專利名稱：一種用于蛋白肽提純的設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及多糖、蛋白質等生物分子的分離純化技術領域，具體是指一種用 于蛋白肽提純的設備技術領域。
背景技術：
生物大子一般是從發(fā)酵液或酶反應液或動植物細胞中分離得到，與一般的化學品 相比，生物分子的分離純化有以下特點原料液中生物大分子的含量一般較低；原料液是 多組分的混合物，分子量分布極廣，有核酸、蛋白質、多糖、類脂、磷脂和脂多糖等大分子量 物質，也有氨基酸、有機酸和堿等低分子量物質；生物大分子的穩(wěn)定性較差，本身化學性質 不夠穩(wěn)定，遇熱易變性、遇酸易降解，使得分離純化條件較為苛刻；對最終產品的質量要求 很高，生物大分子產品一般是醫(yī)藥、生物試劑或食品等精細產品，必須達到藥典、試劑標準 和食品規(guī)范的要求。目前，生物分子物質的分離純化所能選用的單元相當有限。生物分子粗晶一般可 以通過水提取或稀鹽、稀堿提取，再經吸附、萃取、沉淀和離心分離等單元操作進行初級純 化，其中最為典型的分離純化方法是“水提醇沉”法。分離純化的裝置主要有離心分離裝置、 沉淀裝置、離子交換裝置、親和吸附裝置、凝膠過濾和超濾裝置等。這些裝置各具特點離心 分離裝置能適應很寬的規(guī)模范圍，但其效能會受到原料液濃度和沉淀操作的效果所限制； 沉淀裝置同樣能處理大量的物質，并且它受干擾物質影響的程度比吸附或色層分離小，但 要耗用大量的試劑和較長的處理時間；離子交換裝置用來除去對后續(xù)分離產生影響的化合 物，產物純度較高，但比起離心分離裝置在生產能力上要小幾個數(shù)量級；親和吸附裝置以親 和色譜最為典型，它的選擇性和特異性極強，是其它裝置無法比擬的，但填充親和色譜柱技 術在發(fā)展中遇到了某些因有限制，如流速低、填充顆粒的壓縮和擴散傳遞慢，從而難以大規(guī) 模應用；凝膠過濾常用于蛋白質、多糖聚集體的分離和脫鹽，由于漲膠過濾介質的容量比較 小，故過程的處理量小，一般常在純化過程的最后一道處理中被使用；超濾可以常溫操作、 裝置簡單、能耗低且選擇性較高，已成為分離混合物的重要手段，但過濾速率下降和膜污染 是超濾在實際應用中遇到的主要問題。目前，國外有的實驗室用連續(xù)透析儀透析，方便而且 快捷，但處理能力仍然偏小，其效率的高低又往往取決于粗品的濃度和純度。由于多糖和蛋白質等生物分子物質具有多種多種多樣的功能，在生命現(xiàn)象中參與 了細胞的各種活動，因此，對這類物質特性及其功能的研究十分活躍。隨著對生物大分子研 究的深入，如功能性多糖和功能性蛋白開始被醫(yī)藥、生物試劑或食品等行業(yè)所重視。作為生 物分子物質下游加工過程的關鍵，分離純化工藝面臨超宋越高的要求既要滿足產品的規(guī) 格，又要達到較大的生產規(guī)模。
發(fā)明內容本實用新型就是為了解決上述現(xiàn)有技術中存在的不足之處，提供一種用于蛋白肽 提純的設備。該裝置通過不同分離純化過程的耦合，減少生物大分子物質分離純化流程中的步驟數(shù)，并優(yōu)化步驟組合，提高產品的回收率、降低生產投資和操作成本；在改善產品質 量的同時提高單元操作的處理能力，實現(xiàn)規(guī)模效應；以連續(xù)化的分級超濾膜分離工藝改進 傳統(tǒng)間歇的分級有機溶劑沉淀法，減少處理時間和試劑耗用，并使產物的分子量分布更集 中、更均勻。本實用新型所述一種用于蛋白肽提純的設備，它由板框式超濾器、電源、料桶和結 晶罐相互連接構成，其中，板框式超濾器連接有電源，并與料桶循環(huán)回流連通，料桶與結晶 罐通過管道連通。為了更好地實現(xiàn)本實用新型，在所述板框式超濾器中，超濾膜的兩側可以用經鈍 化處理的平板狀金屬電極替代密封板，電極導線穿過膜器分別與固定在膜組件兩側的兩個 接線頭連接；所述兩電極之間的距離可通過改變密封墊片厚度的形式在0. 07 1. Ocm之間 進行調節(jié)。本實用新型與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點和有益效果電超濾一溶析是在電場強化超濾濃縮處理的基礎上，通過適時加入一定量能與水 互溶但本身又不溶解生物大分子的有機溶劑，起到將溶質分子周圍的水分子“爭奪”出來， 不再對溶質分子起束縛作用。又由于被奪取的水分子仍留在溶液中，與加入的有機溶劑一 起對溶液起到稀釋作用，從而有效地降低了溶液的粘度，有利于超濾分離的操作。這與通常 過飽和度提高必然導致粘度上升的情況正好相反，因此可大大增加溶質的成核率。與此同 時，電超濾過程以一個較為穩(wěn)定的速度將含水的溶劑濾出，從而提高過飽和度的同時使溶 液的粘度基本保持不變。此外，由于膜濾過程可以在有機溶劑加入前使料液濃縮到一個較 高的濃度，從而大大節(jié)約溶劑的投入量。不僅能獲得較大的產率和產量，而且有效地降低了 分離純化的成本、提高產成品的質量。此外，電超濾一溶析結晶法可以在常溫下取得目標產 物的晶體，無需進行傳統(tǒng)的蒸發(fā)操作，特別適用于熱敏性生物大分子的分離和純化。實驗結 果表明，采用該裝置的處理右旋糖酐或大豆肽粗品，產物在純度上接近或達到凝膠柱層析 的效果，而處理能力上比凝膠過濾要大幾個數(shù)量級、達到或超過傳統(tǒng)沉淀裝置處理效率。這 一技術的應用無疑會促進生物材料及生命物質分離純化技術的發(fā)展。

圖1是本實用新型用于蛋白肽提純的設備結構示意圖。在圖1中1-料桶、2-結晶罐、3-泵、4-壓力表、5-板框式超濾器、6-直流穩(wěn)壓電源。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例，對本實用新型做進一步地詳細描述。參見附圖1所示，板框式超濾器(5)連接有直流穩(wěn)壓電源(6)，并通過泵(3)與料 桶(1)循環(huán)回流連通，連通管道上安裝有壓力表(4)，料桶(1)與結晶罐(2)通過管道連 通。其中，板框式超濾器(5)為一可外加電場強化的板框式超濾器，在現(xiàn)有市面銷售的板框 式超濾器(膜的有效面積應在0.2 0.8M2的范圍內選擇)的基礎上進行結構改動，在平 板超濾膜的兩側添加經鈍化處理的板狀金屬電極以取代傳統(tǒng)板框式超濾器上的密封板，板 狀金屬電極的面積及形式與密封板一致，兩電極之間的距離可通過改變密封墊片的形式在 0.07 1.0cm之間進行調節(jié)。用以給兩個金屬電極通電的導線經密封處理后，穿過膜器分別與固定在膜組件兩側的兩個接線頭連接。直流穩(wěn)壓電源(6)直接采用市面有售的直流穩(wěn) 壓電源，要求輸出電壓可在OV 50V之間無級調節(jié)。料桶(1)為一帶攪拌可調溫的料桶， 可以是體積為15L、帶夾套的金屬圓桶，通過循環(huán)水以調節(jié)料桶的溫度，攪拌器選用市售可 調速的電動攪拌器(轉速為500-3000r/min，可調速)。料桶(1)設有有機溶劑和原料液的 接入口，以及濃縮液的排出口。結晶罐(2)為一帶攪拌可調溫的結晶罐，可以是體積為2L、 帶夾套的金屬圓桶，通過循環(huán)水以調節(jié)料桶的溫度，攪拌器選用市售可調速的電動攪拌器 (轉速為500-3000r/min，可調速)。結晶罐設有有機溶劑和濃縮液的接入口，以及結晶后濃 液的排出口(含晶體的濃液可送至離心分離器進行固液分離)。電超濾一溶析可以通過注入循環(huán)水的形式來調節(jié)料桶和結晶罐內物料的溫度，溫 度可以控制在5°C _95°C的范圍內，可以在考慮溶質的熱敏性的基礎上適當升高料液溫度， 以提高膜通量；泵可以選用恒流泵或多級泵，超濾壓力可以控制在0. 1-0. 5Mpa，采用全開 進口閥門、調節(jié)出口閥門的方式來可以獲得較為穩(wěn)定的操作壓力。對于生物大分子的超濾 處理，操作壓力應在0. 13 0. ISMpa的范圍選擇，膜分離效果會較好。該裝置可以根據(jù)處 理對象換裝相應的超濾膜。外加直流穩(wěn)壓電源可以提供的電壓范圍為0 30V。為了保證截留液的濃度能較快地增加，采用全回流形式；溶劑的添加時間和添加 量應根據(jù)超濾膜通量變化情況，以保持一個較穩(wěn)定、較經濟的膜通量為目標；為了避免在料 桶內結晶或養(yǎng)晶而造成生產上的停頓，可定期將料桶內的濃縮液排入結晶罐。實現(xiàn)本實用新型的具體工作流程為1.關閉溶劑的進口閥門和濃縮液的出口閥門，將原料液送入料桶，開動恒流泵和 電超濾裝置。2.當原料液被濃縮到一定程度(以“濾出液量/原料液總量”為依據(jù))，打開溶劑 的進口閥門并開動料桶內的攪拌裝置，一次性添加適量的有機溶劑，然后關閉該閥門。3.當濃縮液的濃度達到過飽和濃度后，關閉料桶內的攪拌裝置并打開濃縮液出口 閥門，將濃縮液送入結晶罐，通過降溫或添加有機溶劑進行結晶，晶體用離心機進行分離。4.當料桶內的濃縮液排空后，便可送入新的原料液進行新一輪的分離純化處理。 如此反復。5.超濾膜的清洗可用60°C的熱水沖洗IOmin即可。6.在分級電超濾一溶析結晶的分離純化過程中，本級的濾出液可作為下一級處理 的原料液。
權利要求一種用于蛋白肽提純的設備，它由板框式超濾器、電源、料桶和結晶罐相互連接構成，板框式超濾器連接有電源，并與料桶循環(huán)回流連通，料桶與結晶罐通過管道連通，其特征在于，板框式超濾器中，平板超濾膜的兩側用經鈍化處理的板狀金屬電極替代密封板，電極導線穿過膜器分別與固定在膜組件兩側的兩個接線頭連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種用于蛋白肽提純的設備，其特征在于，所述兩電極之間 的距離可通過改變密封墊片的形式在0. 07-1. Ocm之間進行調節(jié)。
專利摘要本實用新型公開一種用于蛋白肽提純的設備，它由板框式超濾器、電源、料桶和結晶罐相互連接構成，板框式超濾器連接有電源，并與料桶循環(huán)回流連通，料桶與結晶罐通過管道連通，其特征在于，板框式超濾器中，平板超濾膜的兩側用經鈍化處理的板狀金屬電極替代密封板，電極導線穿過膜器分別與固定在膜組件兩側的兩個接線頭連接，所述兩電極之間的距離可通過改變密封墊片的形式在0.07-1.0cm之間進行調節(jié)。該實用新型廣泛應用于各種蛋白肽提純領域。
文檔編號C07K1/14GK201670815SQ201020153778
公開日2010年12月15日 申請日期2010年4月9日 優(yōu)先權日2010年4月9日
發(fā)明者勞斐, 孔令明, 李芳 , 楊海燕, 武運 申請人:新疆農業(yè)大學