一种重力法蛋白纯化自动控速上样器

1.本发明涉及蛋白纯化技术领域，具体为一种重力法蛋白纯化自动控速上样器。


背景技术：

2.蛋白质的分离纯化在生物化学研究应用中使用广泛，是一项重要的操作技术，一个典型的真核细胞可以包含数以千计的不同蛋白质，一些含量十分丰富，一些仅含有几个拷贝，为了研究某一个蛋白质，必须首先将该蛋白质从其他蛋白质和非蛋白质分子中纯化出来。
3.蛋白纯化是生物制品生产过程中的一个重要步骤，蛋白纯化的效果和效率对生物制品的纯度、安全性和成本有重要的影响。液相层析是重组蛋白纯化的核心技术，绝大部分重组蛋白的纯化都涉及液相层析。液相层析一般以交联的琼脂糖凝胶或葡聚糖凝胶作为固相介质，上面可以根据需要偶联不同的配体，根据配体的偶联情况和技术原理可分为凝胶排阻层析(又称分子筛)、离子交换层析、亲和层析、反相层析等多种类型。液相层析的纯化过程一般是，将固相介质充填到层析柱内，或者直接购买商业化的预充柱，然后使用蠕动泵或者自动化蛋白纯化系统将缓冲液、待纯化的蛋白样品按一定顺序和流速泵入柱内，通过平衡、上样、结合、清洗、洗脱等几个步骤，完成蛋白的纯化。
4.随着科技快速的发展，人们生活水平的提高，蛋白质的应用已经非常广泛了，如专利库中申请号：cn201521093706.3；公开号：cn205443138u公开的一种蛋白纯化柱，其主要技术方案在于：在使用过程中，利用流速控制阀实现纯化蛋白过程中流速的可控性，但是在实际操作过程中，纯化人员需要根据液位的不同，人工调节流量控制阀，进而实现可控性，浪费人力资源。


技术实现要素：

5.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种重力法蛋白纯化自动控速上样器，包括呈开口式设计的蛋白液容纳箱、安装在所述蛋白液容纳箱底部的连通管、安装在所述蛋白液容纳箱靠近连通管一侧的水位计、安装在所述连通管外部的排出阀以及用于驱动排出阀打开的驱动机构；
6.所述水位计，包括水位计壳体，所述水位计壳体的导管内设浮板，所述导管两端的两端与蛋白液容纳箱连通，且浮板的底部贯穿水位计壳体与齿条连接，所述齿条穿过驱动机构的内部；
7.所述驱动机构，包括驱动壳体，所述驱动壳体内设两个平行的主动轴和从动轴，所述主动轴的两端与驱动壳体转动连接，所述主动轴中间位置处设有齿轮槽，且主动轴通过齿轮槽与齿条啮合，所述主动轴的两侧分别设置有主动齿轮一和主动齿轮二，且主动齿轮一和主动齿轮二的外部分别与从动齿轮一和从动齿轮二啮合连接，所述从动齿轮一和从动齿轮二的中心均与从动轴固定连接，且从动轴的一端与排出阀连接；
8.所述排出阀，包括阀体，所述阀体与连通管连通，且阀体内设阀块，所述阀块的外
壁与连接杆固定连接，且连接杆的另一端贯穿驱动壳体与从动轴滑动连接。
9.进一步的，所述从动齿轮一和从动齿轮二外部齿槽均呈90
°
设置。
10.进一步的，所述连接杆靠近从动轴设置有十字滑槽，且从动轴靠近连接杆的一端设置有十字滑块。
11.进一步的，所述主动轴的外部设置有阻尼器，所述阻尼器将主动轴分为两个，所述主动齿轮一和主动齿轮二分别安装在两个主动轴上，且主动齿轮一和从动齿轮呈大/小设置，所述主动齿轮二和从动齿轮呈小/大设置。
12.进一步的，所述从动轴远离连接杆的一端贯穿驱动壳体与外部连接，且驱动壳体靠近从动轴贯穿位置处设置有卡块，所述卡块的一端与弹簧固定连接，且弹簧的另一端与驱动壳体固定连接，所述从动轴靠近卡块的外表面设置有两个卡槽，所述从动轴通过卡槽与卡块转动连接。
13.进一步的，所述驱动轴的外部还滑动连接有支撑板，所述支撑板的一端与驱动壳体固定连接。
14.进一步的，所述水位计壳体的外表面还设置有刻度线。
15.进一步的，所述连通管由不锈钢管制作而成。
16.本发明提供了一种重力法蛋白纯化自动控速上样器，具备以下有益效果：
17.本发明中，可实现粗蛋白液控速上样，可根据蛋白液自身的液位自动控制上样速度；同时可根据蛋白液的液位高度，实现初始点的调节，进而实现不同的液位高度控制蛋白液的上样速度，无需人工一直守在上样器旁边，就可以实现蛋白纯化过程中流速的控制，有效提高了蛋白纯化率和速度，操作人员在调试完成后即可开展其他工作，节省人力，提高纯化效率。
附图说明
18.图1为本发明结构示意图；
19.图2为本发明中水位计和驱动机构连接结构示意图；
20.图3为本发明中主动齿轮一和从动齿轮一的连接机构示意图；
21.图4为本发明中主动齿轮二和从动齿轮二的连接机构示意图；
22.图5为本发明中主动轴空转时的使用状态图；
23.图6为本发明图5中a处结构示意图；
24.图7为本发明中十字滑槽的结构示意图；
25.图8为本发明中十字滑块的结构示意图。
26.图中：10-蛋白液容纳箱、20-水位计、21-水位计壳体、22-浮板、23-齿条、24-刻度线、30-连通管、40-排出阀、41-阀体、42-阀块、43-连接杆、44-十字滑槽、50-驱动机构、51-驱动壳体、52-从动齿轮一、53-主动齿轮一、54-齿轮槽、55-支撑板、56-从动轴、57-从动齿轮二、58-卡槽、59-主动齿轮二、510-主动轴、511-阻尼器、512-弹簧、513-卡块、514-十字滑块。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
28.请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：
29.一种重力法蛋白纯化自动控速上样器，包括呈开口式设计的蛋白液容纳箱10、安装在蛋白液容纳箱10底部的由不锈钢管制作而成的连通管30、安装在蛋白液容纳箱10靠近连通管30一侧的水位计20、安装在连通管30外部的排出阀40以及用于驱动排出阀40打开的驱动机构50；
30.水位计20，包括水位计壳体21，水位计壳体21的导管内设浮板22，导管两端的两端与蛋白液容纳箱10连通，且浮板22的底部贯穿水位计壳体21与齿条23连接，齿条23穿过驱动机构50的内部；
31.驱动机构50，包括驱动壳体51，驱动壳体51内设两个平行的主动轴510和从动轴56，主动轴510的两端与驱动壳体51转动连接，主动轴510中间位置处设有齿轮槽54，且主动轴510通过齿轮槽54与齿条23啮合，主动轴510的两侧分别设置有主动齿轮一53和主动齿轮二59，且主动齿轮一53和主动齿轮二59的外部分别与从动齿轮一52和从动齿轮二57啮合连接，从动齿轮一52和从动齿轮二57的中心均与从动轴56固定连接，且从动轴56的一端与排出阀40连接；
32.排出阀40，包括阀体41，阀体41与连通管30连通，且阀体41的内设阀块42，阀块42的外壁与连接杆43固定连接，且连接杆43的另一端贯穿驱动壳体51与从动轴56滑动连接。
33.优选的，如图2中所示：从动齿轮一52和从动齿轮二57外部齿槽均呈90
°
设置，使主动齿轮一53和主动齿轮二59只能带动从动齿轮一52和从动齿轮二57呈90度旋转，进而带动阀块42呈90
°
旋转，实现阀块42的工作。
34.优选的，如图3-5、7-8中所示，连接杆43靠近从动轴56设置有十字滑槽44，且从动轴56靠近连接杆43的一端设置有十字滑块514，通过设置的十字滑块514和十字滑槽44的配合，使从动轴56可在连接杆43端部滑动，进而带动从动齿轮一52和从动齿轮57的移动，进一步实现与主动齿轮一53和主动齿轮二59的啮合，实现差速调节。
35.优选的，如图3-5中所示：主动轴510的外部设置有阻尼器511，阻尼器511将主动轴510分为两个，主动齿轮一53和主动齿轮二59分别安装在两个主动轴510上，且主动齿轮一53和从动齿轮52呈大/小设置，主动齿轮二59和从动齿轮57呈小/大设置。
36.如此设置，浮板22下降时，会带动齿条23向下移动，进而带动主动轴510旋转，当主动齿轮二59和从动齿轮57啮合时，由于主动齿轮二59较小，会旋转一圈或者多圈，带动从动齿轮57和从动轴56旋转90
°
，进而带动阀块42旋转90
°
，实现随着蛋白液液位的降低，浮板22跟随液位下降，带动连通管30缓慢打开，实现控速上样的功能，
37.也就是说，当主动齿轮一53和从动齿轮52啮合时，由于主动齿轮一53较大，当主动齿轮一53转动不足90
°
时，从动齿轮一52快速旋转90
°
，从动轴56带动阀块42呈90
°
旋转，快速将连通管30打开至最大流量，此时，齿条23会继续向下移动，主动齿轮一53和从动齿轮一52咬住，阻尼器511受到阻力使主动轴510开始空转，即实现主动齿轮一53和主动齿轮二59可配合使用，进而实现速度调节的同时，满足其工作。
38.优选的，如图3-5中所示：从动轴56远离连接杆43的一端贯穿驱动壳体51与外部连接，且驱动壳体51靠近从动轴56贯穿位置处设置有卡块513，卡块513的一端与弹簧512固定连接，且弹簧512的另一端与驱动壳体51固定连接，从动轴56靠近卡块513的外表面设置有
两个卡槽58，从动轴56通过卡槽58与卡块513转动连接，如此设置，在从动轴56拉伸调节时，利用卡槽58和卡块513的配合可实现对从动轴56的定位，防止从动轴56在旋转过程中发生位移，影响转动效果。
39.优选的，如图3-5中所示：驱动轴56的外部还滑动连接有支撑板55，支撑板55的一端与驱动壳体51固定连接，用于对驱动轴56的支撑，防止移动过程中发生偏移，影响拉伸效果。
40.优选的，水位计壳体21的外表面还设置有刻度线24，进而便于使用者对液位的观察。
41.工作原理：使用前，首先将从动轴56拉出至最外端，此时从动齿轮一52和从动齿轮二57与主动齿轮一53和主动齿轮二59都不接触(如图5中所示)，转动从动轴56，人工带动阀块42旋转，进而将连通管30关闭，关闭后，将蛋白液倒入蛋白液容纳箱10的内部，同时利用蛋白液的浮力将水位计壳体21内部的浮板22顶起，带动齿条22向上移动，进而使装置恢复到初始位置(如图2中所示)，此时，人工轻转从动轴56，将阀块42微微打开，使蛋白液缓慢流出，此时，将从动轴56推入驱动壳体51的内部，可根据现场需要将从动轴56推入至合理位置处，也就是说，当需要缓慢打开阀体42时，将从动轴56推进驱动壳体51的内部，只需听到一次卡块513和卡槽58配合时发出的“咔哒”声，代表主动齿轮二59和从动齿轮二57相互啮合，准备工作完成，此时，随着蛋白液的缓慢流出，浮板22会带动齿条23向下缓慢移动，进而带动阀块42缓慢转动，实现蛋白液排出速度随着液位的缓慢降低而保持稳控速度，实现控速上样功能(如图3中所示)，当需要快速打开时，只需听到两次卡块513与卡槽58配合时发出的“咔哒”声即可(如图4中所示)，代表主动齿轮一53和从动齿轮一52啮合，当主动齿轮一53和从动齿轮一52啮合时，同时由于从动齿轮一53较大，液位下降部分后即可全部打开，适用于蛋白液较少的情况下，阀块42的快速打开，进而实现蛋白液快速控速上样功能，在使用过程中无需纯化人员一直值守在装置旁边，提高纯化人员的工作效率。
42.可以理解的是：蛋白液容纳箱10内部的蛋白液不能超过位于水位计20连通孔，一旦超过，超过部分将不能实现控制阀块42旋转的功能，直至蛋白液液位下降至低于上端连通孔位置。
43.同时，图中所示出的主动齿轮可以为一个或者多个，使用者可以根据实验室常用的实验液位安装齿条和主动齿轮、从动齿轮的位置，进而实现准确地配合。
44.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。