细胞破碎装置还包括支撑面板16和多个取液管15，多个取液管15放置在支撑面板16上，在多个取液管15所围成的区域内设有储蓄管14，多个取液管15均通过管道与储蓄管14连通，在基座1上位于蓄液筒5的下方设有放置槽2，支撑面板16滑动安装在放置槽2上。

本发明在实际使用时，首先，把细胞组织溶液倒入蓄液筒5内，通过控制台18控制破碎桨9搅拌蓄液筒5内的组织溶液，使蓄液筒5内的组织溶液初步破碎(当声波达到一定频率时，使液体产生空穴效应从而使细胞破碎的技术，为现有技术中常用的细胞超声波破碎方法)，经过初步破碎后的溶液从蓄液筒5内流向储蓄管14中，并分散到取液管15内，再将支撑面板16拖出基座1，从而得到多个装有溶液的取液管15，本发明将细胞破碎装置与蛋白质破碎装置集成于一体，实现了将细胞进行初步处理的目的，使蛋白质从原来的组织或溶液状态中释放出来，保持原来的天然状态，并不丢失其生活活性。

然后，将取液管15分别安放在试管放置筒34内，通过控制台18控制气泵10向进气管21供气，气体进入中空筒25内，挤压密封连接杆37向下运动，密封连接杆37向下运动使气囊28膨胀供气，气囊28内的气体依次通过密封连接杆37底部内腔、导气管38、中空管30进入到密封管29内，对密封板31向下挤压，密封板31带动活塞支柱35向下运动，从而使超声波破碎仪33向下位移，探头27进入到取液管15内，将蛋白质溶液分离破碎，与此同时，密封板31带动上通气管43向下运动，挤压下通气管42内气体向外竖直排出，从而推动N磁块44和S磁块45转动切换位置，使S磁块45转动至S磁柱50的正上方，进而推动推动杆47向下运动，使扎泡针49扎破破碎分离产生的气泡，实现蛋白质破碎和气泡扎破同步进行；通过控制台18控制气泵10向进气管21吸气，使中空筒25内呈负压状态，将密封连接杆37向上拉动，使气囊28收缩吸气，从而对密封板31向上拉动，密封板31带动活塞支柱35向上运动，从而使超声波破碎仪33向上位移，探头27抽离取液管15，达到间歇破碎的目的，与此同时，密封板31带动上通气管43向上运动，下通气管42吸气，气体从周围呈扩散状进入下通气管42内，N磁块44复位，通过S磁柱50的异性相吸方式，拉动推动杆47向上运动，使扎泡针49脱离液面，同样达到了间歇扎泡的目的。通过控制台18控制气泵10在吹气、吸气两种状态中调制，使蛋白质破碎和气泡扎破呈连续的间歇式状态工作。在蛋白质破碎和气泡扎破的连续间歇工作时，其气囊式的导气方式起到降速缓冲的作用，有效防止扎泡速度过快的问题。

本发明的蛋白质破碎设备，结构紧凑、设计合理，利用该设备进行蛋白质破碎，使得蛋白质破碎和扎泡的动作同时进行，实现了对泡沫以及汽包在试管内消除的目的，无需停顿等气泡消除再进行工作，减少了蛋白质破碎时间，大大提高了工作效率，降低了成本；采用气泵控制推动活塞组件和导气活塞组件进行在吹气、吸气进行循环切换，通过气体的流动来达到间歇式破碎蛋白质和间歇式扎泡的效果，加快了蛋白质破碎速度，确保了工作效率，具有易于控制、便于操作的特点；其推动组件采用同磁相斥，异磁相吸的原理，实现对扎泡机构的驱动，达到了连续间歇扎泡的目的，其结构设计巧妙、新颖，制作方便。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (7)

1.一种蛋白质破碎设备，包括细胞破碎装置和蛋白质破碎装置，其特征在于，所述的蛋白质破碎装置包括控制台（18）、气泵（10）、密封管（29）、超声波破碎仪（33）和试管放置筒（34），所述的控制台（18）与气泵（10）电连接，所述的气泵（10）与密封管（29）连通，所述超声波破碎仪（33）一端通过推动活塞组件与密封管（29）滑动连接，另一端滑动插接在试管放置筒（34）内，所述的推动活塞组件两侧设有与其连接的导气活塞组件，所述导气活塞组件下方位于超声波破碎仪（33）的外围设有扎泡机构，所述的扎泡机构与导气活塞组件之间设有推动扎泡机构上下往复运动的推动组件；所述的推动活塞组件包括密封板（31）和空心管（32），所述的密封板（31）滑动密封的插接在密封管（29）内，所述空心管（32）固定在密封管（29）底部，所述的密封板（31）底部设有活塞支柱（35），所述的活塞支柱（35）穿过空心管（32）与超声波破碎仪（33）连接；所述的导气活塞组件包括上通气管（43）和下通气管（42），所述的上通气管（43）与密封板（31）的底部连接，且所述的上通气管（43）滑动密封的插接在下通气管（42）内；所述的蛋白质破碎装置还包括工作台（19）和导气组件，所述的工作台（19）上设有凸出块（12），所述的试管放置筒（34）设置有多个，且多个所述的放置筒（34）呈圆形布置在凸出块（12）上；所述的导气组件包括气囊（28）、密封连接杆（37）和至少一个导气管（38），所述的气囊（28）安装在凸出块（12）的中心处，所述的密封连接杆（37）为顶部封闭、底部中空的杆件，所述的密封连接杆（37）上部滑动密封的套接有中空筒（25），所述的中空筒（25）通过进气管（21）与气泵（10）连通，所述的密封连接杆（37）底部分别与气囊（28）、导气管（38）连通，且所述的导气管（38）通过中空管（30）与密封管（29）连通。

2.根据权利要求1所述的一种蛋白质破碎设备，其特征在于，所述的扎泡机构包括两个推动杆（47）、支撑条（48）和多个扎泡针（49），所述的推动杆（47）竖直布置在下通气管（42）的正下方，所述的支撑条（48）位于两个推动杆（47）的底部之间，多个所述的扎泡针（49）间隔分布在两个推动杆（47）之间的支撑条（48）下方。

3.根据权利要求2所述的一种蛋白质破碎设备，其特征在于，所述的推动组件包括壳体（41）、立柱（46）、N磁块（44）、S磁块（45）和S磁柱（50），所述的立柱（46）安装在壳体（41）内，所述的N磁块（44）和S磁块（45）呈直线并对称转动安装在立柱（46）的两侧，且所述的N磁块（44）位于下通气管（42）的正下方，所述的S磁柱（50）安装在推动杆（47）的顶部。

4.根据权利要求1所述的一种蛋白质破碎设备，其特征在于，所述的试管放置筒（34）与空心管（32）位于同一水平面上，所述的空心管（32）外壁设有支架（39），所述支架（39）的中间设有伸缩支柱（40）。

5.根据权利要求1所述的一种蛋白质破碎设备，其特征在于，所述的工作台（19）上设有用于安装凸出块（12）的安装槽（17），所述的凸出块（12）顶部设有支撑圆柱（24），所述的支撑圆柱（24）顶部设有支撑盘（23），所述的中空筒（25）穿设在支撑盘（23）的中心位置，且所述的中空筒（25）通过弧形块（22）固定在支撑盘（23）上，在该弧形块（22）两侧还设有将进气管（21）固定在支撑盘（23）上的弧形片（26）。

6.根据权利要求1所述的一种蛋白质破碎设备，其特征在于，所述的细胞破碎装置包括基座（1）、蓄液筒（5）、破碎机（8）、破碎桨（9）和蓄电池（13），所述的基座（1）上设有支撑支柱（6），所述的支撑支柱（6）顶部设有横支柱（7），所述的破碎机（8）通过上支撑板（11）安装在横支柱（7）一侧，所述的上支撑板（11）下方还设有下支撑板（4），所述的蓄液筒（5）安装在下支撑板（4）上，所述的破碎桨（9）一端穿过上支撑板（11）插接在蓄液筒（5）内，另一端与破碎机（8）的输出端连接，所述的破碎机（8）分别与蓄电池（13）和控制台（18）电连接。

7.根据权利要求6所述的一种蛋白质破碎设备，其特征在于，所述的细胞破碎装置还包括支撑面板（16）和多个取液管（15），多个所述的取液管（15）放置在支撑面板（16）上，在多个取液管（15）所围成的区域内设有储蓄管（14），多个取液管（15）均通过管道与储蓄管（14）连通，所述的基座（1）上位于蓄液筒（5）的下方设有放置槽（2），所述的支撑面板（16）滑动安装在放置槽（2）上。

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