一种离心集成式分子分级分离装置的制作方法

本发明涉及分子分离装置，具体地涉及一种在生命科学、医学、环境、农学及食品安全等场所中实现同步快速分离获得多目标分子的分级分离装置。

背景技术：

在生命科学、医学、环境、农学及食品安全等领域研究及实际工作中，需要从生物样品中快速分离获得目标生物分子。实现快速分级分离获得多个目标分子无论是研究还是生产使用，都有着现实的需求。

目前，基于分子分离提纯的技术手段丰富、繁多，简繁不一，诸如盐析法、离心沉淀法、色谱法、滤膜过滤法等等，较大程度地满足了人们获取高纯度目标分子的需求。

其中色谱法是一大类方法，分离分析方法众多，诸如吸附色谱法、分配色谱法、离子交换色谱法、亲和色谱法、尺寸排阻色谱法(分子筛)、疏水性色谱法等等，基本上是以分离得到单分子目标物为目的。色谱法极大地促进了生物分子的分离、分析发展。

基于滤膜过滤的有微滤、超滤、纳滤和反渗透法，可以对不同分子大小的目标颗粒或分子滤过或截留而收集。目前均是采用一个较确定的孔径的滤膜对目标分子分离收集，基本上是以分离得到单分子目标物为目的，已得到广泛应用。

微滤能截留大于0.1-1微米之间的颗粒。微孔滤膜允许大分子和溶解性固体(无机盐)等通过，但会截留住悬浮物、细菌及大分子量胶体等颗粒物质。

超滤是采用额定孔径范围为0.01微米以下的微孔过滤膜，在膜的一侧施以适当压力，就能筛出小于孔径的溶质分子，以分离分子量大于500道尔顿(原子质量单位)的方法。超滤离心管多用于实验室微量样品(20ml以内)的浓缩交换缓冲液、除去其他分子量较小的干扰物等。

纳滤是一种利用纳滤膜本体带有电荷性和机械筛分作用，选择性分离实现溶液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。纳滤膜的孔径范围在几个纳米左右，分离过程是一种物理过程，不需发生相的变化和添加助剂纳滤，主要用于多肽等低分子有机物的浓缩等。纳滤膜是具有电荷性的选择性分离功能的材料，所以它在很低压力下仍具有较高脱盐性能和截留分子量为数百的膜也可脱除无机盐的重要原因。

反渗透一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。根据各种物料的不同渗透压，使用大于渗透压的反渗透压力，即反渗透法，达到分离、提取、纯化和浓缩的目的。由于溶剂分子小，所以反渗透膜孔径最小。

上述分离均是采用一个较确定的孔径的滤膜对目标分子分离收集。对于少量珍贵的生物样品分离多个目标物，耗时长，损耗大。如能一次上样，采用多级滤膜先后顺序同步分离，分别收集不同孔径滤膜截留或滤过的目标分子，目前尚无此类装置。本装置即是基于解决同一样品种多目标物同时分离需求而发明的。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种离心集成式分子分级分离装置，采用多级滤膜一次上样先后顺序同步分离，分别收集不同孔径滤膜截留或滤过的目标分子或颗粒，既提高了分离效率和缩短了分离时间，又节约了样品。为此，本发明采用的具体技术方案如下：

一种离心集成式分子分级分离装置，其特征在于，包括分离管和集成管，所述分离管包括半径向下递减的管体和安装在所述管体的下端部上的滤膜，所述管体分为上接纳部分和下过滤部分，所述上接纳部分的外壁上形成有至少两个均匀间隔开沿轴向延伸的肋条，所述肋条的上端面形成有第一配合部，下端面形成有与所述第一配合部互补的第二配合部，所述集成管的管壁上形成有与所述肋条相对应的向上开口的缺口，所述缺口的底部形成有与所述第二配合部互补的第三配合部，具有不同孔径的滤膜的多个所述分离管能够相互嵌套地插入并固定在所述集成管中，其中，上级分离管的过滤膜的孔径大于下级分离管的过滤膜的孔径并且上级分离管的所述下过滤部分接纳在下级分离管的所述上接纳部分中。

进一步地，所述滤膜呈倾斜布置，其倾斜角度设置成使得当所述离心集成式分子分级分离装置放置在离心机的斜角转头上时，所述滤膜直立并垂直于离心力。

更进一步地，所述下端部为斜面。

进一步地，所述第一配合和所述第三配合部具有凹陷结构，所述第二配合部具有与所述凹陷结构互补的凸起结构。

进一步地，所述凹陷结构呈矩形、梯形、三角形或锯齿形。

进一步地，所述滤膜为微滤膜、超滤膜、纳滤膜或反渗透滤膜等。

进一步地，所述分离管和集成管均由pp塑料注塑一体成型。

进一步地，所述集成管的底部形成有圆锥体，其外部套接有套管。

进一步地，所述肋条和所述缺口的数量为2-4个。

本发明采用上述技术方案，具有的有益效果是：本发明的离心集成式分子分级分离装置能够实现一次上样，同步多级分离得到不同的目标物分子，操作简便快速，节约样品。

附图说明

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

图1是本发明的离心集成式分子分级分离装置的分离管的示意图；

图2是本发明的离心集成式分子分级分离装置的集成管的示意图；

图3a-3c是分离管的第一配合部和集成管的第三配合部的示意图；

图4a-4c是分离管的第二配合部的示意图；

图5是多个相互嵌套在一起的图1所示的分离管的示意图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

一种离心集成式分子分级分离装置可包括多个分离管1和集成管2。分离管1和集成管2的尺寸设计成每个集成管2可以集成3个、4个、5个或6个的分离管1。下面参照图1-5分别对分离管1和集成管2的具体结构进行说明。

如图1所示，分离管1可包括半径向下递减的管体11和安装在管体11的下端部的滤膜12。管体11可以由pp塑料一体注塑成型，分为上接纳部分111和下过滤部分112。上接纳部分111内腔导入样品，并且是上一级分离管1的下过滤部分112的纳入区域。上接纳部分111的外壁上形成有至少两个均匀沿轴向延伸的肋条113。肋条113的上端面形成有第一配合部，下端面形成有与所述第一配合部互补的第二配合部。其中，第一配合部为凹陷结构，其形状可以是矩形、三角形、锯齿形或梯形等，如图3a-3c所示；第二配合部为凸起机构，如图4a-4c所示。因此，多个分离管可以通过矩形契合、梯形契合、三角形契合或锯齿形契合彼此嵌套在一起，如图5所示，使分离管与分离管在高速离心时能牢牢结合而不致移位。下过滤部分112的下端部为斜面，滤膜12可以通过相应的滤膜承载体(未示出)安装在该斜面上。滤膜承载体可以通过卡接或超声波焊接固定在下过滤部分112的下端部。因此，滤膜12也是倾斜的。滤膜12的倾斜角度设置成使得当所述离心集成式分子分级分离装置放置在离心机的斜角转头上时，滤膜12直立并垂直于离心力。这可以使滤膜的过滤面积最大化，并且加速样品通过滤膜，进而提高过滤效率。离心机的结构是公知的，这里不再进行描述。滤膜12可以是微滤膜、超滤膜、纳滤膜或反渗透滤膜等。当然，在下过滤部分112的下端部是平面的情况下，滤膜12也可以是倾斜安装的。

如图1-4所示，集成管2为一下端封闭的圆形腔体结构，由pp塑料一体注塑成型。集成管2分为上中下三部分，其中，集成管2的上部分的管壁上形成有与分离管1的肋条113相对应的向上开口的缺口21。在所示实施例中，肋条113和缺口21的数量为4个，但其也可以是2个、3个或4个以上。缺口21的宽度与肋条113的宽度一致，使得肋条可紧密接合在缺口21中。缺口21的底部形成有与分离管1的第二配合部互补的第三配合部，其形状如图3所示。因此，分离管1与集成管2可以通过矩形契合、梯形契合、三角形契合或锯齿形契合彼此固定接合在一起，使分离管与集成管在高速离心时能牢牢结合而不致移位。集成管的中部分用于接纳最下层的分离管1的下过滤部分112。集成管2的底部(下部分)形成有圆锥体22，圆锥体22用于收集最下层分离管2的滤出物。圆锥体22外部套接有套管23，套管23旨在保护圆锥体22。

集成管2还设有上盖，以将最上层的分离管1的上管口封住，防止其样品泄漏。该上盖的结构与传统离心管的上盖的结构一样，例如螺口上盖或cn206642738u所公开的上盖结构，这里不再进行描述。

下面详细说明本发明的工作原理。

在使用时，首先根据需要分离、截留分子的大小将本发明的分离管按滤膜孔径由大到小，或按预截留分子由大到小(按分子量估算大小)选取所需的分离管，然后将滤膜孔径最小的分离管的肋条对齐插入集成管的缺口中并使其第二配合部与集成管的第三配合部契合镶嵌，压至最底部；再将滤膜孔径大一些的分级分离管的肋条对齐插入集成管的缺口中并使其第二配合部与下级分离管的第一配合部契合镶嵌，牢固固定，如此依次放入所需的分级分离管。最后一级分离管中加入规定体积的样品，并最后将集成管的螺口上盖拧上，松紧适中。

将含有分离管的集成管放于离心机的斜角转头，并将集成管按分离管滤膜向外方向放置，使分离管滤膜处于垂直状态。根据膜耐受力、转头半径设置恰当的转速和离心时间，于4℃离心至规定的时间。期间可自最上层的分离管加一定体积的缓冲液对各个分离管进行洗涤若干次，以不超过集成管的圆锥体的容积为限。

洗涤分离完成后，将各层分离管中的目标物以合适的缓冲液洗出。分离管内加入含甘油的缓冲液保存。

本发明能够实现实现一次上样，同步多级分离得到不同的目标物分子，操作简便快速，节约样品。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。