专利名称：一种天然生物活性多肽和细胞因子复合液制备装置的制作方法
技术领域：
—种天然生物活性多肽和细胞因子复合液制备装置技术领域[0001]本实用新型专利属于生物技术器械领域，具体涉及一种天然生物活性多肽和细胞因子复合液制备装置。
背景技术：
[0002]科学研究已经发现和证实，在生物体内存在大量丰富和多种类具有生理功能和生物活性的天然多肽和细胞生长因子，而具有天然生物活性的细胞生长因子实际上也大多属于多肽类。它们各自具有不同含量、分子结构和生理功能及其生物活性。通常，蛋白质主要以肽的形式被机体消化、吸收和利用、且机体内几乎所有类型细胞及其功能都受多肽的调控，如细胞增殖与分化、细胞信号传导、激素合成与分泌、神经递质与内分泌调节、免疫细胞效应及功能调节等均与活性多肽密切相关。由于多肽具有较蛋白质结构更简单、分子量更小、生物效应更高等特点，加上它们本身又由不同种类和数量的氨基酸通过肽键链接的生物活性物质，使它们真正具有调控机体功能和为机体提供营养的双重功效。[0003]目前，国内外科研人员已经能够从包括人、动物、植物、、微生物和海洋生物等在内的多种生物体中提取制备、分离纯化出各种类型的活性多肽，并且已经对其理化性质、生物特性、制备方法、分离纯化方法、鉴定技术、功能活性及应用等方面进行了大量的研究和实践，取得了一定成效和积极进展。[0004]从现有学术技术和科研成果看，目前对于生物活性多肽的提取制备和分离纯化方法主要包括物理法(微波提取法、超声提取法、超滤膜分离法等)、化学合成法(固相合成法和液相合成法等)、生化提取法(酶解法和高温高压酸解结合法等)、发酵工程法(发酵法等)、基因工程法(重组技术等)；而其分离和纯化方法也主要包括凝胶过滤色谱、反相液相色谱、亲和层析法等。同样属于肽类物质、且具有高度生物活性和细胞调控作用的细胞生长因子的制备，目前也大多数采用分子生物学方法及基因工程技术进行重组和表达及分离纯化。[0005]事实上，无论是采用哪类或哪种技术方法及其仪器设备去提取制备新鲜动物组织或器官中的多肽物质(包括细胞生长因子)，只要是涉及应用领域、特别是人体应用，最为重要和关键的是要保持多肽物质的天然结构、生物活性、生理学功能和生物学效应；特别是天然活性多肽实际应用到靶部位后所表现出的生物利用度、生理多功能及共济协同作用等越来越受到重视。[0006]然而，目前多肽的化学合成法，如固相合成法进行多肽开发，虽然具有设计精密、合成程序化、操作方便、技术成熟、产品纯度高，并可根据实际需要随时合成中链至长链的多肽、且可将被合成的肽链固定在固体支持物上、还能全面保护官能团等优点，但固相合成法合成的多肽产品数量极其有限、只能达到毫克或克级，目前大多应用于实验室科学研究和医学实验等；而虽然液相合成法合成的多肽数量虽较固态合成法合成的多肽数量大大提高、且也可应用于产品价值较高的保健型多肽制品生产，但同样存在生产仪器设备特殊而昂贵、技术较为复杂、操作要求和难度较大，加上成本极高，实际上很难普及推广和拓展应用、且也极大限制了蛋白质资源的有效利用。[0007]而目前采用的物理方法(微波提取法、超声提取法等)进行多肽提取，虽然具有较为简单、方便等优点、且在一定的优化条件或参数下，作为酶解法的前期预处理方法及辅助技术也可以显著改善蛋白质的酶解效率、改善多肽产物收率、并得到较多的多肽物质，如微波是一种频率为300MHz至300GHz之间的电磁波，可以穿透样品，瞬间达到一定温度，具有高效、节能、清洁等特殊的加热特征，但单一采用这种方法提取多肽的效果有一定的局限性，且大多数只能作为辅助或前期处理，通过这些方法，对蛋白质的水解程度过大，产物多为小分子肽和氨基酸，特别是其天然分子构象和生物活性等均不同程度被改变或破坏、且大多数具有细胞生理活性及促进细胞增殖分化和细胞活力的细胞生长因子等被破坏或灭活，不同程度影响到其应用后的作用效果和生物学作用。目前使用的超滤膜分离法虽可保持提取产物的分子原形和生物活性，但目前超滤膜只能分离某一区段分子量的多肽、且目前该方法很难独立完成天然多肽的提取分离、更难同步分离出细胞因子。[0008]目前应用的发酵工程法(发酵法等)和基因工程法(重组技术等)进行多肽制备，虽然具有很多优点、且具有较好的生物活性和生理功能，但其制备程序复杂、仪器设备特殊而昂贵、技术难度较大、非一般单位或人员可以完成。[0009]生化提取法(酶解法和高温高压酸解结合法等)进行多肽提取制备，常用一些酶解法、高温高压酸解结合法、有机化学溶剂萃取(醋酸、乙醇、丙酮、三氯甲烷等)分级沉淀法等。虽然，这些方法简单可行、操作容易、仪器设备便宜、也可以充分利用自然界丰富的蛋白资源或废弃蛋白资源等提取大量的多肽物质、特别是低分子量多肽物质、且多肽分子量较小、分子量分布也很均匀，范围。而且酶法水解蛋白较酸、碱水解法具有许多优点，如反应条件温和、产品纯度较高、不产生消旋作用、不破坏氨基酸结构、具有高溶解性、高稳定性、高吸湿等，但其中的酶解法是一种不彻底的水解方法、制备多肽分子量较大、且效率不高、水解也不完全；高温高压酸解虽然水解完全、吸收速度快、生物利用度高，但大多是氨基酸、产物活性较低、生物学效率不高；有机溶剂提取虽然可提高收率和纯度，但这类方法能源浪费较大、环境污染严重、对人体健康、特别是呼吸系统等危害较大。尤其是，经过这些方法所提取得到的多肽产品大多数难以保持活性多肽所特有的天然结构、理化特性、生物活性、生理功能及生物学效应等，其多肽的纯度虽然经过了阴阳离子交换层析柱、Sephadex凝胶过滤层析柱和HPLC凝胶系统等凝胶过滤色谱、反相液相色谱、亲和柱层析、高效毛细管电泳等方法的提取、分离、纯化，但费时费事、且数量非常有限、无法产业化扩试、也难以批量生产和广泛推广应用。[0010]而且，实际制备和生产多肽产品时，一般是先将样品切或剪成小块，再加裂解液进行水解，匀浆，然后再离心，取上清，同时加入其它试剂等过程进行纯化，分离。此操作过程多，繁琐，产率低下，影响多肽原有活性；而且，对于没有完全分解的水解产物不能再次利用，造成一定的浪费，影响多次产率。另外，由于多肽是蛋白水解后的产物，不同分子量的多肽具有的生物活性也不相同，因此要对多肽产物进行分离利用，才能达到更大的功效作用。比如鹿茸匀浆水解后，含有大分子肽，小分子肽以及不同功效作用的细胞因子，如能分离出各种成分，则可大大提高鹿茸水解产物的功效作用，因此提取分离不同分子量的多肽具有十分重要的意义。尤其是在医药工业领域，多肽的分离尤为重要。但是目前的制备分离手段比较落后，制备和分离还不能同步进行，效率低，收率低；且分解产物只能单级分离，且多次分离，影响多肽的原有的活性和功效作用、且又很难保留和保持其中重要的细胞生长因子的浓度、含量和种类。[0011]近年来，随着蛋白资源越来越宝贵，对活性多肽的研发越来越受到世界各国关注和重视。但由于活性多肽的提取制备和分离纯化技术仍具有很大的发展和创新空间，大量蛋白质资源仍有待于更加充分和有效的利用，那些宝贵而被当作粗饲料、燃烧物及废弃的蛋白质资源得以综合利用和开发，提高各种来源蛋白质深加工的转化率，开发更多有效、实用的医药、保健产品，特别是面部美容保健和皮肤抗衰老是活性多肽和细胞因子作用效果的最佳适应范围之一，皮肤组织和细胞又是生物活性多肽和细胞生长因子最直接作用的靶部位，因此，发明一种目前尚无成套或匹配的复合天然生物活性多肽和细胞生长因子同步制备装置，可大规模、产业化提取和制备出具有面部美容、保健、护肤及皮肤抗衰老等高生物学效应的美容化妆品添加剂及其产品具有实际意义和实用价值。发明内容[0012]本实用新型专利是针对目前皮肤屏障功能重建、表皮组织损伤修复、皮肤抗衰老和医学美容等制剂发展的实际需要、以及现有提取制备天然活性多肽和细胞因子技术或设备的某些缺陷或不足，提供一种天然生物活性多肽和细胞因子复合液制备装置。本实用新型制备装置，既同步解决了多肽和细胞因子提取制备过程中的天然生物活性问题，又解决了添加化学制剂或酶制剂造成的环境污染和能源浪费问题，还从串联或并联膜分离技术方面解决了目前不能一步到位制备和分离天然生物活性多肽及细胞因子的问题，另外还解决了目前尚不能同步分离不同分子量多肽和细胞因子的问题；更重要的是，经过本实用新型专利提取制备的天然复合多肽和细胞因子，保持了多肽和细胞因子的天然结构、生物活性、生理功能和共济协同及联合增效等应用生物学效应等问题。[0013]1、本实用新型的技术方案[0014]一种天然生物活性多肽和细胞因子复合液制备装置由匀浆装置(I)、离心装置(2)、负压吸液装置(3)、储液罐(4)、高压泵(5)及压力表(6)、粗滤器(7)、100000分子量超滤膜组件(8) ,50000分子量超滤膜组件(9) ,5000分子量超滤膜组件(10)、100分子量纳滤膜组件(11)、100000分子量超滤膜超滤液收集器(12)、50000分子量超滤膜超滤液收集器(13),5000分子量超滤膜超滤液收集器(14) ,300分子量纳滤膜超滤液收集器(15)、若干排放口(16)、若干控制阀(17)和若干输液管道(18)相连组成。每个不同分子量的超滤膜和纳滤膜组件进口和出口处都接有控制阀。[0015]一种天然生物活性多肽和细胞因子复合液制备装置，是将匀浆器装置通过管道与离心装置相连；而离心装置则通过负压装置及其连接管与储液罐相连；储液罐下设有排放口且与高压泵、粗滤器、100000分子量超滤膜组件通过输液管道相连；以此主连接管将通过100000分子量超滤膜组件的透过液分别连接三种不同规格分子量的超滤膜和纳滤膜，即50000分子量超滤膜组件、5000分子量超滤膜组件、300分子量纳滤膜组件、并通过相应的输液管道相连。[0016]一种天然生物活性多肽和细胞因子复合液制备装置，是将所需要提取制备的新鲜动物组织提取样品，按照一定的比例，加入经过预冷的特定组织匀浆液进行一定时间的匀浆；通过匀浆装置下的出口将已经匀浆好的匀浆组织液直接放入离心装置中进行一定时间的离心；再将离心后的上清液用负压吸引器全部吸入至储液罐容器中。储液罐容器上下均设有入口和出口。其中，入口可收集整个系统之中未有透过超滤膜的截留液体；而出口则可直接释放上清液、并经过输液管道与高压泵相连将其输入粗滤器进行第一级过滤，以滤除离心装置尚未除去、且肉眼可见的大颗粒性物质；此粗滤液紧接着经过100000分子量超滤膜进行第二级超滤和初步分离，以进一步除去分子量大于100000道尔顿以上的大分子物质(包括微生物等)；将经过100000分子量超滤膜的透过液的连接管分别连接50000、5000,300分子量的超滤膜，该系统经过反复运转之后，则可分别得到三种相应分子量膜组件的截留液和透过液。最后，将经过300分子量纳滤膜浓缩后的浓缩液中按照一定比例添加冻干保护剂；然后，再按照冷冻干燥程序使用冷冻干燥机对几种提取浓缩液分别进行冷冻干燥，即可提取制备并得到不同分子量区段和生物活性的天然复合多肽和细胞因子等。[0017]2、本实用新型的有益效果[0018]本实用新型专利可达成如下有益效果:[0019](I)可从新鲜动物组织或脏器中直接提取、同步得到实际应用所需要的天然复合多肽和细胞因子，制备与分离一体，具有使用方便、操作简单、方法规范、条件一致等特点；[0020](2)本实用新型专利技术，可连续自动运行、减少复杂工艺程序、节省人力物力和时间、并可根据提取样本多少、随时更换不同规格和处理量的超滤膜和纳滤膜，具有应用灵活、工作效率高、得率高稳、先进实用等特点；[0021 ] (3)本实用新型专利，一次性处理样本多、但全程是在低温或常温下工作、未用高温和高压，实际能耗低、节约能源、易于工业化生产；[0022](4)本实用新型专利提取制备天然复合多肽和细胞因子，无需添加任何化学剂或药剂、也未用任何有机溶剂(乙醇、丙酮、三氯甲烷等)，无刺激性气味、无药剂污染、具有制备安全、环保无污染等特点；[0023](5)本实用新型专利提取制备天然复合多肽和细胞因子，未用任何剧烈提取方式，而用较为温和的膜超滤分离技术，既极大地保持了复合多肽和细胞因子原有天然分子结构、生物活性和生理功能，又自然地保留了多种具有生物学功效的其它协同和增效成分，使制备产物的实际应用范围更广、效果更好；同时，该装置增加使用300分子量的纳滤膜，SP可起到浓缩所提取和分离的复合多肽和细胞因子等功效成分的作用，又可滤除绝大部分美容化妆品、食品、药品和保健品等产品中禁止添加或含有的成分(如睾酮素、皮质醇、黄体酮、雌酮、雌二醇、雌三醇等)。[0024](6)本实用新型一种天然生物活性多肽和细胞因子复合液制备装置可一步到位制备和分离出天然生物活性多肽及细胞因子复合液，且能同步制备出不同分子量的天然活性多肽和细胞因子复合液，而且，还能对那些残留或截留的一些大分子量物质也可重新回收利用并再次分离得到不同分子量的多肽和细胞因子复合液，因此，生物利用及重复利用价值更高、生态资源和蛋白资源节省更多。
[0025]图1:附图是本实用新型一种天然生物活性多肽和细胞因子复合液制备装置。[0026]附图中，I为匀衆装置、2为离心装置、3为负压吸液装置、4为储液罐、5为高压泵、6为压力表、7为粗滤器、8为100000分子量超滤膜组件、9为50000分子量超滤膜组件、10为5000分子量超滤膜组件、11为100分子量纳滤膜组件、12为100000分子量超滤膜超滤液收集器、13为50000分子量超滤膜超滤液收集器、14为5000分子量超滤膜超滤液收集器、15为300分子量纳滤膜超滤液收集器、16为若干排放口、17为若干控制阀、18为若干输液管道。
具体实施方式
[0027]下面结合说明书附图详细说明本实用新型的具体实施方式
，一种天然生物活性多肽和细胞因子复合液制备装置，它是由匀浆装置(I)、离心装置(2)、负压吸液装置(3)、储液罐(4)、高压泵(5)及压力表(6)、粗滤器(7)、100000分子量超滤膜组件(8) ,50000分子量超滤膜组件(9) ,5000分子量超滤膜组件(10)、100分子量纳滤膜组件(11)、100000分子量超滤膜超滤液收集器(12)、50000分子量超滤膜超滤液收集器(13)、5000分子量超滤膜超滤液收集器(14)、300分子量纳滤膜超滤液收集器(15)、若干排放口(16)、若干控制阀(17)和若干输液管道(18)相连组成，每个不同分子量的超滤膜和纳滤膜组件进口和出口处都接有控制阀，其特征在于匀浆器装置通过管道与离心装置相连；而离心装置则通过负压装置及其连接管与储液罐相连；储液罐下设有排放口且与高压泵、粗滤器、100000分子量超滤膜组件通过输液管道相连；以此主连接管将通过100000分子量超滤膜组件的透过液分别连接三种不同规格分子量的超滤膜和纳滤膜，即50000分子量超滤膜组件、5000分子量超滤膜组件、300分子量纳滤膜组件、并通过相应的输液管道相连。[0028]一种天然生物活性多肽和细胞因子复合液制备装置使用方法:[0029]将所需要提取制备的新鲜动物组织提取样品，按照一定的比例，加入经过预冷的特定组织匀浆液进行一定时间的匀浆；通过匀浆装置下的出口将已经匀浆好的匀浆组织液直接放入离心装置中进行一定时间的离心；再将离心后的上清液用负压吸引器全部吸入至储液罐容器中。储液罐容器上下均设有入口和出口。其中，入口可收集整个系统之中未有透过超滤膜的截留液体；而出口则可直接释放上清液、并经过输液管道与高压泵相连将其输入粗滤器进行第一级过滤，以滤除离心装置尚未除去、且肉眼可见的大颗粒性物质；此粗滤液紧接着经过100000分子量超滤膜进行第二级超滤和初步分离，以进一步除去分子量大于100000道尔顿以上的大分子物质(包括微生物等)；将经过100000分子量超滤膜的透过液的连接管分别连接50000、5000、300分子量的超滤膜，该系统经过反复运转之后，则可分别得到三种相应分子量膜组件的截留液和透过液。最后，将经过300分子量纳滤膜浓缩后的浓缩液中按照一定比例添加冻干保护剂；然后，再按照冷冻干燥程序使用冷冻干燥机对几种提取浓缩液分别进行冷冻干燥，即可提取制备并得到不同分子量区段和生物活性的天然复合多肽和细胞因子等。[0030]具体地说，经过匀浆装置匀浆后得到的是新鲜动物组织提取样品的组织匀浆液；通过离心装置中离心后得的是新鲜动物组织提取样品匀浆液的上清液；通过粗滤器进行一级过滤后得到的是新鲜动物组织提取样品匀浆离心上清液较为透明和澄清的液体；通过100000分子量超滤膜进行二级超滤和初步分离得到的是新鲜动物组织提取样品匀浆离心上清液透过液中小于100000道尔顿的复合天然生物活性物质(含多肽和细胞因子等)；该透过液通过50000分子量超滤膜提取分离所得透过液是小于50000道尔顿、大于5000道尔顿的复合天然生物活性物质(主要含IGF、FGF、EGF、VEGF, PDGF, TGF等细胞因子)；通过5000分子量的超滤膜提取所得透过液是小于5000道尔顿的复合天然生物活性物质(主要含小分子活性多肽等)；通过300分子量纳滤膜浓缩所得截留液主要是小于5000道尔顿、但大于300道尔顿的复合天然生物活性物质(主要含活性多肽和细胞因子等)；而那些被截留的含颗粒物的混浊液体和那些经过不同膜组件截留的液体可合并后再循环利用(如酶解制备水解多肽等)。
权利要求1.一种天然生物活性多肽和细胞因子复合液制备装置，它是由匀浆装置(I)、离心装置(2)、负压吸液装置(3)、储液罐(4)、高压泵(5)及压力表￠)、粗滤器(7)、100000分子量超滤膜组件(8) ,50000分子量超滤膜组件(9) ,5000分子量超滤膜组件(10)、100分子量纳滤膜组件(11)、100000分子量超滤膜超滤液收集器(12)、50000分子量超滤膜超滤液收集器(13)、5000分子量超滤膜超滤液收集器(14)、300分子量纳滤膜超滤液收集器(15)、若干排放口(16)、若干控制阀(17)和若干输液管道(18)相连组成，其特征在于匀浆器装置通过管道与离心装置相连；而离心装置则通过负压装置及其连接管与储液罐相连；储液罐下设有排放口且与高压泵、粗滤器、100000分子量超滤膜组件通过输液管道相连；以此主连接管将通过100000分子量超滤膜组件的透过液分别连接三种不同规格分子量的超滤膜和纳滤膜，即50000分子量超滤膜组件、5000分子量超滤膜组件、300分子量纳滤膜组件、并通过相应的输液管 道相连。
专利摘要本实用新型由匀浆和离心装置、储液罐、压力泵、粗滤器、超滤和纳滤膜组件与产物收集器及若干控制阀和输液管道等相连组成。其在非化学添加剂和常温或低温下提取天然复合多肽和细胞因子自然环保，保持分子天然结构，生物活性，生理功能，生物学效应及共济协同与联合增效生物活性物质；其结构合理实用，操作简便，连续自动工作，安全性能好；残留物进一步水解并经其离心、过滤、超滤、浓缩能得更多复合多肽和细胞因子，大大提高产率，提高蛋白资源综合利用；其不同分子量区段提取液可用于临床医疗、预防保健及美容抗老等方面；它可随时灵活更换不同分子量超滤膜组件，使其功能更多，应用更广，效率更高，能耗更低，污染更小，易大规模化生产。
文档编号C07K1/34GK203021487SQ20122064085
公开日2013年6月26日 申请日期2012年11月28日 优先权日2012年11月28日
发明者莫壮宏, 丁克祥, 左夏林, 丁振华 申请人:海南巨鹿堂保健美容品有限公司, 丁克祥