CN217910448U - 体外生物合成的反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种体外生物合成的反应装置，以解决目前体外生物合成不能扩大化生产的问题，其中的体外生物合成的反应装置，其特征在于，包括：反应本体，反应本体用于容纳蛋白合成反应液以进行体外生物合成的反应，反应本体上设置有开口部，开口部具有用于让合成用反应液进入反应本体内的进料口和让反应后的产物排出的出料口；分隔部，分隔部用于对反应本体的内部空间进行不完全地分隔。

Description

体外生物合成的反应装置

技术领域

本实用新型属于生物技术领域，具体涉及一种体外生物合成的反应装置。

背景技术

各种体外生物合成，是相比细胞体内的合成而言，例如体外无细胞法合成蛋白质，主要依赖于无细胞表达体系，是以外源目的DNA为蛋白质合成模板，通过人工控制补加蛋白质合成所需的底物和转录、翻译相关蛋白的辅助因子等物质，也即通过反应液实现目的蛋白质的体外合成。

然而，目前是在实验室小型完成体外合成，还没有能实现扩大化的生产装置。

亟待研制一种既能大幅放大容积，又能使反应活性得到最大限度保持的生产放大设备。

发明内容

本实用新型是为了解决目前体外生物合成不能扩大化生产的问题，为此，本实用新型提供了以下的技术方案。

本实用新型提供一种体外生物合成的反应装置，其特征在于，包括：

反应腔本体，反应腔本体用于容纳合成用反应液以进行体外生物合成的反应，反应腔本体上设置有开口部，开口部具有用于让合成用反应液进入反应腔本体内的进料口和让反应后的产物排出的出料口；分隔部，分隔部用于对反应腔本体的内部空间进行不完全地分隔。

本实用新型提供的反应装置，还具有这样的特征：其中，反应腔本体为罐体，优选地，为卧式罐体，罐体为球形或椭球形。

本实用新型提供的反应装置，还具有这样的特征：其中，分隔部包括至少一个分隔件，优选地，分隔件呈片状。

本实用新型提供的反应装置，还具有这样的特征，多个分隔件均匀间隔分布。

本实用新型提供的反应装置，还具有这样的特征：其中，分隔件的长度呈曲线或折线延伸。

本实用新型提供的反应装置，还具有这样的特征：其中，分隔件的长度的两端之间形成的连线与该长度延伸方向同向的反应腔本体的内部空间的中心轴之间具有夹角a，优选地，夹角a小于等于60°，优选为小于等于45°，进一步优选为小于等于20°。

本实用新型提供的反应装置，还具有这样的特征：其中，至少一个分隔件可转动和/或不可转动地固定设置在反应腔本体的内壁上。

本实用新型提供的反应装置，还具有这样的特征，分隔部设置在内壁上时，片状的分隔件的一个侧边面向反应腔本体的内壁。

本实用新型提供的反应装置，还具有这样的特征：分隔部设置在内壁上时，片状的分隔件的一个侧边面向反应腔本体的内壁，而分隔件的背离内壁的另一个侧边上设置有凹陷区域。

本实用新型提供的反应装置，还具有这样的特征，片状的分隔件的一个侧边面向反应腔本体的内壁时，分隔件的片状表面与相对的内壁之间的夹角不等于90°。

本实用新型提供的反应装置，还具有这样的特征：其中，在使用中，通过让反应腔本体转动进行反应，优选地，让反应腔本体的水平中心轴偏离水平状态。

本实用新型提供的反应装置，还具有这样的特征：其中，分隔件上设置有至少一个流动孔。优选地，至少一个分隔件上的流动孔均匀分布。

本实用新型提供的反应装置，还具有这样的特征：当分隔件设置在内壁上时，分隔件与内壁之间具有至少一个间断。优选地，至少一个分隔件对应的间断之间等距分布。

本实用新型提供的反应装置，还具有这样的特征：其中，开口部还具有换气单元，换气单元具有进气口和/或排气口，进气口用于让外部的气体进入反应腔本体的内部空间，排气口用于让内部空间的气体排出，优选地，进料口、出料口、进气口和排气口中的一个或多个为同一个开口。

本实用新型提供的反应装置，还具有这样的特征，还包括：进气单元和/或排气单元，其中，进气口通过该进气单元让外面气体进入内部空间，排气口通过该排气单元让让内部空间的气体排出排气单元。

本实用新型提供的反应装置，还具有这样的特征：其中， 进气单元包括至少一个进气管道，进气管道的一端面向进气口而向内部空间输送外面气体，或进气管道的一端从进气口伸入内部空间，此时：一个优选地，让至少一个进气管道沿反应腔本体的水平方向延伸；再一个优选地，至少一个进气管道进入内部空间的部分的管壁上设置有至少一个出气孔，优选地，至少一个出气孔均匀分布，和/或进入内部空间的进气管道的一端为密封。

本实用新型提供的反应装置，还具有这样的特征：排气单元包括排气管道，优选地，进气管道两端之间有部分设置在排气管道中，进气管道的一端从排气管道的一端穿出伸入内部空间，进气管道的另一端从排气管道的另一端穿出与气源相连通。

本实用新型提供的反应装置，还具有这样的特征：还包括：盖体组件，盖体组件具有与进料口适配用于盖合进料口的盖体。优选地，盖体组件还包括密封圈、罐盖锁扣和锁紧手柄。

本实用新型提供的反应装置，还具有这样的特征：其中，当包括盖体组件时，排气单元还包括排气孔，排气孔设置在盖体上，排气管道通过排气孔与内部空间相连通。

本实用新型提供的反应装置，还具有这样的特征，还包括：转动部，转动部用于转动反应腔本体，优选地，转动部通过与反应腔本体转动连接而转动反应腔本体，和/或转动部还设置有转轮，反应腔本体设置在转轮上，且转轮随反应腔本体转动而转动。

本实用新型提供的反应装置，还具有这样的特征：其中，转动部包括驱动单元，通过驱动单元驱动使得反应腔本体转动。

本实用新型提供的反应装置，还具有这样的特征，还包括：调温装置，用于让反应保持在预定的温度条件下进行；优选地，调温装置用于对进入反应腔本体内部的气体进行调温以保持预定的温度条件。

本实用新型提供的反应装置，还具有这样的特征，还包括：壳体，壳体与反应腔本体相适应而用于容纳反应腔本体，

优选地，壳体具有以下任意一个或多个特征的组合：

（1）壳体上设置有开闭门，优选地，开闭门上设置有通气孔；

（2）壳体的外侧设置有显示屏，优选地，显示屏位于壳体的上顶的外表面上；

（3）壳体的外侧设置有用于置放物品的置物台，优选地，置物台的置物表面设置有防滑纹路，再一优选地，壳体的上顶的外表面为置物台；

（4）壳体上设有以下中的任意一种或多种：让外部气体进入的反应腔本体的内部空间的进气通道、让反应腔本体的内部空间的气体排出的排气通道、让合成用反应液进入反应腔本体的内部空间进行体外生物合成的反应的进料通道、让反应后的产物排出的出料通道。

实用新型作用与效果

本实用新型提供的体外生物合成的反应装置以及体外生物合成方法，至少具有以下作用与效果：

（1） 通过分隔部对反应腔本体的内部空间的不完全分隔，当反应腔本体中容纳有用于体外生物合成反应的反应液时，“流动状态”的反应液能从一个空间区域向另一个空间区域流动，而流经分隔部的反应液会被分隔部阻挡而增加了体外生物合成反应过程中反应液的混合强度，从而提高反应效率，并且整体结构简单，可以采用不锈钢制造，便于进行扩大化制造和生产；

（2） 反应过程中让反应腔本体转动，让反应液能有效地被摊薄在内壁上，增加体外生物合成效率；

（3） 反应腔本体为罐体时，相比例如长方体等其他形状，由于内壁具有弧度，且没有死角，在反应中，不容易产生泡沫，保证了合成质量，并且，相比其他形状来说，同样的容积，具有更大的内壁表面积，能将反应液摊得更薄，更有利合成；

（4） 分隔部为片状，增加了反应液接触面积，也就提高了反应液被摊薄的程度；

（5） 分隔部为曲线延伸或折线延伸，在同样的内部空间，相比直线，同样增加了反应液接触面积，有利反应液的摊薄。

附图说明

图1为本实用新型的实施例1涉及的反应装置的整体结构示意图；

图2为针对图1的另一视角的示意图；

图3为本实用新型的实施例1涉及的反应装置的反应腔本体结构示意图；

图4为本实用新型的实施例1涉及的反应装置的只显示分隔部的结构示意图；

图5为本实用新型的实施例1的内部空间被隔离的解释示意图；

图6为本实用新型的实施例1涉及的反应装置的内部空间被分隔部不完全分隔的反应腔本体的结构示意图；

图7为本实用新型的实施例1涉及的反应装置的一个分隔件的结构示意图；

图8为本实用新型的实施例2涉及的反应装置的整体结构示意图；

图9为针对图8的另一视角的示意图；

图10为本实用新型的实施例2涉及的进气单元、排气单元以及盖体组件的装配示意图；

图11为本实用新型的实施例3涉及的反应装置的整体结构示意图；

图12为图11的一个侧视图；

图13为本实用新型的实施例4涉及的实验的结果图。

具体实施方式

以下结合附图来说明本实用新型的具体实施方式。对于实施例中所用到的具体方法或材料，本领域技术人员可以在本实用新型技术思路的基础上，根据已有的技术进行常规的替换选择，而不仅限于本实用新型实施例的具体记载。

本文中，反应腔本体的轴线长度较长的方向称为反应腔本体的“长度方向”，反之，称 “宽度方向”，例如，一个椭圆球体，长轴在水平状态时，这个水平方向就是长度方向。

本文所指的“长度方向”都是大体相当的方向，而不是绝对一致的方向，同样地，“宽度方向”也是指大体相当的方向。

实施例1

图1为本实用新型的实施例1涉及的反应装置的整体结构示意图；

图2为针对图1的另一视角的示意图；

图3为本实用新型的实施例1涉及的反应装置的反应腔本体结构示意图；

图4为本实用新型的实施例1涉及的反应装置的只显示分隔部的结构示意图。

如图1-图4所示，本实施例提供的体外生物合成的反应装置100包括：反应腔本体10和分隔部20。

反应腔本体10用于容纳合成用反应液以进行体外生物合成的反应，反应腔本体10上设置有开口部10a，开口部10a具有用于让合成用反应液进入反应腔本体的内部空间11以进行反应的进料口和让反应后的产物排出的出料口。可以直接往进料口倾倒入反应液，或从出料口倾倒出反应产物，也可以通过其他方式进料和出料， 例如进料管道从进料口向内部空间11输送合成用反应液，又例如通过出料管道将反应后的产物排出内部空间11。

在一示例中，开口部10a还具有换气单元，换气单元具有进气口

和/或排气口。进气口用于让外部的气体进入反应腔本体的内部空间，这样，可以引入含氧气体，例如空气，从而有利体外生物合成反应；排气口用于让内部空间的气体排出，这样，可以将反应过程中产生的对反应不利的气体，例如乙醇等，及时排出，以免影响合成效率和质量。

在一示例中，进料口、出料口、进气口和排气口中的一个或多个为同一个开口，如图1中，进料口、出料、进气口和排气口都为同一开口，也即就是开口部10a，在其他示例中，这四个开口可以分别为不同的开口，或其中几个为同一开口。

图5为本实用新型的实施例1的内部空间被隔离的解释示意图。

图5中，斜线覆盖的部分表示分隔部。

分隔部20用于对反应腔本体10的内部空间进行不完全地分隔。

结合图5进行解释，图中的圆代表反应腔本体的一个截面圆的内部代表内部空间，圆中间的弧形代表分隔部。“不完全地分隔”是相对“完全地分隔”来说，“完全地分隔”就是，将整个内部空间分隔成不连通的不同空间，也即指被分隔形成的空间之间是完全被隔断地，例如用一块板沿整个内部空间的某个截面全部隔断形成两个空间，此时，例如图5中左图，整个分隔部的截面完全覆盖了内部空间的一个截面；而“不完全地分隔”，就是不对内部空间形成全部的隔断，如图5中右图所示，分隔部的左右和下边缘虽然分别接触到内侧壁，但上边缘未接触到内侧壁，这种不完全分隔形成了相互连通的空间区域，具体如图5中右图所示，截面上，分隔部覆盖的部分为空间区域，通过上面空白的部分，使得空间去也之间相互连通。

这样，由于是不完全地分隔，当容纳有前述的反应液时，“流动状态”的反应液能从一个空间区域向另一个空间区域流动，而流经分隔部20的反应液会被分隔部20阻挡而增加了体外合成反应过程中反应液的混合强度，从而提高反应效率。

这里的“流动状态”是指反应液是非静止不动地，而是至少部分发生了相对内壁的位置移动，导致这样的原因包括但不限于以下几种：

第一种，仅仅由于反应腔本体10运动而导致，例如仅仅是反应腔本体震动、转动等；

第二种，仅仅受其他外力而流动：

A、例如，被外力搅动而导致，例如分隔部20转动而搅动反应液使得反应液进入流动状态；

B、 又例如，通入高压气流或超声震动引起的反应液波动使得反应液进入流动状态等。

第三种，第一种和第二种均发挥作用，例如反应腔本体10转动的同时，分隔部20也进行转动。

另外，当反应液在流动状态，由于分隔部20的阻挡，还有一个作用是，会增加反应液接触到反应腔本体10的内壁的机会，接触到内壁的反应液，在一定条件下，例如重力或被旋转等，有被摊薄在内壁上的机会，而被摊薄的反应液，具有更大的表面积，能更充分地与空气接触，从而提高了体外合成效率。

在一个示例中，反应腔本体10为如图所示的罐体，由于罐体为球形或椭球形，相比其他形状来说，内壁表面积更大，反应液被摊薄到内壁的机会更多，而且由于无死角，反应中，不容易产生泡沫。优选地，为卧式罐体，也即当罐体为椭球形时，长轴是在水平方向，相比在竖直方向，避免了反应液在底部沉积，更有利于摊薄。

在一个示例中，在使用中，让反应腔本体10进行转动以完成反应，这样，可让反应液能有效地被摊薄在内壁上，增加体外合成效率，而反应液被摊薄的程度可通过控制加入的反应液的体积的大小来调节。优选地，让反应腔本体10的水平中心轴偏离水平状态一定角度，也即反应腔本体10是倾斜放置的，这样当反应腔本体10转动时，能让反应液更容易摊薄到更多的内壁上。

图6为本实用新型的实施例1涉及的反应装置的内部空间被分隔部不完全分隔的反应腔本体的结构示意图。

在一个示例中，反应腔本体10的内壁上设置有至少一个第一凸起10b（如图6所示），通过第一凸起10b，可以增加内壁的表面积，从而增加了与反应液的接触面积，也就增加了反应液被摊薄的程度。

在一个示例中，如图4所示，分隔部20包括至少一个分隔件21，从而将内部空间11不完全地分隔而形成多个空间区域，多个分隔件21可以增加反应液的混合机会和被摊薄到内壁的机会。

图7为本实用新型的实施例1涉及的反应装置的一个分隔件的结构示意图。

如图7所示，在一示例中，分隔件21呈片状，这样，当反应液能接触到分隔件21的片状表面22时，也能被摊薄到片状表面22上，这样，增加了同样体积的反应液被摊薄的面积，相对来说，也容易被摊得更薄，与空气的接触面积也就更大，提高反应效率。这里的片状表面22，如图7所示，是相对侧边23来说。此时，分隔件21数量越多，与反应液能接触的面积也就越多，也就越能增加反应液的摊薄面积，进而增加了反应液整体与空气的接触面积。当然，分隔件21的数量过多，也可能会使得每次被摊薄的反应液接触空气的时间太短，导致需要更长的反应时间，并且分隔件21太多，导致整体重量太大，不利于使用，而整体上对摊薄增加不会太大，造成成本浪费。

在一示例中，多个分隔件21均匀间隔分布，这样可以将内部空间11不完全地分隔为相同的空间区域，使得每个空间区域内的反应液的摊薄程度是相当的，即反应液的接触面积相当，反应效率均匀，使整体的反应效果更好。

在一示例中，分隔件21的长度呈曲线或折线延伸，这样能在同样的内部空间内，增加反应液与分隔件21接触的机会，特别当分隔件是片状时，更能增加接触面积，从而提高合成效率。

在一示例中，如图6所示，分隔件21的长度的两端之间形成的连线所在线21A与该长度的延伸方向同向的反应腔本体10的内部空间11的中心轴11A之间具有夹角a。

这里的“与该长度的延伸方向同向…的中心轴”，具体解释就是，当分隔件21的长度是大致地沿反应腔本体10的长度方向延伸时，那么，这个中心轴11A就是这个反应腔本体10的长度方向的中心轴，当分隔件21的长度是大致地沿反应腔本体的宽度方向延伸时，那么这个中心轴11A就是这个反应腔本体10的宽度方向的中心轴，这里的同向，是指大致相同，不是绝对相同。

这里的具有夹角a的含义，也即连线所在线21A与中心轴11A之间不是平行的，而是具有夹角的，也即倾斜于中心轴11A设置，优选地，所述夹角a小于等于60°，优选为小于等于45°，进一步优选为小于等于20°，这样可方便被分隔形成的各空间区域的反应液从反应腔本体10的一端流动至另一端，这样，当分隔件21的端部与相邻空间区域之间是连通的时，就方便从这个端部能流至相邻的空间区域，提高混合效率。夹角a不宜过大，也即连线21a不宜偏离轴线过多，否则反应液将会堆积到反应腔本体10的一端，不利于摊薄。

在一示例中，分隔部20设置在反应腔本体10的内壁上，实施中，可以是能转动地固定在内壁上，也可以是不可转动地固定在内壁上，当有多个分隔件21时，可以全部可转动地设置在内壁上，也可以部分可转动地设置在内壁上。优选地，当分隔件21是片状时，片状的分隔件21的一个侧边23面向反应腔本体10的内壁，也即该通过该侧边23与内壁之间的可转动或不可转动设置在内壁上。

在一示例中，当片状的分隔件21的一个侧边23面向反应腔本体10的内壁时，片状的分隔件的片状表面与相对（指侧边23位于的内壁）的内壁之间的夹角不等于90°，其实就是片状表面并不是完全垂直于内壁的，而是偏离垂直面一定角度b，这样相对垂直来说，可以减少反应中产生的泡沫，提高反应效果，并且也能让反应液更好地被摊薄。

在一示例中，分隔件21的长度沿反应腔本体10的长度方向延伸，且从该反应腔本体的长度方向的一端延伸到另一端，也即分隔件的长度与反应腔本体的长度大致相当，这样能保证更大的接触面积，从而提高合成效率。

在一示例中，分隔件21上设置有至少一个流动孔（图中未显示），这样，便于反应液从一个空间区域向另一个空间区域流动。优选地，当有多个流动孔时，至少一个分隔件21上的流动孔均匀布置在分隔件21上，例如具有三个分隔件21，每个分隔件21上都设置有多个流动孔，可以是三个分隔件中的任意一个或多个上的流动孔均匀布置。

在一示例中，当分隔件21设置在内壁上时，分隔件与内壁之间具有至少一个间断，也即分隔件21与内壁之间存在至少一个间隙，这样更方便反应液从一个空间区域向另一个空间区域流动。优选地，至少一个分隔件21与内壁之间的间断之间等距排布，例如具有三个分隔件21设置在内壁上，每个分隔件21与内壁之间都具有至少一个间断， 3个分隔件21中至少有一个与内壁之间的间断是等距排布的。

在一示例中，如图6和7所示，分隔件21的外表面上布置有至少一个第二凸起21b，同样地，通过第二凸起21b，可以增加分隔件21的表面积，从而增加了与反应液的接触面积，也就增加了反应液被摊薄的程度。

在一示例中，反应装置100还包括进气单元。前述的进气口通过该进气单元让外面气体进入内部空间11。

在一示例中，进气单元30包括至少一个进气管道，如图1所示，图1中显示了一个进气管道30a，进气管道的一端面向进气口而向内部空间输送外面气体，也即进气管道与内部空间11之间具有一定距离。

在一示例中，反应装置100还包括排气单元，前述的排气口通过该排气单元让内部空间11的气体排出。

在一示例中，排气单元包括至少一个排气管道，排气管道可以通过与从前述排气口连通或者伸入内部空间11的方式，将内部空间11的气体排出。

在一示例中，反应装置100还包括：转动部，转动部用于转动反

应本体10， 优选地，转动部通过与反应腔本体转动连接而转动反应腔本体10，优选地，与反应腔本体10上位于开口部的对侧的转动安装部转动连接，当转动连接后，开口部的开口位置倾斜向上（如图1所示），这样能使得反应液在转动中与反应腔本体10的内壁和分隔部20更好的接触和摊薄，并且可以即使开口较大也不会有反应液溢出，这样当开口作为进料口或排料口时，更便于进料或排料，当作为进气口或排气口时，又能保证更大的换气量。

在一示例中，如图1所示，转动部还设置有转轮62，反应腔本体10设置在转轮62上，且转轮62随反应腔本体10转动而转动，这样使得即使反应腔本体10自重非常大，也能被很好地支撑和转动，更容易实现大规模的体外生物反应生产。如图1所示，图中的转轮62设置在机架62a上，反应腔本体10设置在转轮62上。

在一示例中，转动部包括驱动单元63，通过驱动单元63驱动使得反应腔本体转动，如图2中所示，驱动单元63通过转轴驱动反应腔本体10转动。

在一示例中，反应装置100还包括调温装置（图中未显示），调温装置用于让体外生物合成的反应保持在预定的温度条件下进行，例如可以对反应腔本体10采取保温措施、加热或降温等实现，优选地，调温装置用于对进入反应腔本体内部的气体进行调温以保持预定的温度条件，例如对进入内部空间的气体进行加热。

本实施例中，还提供一种体外生物合成方法，该体外生物合成方法采用前述的反应装置100以容纳合成用反应液进行体外生物合成的反应，具体地，结合前述的反应装置100进行说明。

在一示例中，本实施例的体外生物合成方法中，用于进行体外生物合成的反应的合成用反应液的体积占反应腔本体的容积的占比小于等于30%，这样能保证反应液被足够地摊薄，保证反应效率。

在一示例中，本实施例的体外生物合成方法中，在体外生物合成的反应的过程中，引入外部气体到内部空间，比如空气进入，这样有利反应需要的氧气。

在一示例中，本实施例的体外生物合成方法中，在体外生物合成的反应的过程中，将内部空间的气体排出，以免反应产生的废气影响合成。

在一示例中，本实施例的体外生物合成方法中，在体外生物合成的反应的过程，让反应装置的反应腔本体10进行转动，以让反应液摊薄到内壁和分隔件上，并能被混合。另外，转动的速度小于等于120r/min，这样不容易产生泡沫，保证合成质量。

实施例2

本实施例中，与实施例1相同的零部件采用相同的图号，并省略相同的说明和解释。

图8为本实用新型的实施例2涉及的反应装置的整体结构示意图；

图9为针对图8的另一视角的示意图。

如图8和9中所示，图中有6个分隔件21，均匀间隔分布，每两个相邻分隔件21之间，形成一个相同的空间区域21a。

在一示例中，如图9所示，片状的分隔件21的背离内壁的另一个侧边24上设置有凹陷区域24a，这样，当分隔件21设置在内壁上时，可方便反应液在各空间区域之间流动，提高整体的混合效率。

在一个示例中，如图8，进气单元的进气管道30a的一端从进气口伸入内部空间11。此时，一个优选地，让至少一个进气管道沿反应腔本体的水平方向X延伸，这样，可以让进入的气体尽量伸入到反应腔本体10的容易缺少有氧气体的另一端。

更优选地，如图8，至少一个进气管道30a进入内部空间11的部分的管壁上设置有至少一个出气孔31，也即当有多个进气管道30a时，各个进气管道都部分进入内部空间，这些进气管道30a中，有至少一个进气管道30a的进入的部分的管壁上设置至少一个出气孔31，优选地，这些出气孔31均匀分布。

在一示例中，当设置有出气孔时，可以让进入内部空间的进气管道30a的一端为密封。

在一示例中，排气单元包括排气管道41，而进气管道30a的进气管道的两端之间有部分设置在排气管道中设置在排气管道中，也即进气管道30a的一端从排气管道41的一端穿出进入内部空间，进气管道30a的另一端从排气管道41的另一端穿出与气源相连通，也就是进气管道30a的一部分设置在排气管道41中，这样，将进气和排气之间隔离开，使得进气管道和排气管道可以设置在反应腔本体的同一个部位，如图8所示，进气和出气均设置在左端。

在一示例中，反应装置100还包括：盖体组件，盖体组件具有与进料口适配用于盖合进料口的盖体。

优选地，盖体组件还包括密封圈、罐盖锁扣和锁紧手柄。

在一示例中，排气单元还包括排气孔42，排气孔42设置在盖体51上，排气管道41通过排气孔42与内部空间相连通。

图10为本实用新型的实施例2涉及的进气单元、排气单元以及盖体组件的装配示意图。

在一示例中，如图10所示，盖体组件1、进气单元30以及排气单元40为一个整体结构，这样，使用中，通过将进气管道31的一端伸入反应本体10中，进气管道31的另一端从排气管道41中伸出接气源，并将设置有排气孔42的盖体51适配安装到进料口上，即完成了整个配置，结构精巧，安装方便。

实施例3

图11为本实用新型的实施例3涉及的反应装置的整体结构示意图；

图12为图11的一个侧视图。

如图11和12所示，本实施例中，与实施例1相同的零部件采用相同的图号，并省略相同的说明和解释。本实施例的反应装置300还包括壳体70，壳体70与反应腔本体10相适应而用于容纳反应腔本体10。

优选地，壳体70具有以下任意一个或多个特征的组合：

（1）壳体70上设置有开闭门71，优选地，开闭门71上设置有通气孔71a，这样可以实现反应腔本体10的内部空间11气体排出或外部的气体进入内部空间11；

（2）壳体70的外侧设置有显示屏72，也即不是在壳体70的内部，而是在外侧，例如设置在外表面，优选地，显示屏72位于壳体70的上顶73的外表面上，再例如，嵌入设置在外表面，通过该显示屏72，可以实现例如对反应过程、状态以及条件等的显示，也可以实现进行触摸操作完成反应和反应产物的排出等；

（3）壳体70的外侧设置有用于置放物品的置物台，优选地，置物台的置物表面设置有防滑纹路74，再一优选地，壳体的上顶的外表面即为置物台；

（4）壳体上设有以下中的任意一种或多种：进气通道、排气通道、进料通道、出料通道。具体地，通过设置进气通道（图中未显示）让外部气体进入的反应腔本体10的内部空间11，例如通过前述的进气管道将进气通道和进气口连通的方式让气体进入；通过设置排气通道让反应腔本体10的内部空间的气体排出，例如通过前述的排气管道将排气口与排气通道连通的方式可排除气体；通过设置进料通道11a让合成用反应液进入反应腔本体10的内部空间11进行体外生物合成的反应（如图12所示）；通过设置出料通道11b让反应后的产物排出（如图12）。

实施例4

本实施例中，分别采用以下，采用体外转录翻译体系对目的蛋白EGFP进行表达测试：

（1） 第一种实验装置：实施例1中如图1的反应装置，反应腔本体的内壁均有布置有第一凸起，分隔件的外表面均有布置有第二凸起；

（2） 第二种实验装置：与第一种实验装置的区别是反应腔本体的内壁以及分隔件的外表面均是光滑的；

（3）第三种实验装置：24孔板。

向第一种实验装置和第二种实验装置各自的反应腔本体的内部空间分别加入1L的同样的IVTT反应液（体外转录翻译体系）在相同的转速和温度条件进行测试。

在24孔板中加入300uL的同样的IVTT反应液在同样的温度进行反应作为对照。

以上取分别反应1h、2h、3h、4h、5h、6h后的样品测试EGFP荧光值，结果如图13所示，图中显示，本实用新型提高的反应装置，目标蛋白表达产量大大提高，并且有凸起的反应装置，IVTT产物的荧光值更高，也即IVTT活性更优。

取反应后不同时间点的样品测试EGFP荧光值，发现有凸起的内壁的反应器，IVTT产物的荧光值更高，也即IVTT活性更优。

需要说明的是，上述实施例中，进气和进料都可以通过泵送的方式完成，排气和排料也都可以通过抽吸的方式完成。

Claims (45)

1.一种体外生物合成的反应装置，其特征在于，包括：

反应腔本体，所述反应腔本体用于容纳合成用反应液以进行体外生物合成的反应，所述反应腔本体上设置有开口部，所述开口部具有用于让所述合成用反应液进入所述反应腔本体内的进料口和让反应后的产物排出的出料口；

分隔部，所述分隔部用于对所述反应腔本体的内部空间进行不完全地分隔。

2.根据权利要求 1所述的反应装置，其特征在于：

其中，所述反应腔本体为罐体。

3.根据权利要求2所述的反应装置，其特征在于：

其中，所述反应腔本体为卧式罐体。

4.根据权利要求1所述的反应装置，其特征在于：

其中，所述分隔部包括至少一个分隔件。

5.根据权利要求2所述的反应装置，其特征在于：

其中，所述分隔部包括至少一个分隔件。

6.根据权利要求3所述的反应装置， 其特征在于：

其中，所述分隔部包括至少一个分隔件。

7.根据权利要求4-6中任意一项所述的反应装置，其特征在于：

其中，所述分隔件呈片状；和/或多个所述分隔件均匀间隔分布。

8.根据权利要求4-6中任意一项所述的反应装置，其特征在于：

其中，所述分隔件的长度呈曲线或折线延伸，和/或所述分隔件的长度的两端之间形成的连线所在线与该长度延伸方向同向的所述反应腔本体的内部空间的中心轴之间具有夹角a。

9.根据权利要求8所述的反应装置，其特征在于：

其中，所述夹角a小于等于60°。

10.根据权利要求8所述的反应装置，其特征在于：

其中，所述夹角a小于等于45°。

11.根据权利要求8所述的反应装置，其特征在于：

其中，所述夹角a小于等于20°。

12.根据权利要求4-6任意一项所述的反应装置，其特征在于：

其中，至少一个所述分隔件可转动和/或不可转动地固定设置在所述反应腔本体的内壁上。

13.根据权利要求12所述的反应装置，其特征在于：

其中，所述分隔件呈片状，

片状的分隔件的一个侧边面向所述反应腔本体的内壁，和/或

片状的分隔件的背离所述内壁的另一个侧边上设置有凹陷区域。

14.根据权利要求13所述的反应装置，其特征在于：

其中，片状的分隔件的一个侧边面向所述反应腔本体的内壁时，所述分隔件的片状表面与相对的所述内壁之间的夹角不等于90°。

15.根据权利要求1-6任意一项所述的反应装置，其特征在于：

其中，在使用中，通过让所述反应腔本体转动进行所述反应。

16.根据权利要求15所述的反应装置，其特征在于：

其中，让所述反应腔本体的水平中心轴偏离水平状态。

17.根据权利要求4-6任意一项所述的反应装置，其特征在于：

其中，所述分隔件上设置有至少一个流动孔。

18.根据权利要求12所述的反应装置，其特征在于：

所述分隔件与所述内壁之间具有至少一个间断。

19.根据权利要求17所述的反应装置，其特征在于：

其中，至少一个所述分隔件上的所述流动孔均匀分布。

20.根据权利要求18所述的反应装置，其特征在于：

至少一个所述分隔件对应的所述间断之间等距分布。

21.根据权利要求1-6任意一项所述的反应装置，其特征在于：

其中，所述开口部还具有换气单元，所述换气单元具有进气口和/或排气口，所述进气口用于让外部的气体进入所述反应腔本体的内部空间，所述排气口用于让所述内部空间的气体排出。

22.根据权利要求21所述的反应装置，其特征在于：

其中，所述进料口、所述出料口、所述进气口和所述排气口中的一个或多个为同一个开口。

23.根据权利要求21所述的反应装置，其特征在于，还包括：

进气单元和/或排气单元，

其中，所述进气口通过该进气单元让外面气体进入所述内部空间，所述排气口通过该排气单元让所述内部空间的气体排出排气单元。

24.根据权利要求23所述的反应装置，其特征在于：

其中， 所述进气单元包括至少一个进气管道，所述进气管道的一端面向所述进气口而向所述内部空间输送所述外面气体。

25.根据权利要求23所述的反应装置，其特征在于：

所述进气单元包括至少一个进气管道，所述进气管道的一端从所述进气口伸入所述内部空间。

26.根据权利要求25所述的反应装置，其特征在于：

至少一个所述进气管道沿所述反应腔本体的水平方向延伸。

27.根据权利要求25所述的反应装置，其特征在于：

至少一个所述进气管道进入所述内部空间的部分的管壁上设置有至少一个出气孔。

28.根据权利要求27所述的反应装置，其特征在于：

至少一个所述出气孔均匀分布，和/或进入所述内部空间的所述进气管道的一端为密封。

29.根据权利要求23所述的反应装置，其特征在于：

所述排气单元包括排气管道。

30.根据权利要求24所述的反应装置，其特征在于：

其中，所述排气单元包括排气管道，所述进气管道两端之间有部分设置在所述排气管道中，所述进气管道的一端从所述排气管道的一端穿出伸入所述内部空间，所述进气管道的另一端从所述排气管道的另一端穿出与气源相连通。

31.根据权利要求1-6任意一项所述的反应装置，其特征在于，还包括：

盖体组件，所述盖体组件具有与进料口适配用于盖合所述进料口的盖体。

32.根据权利要求31所述的反应装置，其特征在于：

其中，所述盖体组件还包括密封圈、罐盖锁扣和锁紧手柄。

33.根据权利要求29所述的反应装置，其特征在于，还包括：

盖体组件，所述盖体组件具有与进料口适配用于盖合所述进料口的盖体。

34.根据权利要求33所述的反应装置，其特征在于：

其中，所述排气单元还包括排气孔，所述排气孔设置在所述盖体上，所述排气管道通过所述排气孔与所述内部空间相连通。

35.根据权利要求1-6任意一项 所述的反应装置，其特征在于，还包括：

转动部，所述转动部用于转动所述反应腔本体。

36.根据权利要求35所述的反应装置，其特征在于：

其中，所述转动部通过与所述反应腔本体转动连接而转动所述反应腔本体；

和/或，所述转动部还设置有转轮，所述反应腔本体设置在所述转轮上，且所述转轮随所述反应腔本体转动而转动。

37.根据权利要求35所述的反应装置，其特征在于：

其中，所述转动部包括驱动单元，通过所述驱动单元驱动使得所述反应腔本体转动。

38.根据权利要求1-6任意一项所述的反应装置，其特征在于，还包括：

调温装置，用于让所述反应保持在预定的温度条件下进行。

39.根据权利要求38所述的反应装置，其特征在于：

其中，所述调温装置用于对进入所述反应腔本体内部的气体进行调温以保持所述预定的温度条件。

40.根据权利要求1-6任意一项所述的反应装置，其特征在于：

其中，所述反应腔本体的内壁上布置有至少一个第一凸起。

41.根据权利要求4-6任意一项所述的反应装置，其特征在于：

所述分隔件的外表面上布置有至少一个第二凸起。

42.根据权利要求1-6任意一项所述的反应装置，其特征在于，还包括：

壳体，所述壳体与所述反应腔本体相适应而用于容纳所述反应本体。

43.根据权利要求42所述的反应装置，其特征在于：

所述壳体具有以下任意一个或多个特征的组合：

所述壳体上设置有开闭门；

所述壳体的外侧设置有显示屏；

所述壳体的外侧设置有用于置放物品的置物台；

所述壳体上设有以下中的任意一种或多种：让外部气体进入的所述反应腔本体的内部空间的进气通道、让所述反应腔本体的内部空间的气体排出的排气通道、让合成用反应液进入所述反应腔本体的内部空间进行体外生物合成的反应的进料通道、让反应后的产物排出的出料通道。

44.根据权利要求43所述的反应装置，其特征在于：

其中，所述开闭门上设置有通气孔；

所述显示屏位于所述壳体的上顶的外表面上；

所述置物台的置物表面设置有防滑纹路。

45.根据权利要求43所述的反应装置，其特征在于：

其中，所述壳体的上顶的外表面为所述置物台。

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