一种蛋白质等电纯化装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于蛋白质等电点区别进行蛋白质纯化的装置，其原理为：在电泳过程中，目的蛋白质在与其等电点相同的缓冲液中几乎不泳动。而杂质蛋白质因为带负点荷或正电荷而向电泳池正极或负极泳动，集中在电极池区域，从而与目的蛋白质分离。采用微孔材料隔离样品与电泳池正负极区域，可以将电泳后的目的蛋白质保留在样品池中。同时电泳过程中电极池缓冲液不停更新，以避免pH极化和各种带电离子浓差极化导致杂质蛋白质泳动停止，并带走杂质蛋白质和极化后累积的离子。

An isoelectric purification device for protein

The utility model discloses a device for protein purification based on the difference of protein isoelectric point. The principle is that during electrophoresis, the target protein almost doesn't swim in the same buffer as its isoelectric point. The impurity protein is concentrated in the electrode pool area to separate the target protein because of the negative point charge or positive charge and the positive or negative stroke of the electrophoresis pool. Using microporous material to isolate the sample and the positive and negative region of the electrophoresis pool, the target protein after the electrophoresis can be retained in the sample pool. At the same time, the buffer pool of the electrode pool is continuously updated in order to avoid the polarization of pH and the concentration polarization of various charged ions, resulting in the stop of the protein swimming and the accumulation of impurities and the accumulated ions after polarization.

【技术实现步骤摘要】
一种蛋白质等电纯化装置
本技术涉及生物
，具体涉及一种蛋白质等电纯化装置。
技术介绍
蛋白质是实现生命体功能的大分子物质，包括酶、抗体、细胞因子、结构蛋白、膜蛋白等等许多类型。由于蛋白质具有从催化反应到信号转导的一系列活性，其在科研、医药、食品、工业等方面的应用越来越广泛。一种蛋白质中通常混杂有其它蛋白质。为获得纯净的蛋白质实现应用目的，常常需要将蛋白质纯化。以用于药品的抗体为例，通常需要其纯度达到99％以上。蛋白质的纯化手段包括盐析、各种色谱、超滤、电泳。其中盐析是很粗糙的分离手段，只能进行大致分离。超滤通常只能将蛋白质与小分子物质分离。色谱是最常用的蛋白质纯化手段。然而，色谱填料通常载量不高，重复使用的次数有限，装填、消毒灭菌不方便且价格昂贵。电泳纯化通常使用聚丙烯酰胺凝胶作为载体，载量非常小，只用于实验室。等电聚焦也属于一种电泳纯化方法，其使用一系列不同等电点的化合物作为载体，不仅载量非常小，且操作复杂，价格高昂。目前所有的蛋白质纯化手段对于公斤级蛋白质纯化都非常昂贵，这也导致了药用蛋白质如人血白蛋白价格高昂。在申请号为200710049296.6的专利申请文件中公开了一种蛋白质纯化方法，采用了在目的蛋白质等电点电泳，使杂蛋白离开样品池从而纯化目的蛋白的方法。然而其方法存在几个缺点。首先是分隔样品池的是聚丙烯酰胺凝胶，需要临时准备并一次性使用，较为复杂，不能消毒灭菌且成本较高，不适合工业规模蛋白质纯化。其次为了保持良好的导电性，聚丙烯酰胺凝胶中加了大量盐，在电泳过程中这些盐会进入样品，导致样品成分改变甚至蛋白质可能变性。最后电泳持续进行会导致整个装置出现离子和pH的极化，改变蛋白质电泳性质，因此该技术步骤中需要改变原电池的pH值，使另一批蛋白质离子向正、负极池转移，直到完全纯化。这就导致了步骤繁琐且难以控制。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提供了一种蛋白质等电纯化装置，旨在采用电泳手段纯化蛋白质。本技术的技术方案是：本技术公开了一种蛋白质等电纯化装置,包括泵、电泳槽、电源、储液缸和废液缸；所述的电泳槽是由有机玻璃板拼接制成的方形直槽，有机玻璃板的连接处采用透明硅橡胶进行粘接和密封处理。进一步的，所述的电泳槽的内侧面纵向设置有两排滑槽，滑槽内设置有由多孔材料制成的多孔滤膜；多孔滤膜将电泳槽划分为样品池、正极电极池和负极电极池；多孔滤膜的作用是起到分子滤网的作用，允许蛋白质分子自由通过，同时限制液体的宏观流动，以避免目的蛋白质被带出样品池。再进一步，所述的多孔滤膜一般采用微滤膜。进一步的，电泳槽侧壁上对应样品池的区域内设置有样品进液口和样品出液口。进一步的，电泳槽侧壁上对应正极电极池的区域内设置有正极进液口和正极出液口。进一步的，电泳槽侧壁上对应负极电机的区域内设置有负极进液口和负极出液口。进一步的，所述的正极电极池上设置有正极电极孔，电源连接正极电极针通过正极电极孔伸入正极电极池；负极电极池上设置有负极电极孔，电源连接负极电极针通过负极电极孔伸入负极电极池。为了保证密封性，放置泄露，正极电极孔和负极电极孔处均设置有密封圈。进一步的，所述的正极电极池和负极电极池内均设置有电极丝，电极丝分别与正极电极针和负极电极针连接。一般情况下，电极丝为铂丝。进一步的，所述的电极丝平行布置，且电极丝之间的间距为10-50mm。进一步的，所述的泵为蠕动泵，蠕动泵的进口与储液缸连通，蠕动泵的出口分别与正极进液口、负极进液口连通。蠕动泵的进口和出口均连接硅胶软管，并通过硅胶软管分别与储液缸、正极进液口、负极进液口连通。进一步的，所述的正极出液口和负极出液口分别连接到废液缸。正极出液口和负极出液口同样通过硅胶软管连接到废液缸。进一步的，所述的正极出液口和负极出液口位于电泳槽不同的侧壁上。一般正极出液口和负极出液口位于电泳槽相对的侧壁上。再进一步，所述的电泳槽的侧壁上设置有紧固螺钉，紧固螺钉穿过电泳槽的相对两个侧壁面和多孔滤膜。本技术还公开了一种蛋白质等电纯化方法，包括以下步骤：步骤一：将待纯化蛋白质溶于与其等电点pI相同pH的缓冲液中；步骤二：将步骤一中配置得到的溶液加入样品池中备用；步骤三：向正极电极池和负极电极池中加入缓冲液，该缓冲液与步骤一中使用的缓冲液具有相同的缓冲试剂及浓度，对正极电极池，pH范围为(pI-1)至pI，对负极电极池，pH范围为pI至(pI+1)；步骤四：向正极储液缸及负极储液缸中加入缓冲液，该缓冲液与步骤三中选用的溶液所使用的缓冲液相同；步骤五：启动蠕动泵更新正极电极池和负极电极池中的缓冲液；步骤六：启动电源进行5-15分钟电泳纯化；进一步的，步骤一中所述的待纯化蛋白质可选用牛血红蛋白。再进一步，步骤一所述的缓冲液包括：NaAc(50mM，pH5.0)缓冲液、Na2HPO4/NaH2PO4(50mM，pH6.8)缓冲液、TrisHCl(50mM，pH8.5)缓冲液。再进一步，所述的步骤一中待纯化蛋白质中包括杂质蛋白质，杂质蛋白质可使用藻蓝蛋白。具体的说，本技术利用蛋白质具有不同的等电点，在其等电点附近，蛋白质几乎不带电，从而不会在电场作用下泳动。若将混杂有其它蛋白质的目的蛋白质调整pH至目的蛋白质等电点，再进行电泳，目的蛋白质几乎停留于原地，大多数杂质蛋白质因为等电点与目的蛋白质不同，将带上正电荷或负电荷，从而向电泳池负极或正极泳动。为了将目的蛋白质与杂质蛋白质分离，在样品池和正极电极池、样品池和负极电极池之间以多孔滤膜分隔。多孔滤膜的选择，应能够容许蛋白质及离子通过，又能够尽量隔离液体的宏观流动。这样，电泳过程中目的蛋白质留在样品池中，杂质蛋白质穿过隔离的多孔物质，进入并停留在电极池中，实现了目的蛋白质的纯化。上述分离与纯化不能长期维持，因为电泳过程同时也是电解过程，负极通常发生电极反应：2H2O+2e-→H2+2OH-正极常见的电极反应包括：上述电极反应会导致正极电极池pH逐渐降低，负极电极池pH逐渐升高。进而阻止杂质蛋白质进入电极池甚至逆转杂质蛋白质的泳动方向，使杂质蛋白质返回样品池。实施方案中展示了极化导致的蛋白质泳动改变。同时，样品中其它离子也会在电场作用下积累于正极电极池或负极电极池，改变样品池中的离子组成与电场强度。在原有方案的基础上，将电极池溶液不断排出并加入新的溶液，可有效解决上述问题。电极池溶液更新稳定了极化导致的电极池离子浓度改变，消除了电极反应导致的pH改变，使蛋白质电泳可一直稳定进行。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术基于的原理是在目的蛋白质等电点进行电泳，使杂蛋白向电极池泳动与目的蛋白分离。有益效果在于：1.本技术使用多孔材料隔离样品池与电极池，成本低、使用方便、可以消毒灭菌且不会导致样品成分发生变化。2.电极池溶液不断更新，避免了pH极化与浓差极化，整个电泳纯化过程非常稳定。3.本技术装置组成结构简单，可反复使用若干次而不降低效果。4.本技术控制过程简单，一次性处理蛋白质载量大，甚至可达到一次性处理公斤级规模。5.本技术成本低廉，除了少量低成本的缓冲液及电力外，几乎没有消耗品。6.本技术公开的方案纯化速度快，效果较好，10分钟可达到90％以上的纯度。7.本技术可以很容易做到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蛋白质等电纯化装置,其特征在于，包括泵(9)、电泳槽(8)、电源(7)、储液缸(10)和废液缸(11)；所述的电泳槽是由有机玻璃板拼接制成的方形直槽，有机玻璃板的连接处采用透明硅橡胶进行粘接和密封处理；所述的储液缸(10)包括正极储液缸和负极储液缸；所述的电泳槽的内侧面纵向设置有两排滑槽，滑槽内设置有由多孔材料制成的多孔滤膜(4)，多孔滤膜(4)对蛋白质的截留分子量大于100kD；多孔滤膜将电泳槽划分为样品池(3)、正极电极池(101)和负极电极池(1)；电泳槽侧壁上对应样品池的区域内设置有样品进液口和样品出液口；电泳槽侧壁上对应正极电极池的区域内设置有正极进液口和正极出液口；电泳槽侧壁上对应负极电机的区域内设置有负极进液口和负极出液口；所述的正极电极池上设置有正极电极孔，电源连接正极电极针(6)通过正极电极孔伸入正极电极池；负极电极池上设置有负极电极孔，电源连接负极电极针(5)通过负极电极孔伸入负极电极池；所述的正极电极池和负极电极池内均设置有电极丝(2)，电极丝分别与正极电极针和负极电极针连接。

【技术特征摘要】
1.一种蛋白质等电纯化装置,其特征在于，包括泵(9)、电泳槽(8)、电源(7)、储液缸(10)和废液缸(11)；所述的电泳槽是由有机玻璃板拼接制成的方形直槽，有机玻璃板的连接处采用透明硅橡胶进行粘接和密封处理；所述的储液缸(10)包括正极储液缸和负极储液缸；所述的电泳槽的内侧面纵向设置有两排滑槽，滑槽内设置有由多孔材料制成的多孔滤膜(4)，多孔滤膜(4)对蛋白质的截留分子量大于100kD；多孔滤膜将电泳槽划分为样品池(3)、正极电极池(101)和负极电极池(1)；电泳槽侧壁上对应样品池的区域内设置有样品进液口和样品出液口；电泳槽侧壁上对应正极电极池的区域内设置有正极进液口和正极出液口；电泳槽侧壁上对应负极电机的区域内设置有负极进液口和负极出液口；所述的正极电极池上设置有正极电极孔，电源连接正极电极针(6)通过正极电极孔伸入正极电极池；...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖兵，周洲，陈娇，黄迎春，翟祎星，
申请(专利权)人：赖兵，
类型：新型
国别省市：四川,51