本发明专利技术提供了一种二次两级切向流分离纯化和浓缩外泌体的超滤装置，包括以及通过管路连接的第一级切向流超滤系统、第二级切向流超滤系统、蠕动泵和循环泵，所述蠕动泵和循环泵用于驱动所述超滤装置内部的液体流动；且所述第一级切向流超滤系统和所述第二级切向流超滤系统内分别设置有第一过滤膜以及第二过滤膜，所述第二过滤膜的过滤孔孔径小于所述第一过滤膜的过滤孔孔径。本发明专利技术还提供一种二次两级切向流分离纯化和浓缩外泌体的超滤方法，包括对待提取液的循环超滤，最终制得高纯度的外泌体，本发明专利技术有较高的推广价值与商业价值。本发明专利技术有较高的推广价值与商业价值。本发明专利技术有较高的推广价值与商业价值。
【技术实现步骤摘要】
二次两级切向流分离纯化和浓缩外泌体的超滤装置及方法
[0001]本专利技术涉及生物
，具体而言，涉及一种二次两级切向流分离纯化和浓缩外泌体的超滤装置及方法。
技术介绍
[0002]目前，外泌体的分离富集提取方法主要靠人工操作，主要技术方法包括离心、沉淀、超滤、免疫亲和及微流控等，随着科学技术的发展和人们健康观念和追求美的观念的普及，外泌体市场需求变大，传统外泌体分离技术方法规模化提取分离与纯化受限产能不足，造成外泌体供不应求，因此外泌体规模化生产迫在眉睫。
[0003]超速离心一直被视为分离提取外泌体的金标准。该方法根据沉降系数、大小和形状多次差速离心来进行分离得到外泌体。先收集间充质干细胞(MSC)培养基上清液，先在4℃条件下，300g
‑
500g离心10分钟，得到上清液1和沉淀1，这一步骤是为了去除活细胞；接下来对上清液1在4℃条件下2000g离心10～20分钟，去除死细胞，得到上清液2和沉淀2；对上清液2进行离心，离心条件为4℃，10,000g，20～30分钟，得到上清液3和沉淀3，这一步是为了去除细胞碎片；接下来对上清液3进行离心，离心条件为4℃，100,000g，70～120分钟，得到上清液4和沉淀4，这一步是为了去除囊泡结构；之后对上清液4进行离心，离心条件为4℃，100,000g，70～120分钟，得到上清液5和沉淀5，沉淀5即为外泌体。接下来使用PBS重悬外泌体，即可得到外泌体悬液。该项技术耗时大约5～6个小时。
[0004]由于当前外泌体分离提取多为人工操作，整个分离提取过程繁琐，历经时间较长，现有自动分离提取设备产量低，耗时长，成本高，难以满足市场需求。各外泌体商家迫切需要一套能够快速、大量获取高纯度外泌体制备平台。例如超速离心法，过程繁琐，耗时耗力，对操作人员经验依懒性强，收集结果重复性差，回收率低，限制了其在外泌体工业化生产和临床应用；亲和层析、离子交换层析等层析法具备一定的工业纯化生产中，虽然可对目标纯化物进行定量、浓度检测等，但受制于层析柱的对进料样品的PH、缓冲和电导率以及纯化物自身的等电点等参数要求，在工业化进程中具有一定的局限性；免疫磁珠法和微流控法成本较高，经济性差，技术要求较高，适于微量纯化操作，难以大规模制备等问题。
[0005]此外，随着生物
进展，为了生物药商业化生产，一些能够使用细胞培养基上清液等粗生物产品溶液来分离纯化得到目标产物的技术也逐步开始使用。例如基于亲和力的亲和层析方法。基于亲和力的层析以目标产物与固态基质以部分特异性相互作用为基础来分离生物分子。因此，目标产物与固态基质特异性结合，其他不能结合的非特异性组分从系统中流出。之后洗脱层析柱就能够收获目标产物。尽管亲和层析能够产生高度特异并能够产生非常纯的产物，但亲和层析所用的填料是其他材料的10多倍。并且维护、更换、工艺开发、检测也是一笔明显的支出成本。
[0006]此外传统的死端过滤技术，是将料液置于膜的上游，再压力差的推动下，水和小于膜孔的颗粒透过膜。大于膜孔的颗粒则被膜截留。死端过滤的缺陷是随着时间的增加，膜面上堆积的颗粒也在增加，过滤阻力增大，膜渗透速率下降。因此，死端过滤是间歇式的，必须
周期性的停下来清洗膜表面的污染层，或者更换膜。而且只适用于通量比较小、固含量较低的液体过滤。切向流过滤适用于较大规模的料液过滤，液体流动在过滤截至表面产生剪切力，减小了滤饼层或凝胶层的堆积，保证了稳定的过滤速度。
技术实现思路
[0007]本专利技术要解决的技术问题是提供一种二次两级切向流分离纯化和浓缩外泌体的超滤装置，以解决目前传统方法分离纯化和浓缩外泌体时操作复杂、需要频繁维护以及成本高的问题。
[0008]为解决上述问题，本专利技术提供一种二次两级切向流分离纯化和浓缩外泌体的超滤装置，其特征在于，包括通过管路依次连通的第一级切向流超滤系统、第一蠕动泵以及第二级切向流超滤系统，所述第一蠕动泵用于驱动所述第一级切向流超滤系统内部的液体流至所述第二级切向流超滤系统；且所述第一蠕动泵不起过滤作用，外泌体能够通过第一蠕动泵；
[0009]且所述第一级切向流超滤系统内设置有第一过滤膜，所述第二级切向流超滤系统内设置有第二过滤膜所述第一过滤膜与所述第二过滤膜通过所述管路相连通；，所述第二过滤膜的过滤孔孔径小于所述第一过滤膜的过滤孔孔径。
[0010]作为优选的方案，所述第一过滤膜的过滤孔孔径大于等于0.18μm，所述第二过滤膜的过滤孔孔径小于等于0.03μm。
[0011]作为优选的方案，所述的第一过滤膜以及第二过滤膜均为盒式平板膜。
[0012]作为优选的方案，所述第一级切向流超滤系统内设置有一过滤液容器，所述第二级切向流超滤系统内设置有一富集液容器，且所述过滤液容器与所述第一过滤膜游通过所述管路连通，所述富集液容器与所述第二过滤膜的上游和下游通过所述管路连通，使得液体在所述超滤装置流动时，通过所述第一过滤膜的液体流入所述过滤液容器中，未通过所述第二过滤膜的液体流入富集液容器中。
[0013]作为优选的方案，所述富集液容器与所述第二过滤膜之间设置有一单向阀和一个循环泵，且该单向阀的流向为从所述富集液容器至所述第二过滤膜，所述循环泵用于驱动所述第二级切向流超滤系统内部的液体循环流动。第一蠕动泵能够驱动管路内的液体进行流动，将待提取液从管路中引入至第一级切向流超滤系统、第二级切向流超滤系统内进行超滤。
[0014]循环泵设置在第二级切向流超滤系统内，能够驱动液体在所述第二级切向流超滤系统内多次超滤，以提高外泌体的提取率，同时提高浓缩和纯化外泌体的效果。
[0015]作为优选的方案，所述富集液容器与所述第二过滤膜之间设置有一单向阀，且该单向阀的流向为从所述富集液容器至所述第二过滤膜。使得循环泵与第一蠕动泵工作过程中，管路内的液体无法从第二过滤膜回流至富集液容器，避免了由于回流给富集液带来的纯度的影响。
[0016]作为优选的方案，所述第二过滤膜出口端与一回收容器相连通，所述回收容器用于回收经过所述循环泵循环结束后通过所述第二过滤膜的液体。
[0017]作为优选的方案，所述第一过滤膜的进口端的所述管路与一待提取液容器相连通；使得液体在所述超滤装置流动时，未通过所述第一过滤膜的液体流入所述待提取液容
器中。
[0018]作为优选的方案，所述第一级切向流超滤系统内设置有一第二蠕动泵，且所述第二蠕动泵的进口与所述待提取液容器相连通，所述第二蠕动泵的出口与所述第一过滤膜的进口端相连通；所述第二蠕动泵用于驱动所述待提取液容器内的液体流至所述第一级切向流超滤系统。
[0019]本专利技术中，切向流过滤(TFF)技术,能够高效、快速的进行生物分子的分离与纯化处理，能够对低至数十毫升，高达数千升的样品溶液进行浓缩和脱盐处理，也可用于大小不同的生物分子的分离、细胞悬液的收集、以及发酵液和细胞裂解液中的细胞和细胞碎片的去除和澄清。切向流过滤，是指液体流动方向与过滤方向垂直的过滤形式。液体流动在过滤介质表面产生剪切本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种二次两级切向流分离纯化和浓缩外泌体的超滤装置，其特征在于，包括通过管路(3)依次连通的第一级切向流超滤系统(1)、第一蠕动泵(4)以及第二级切向流超滤系统(2)，所述第一蠕动泵(4)用于驱动所述第一级切向流超滤系统(1)内部的液体流至所述第二级切向流超滤系统(2)；且所述第一级切向流超滤系统(1)内设置有第一过滤膜(11)，所述第二级切向流超滤系统(2)内设置有第二过滤膜(21)，所述第一过滤膜(11)与所述第二过滤膜(21)通过所述第一蠕动泵(4)相连通；所述第二过滤膜(21)的过滤孔孔径小于所述第一过滤膜(11)的过滤孔孔径。2.根据权利要求1所述的二次两级切向流分离纯化和浓缩外泌体的超滤装置，其特征在于，所述第一过滤膜(11)的过滤孔孔径大于等于0.18μm，所述第二过滤膜(21)的过滤孔孔径小于等于0.03μm；且所述的第一过滤膜以及第二过滤膜均为盒式平板膜。3.根据权利要求1所述的二次两级切向流分离纯化和浓缩外泌体的超滤装置，其特征在于，所述第一级切向流超滤系统(1)内设置有一过滤液容器(12)，所述第二级切向流超滤系统(2)内设置有一富集液容器(22)，且所述过滤液容器(12)与所述第一过滤膜(11)下游通过所述管路(3)连通，所述富集液容器(22)与所述第二过滤膜(21)的上游和下游通过所述管路(3)连通，使得液体在所述超滤装置流动时，通过所述第一过滤膜(11)的液体流入所述过滤液容器(12)中，未通过所述第二过滤膜(21)的液体流入富集液容器(22)中。4.根据权利要求3所述的二次两级切向流分离纯化和浓缩外泌体的超滤装置，其特征在于，所述富集液容器(22)与所述第二过滤膜之间设置有一单向阀(6)和一个循环泵(5)，且该单向阀(6)的流向为从所述富集液容器(22)至所述第二过滤膜，所述循环泵(5)用于驱动所述第二级切向流超滤系统(2)内部的液体循环流动。5.根据权利要求4所述的二次两级切向流分离纯化和浓缩外泌体的超滤装置，其特征在于，所述第二过滤膜(21)出口端与一回收容器(8)相连通，所述回收容器(8)...
【专利技术属性】
技术研发人员：何加铭，李思，杨茗予，
申请(专利权)人：宁波甬恒瑶瑶智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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