一种利凡诺法提取牛血清白蛋白及纯化设备的制作方法

文档序号:13660353阅读:1045来源:国知局

本实用新型涉及生化反应设备技术领域,具体涉及一种利凡诺法提取牛血清白蛋白及纯化设备。



背景技术:

在肉制品行业中,动物血液是最大的副产品。对于血液的处理,有一部分用作简单的血制品食用,有一部分用作饲料,但是大部分还是以废料的形式弃掉,造成了严重的环境污染。另外,血液中含有丰富的蛋白质,这些蛋白具有重要的经济价值,所以对于血液的回收利用是很有意义的。

血液制剂较全血有更强的针对性和更高的安全性,因而广泛应用于临床危重病人的急救和治疗。在动物医学上,免疫血清也是病毒性疾病的主要治疗用血液制剂。但由于动物血液制剂分离方法不成熟、质量控制体系不健全,限制了其在动物临床上的推广和应用。利凡诺法、硫酸铵盐析法、低温乙醇法、柱层析法为我国常规使用的血浆蛋白工业级分离方法,它们各有利弊。低温乙醇法是利用乙醇对血浆蛋白的可逆变性作用,从复杂的血浆蛋白质中逐项分离得到单一的蛋白成份。其产量大,能充分综合利用血浆中多种蛋白有效成分,生产中热原易于控制,但由于分离条件要求高,需要复杂的特殊设备和工作环境,一次性投资大,因而少被采用。硫酸铵盐析法简单易行,硫酸铵价廉易得,但生产中热原难以控制,不易得到大量的单一成份,且对生产车间腐蚀性较大,一般不采用。柱层析法价格昂贵,很少在动物制品中应用。1992年虞有文等对利凡诺法分离血浆蛋白工艺的研究取得了重大进展。利凡诺的化学名为2-乙氧基-6,9-二氨基吖啶乳酸盐,是一种有机的阳离子沉淀剂,在一定条件下可选择性地沉淀某些蛋白质,通过控制利凡诺含量、PH值和离子强度可以分离白蛋白、丙种球蛋白等多种蛋白制品。利凡诺法分离血浆蛋白方法简易,不需特殊设备和条件,室温下生产不会造成血浆内细菌繁殖,白蛋白溶液中残留的利凡诺可以被活性炭吸附,在血浆蛋白分离和纯化方面得到了一定的应用。

实验室提取蛋白质的手段很多,按照提取的目的和效果可以将其分为两类:粗分级(粗提)和细分级(纯化)。

粗提一般用盐析、等电点沉淀和有机溶剂沉淀等方法。这些方法的特点是简便、处理量大,既能除去大量杂质,又能浓缩蛋白质溶液。

样品经过粗提之后,一般的杂蛋白已被除去,此时若想得到较高纯度的产品,需要进一步的纯化。纯化一般使用离子交换层析,凝胶过滤以及亲和层析等。离子交换常用DEAE-cellulose和DEAE-Sepharose柱,也有人用其它的柱材料纯化。Moure用一种强阴离子树脂对牛血浆中的蛋白进行纯化,实验结果表明,用这种纯化手段可将牛血浆中的主要蛋白分开,而且纯度较高,将此树脂与DEAE-Sepharose比较发现,Q-HyperD比DEAE-Sepharose的处理量大,效果更好。凝胶过滤法通常使用Sephadex G100-200,固定相为不同网孔的凝胶颗粒,依靠凝胶对不同大小和形状的溶质分子排阻程度不同而分离。凝胶过滤是一种温和的纯化方法,对样品分子的活性没有影响,但其不足之处就是处理量少,对于大规模化生产不适用。亲和层析是利用生物大分子物质与连接在载体上的配基间特异性亲和力不同而分离的,常用琼脂糖亲和层析法。亲和层析具有高效、纯化效果好的优点,但它的不足之处是易使目的蛋白变性,而且成本高,不推荐用于大规模化生产。

针对现有技术的不足,利用利凡诺法,从牛血浆中提取牛血清白蛋白,并通过离心、活性炭吸附、超滤、透析等方法纯化蛋白是一种简单易行、不会造成血浆内细菌繁殖的提取牛血清白蛋白有效方法;但是针对这一技术没有成熟的专用设备,所以急需开发相关设备。



技术实现要素:

为解决现有技术的不足,本实用新型的目的在于提供一种利凡诺法提取牛血清白蛋白及纯化设备。

一种利凡诺法提取牛血清白蛋白及纯化设备,其特征在于,包括:反应器、离心机、吸附及病毒灭活器、超滤器、透析器、冷冻包膜打孔器、控制器、样品转移装置;

前述反应器上设置有一号加样口、二号加样口、三号加样口、pH调节口,内部设置有搅拌器、一号pH检测器,表层设置有温度控制器;前述离心机底部设置有残物排出口;前述吸附及病毒灭活器内部设置有二号pH检测器,顶部设置有四号加样口,外部设置有水浴槽;前述透析器的侧面设置有样品流出口,且前述样品流出口上设置有流量计;前述样品转移装置包括可滑动横杆、左侧垂直取样器、右侧垂直取样器、一号泵;

前述反应器与前述离心机通过连通管连接,且前述连通管上设置有二号泵;前述透析器与前述冷冻包膜打孔器之间设置有传输带,前述传输带用于传输样品平板;

前述左侧垂直取样器、右侧垂直取样器可以通过前述可滑动横杆的滑动实现前述离心机与前述吸附及病毒灭活器之间,前述吸附及病毒灭活器与前述超滤器之间,前述超滤器与前述透析器之间的样品转移;前述控制器与前述反应器、离心机、吸附及病毒灭活器、超滤器、透析器、冷冻包膜打孔器、样品转移装置、流量计、一号泵、二号泵、传输带及其附属结构信号连接。

前述一号加样口、二号加样口、三号加样口、pH调节口、四号加样口上都设置有流量控制器,且前述流量控制器与前述控制器信号连接。

前述透析器中设置有若干个透析袋。

前述离心机的转速范围为0-5000rpm。

前述温度控制器的控温范围为0-40摄氏度。

本实用新型的有益之处在于:本实用新型的一种利凡诺法提取牛血清白蛋白及纯化设备具有去除杂质过程均为物理过程、不影响蛋白的化学活性,生产工艺流程简单、收益好、效益高、成本低、提取率高等优点;而且具有很高的实用价值和广阔的市场前景。

附图说明

图1是本实用新型的一种利凡诺法提取牛血清白蛋白及纯化设备的一个具体实施例的结构示意图。

图中附图标记的含义:1-反应器,2-离心机,3-吸附及病毒灭活器,4-超滤器,5-透析器,6-冷冻包膜打孔器,7-控制器,8-样品转移装置,9-一号加样口,10-二号加样口,11-三号加样口,12-pH调节口,13-搅拌器,14-一号pH检测器,15-残物排出口,16-二号pH检测器,17-四号加样口,18-水浴槽,19-样品流出口,20-流量计,21-可滑动横杆,22-左侧垂直取样器,23-右侧垂直取样器,24-一号泵,25-连通管,26-二号泵,27-传输带,28-样品平板。

具体实施方式

参照图1,本实用新型的一种利凡诺法提取牛血清白蛋白及纯化设备,其特征在于,包括:反应器1、离心机2、吸附及病毒灭活器3、超滤器4、透析器5、冷冻包膜打孔器6、控制器7、样品转移装置8;

反应器1上设置有一号加样口9、二号加样口10、三号加样口11、pH调节口12,内部设置有搅拌器13、一号pH检测器14,表层设置有温度控制器;离心机2底部设置有残物排出口15;吸附及病毒灭活器3内部设置有二号pH检测器16,顶部设置有四号加样口17,外部设置有水浴槽18;透析器5的侧面设置有样品流出口19,且样品流出口19上设置有流量计20;样品转移装置8包括可滑动横杆21、左侧垂直取样器22、右侧垂直取样器23、一号泵24;

反应器1与离心机2通过连通管25连接,且连通管25上设置有二号泵26;透析器5与冷冻包膜打孔器6之间设置有传输带27,传输带27用于传输样品平板28;

左侧垂直取样器22、右侧垂直取样器23可以通过可滑动横杆21的滑动实现离心机2与吸附及病毒灭活器3之间,吸附及病毒灭活器3与超滤器4之间,超滤器4与透析器5之间的样品转移;控制器与反应器1、离心机2、吸附及病毒灭活器3、超滤器4、透析器5、冷冻包膜打孔器6、样品转移装置8、流量计20、一号泵24、二号泵26、传输带27及其附属结构信号连接。

作为一种优选的方案,一号加样口9、二号加样口10、三号加样口11、pH调节口12、四号加样口17上都设置有流量控制器,且流量控制器与控制器7信号连接。这样的设置能够精确的把握反应物质的量,进而控制反应情况。

更为优选的是,透析器5中设置有若干个透析袋。这样的设置既简单、方便,又具有较好的透析效果。

更为优选的是,离心机2的转速范围为0-5000rpm。这样的设置能够满足整个设备的需求,而且成本比较低。

更为优选的是,温度控制器的控温范围为0-40摄氏度。这样的设置能够满足整个设备的需求,而且成本比较低。

本实用新型的一种利凡诺法提取牛血清白蛋白及纯化设备,其使用过程为:首先通过一号加样口9将牛血浆加入反应器1,同时将等体积的2.3%利凡诺溶液通过二号加样口10加入反应器1,之后通过搅拌器13搅拌混合,混匀后立刻通过pH调节口12加入2%的碳酸钠溶液调节pH至8.5,过程中使用一号pH检测器14进行pH检测,之后利用温度控制器将反应器1的温度保持在25摄氏度,静置络合2h;络合结束后,缓慢倾倒反应器1,弃掉上清液,然后通过三号加样口11向络合沉淀物中加入适量的解离液,解离液的成风为0.6%的氯化钠和0.25%的辛酸钠,之后通过pH调节口12向反应器1中加入浓盐酸将溶液的pH调至1.37,过程中使用一号pH检测器14进行pH检测,使用搅拌器13进行搅拌混匀,之后利用温度控制器将反应器1中的温度保持在40摄氏度,使用搅拌器13搅拌十小时左右;将搅拌后的混合液利用连通管25和二号泵26的配合转移到离心机2中,在3500rpm、20分钟的条件下离心,离心后利用可滑动横杆21、左侧垂直取样器22、右侧垂直取样器23、一号泵24的配合将上清液从离心机2中转移到吸附及病毒灭活器3,并将沉淀通过残物排出口15排除;之后利用二号pH检测器16检测样品pH,合格后通过四号加样口17向吸附及病毒灭活器3中加入液体总量约1%的活性炭,之后将水浴槽18的温度调节到40摄氏度进行静置吸附,时间为30分钟;吸附结束后将溶液通过样品转移装置8转移到离心机2中进行离心,离心条件3500rpm、20分钟;之后再利用样品转移装置8将上清液转移到清洗后的吸附及病毒灭活器3中,之后将水浴槽18的温度调节到60摄氏度进行病毒灭活,时间为10小时;病毒灭活后,利用样品转移装置8将样品转移到超滤器4中,并加入一定量的蒸馏水,利用超滤器4对该溶液超滤,也就是蛋白溶液除盐、浓缩的过程,可以多次加入蒸馏水以达到更好的超滤效果;超滤结束后通过样品转移装置8将样品转移到透析器5中进行过夜透析处理;透析后的溶液通过样品流出口19流入到利用传输带27传输的样品平板28中,过程中利用流量计20进行样品流量的控制;之后通过传输带27将样品平板28传输到冷冻包膜打孔器6中进行冷冻、包膜、打孔处理;之后将包装好的样品平板28放入冻干机中进行冻干。结束后称量蛋白粉末,计算提取率,再利用SDS-PAGE蛋白电泳检测其纯度。整个工作过程的自动化是通过控制器2的控制实现的。

应当理解,以上所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。由本实用新型的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

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