一种智能滴加复性装置的制作方法

本实用新型涉及生物技术领域，具体地说，涉及一种智能滴加复性装置。

背景技术：

大肠杆菌作为应用最为广泛的外源基因表达系统，存在的主要瓶颈问题是大肠杆菌为宿主的体系表达的外源蛋白质通常以包涵体形式存在，虽然包涵体内目的蛋白质比较纯，但不具备正确的空间构象，此时一般以不可溶的无活性蛋白颗粒存在。此外，目的蛋白具有正确的一级结构，但不具备正确的高级结构，因而没有生物活性。为了得到有活性的目的蛋白质，要把包涵体用变性剂溶解，然后控制各种因素的消长变化，即按蛋白质不同复性阶段各种内在规律的特点创造一个适宜的复性环境，在一定条件下逐步除去变性剂，使蛋白质正确折叠，恢复其天然构象，得到有活性的蛋白质，也即变性蛋白质或变性的包涵体蛋白质的复性。

以往，变性蛋白质的复性或是在透析袋内进行，或是大体积稀释以获得具生物活性的蛋白质，这种方式操作烦琐，时间长，活性产物得率低，且影响后续分离纯化，因而无法大规模生产。人们对于复性反应装置的研究开发比较少，并且，现有技术中的变性蛋白的复性反应装置设计比较简单，对溶液内的压力、搅拌速度及复性时的补料液均无法很好控制，复性操作过程繁琐且难控制，复性操作重复性不高，无法较好地满足规范要求，

此外，对于目前的蛋白复性装置，技术人员在进行复性的过程不仅耗费时间长，而且操作步骤非常繁琐，还必须要在现场时时监控，人力劳动成本较大。

因此，本领域迫切需要开发高效、智能、自动控制的变性蛋白复性装置，从而便捷、高效地实现变性蛋白的复性。

有鉴于此，特提出本实用新型。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供了一种高效、智能易用、自动控制的滴加复性装置，从而便捷、高效地实现变性蛋白的复性。

本实用新型采用技术方案的基本构思是：

一种智能滴加复性装置，包括通过管路连通的蛋白溶液存放装置和蛋白复性溶液存放装置，所述的蛋白复性溶液存放装置位于一搅拌装置上，其特征在于，所述蛋白复性溶液存放装置底端设置有第一液位传感器，所述搅拌装置的主控制器、第一液位传感器分别电连接同一主控制器。

进一步的，所述蛋白溶液存放装置最底端处设置有第二液位传感器，所述第二液位传感器与主控制器电连接。

进一步的，所述的蛋白溶液存放装置底部设置有出液口，所述的蛋白复性溶液存放装置的顶部设有进液口，所述进液口和出液口通过管路连接，所述的第二液位传感器位于出液口处。

进一步的，所述蛋白复性溶液存放装置上端的管路处设置有第三液位传感器,所述的连接蛋白溶液存放装置和蛋白复性溶液存放装置的管路上设有智能控制开关，所述智能控制开关、第三液位传感器分别与主控制器电连接。

进一步的，所述的蛋白溶液存放装置的顶部通过管路连接有加压装置，所述的蛋白溶液存放装置的顶部加装有空气压力传感器，所述空气压力传感器、加压装置分别与主控制器电连接。

进一步的，所述主控制器为电脑，所述的搅拌装置、智能控制开关、加压装置、第一液位传感器、第二液位传感器、第三液位传感器和空气压力传感器分别通过数据传输线与电脑电连接。

进一步的，所述的蛋白复性溶液存放装置的顶部设有喷雾头，所述喷雾头与位于蛋白复性溶液存放装置端的分液管路螺纹连接，所述的搅拌装置的转子位于蛋白复性溶液存放装置的底部。

进一步的，所述的智能控制开关、加压装置、搅拌装置和电脑均与电源连接，所述的电脑通过无线通信连接到手机，通过手机移动端的应用程序查看和控制本智能滴加复性装置。

进一步的，所述的连通蛋白溶液存放装置和蛋白复性溶液存放装置的管路,包括主管路和从主管路分接出的多个分液管路，所述的分液管路连通主管路和蛋白复性溶液存放装置,所述的蛋白复性溶液存放装置置于与主控制器电连接的搅拌装置上，所述的每个分液管路上连通的蛋白复性溶液存放装置的底端均设置有与主控制器电连接的第一液位传感器。

进一步的，所述的蛋白复性溶液存放装置的顶部设有固定支架，所述的固定支架的中央设有伸缩性管道，所述的伸缩性管道设有用于容纳伸入蛋白复性溶液存放装置内的分液管路的中空部分，每个位于蛋白复性溶液存放装置固定支架伸缩性管道上端的分液管路均设置有与主控制器电连接的第三液位传感器。

采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

本实用新型所提供的智能滴加复性装置，适合目前多种常用的复性方法，可以通过电脑端的程序界面查看控制智能化滴加复性装置，也可以接入连接无线通信，远程的电脑或者手机的特定的移动端应用程序远程查看和控制本智能化滴加复性装置，不需要工作人员必须在现场实时监控，降低了人力劳动成本，可控性强。本实用新型所述的智能滴加复性装置，自动控制整个装置，因此使蛋白质的复性过程更易控制，复性既能小量地进行，又可大规模地进行，并且集成滴加、复性和人工智能操作于一体化，效率高、自动化程度强、物联网化、智能易用，便捷、高效地实现变性蛋白的复性，有利于变性蛋白复性工艺的改进与开发。

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的智能滴加复性装置的示意图；

图2是本实用新型实施例2的智能滴加复性装置的示意图。

图中：1——蛋白溶液存放装置，2——蛋白复性溶液存放装置，3——智能控制开关，5——喷雾头，6——固定支架，7——伸缩性管道，8——加压装置，9——搅拌装置，10——固定装置，11——密封盖，14——分液管阀门，15——空气压力传感器，19——第一液位传感器，16——第二液位传感器，17——第三液位传感器，21——主控制器，22——无线通信，23——手机，24——数据传输线。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型中：蛋白溶液存放装置1用于存储蛋白溶液，蛋白复性溶液存放装置2用于存储蛋白复性溶液，蛋白溶液存放装置1和蛋白复性溶液存放装置2可以使用各种常规的容器，用户可以根据需求选择不同规格的容器；第一液位传感器19、第二液位传感器16、第三液位传感器17用于检测溶液存放装置内的溶液高度；空气压力传感器15用于检测蛋白溶液存放装置1内的空气压力；搅拌装置9的转速可调节；智能控制开关3控制喷雾头5的单次喷射时间与喷射间隔时间，智能控制开关3还可以蛋白溶液流出的速度大小。

具体实施例如下:

实施例一

如图1所示，本实施例提供的智能滴加复性装置，包括通过管路连通的蛋白溶液存放装置1和蛋白复性溶液存放装置2，所述的蛋白复性溶液存放装置2位于一搅拌装置9上，所述搅拌装置9的转子位于蛋白复性溶液存放装置2的底部，通过设置的搅拌装置9会尽快降低蛋白复性液中局部区域的蛋白浓度，并最终使复性液中各处的蛋白浓度达到一致，此外，所述蛋白复性溶液存放装置2底端设置有第一液位传感器19，所述搅拌装置9的控制器、第一液位传感器19分别电连接同一主控制器21，可以根据第一液位传感器19检测到蛋白复性溶液存放装置2内的复性溶液的量来调节搅拌装置9的转速，例如，当第一液位传感器19检测到蛋白复性溶液存放装置2的页面高度比滴加开始时上升了四分之一的高度时，主控制器21调节搅拌装置9的转速提高5％。

此外，所述蛋白复性溶液存放装置2上端的管路处设置有第三液位传感器17,所述的连接蛋白溶液存放装置1和蛋白复性溶液存放装置2的管路上设有智能控制开关3，所述智能控制开关3、第三液位传感器17分别与主控制器21电连接，所述第三液位传感器17检测到蛋白复性溶液存放装置2检测到管路中没有溶液时系统报警，并且再运行10分钟后关掉智能控制开关3，再运行20分钟后搅拌装置9也关掉，主控制器21自动保存数据并关机。进一步的，所述的蛋白复性溶液存放装置2的顶部设有固定支架6,用于增加蛋白复性溶液存放装置2的稳固性,固定支架6的中央设有伸缩性管道7，所述的伸缩性管道7设有用于容纳伸入蛋白复性溶液存放装置内的分液管路的中空部分，第三液位传感器17位于蛋白复性溶液存放装置2固定支架6伸缩性管道7上端的管路处。

此外，蛋白溶液存放装置1最底端处还设置有第二液位传感器16，所述第二液位传感器16与主控制器21电连接，其中，蛋白溶液存放装置1底部设置有出液口，蛋白复性溶液存放装置2的顶部设有进液口，所述进液口和出液口通过管路连接，具体的，所述第二液位传感器16设置在蛋白溶液存放装置1底部的出液口处，当第二液位传感器1检测到蛋白溶液存放装置1内没有蛋白溶液时就会发出警报，提醒工作人员。

其中，所述的蛋白复性溶液存放装置2为敞口的，所述的蛋白溶液存放装置1为密封的，因此，可进一步在蛋白溶液存放装置1上设置一个密封盖11，当密封时，所述的蛋白溶液存放装置1内应含有不少于三分之一体积的空气，所述的蛋白溶液存放装置1的顶部通过管路还连接有加压装置8，所述的加压装置8用于对密闭的蛋白溶液存放装置1加压使蛋白质溶液喷出，此外，所述的蛋白溶液存放装置1的顶部加装有空气压力传感器15，所述空气压力传感器15、加压装置8分别与主控制器21电连接。

上述方案中，空气压力传感器15用于监测蛋白溶液存放装置1内的压力是否维持在2-2.5个大气压力，当检测到蛋白溶液存放装置1内的压力高于2.5个大气压力或者低于2个大气压力时，主控制器21调节加压装置8，对蛋白溶液存放装置1减压或者增压，使蛋白溶液存放装置1内的压力维持在2-2.5个大气压力，通过设置的空气压力传感器15可以实时监控蛋白溶液存放装置1内的压力,通过主控制器21电连接加压装置8可以实时调节蛋白溶液存放装置1内的压力。

进一步的，所述的蛋白复性溶液存放装置2的顶部设有喷雾头5，所述的喷雾头5用于将变性蛋白溶液以雾状喷洒于复性液，所述喷雾头5与位于蛋白复性溶液存放装置2内的管路螺纹连接，将喷出的蛋白溶液分散成细小的雾状，蛋白溶液与蛋白复性液相混合的时候，在混合的瞬间，蛋白溶液的液滴越小，越能尽快地将蛋白浓度降到越低，也就越能避免稀释复性时混合液的局部蛋白浓度过高，越能避免蛋白分子间相互作用引起的沉淀。

进一步的，本实用新型提供的滴加复性装置的基础上还进一步设置有固定装置10，所述的固定装置10设有凹部，凹部与蛋白溶液存放装置1的底部相配合。这样，所述的蛋白溶液存放装置1的底部置于固定装置10上时,固定装置10上设置的凹部就与蛋白溶液存放装置1的底部相配合，从而使得蛋白溶液存放装置1能够稳稳地固定在固定装置10上。

本实施例中所述的主控制器21为电脑，所述的搅拌装置9、智能控制开关3、加压装置8、第一液位传感器19、第二液位传感器16、第三液位传感器17和空气压力传感器15分别通过数据传输线24与电脑电连接，通过电脑的程序界面可以查看和控制智能滴加复性装置，本实施例中的智能控制开关3、加压装置8、搅拌装置9和电脑均与电源连接，所述的电脑也可以通过无线通信22连接到手机23，可以远程的通过手机23移动端的应用程序查看和控制本智能滴加复性装置。

实施例二

本实施例二是在实施例一所述的智能滴加复性装置的基础上进行了进一步的优化，具体的说是在连通蛋白溶液存放装置1和蛋白复性溶液存放装置2的管路上设置了分液管阀门14,这样就从主管路分接出了多个分液管路，所述的分液管路与主管路和蛋白复性溶液存放装置2连通,进而，通过设置的分液管路可以同时连通多个蛋白复性溶液存放装置2，所述的蛋白复性溶液存放装置2均置于与主控制器21电连接的搅拌装置9上，同时，每个分液管路上连通的蛋白复性溶液存放装置2的底端均设置有与主控制器21电连接的第一液位传感器19。

在上述方案中,蛋白复性溶液存放装置的顶部也设有固定支架6，所述的固定支架6的中央设有伸缩性管道7，所述的伸缩性管道7设有用于容纳伸入蛋白复性溶液存放装置2内的分液管路的中空部分，每个位于蛋白复性溶液存放装置2固定支架伸缩性管道7上端的分液管路均设置有与主控制器21电连接的第三液位传感器17,并且,每个蛋白复性溶液存放装置2的顶部均设置喷雾头5，提高滴加复性效率。

本实施例与实施例一相比,实现了通过一个主控制器同时控制多个蛋白复性溶液存放装置2,使得变性蛋白的复性工艺更加高效、智能,很大程度的提高了工作效率。

下面对采用本实用新型所提供的滴加复性装置进行复性的方法进行说明：

采用图1所示的智能滴加复性装置进行变性蛋白的复性的方法，包括如下步骤：

(1)包涵体变性，离心，将得到的上清液加入到蛋白溶液存放装置1中并密封；

(2)向蛋白复性溶液存放装置2中加入所需蛋白复性溶液，并接通搅拌装置9电源，设置搅拌参数并运行；

(3)接通智能控制开关3的电源、设置相应参数并运行，例如：打开开关3秒钟，关闭开关6秒钟，定时15小时后停止工作,也可以控制蛋白溶液的流量大小；

(4)接通加压装置8电源，设置相应参数并运行，例如：通过空气压力传感器15监控蛋白溶液存放装置1的灌内压力是否在2-2.5个大气压力之间，定时15小时后停止工作；

(5)调整喷雾头5的喷雾范围，使蛋白溶液均匀喷洒于蛋白复性溶液的液面上，不要喷洒在蛋白复性溶液存放装置2的容器壁上,并记录开始喷洒的时间，停止复性的时间减去开始喷洒的时间即为复性时间；

(6)通过电脑端或联网的移动端控制智能控制开关3、加压装置8、搅拌装置9的开关及调节各部件的运行参数。例如：可以设置程序当第一液位传感器19检测到蛋白复性溶液存放装置2的页面高度比滴加开始时上升了四分之一的高度时，就调节搅拌装置9的转速提高5％；可以手机端调节智能控制开关3打开一次时持续的时间，上次关闭与本次开启阀门之间的时间间隔；可以设置第二液位传感器16检测到蛋白溶液存放装置1中没有蛋白溶液时，电脑端或手机端发出特异的报警声；可以设置第三液位传感器17检测到管道中没有蛋白溶液时系统报警并且再运行10分钟后关掉除搅拌器以外的设备组件，再运行20分钟后搅拌器也关掉，电脑也自动保存数据并关机。

如表1所示(重组人白细胞介素-2复性)，疏水柱蛋白结合量为1190mg左右(我对这句话的理解是复性后的蛋白溶液上柱纯化时，洗脱的目的蛋白峰中所含有的蛋白量)，复性后蛋白质量得率为70％，活性回收率(反相HPLC测定)为90％。此外，与采用人工操作或半自动化操作相比，使用本实用新型装置不仅大大降低了劳动强度，而且节省时间，不易发生操作错误。

表1

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型方案的范围内。