本發明涉及蛋白溶液純化，具體涉及一種蛋白溶液純化裝置及純化方法。

背景技術：

1、蛋白質表達純化在生物科學研究和生物制藥領域中具有至關重要的地位，隨著對高純度蛋白質需求的增長，研究者們對有效的純化技術的關注日益增加。在現有技術中，透析袋作為一種常用的蛋白質純化工具，其原理是基于半透膜的特性，允許小分子物質通過而阻止大分子蛋白質。然而，透析袋在實際應用中存在諸多局限，尤其是在處理大體積蛋白質溶液時，其操作復雜且效率低下，成為研究者面臨的重要挑戰。具體而言，透析袋的容積有限，處理大量蛋白質時往往需要同時使用多個袋子，這不僅增加了操作復雜性，還可能導致溶液泄漏和交叉污染。此外，更換透析液的過程繁瑣且耗時，研究人員需要將透析袋從裝置中取出，傾倒舊液并重新安裝，這一過程顯著影響了純化效率。此外，現有透析設備缺乏自動化控制，無法精確調控透析時間、液流速和溫度等關鍵參數，從而限制了純化效果與質量。

2、除了透析袋，層析技術也是一種重要的蛋白質純化方法，然而，層析技術同樣面臨一系列問題。在層析實驗中，固定相的更換往往復雜且耗時，傳統裝置未能考慮更換的便捷性，導致實驗人員在需要更換時耗費大量時間和精力。同時，固定相的使用量難以精確控制，影響蛋白質的分離效果，且層析路徑的不規則性進一步降低了分離效率。此外，柱壓問題也不容忽視，因壓力增加導致固定相堆積，進一步降低了層析效率。

3、針對現有技術的不足，迫切需要一種新型的自動化、高效的蛋白質純化裝置。

技術實現思路

1、本發明所要解決的技術問題在于：如何提高蛋白質溶液層析和透析的效率，并且進一步實現自動化。

2、為解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：

3、一種蛋白溶液純化裝置，包括層析裝置以及通過四通管連接的透析容器，所述層析裝置包括有可拆卸連接的層析管半管乙、層析管半管甲，以及搭接在二者之間的若干攔網，所述攔網上設有薄層基質；

4、所述透析容器內部設置有透析裝置，在所述透析容器的一側設置有緩沖液進入管口以及透析出液管，在所述透析裝置的底部設置有緩沖液釋放管口。

5、本發明通過層析半管甲、層析半管乙的配合使用，層析半管乙與層析半管甲可拆卸連接，攔網以及薄層基質搭接在二者內部，解決了層析實驗中固定相不易更換的問題，使用者能夠根據實驗需求靈活調整攔網與薄層基質的數量，提高了分離效果，本裝置能夠單次處理大量蛋白質溶液，且允許根據需要更換攔網與薄層基質、透析裝置，增強了適用性，整體設計充分考慮了操作的便捷性，從樣品的通入到純化后的收集，再到各個部件的清洗和維護，均簡化了操作步驟，大幅度減少了實驗人員的工作量和操作難度。

6、作為本發明進一步的方案：所述層析管半管乙以及層析管半管甲均為弧形板狀結構，其中層析管半管乙以及層析管半管甲的內部沿豎直方向設有若干組用于搭接攔網的擋塊。

7、作為本發明進一步的方案：所述層析管半管乙的兩側設置有u形滑槽，所述層析管半管甲的兩側設有與u形滑槽相對應的滑軌，所述層析管半管乙的u形滑槽能夠滑動連接到滑軌的外側。

8、作為本發明進一步的方案：所述層析裝置還包括有進液管蓋、儲液管以及出液管蓋，所述進液管蓋安裝在儲液管的頂部，所述層析管半管乙以及層析管半管甲安裝在儲液管的底部，所述出液管蓋安裝在層析管半管乙以及層析管半管甲的底部，其中出液管蓋通過四通管與透析容器連接。

9、作為本發明進一步的方案：所述層析裝置包括與四通管連通的透析進液管，所述透析進液管通過橡膠環束連接有透析袋，在透析袋的外側設置有透析袋支撐網，所述透析袋呈迂回狀布置，其另一端連接到透析出液管。

10、作為本發明進一步的方案：所述透析進液管以及透析出液管結構相同，所述透析進液管和透析出液管與透析袋連接的一側均設置有三角扁平狀接口，所述透析進液管和透析出液管的另一側均為圓筒狀接口。

11、作為本發明進一步的方案：所述四通管包括有四通管第一管口、四通管第二管口、四通管第三管口以及四通管第四管口，所述四通管第一管口與四通管第三管口組成連通的橫管，所述四通管第二管口與四通管第四管口組成連通的豎管，其中四通管第二管口與層析裝置的底部連通，四通管第一管口與透析容器連通，且每個管口內均設有控制閥。

12、作為本發明進一步的方案：關閉所述四通管第三管口以及四通管第四管口內的控制閥，蛋白溶液進入層析裝置以及透析容器進行層析和透析處理。

13、作為本發明進一步的方案：關閉所述四通管第二管口以及四通管第四管口內的控制閥，并在緩沖液釋放管口以及四通管第三管口之間連接循環泵，進行蛋白溶液的循環透析。

14、本發明還公開了一種蛋白溶液純化裝置的純化方法，包括如下步驟：

15、關閉緩沖液釋放管口，將緩沖液(或稱透析液)從緩沖液進入管口通入透析容器中；

16、關閉四通管連接層析裝置和透析裝置的管口打開，將純化蛋白溶液樣品通入層析裝置中，依次經過薄層基質、透析袋進行層析與透析作用后，從透析出液管口流出收集。

17、與現有技術相比，本發明的有益效果是：

18、1.本發明通過設置的儲液管、層析半管甲、層析半管乙的配合使用，通過層析半管乙與層析半管甲外部滑軌與u形滑槽的推拉開合，而攔網以及薄層基質搭接在二者內部，從而解決了層析實驗中固定相不易更換的問題；

19、2.本發明通過層析半管乙內部的卡槽、攔網、薄層基質的配合，使用者可根據實驗需求改變攔網與薄層基質的安裝數量，解決了傳統層析過程中固定相使用不易量化的問題，解決了層析路徑不規則的問題，相較于傳統層析，本裝置對樣品中蛋白質的分離效果更加明顯；

20、3.本發明創造性地使用攔網來固定薄層基質(或稱固定相)，解決了層析過程中因壓力導致固定相堆積使柱壓升高，層析效率低的問題；

21、4.本發明通過設置的透析進液管、透析袋、透析袋支撐網配合，使得蛋白質溶液在透析時液體橫截面為扁平狀，增大了透析時蛋白質溶液的表面積/體積比，提升了透析效率；

22、5.本發明通過透析容器內支撐臺、凹槽、透析袋支撐網的配合，增加了透析液流過的路徑，提高了透析效果，解決了傳統蛋白質溶液透析耗時長的問題；

23、6.本發明可單次處理大量蛋白質溶液，其中攔網與薄層基質、透析袋可根據所需處理樣品進行更換，提高了該裝置的適用性；

24、綜上，本發明的蛋白溶液純化裝置在蛋白質表達純化領域具有重要的創新意義和應用價值，能夠為相關領域的研究和生產提供更高效、更便捷的技術支持。

技術特征：

1.一種蛋白溶液純化裝置，其特征在于，包括層析裝置(15)以及通過四通管(8)連接的透析容器(22)，所述層析裝置(15)包括有可拆卸連接的層析管半管乙(3)、層析管半管甲(4)，以及搭接在二者之間的若干攔網(20)，所述攔網(20)上設有薄層基質(25)；

2.根據權利要求1所述的一種蛋白溶液純化裝置，其特征在于：所述層析管半管乙(3)以及層析管半管甲(4)均為弧形板狀結構，其中層析管半管乙(3)以及層析管半管甲(4)的內部沿豎直方向設有若干組用于搭接攔網(20)的擋塊(19)。

3.根據權利要求2所述的一種蛋白溶液純化裝置，其特征在于：所述層析管半管乙(3)的兩側設置有u形滑槽(26)，所述層析管半管甲(4)的兩側設有與u形滑槽(26)相對應的滑軌(21)，所述層析管半管乙(3)的u形滑槽(26)能夠滑動連接到滑軌(21)的外側。

4.根據權利要求1所述的一種蛋白溶液純化裝置，其特征在于：所述層析裝置(15)還包括有進液管蓋(1)、儲液管(2)以及出液管蓋(6)，所述進液管蓋(1)安裝在儲液管(2)的頂部，所述層析管半管乙(3)以及層析管半管甲(4)安裝在儲液管(2)的底部，所述出液管蓋(6)安裝在層析管半管乙(3)以及層析管半管甲(4)的底部，其中出液管蓋(6)通過四通管(8)與透析容器(22)連接。

5.根據權利要求1所述的一種蛋白溶液純化裝置，其特征在于：所述層析裝置(15)包括與四通管(8)連通的透析進液管(9)，所述透析進液管(9)通過橡膠環束(27)連接有透析袋(11)，在透析袋(11)的外側設置有透析袋支撐網(24)，所述透析袋(11)呈迂回狀布置，其另一端連接到透析出液管(14)。

6.根據權利要求5所述的一種蛋白溶液純化裝置，其特征在于：所述透析進液管(9)以及透析出液管(14)結構相同，所述透析進液管(9)和透析出液管(14)與透析袋(11)連接的一側均設置有三角扁平狀接口，所述透析進液管(9)和透析出液管(14)的另一側均為圓筒狀接口。

7.根據權利要求1所述的一種蛋白溶液純化裝置，其特征在于：所述四通管(8)包括有四通管第一管口(81)、四通管第二管口(82)、四通管第三管口(83)以及四通管第四管口(84)，所述四通管第一管口(81)與四通管第三管口(83)組成連通的橫管，所述四通管第二管口(82)與四通管第四管口(84)組成連通的豎管，其中四通管第二管口(82)與層析裝置(15)的底部連通，四通管第一管口(81)與透析容器(22)連通，且每個管口內均設有控制閥。

8.根據權利要求7所述的一種蛋白溶液純化裝置，其特征在于：關閉所述四通管第三管口(83)以及四通管第四管口(84)內的控制閥，蛋白溶液進入層析裝置(15)以及透析容器(22)進行層析和透析處理。

9.根據權利要求7所述的一種蛋白溶液純化裝置，其特征在于：關閉所述四通管第二管口(82)以及四通管第四管口(84)內的控制閥，并在緩沖液釋放管口(16)以及四通管第三管口(83)之間連接循環泵，進行蛋白溶液的循環透析。

10.一種如權利要求1-9任意一項所述的蛋白溶液純化裝置的純化方法，其特征在于，包括如下步驟：

技術總結
本發明公開了一種蛋白溶液純化裝置及純化方法，包括層析裝置以及通過四通管連接的透析容器，層析裝置包括有可拆卸連接的層析管半管乙、層析管半管甲，以及搭接在二者之間的若干攔網，攔網上設有薄層基質；透析容器內部設置有透析裝置，在透析容器的一側設置有緩沖液進入管口以及透析出液管。本發明通過層析半管甲、層析半管乙的配合使用，層析半管乙與層析半管甲可拆卸連接，攔網以及薄層基質搭接在二者內部，解決了層析實驗中固定相不易更換的問題，使用者能夠根據實驗需求靈活調整攔網與薄層基質的數量，提高了分離效果，本裝置能夠單次處理大量蛋白質溶液，且允許根據需要更換攔網與薄層基質、透析裝置，增強了適用性。

技術研發人員：劉婧,賀天馬,趙瑩,任碧涵,李鼎銘,孫敏暢,張振磊,蔚文琦
受保護的技術使用者：合肥大學
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24