【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种批量分离富集装置，特别涉及一种具备创新流路设计的切向流超滤装置，以及其在复杂细胞上清中细胞外囊泡批量制备中的应用。
技术介绍
1、膜分离技术是一种利用压力差作为推动力，通过在人工合成高分子膜的两侧形成一定的压力差，从而促使小于膜孔径的成分穿过膜孔，实现分离的技术。与此同时，大于膜孔径的成分则被膜截留下来，从而达到分离的目的。根据膜的孔径或截留分子量的大小，膜分离技术可以分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜。其中，超滤膜的孔径通常在2-50nm之间，可用于截留分子量范围在1-1000千道尔顿(kda)的物质，包括但不限于病毒、酶、蛋白质和多糖等大分子物质的分离。细胞外囊泡(evs)是一种纳米级别的脂质膜泡，它们由细胞分泌到细胞外基质中，其粒径分布范围通常介于30nm到1000nm之间。因此，超滤技术在细胞外囊泡的分离中具有广泛的应用潜力。
2、目前，分离细胞外囊泡的方法主要包括差速离心法、密度梯度离心法、免疫沉淀法、聚合物沉淀法、尺寸排阻色谱法以及非对称流场流分离法等。尽管这些方法在不同方面具有各自的优点和限制，但它们普遍存在产量有限、耗时较长和效率不高等缺点。此外，这些方法通常只适用于小样本的分离纯化，无法满足大量样本的批量处理需求。在临床治疗中，对evs的需求量非常庞大，一个50kg的成人给药剂量的中位值约为1.5×1010个evs。因此，迫切需要开发一种能够批量制备、分离和富集evs的新型装置或方法。
3、基于超滤膜的过滤方法被广泛用于批量分离目标产物。在传统的垂直过滤中，液体从上到
4、目前，市场上已经有多家公司生产切向流设备，包括国外公司如pall、repligen、sartorius、cytiva等，以及国内公司如华龛生物、汇芯生物等。尽管商用切向流设备具有高度自动化和多功能性的特点，但其仪器价格较高，整机较为固化，缺乏灵活性。此外，当前的商用切向流过滤设备仍然面临着滤膜易堵塞的问题，特别是在处理含有血清的细胞上清、血样、牛奶等复杂样本时，因其中含有大量小蛋白杂质，滤膜通量迅速下降，小蛋白杂质的去除率也大大降低。因此，需要开发一种适用于处理复杂样本、能够有效避免滤膜通量下降和膜孔堵塞的高效分离新装置。
技术实现思路
1、本专利技术旨在解决现有切向流过滤设备在处理复杂样本时滤膜容易堵塞的问题，提供一种新型的流路超滤装置，该装置可以有效减缓膜孔堵塞的速度，维持滤膜的水通量，从而提高料液中颗粒分离的效率。
2、本专利技术的目标通过以下技术方案来实现：
3、一种切向流超滤装置，包括料液循环瓶，所述料液循环瓶的出口连接第一三通阀，所述第一三通阀的一管路连接洗液瓶，另一管路连接第一蠕动泵，第一蠕动泵连接第二三通阀；第二三通阀的两个支路分别和中空纤维滤芯的滤膜内、外两侧连接；中空纤维滤芯的滤膜外侧还设有第二减压阀，第二减压阀连接第二废液瓶；中空纤维滤芯的滤膜内侧出口连接第一减压阀，所述第一减压阀再连接第三三通阀，第三三通阀一支路连接第一废液瓶，另一支路连接料液循环瓶。
4、进一步地，第一蠕动泵和第二三通阀之间设有第一压力表；第二减压阀和第二废液瓶之间设第三压力表；第一减压阀和第三三通阀之间设有第二压力表。
5、本专利技术还提供所述的一种切向流超滤装置在生物样品富集纯化中的应用。
6、进一步地，所述的生物样品的示例为复杂细胞上清中的细胞外囊泡。
7、本专利技术还提供了生物样品富集纯化方法，包括如下步骤：
8、步骤一，富集：将待处理样品加入料液循环罐中，打开蠕动泵，将待处理样品从料液循环罐泵入中空纤维滤芯进行过滤，料液通过第一减压阀进入料液循环瓶，滤液通过第二减压阀进入第二废液瓶，如此循环从而分离富集；
9、步骤二，边洗边滤：当第二废液瓶中单位时间的质量变化逐渐减小时，将洗液瓶中的洗液和料液循环瓶的料液通过第一三通阀将洗液和样品同时泵入中空纤维滤芯；
10、步骤三，滤芯清洗：过滤后期，料液循环罐一侧关闭，洗液瓶一侧打开；首先对滤芯内膜表面进行清洗：洗液瓶的洗液从中空纤维滤芯的滤膜内侧进入，从中空纤维滤芯滤膜内侧出来的洗液通过第一减压阀进入第一废液瓶；其次对滤芯的膜孔进行清洗：关闭第二减压阀，洗液瓶的洗液从中空纤维滤芯的滤膜外侧进入，从中空纤维滤芯滤膜内侧流出来的洗液通过第一减压阀进入第一废液瓶；
11、步骤四：恢复滤芯通量后，将流路切换至富集流路，对料液循环瓶中的溶液进行洗滤和富集；
12、步骤五：分离富集完成后，收集料液循环瓶的溶液。
13、进一步地，滤芯在使用后，膜的通量降低至原始通量的70％以下时，进行滤膜再生。
14、进一步地，滤膜再生步骤包括：
15、(1)将第一三通阀调至洗液瓶一侧的液路打开，关闭第二减压阀，泵入2％ tritonx-100，使整个系统和纤维内、外空间充满triton x-100，并在常温下孵育30min；
16、(2)将第二三通阀调至滤膜外空间的液路打开，并打开第二减压阀，以100ml/0.1cm2膜面积的量泵入清洗水，用以冲洗清除滤膜外空间的杂质颗粒；
17、(3)将第二三通阀调至滤膜内空间的液路打开，并关闭第二减压阀，以250ml/0.1cm2膜面积的量泵入清洗水，用以冲洗清除滤膜内空间的杂质颗粒；
18、(4)调整流路至反冲流路，以1l/0.1cm2膜面积的量泵入去离子水，对系统进行反向冲洗；
19、(5)将流路调整至清洗流路，以500ml/0.1cm2膜面积的量泵入去离子水，对系统进行正向冲洗；
20、(6)重复进行上述操作2-3次，至将滤芯的通量恢复至原始通量的90％以上。
21、与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
22、为克服切向流过滤装置在处理复杂样本时容易堵塞滤膜的问题，本专利技术通过多个三通阀来控制液路的流向，并根据不同功能设置了富集流路、洗滤流路、清洗流路和反冲流路。
23、富集流路的功能是分离并富集细胞上清中的evs。细胞上清在蠕动泵的压力作用下，通过中空纤维滤芯自下而上进行过滤。在这个过程中，小于膜孔径的颗粒和溶液进入到第二废液瓶，而大于膜孔径的颗粒则在切向力的作用下通过滤芯的上端口流回到料液循环瓶中。这个流程使细胞上清不断浓缩富集，并滤除大部分的葡萄糖、氨基酸、多肽、核酸以及部分小蛋白。
24、洗滤流路的作用是处理复杂细胞上清中的蛋本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种切向流超滤装置，其特征在于：包括料液循环瓶，所述料液循环瓶的出口连接第一三通阀，所述第一三通阀的一管路连接洗液瓶，另一管路连接第一蠕动泵，第一蠕动泵连接第二三通阀；第二三通阀的两个支路分别和中空纤维滤芯的滤膜内、外两侧连接；中空纤维滤芯的滤膜外侧出口设有第二减压阀，第二减压阀连接第二废液瓶；中空纤维滤芯的滤膜内侧出口连接第一减压阀，所述第一减压阀再连接第三三通阀，第三三通阀一支路连接第一废液瓶，另一支路连接料液循环瓶。
2.根据权利要求1所述的一种切向流超滤装置，其特征在于：第一蠕动泵和第二三通阀之间设有第一压力表；第一减压阀和第三三通阀之间设有第二压力表；第二减压阀和第二废液瓶之间设第三压力表。
3.根据权利要求1或2所述的一种切向流超滤装置在生物样品富集纯化中的应用。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述的生物样品包括细胞外囊泡、病毒、蛋白中的至少一种。
5.生物样品富集纯化方法，包括如下步骤：
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：滤芯在使用后，膜的通量降低至原始通量的70％以下时，进行滤膜再生
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：滤膜再生步骤包括：
...【技术特征摘要】
1.一种切向流超滤装置，其特征在于：包括料液循环瓶，所述料液循环瓶的出口连接第一三通阀，所述第一三通阀的一管路连接洗液瓶，另一管路连接第一蠕动泵，第一蠕动泵连接第二三通阀；第二三通阀的两个支路分别和中空纤维滤芯的滤膜内、外两侧连接；中空纤维滤芯的滤膜外侧出口设有第二减压阀，第二减压阀连接第二废液瓶；中空纤维滤芯的滤膜内侧出口连接第一减压阀，所述第一减压阀再连接第三三通阀，第三三通阀一支路连接第一废液瓶，另一支路连接料液循环瓶。
2.根据权利要求1所述的一种切向流超滤装置，其特征在于：第一蠕动泵和第二三通阀之间设有第一...
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