本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種蛋白層析系統(tǒng)，包括若干層析柱和至少一條主干道管路，所述的每一個(gè)層析柱的柱前和柱后分別通過電動(dòng)切換閥與主干道管路相連；所述的主干道管路還通過清洗泵連通清洗劑。所述的主干道管路為至少2條以上，分別通過電動(dòng)切換閥連接至總干道管路，形成一套組合的多系統(tǒng)。主干道管路清洗泵可以定期將清洗劑泵入主干道管路，從而保持主干道管路的清潔，以確保蛋白質(zhì)分離過程不被熱原等物質(zhì)污染、或多次使用之間的相互交叉污染。該系統(tǒng)可以讓多個(gè)柱子同時(shí)工作，縮短工藝時(shí)間，增加設(shè)備的處理量和速度，可以快速進(jìn)行蛋白質(zhì)以及各種生物大分子的分離純化，從動(dòng)植物、微生物和基因工程發(fā)酵產(chǎn)物中獲得蛋白藥物、酶、抗體、疫苗等產(chǎn)品。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及生物工程產(chǎn)物分離純化設(shè)備，具體涉及一種高通量多層析柱組合的蛋白層析系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
層析技術(shù)是現(xiàn)代化學(xué)工程和生物化工分離工藝中經(jīng)常用到的單元操作。對(duì)于成分復(fù)雜的蛋白混合物(如血漿產(chǎn)品)，分離其中有效成分難度大，工藝復(fù)雜，耗時(shí)多，分辨率差，效率低。在分離過程中通常要用到多根層析柱和多種互補(bǔ)的層析模式，包括離子交換、 疏水、親和、凝膠過濾和反相層析。使用傳統(tǒng)的蛋白層析系統(tǒng)，在常規(guī)的操作中，每根層析柱分離的組分需要收集后，再注入下一根層析柱，在此過程中需要進(jìn)行人工的換柱，造成分離速度慢，操作繁瑣復(fù)雜，并且樣品暴露在空氣中，容易造成污染和活性損失。目前國(guó)內(nèi)外公司傳統(tǒng)的蛋白層析系統(tǒng)在不同分離模式更換中存在層析柱的拆卸繁瑣、多柱層析難以組合等問題，并且在流速范圍、拓展性、層析柱兼容性等方面存在缺陷。近年來國(guó)內(nèi)外提出了一些多柱組合的層析系統(tǒng)，這些系統(tǒng)可以概括為兩類1) 并聯(lián)多柱層析系統(tǒng)，在單臺(tái)系統(tǒng)上并聯(lián)多根層析柱，所有層析柱同時(shí)工作，但進(jìn)行的是相同的操作，如中國(guó)專利號(hào)為200720073590. 6所公開的，這類系統(tǒng)只能提高層析的通量，而無法實(shí)現(xiàn)多種模式的分離；2)串聯(lián)多柱層析系統(tǒng)，層析柱之間通過電動(dòng)切換閥直接進(jìn)行切換，即組分從一根層析柱直接通過電動(dòng)切換閥注入另一根層析柱，如中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?200910131502. 7所公開的，每根層析柱只能依次按順序進(jìn)行操作，并且在同一時(shí)間只有一根層析柱在工作，這類系統(tǒng)通常只能連接二到三根層析柱，能采用的層析模式有限。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是，鑒于傳統(tǒng)設(shè)備難于短時(shí)間內(nèi)分離多目標(biāo)蛋白的缺陷，從而提供一種蛋白層析系統(tǒng)，該系統(tǒng)可組合多種分離模式，兼具任務(wù)多樣化和分離過程高通量化的特點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供了一種蛋白層析系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括若干層析柱和至少一條主干道管路，所述的每一個(gè)層析柱的柱前和柱后分別通過電動(dòng)切換閥與主干道管路相連；所述的主干道管路還通過清洗泵連通清洗劑。所述的層析柱包括離子交換層析柱、疏水層析柱、親和層析柱、凝膠過濾層析柱或/和反相層析柱。主干道管路清洗泵可以定期將清洗劑泵入主干道管路，從而保持主干道管路的清潔，消滅可能存在的死角，以確保蛋白質(zhì)分離過程不被熱原等物質(zhì)污染、或多次使用之間的相互交叉污染。所述的主干道管路為至少2條以上，分別通過電動(dòng)切換閥連接至總干道管路，形成一套組合的多系統(tǒng)。作為上述技術(shù)方案的一種改進(jìn)，所述的層析柱的柱前的電動(dòng)切換閥，用于流動(dòng)相儲(chǔ)罐及其泵與主干道管路之間的切換。作為上述技術(shù)方案的又一種改進(jìn)，所述的層析柱的柱后的電動(dòng)切換閥，設(shè)置于檢測(cè)器之后，用于進(jìn)行產(chǎn)物收集的出口與主干道管路之間的切換。作為上述技術(shù)方案的再一種改進(jìn)，所述的各個(gè)電動(dòng)切換閥均由計(jì)算機(jī)工作站控制，實(shí)現(xiàn)多根層析柱之間或多條主干道管路之間的自動(dòng)切換。作為上述技術(shù)方案的一種選擇，所述的泵、電動(dòng)切換閥和檢測(cè)器均配有RS-232、 USB或RJ45接口，與計(jì)算機(jī)工作站連接并受其控制。本申請(qǐng)的自動(dòng)化、高通量、多柱組合的蛋白層析系統(tǒng)，通過一套計(jì)算機(jī)工作站控制，將多個(gè)層析柱集成在一臺(tái)設(shè)備上，所有的層析柱通過一條主干道管路進(jìn)行有效的連接， 實(shí)現(xiàn)層析柱之間的自動(dòng)切換，其中任意一根層析柱分離的組分可以通過主干道管路注入任何其他一根層析柱，進(jìn)行進(jìn)一步分離。主干道管路的設(shè)計(jì)省去了對(duì)每根層析柱有效組分的收集，再通過泵或者樣品環(huán)注入下一根層析柱。層析柱之間實(shí)現(xiàn)了管道化聯(lián)接，避免樣品暴露在公氣中造成的污染及活性損失。還可以進(jìn)一步通過一條總干道管路可以將上述的多個(gè)蛋白層析系統(tǒng)進(jìn)行連接，形成一套組合的多系統(tǒng)，通過總干道管路，可以將其中一臺(tái)系統(tǒng)分離的組分注入到任何一臺(tái)其他的系統(tǒng)，不同的層析模式可以順序、平行以及混合使用。本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于，該蛋白層析系統(tǒng)可以讓多個(gè)柱子同時(shí)工作，縮短工藝時(shí)間，增加設(shè)備的處理量和速度。并且，可以通過計(jì)算機(jī)工作站控制設(shè)備，軟件編輯方法，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。該系統(tǒng)包含了離子交換、疏水、親和、凝膠過濾、反相等多種蛋白層析操作模式，多根層析柱之間通過切換能進(jìn)行并聯(lián)、串聯(lián)和混聯(lián)操作，可以快速進(jìn)行蛋白質(zhì)以及各種生物大分子的分離純化，從動(dòng)植物、微生物和基因工程發(fā)酵產(chǎn)物中獲得蛋白藥物、酶、抗體、疫苗寸 j 口口。附圖說明圖1為根據(jù)本專利技術(shù)的高通量多柱組合蛋白層析系統(tǒng)的實(shí)施例的示意圖。圖2為本專利技術(shù)的層析系統(tǒng)中單根層析柱的流路連接示意圖。圖3為本專利技術(shù)的層析系統(tǒng)的層析柱之間通過主干道管路進(jìn)行切換的示意圖。圖4為本專利技術(shù)的HTPS智能化層析工作站的軟件界面圖。圖fe為現(xiàn)有技術(shù)中純化干擾素α 2b的復(fù)性蛋白溶液的流程圖。圖恥為利用本專利技術(shù)純化干擾素α 2b的復(fù)性蛋白溶液的流程圖。圖6為利用本專利技術(shù)純化干擾素α 2b的復(fù)性蛋白溶液的層析譜圖。圖7為利用本專利技術(shù)純化血漿微量藥用蛋白的流程圖。圖8為利用本專利技術(shù)純化血漿微量藥用蛋白的層析譜圖。具體實(shí)施例方式下面將參考附圖對(duì)本專利技術(shù)的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的介紹。圖1是根據(jù)本專利技術(shù)的高通量多柱組合蛋白層析系統(tǒng)的實(shí)施例的示意圖。在圖1中顯示了 4根層析柱通過一條主干道管路連接的流路，這些層析柱可以裝填離子交換、疏水、 親和、凝膠過濾或反相層析等的任意一種層析介質(zhì)，從而進(jìn)行離子交換、疏水、親和、凝膠過濾或反相層析等多種蛋白層析操作模式。圖2為圖1中每一根層析柱的流圖連接，流動(dòng)相儲(chǔ)罐可以存儲(chǔ)洗脫液、再生液、平衡液、淋洗液或者料液，通過泵注入層析柱，層析柱出口與紫外檢測(cè)器連接，在線檢測(cè)流出的組分。層析柱前和柱后都有電動(dòng)切換閥與主干道管路相連，柱前電動(dòng)切換閥可以選擇來自泵或者主干道管路的液體，柱后電動(dòng)切換閥可以選擇將從層析柱流出的組分切換到出口進(jìn)行產(chǎn)物收集，或者切換入主干道管路。主干道管路清洗泵可以定期將清洗劑泵入主干道管路，從而保持主干道管路的清潔，消滅可能存在的死角，以確保蛋白質(zhì)分離過程不被熱原等物質(zhì)污染。圖3顯示了本專利技術(shù)實(shí)施例的層析柱之間如何通過主干道管路進(jìn)行串聯(lián)，第1根層析柱的柱前電動(dòng)切換閥和泵相連，柱后電動(dòng)切換閥和主干道相連，在泵的推動(dòng)下，分離組分切換入主干道管路，第2根層析柱的柱前電動(dòng)切換閥和主干道管路相連，從第1根層析柱分離的組分由主干道注入到第2根層析柱，第2根層析柱的柱后電動(dòng)切換閥連接到出口。同樣，第2根層析柱的組分也可以通過主干道管路，注入第3根層析柱。由此可以推廣到任意兩根層析柱之間的串聯(lián)。整個(gè)系統(tǒng)通過一套計(jì)算機(jī)工作站控制，圖4為本實(shí)施例的HTPS智能化層析工作站軟件界面示意圖。泵、電動(dòng)切換閥和檢測(cè)器配有RS-232接口，與層析工作站連接并受其控制。利用層析工作站可以進(jìn)行系統(tǒng)的控制、層析方法編輯和運(yùn)行、數(shù)據(jù)采集和處理，通過層析工作站進(jìn)行層析方法編輯并運(yùn)行，系統(tǒng)可以自動(dòng)進(jìn)行多柱組合蛋白層析操作。應(yīng)用上述本專利技術(shù)的高通量多柱組合蛋白層析系統(tǒng)，進(jìn)行了干擾素α 2b復(fù)性蛋白溶液的純化。圖如和13為現(xiàn)有的單柱蛋白層析系統(tǒng)和本專利技術(shù)的高通量多柱組合蛋白層析系統(tǒng)進(jìn)行干擾素α 2b復(fù)性蛋白溶液的純化的步驟對(duì)比示例。如圖fe所示，干擾素α 2b復(fù)性蛋白溶液由以下方法獲得干擾素α 2b工程菌株接種于裝有3ml液體LB培養(yǎng)基(含100yg/ml氨卞青霉素)的試管中，37°C搖床MOrpm 培養(yǎng)過夜。次日將其轉(zhuǎn)入裝有IOOml LB培養(yǎng)基(含100 μ g/ml氨卞青霉本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
１．一種蛋白層析系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括若干層析柱和至少一條主干道管路，所述的每一個(gè)層析柱的柱前和柱后分別通過電動(dòng)切換閥與主干道管路相連；所述的主干道管路還通過清洗泵連通清洗劑。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種蛋白層析系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括若干層析柱和至少一條主干道管路，所述的每一個(gè)層析柱的柱前和柱后分別通過電動(dòng)切換閥與主干道管路相連；所述的主干道管路還通過清洗泵連通清洗劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蛋白層析系統(tǒng)，其特征在于，所述的主干道管路為至少2條以上，分別通過電動(dòng)切換閥連接至總干道管路，形成一套組合的多系統(tǒng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蛋白層析系統(tǒng)，其特征在于，所述的層析柱的柱前的電動(dòng)切換閥，用于流動(dòng)相儲(chǔ)罐及其泵與主干道管路之間的切換。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蛋白層析系統(tǒng)，其特征在于，所述的層析柱...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李秀男，蘇志國(guó)，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)科學(xué)院過程工程研究所，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：11
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