技术摘要：
本发明公开了一种全自动蛋白质纯化系统装置，其包括层析装置(0)、第一驱动装置、连接管路(2)、定位装置(3)、第二驱动装置、第一容器(5)、第二容器(6)、第一阀门、第二阀门及其控制装置。所述全自动蛋白质纯化系统装置能够完全自动化地完成蛋白质层析纯化操作，设备结构 全部
背景技术：
蛋白质是科学研究领域的重要研究对象和材料，也是我们社会生活中的重要工业 产品，比如治疗糖尿病的胰岛素。不管是科学研究还是工业生产，蛋白质分离纯化是必不可 少的操作。在基因工程技术很成熟的今天，蛋白质制备通常是重组基因工程手段构建重组 细胞，然后人为控制蛋白质的强化表达。重组表达细胞构建操作过程中，在目标蛋白质序列 的上游或下游添加某个能够被特异性、可逆吸附的多肽/蛋白质序列，这能够大大方便目标 蛋白质的富集纯化，这种被特定介质可逆结合的多肽序列通常叫做标签，这种蛋白质纯化 方式叫做亲和层析，这是生物学领域最常见的操作之一。比较常见的亲和层析纯化标签是 连续6个组氨酸的序列，标记为His*6。具体的亲和层析操作如下，首先，含有His*6标签的目 标蛋白质溶液借助其重力驱动流经螯合镍离子基质，重复2-3次，让目标蛋白质与介质充分 结合。其次，目标蛋白质被特异性吸附之后，用含有低浓度咪唑(通常是10-20mM)的缓冲溶 液清洗杂蛋白质。最后用含有高浓度咪唑的缓冲液洗脱螯合镍离子基质，得到纯度较高的 目标蛋白质，通常能够达到80％以上。 目前主流的蛋白质亲和层析操作方式都是人工，其缺点如下：1)整个过程持续几 个小时到几十个小时，费时费力。2)每次蛋白质样品液的粘度、浓度等性质不同使每次流经 基质的速度偏差很大，导致蛋白质的亲和结合效果不一。 发 明 名称 为“一 种适 宜 重 力 柱的 蛋白 质纯 化自 动 装 置”、申 请 号 为 CN201711448428.2的中国发明专利申请开发了一种自动化蛋白质纯化装置，其依靠样品液 的重力作为驱动力。其不足之处是仅仅适用重力层析柱类型，如果样品液的浓度或粘度过 高，会导致液体流速过慢或者堵塞，影响操作效果。另外，该装置属于半自动装置，不能实现 蛋白质的挂柱吸附、洗杂蛋白质和洗脱目标蛋白质的完全自动化操作。 GE医疗公司的蛋白质纯化系统AKTA可自动化完成蛋白质的吸附、洗杂和洗脱操 作。该类设备通常由高端精密的流体泵来提供动力，进样电磁阀和多位选择电磁阀来完成 液体流向操作和多波长紫外检测器来确定操作状态和动作切换。其缺点有以下两点：第一， 设备非常昂贵，非自动化的常规纯化型号设备通常价格在40-50万人民币，能够实现完全自 动蛋白质纯化操作型号的价格会更高。第二点，流体泵、进样阀、旋转阀等关键零部件都属 于精密仪器，对样品液品质要求很高，否则容易堵塞或者漏液。
技术实现要素：
为了解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种包括步进电机、两通阀、蠕 动泵及其控制系统的全自动蛋白质纯化系统装置，其能够完全自动化地完成蛋白质层析纯 化操作，设备结构简单，成本低廉，对样品液品质要求低，不会出现管路堵塞等问题，适用性 3 CN 111574584 A 说 明 书 2/5 页 广，可大大提高生物领域蛋白质层析纯化的自动化和降低人工投入。 为实现上述目的，本发明提供了一种全自动蛋白质纯化系统装置，其包括层析装 置0、第一驱动装置、连接管路2、定位装置3、第二驱动装置、第一容器5、第二容器6、第一阀 门、第二阀门及其控制装置，连接管路2一端连接于层析装置0，另一端连接于定位装置3 上，第二驱动装置驱动定位装置3，第一容器5通过第一两通阀经由管路与层析装置0上部连 接，第二容器6通过第二两通阀经由管路与层析装置0上部连接，其特征在于，所述第一驱动 装置驱动第一容器5中的溶液流经层析装置0，流穿的液体通过连接管路2而被收集到定位 在该连接管路2下方的第二容器6中；连接管路2随着定位装置3一起转动，从而使连接管路2 的出口定位在第二容器6的上方； 在本发明的一个方案中，所述第一驱动装置是蠕动泵1； 在本发明的一个方案中，所述第二驱动装置是电机4； 在本发明的一个方案中，所述第一阀门是第一两通阀51； 在本发明的一个方案中，所述第二阀门是第二两通阀61。 在本发明的一个方案中，所述层析装置0包含液位探测器11。 在本发明的一个方案中，所述层析装置0是层析柱。 在本发明的一个方案中，所述连接管路2是软管，更优选地是硅胶软管。 在本发明的一个方案中，所述定位装置3是定位柱，更优选地，所述定位装置可以 360 度转动。 在本发明的一个方案中，所述电机4是步进电机。 在本发明的一个方案中，所述自动蛋白质纯化系统装置至少包含所述第一容器5 和所述第二容器6；优选地，所述全自动蛋白质纯化系统装置还包含其它4个容器，即所述自 动蛋白质纯化系统装置包含容器的数目为6个。 在本发明的一个方案中，所述全自动蛋白质纯化系统装置还包括：第三容器7、第 四容器8、第五容器9、第六容器10、第三阀门、第四阀门、第五阀门和第六阀门，所述第三容 器7、第四容器8、第五容器9、第六容器10分别通过第三阀门、第四阀门、第五阀门和第六阀 门经由管路与层析装置0上部连接； 优选地，所述第三阀门是第三两通阀71； 优选地，所述第四阀门是第四两通阀81； 优选地，所述第五阀门是第五两通阀91； 优选地，所述第六阀门是第六两通阀101； 优选地，所述两通阀是两通电磁阀。 在本发明的一个方案中，所有阀门都是常闭两通阀，只有上电后才变为开启状态； 优选地，任一时刻只有一个阀门是开通的，其他都处在关闭状态。 在本发明的一个方案中，所述全自动蛋白质纯化系统装置用于纯化蛋白质，可以 全自动化完成蛋白质的吸附、洗涤和洗脱。 在本发明的一个方案中，使用时根据用户的具体需求再增加对应的层析柱。 本发明的有益效果包括： (1)本发明设备能够对蛋白质样品实现完全自动化的层析纯化操作。 (2)本发明采用2个或2个以上的容器，装样品液和清洗液，不同样品液之间的选择 4 CN 111574584 A 说 明 书 3/5 页 通过阀门(例如电磁阀)等on/off之类流体控制阀即可简单实现。 (3)经过层析柱之后的液体去向的选择仅由1个驱动装置(例如步进电机)转动即 可简单实现。 (4)液位探测及其延迟时间的设计，方便指示在不同液体中切换操作，确保层析介 质不流干。 (5)液体驱动力由蠕动泵驱动，简单可靠，且对样品液品质要求低，增加设备的适 用范围。 附图说明 图1为本发明的全自动蛋白质纯化系统装置。 图2示出本发明全自动蛋白质纯化系统装置，硅胶软管2定位在第二容器6的正上方。 附图标记说明： 0、层析柱；1、蠕动泵；2、硅胶软管；3、定位柱；4、步进电机；5、第一容器；6、第二容 器；7、第三容器；8、第四容器；9、第五容器；10、第六容器；51、第一两通电磁阀； 61、第二两 通电磁阀；71、第三两通电磁阀；81、第四两通电磁阀；91、第五两通电磁阀； 101、第六两通 电磁阀；11、液位探测器
本发明公开了一种全自动蛋白质纯化系统装置，其包括层析装置(0)、第一驱动装置、连接管路(2)、定位装置(3)、第二驱动装置、第一容器(5)、第二容器(6)、第一阀门、第二阀门及其控制装置。所述全自动蛋白质纯化系统装置能够完全自动化地完成蛋白质层析纯化操作，设备结构 全部
背景技术：
蛋白质是科学研究领域的重要研究对象和材料，也是我们社会生活中的重要工业 产品，比如治疗糖尿病的胰岛素。不管是科学研究还是工业生产，蛋白质分离纯化是必不可 少的操作。在基因工程技术很成熟的今天，蛋白质制备通常是重组基因工程手段构建重组 细胞，然后人为控制蛋白质的强化表达。重组表达细胞构建操作过程中，在目标蛋白质序列 的上游或下游添加某个能够被特异性、可逆吸附的多肽/蛋白质序列，这能够大大方便目标 蛋白质的富集纯化，这种被特定介质可逆结合的多肽序列通常叫做标签，这种蛋白质纯化 方式叫做亲和层析，这是生物学领域最常见的操作之一。比较常见的亲和层析纯化标签是 连续6个组氨酸的序列，标记为His*6。具体的亲和层析操作如下，首先，含有His*6标签的目 标蛋白质溶液借助其重力驱动流经螯合镍离子基质，重复2-3次，让目标蛋白质与介质充分 结合。其次，目标蛋白质被特异性吸附之后，用含有低浓度咪唑(通常是10-20mM)的缓冲溶 液清洗杂蛋白质。最后用含有高浓度咪唑的缓冲液洗脱螯合镍离子基质，得到纯度较高的 目标蛋白质，通常能够达到80％以上。 目前主流的蛋白质亲和层析操作方式都是人工，其缺点如下：1)整个过程持续几 个小时到几十个小时，费时费力。2)每次蛋白质样品液的粘度、浓度等性质不同使每次流经 基质的速度偏差很大，导致蛋白质的亲和结合效果不一。 发 明 名称 为“一 种适 宜 重 力 柱的 蛋白 质纯 化自 动 装 置”、申 请 号 为 CN201711448428.2的中国发明专利申请开发了一种自动化蛋白质纯化装置，其依靠样品液 的重力作为驱动力。其不足之处是仅仅适用重力层析柱类型，如果样品液的浓度或粘度过 高，会导致液体流速过慢或者堵塞，影响操作效果。另外，该装置属于半自动装置，不能实现 蛋白质的挂柱吸附、洗杂蛋白质和洗脱目标蛋白质的完全自动化操作。 GE医疗公司的蛋白质纯化系统AKTA可自动化完成蛋白质的吸附、洗杂和洗脱操 作。该类设备通常由高端精密的流体泵来提供动力，进样电磁阀和多位选择电磁阀来完成 液体流向操作和多波长紫外检测器来确定操作状态和动作切换。其缺点有以下两点：第一， 设备非常昂贵，非自动化的常规纯化型号设备通常价格在40-50万人民币，能够实现完全自 动蛋白质纯化操作型号的价格会更高。第二点，流体泵、进样阀、旋转阀等关键零部件都属 于精密仪器，对样品液品质要求很高，否则容易堵塞或者漏液。
技术实现要素：
为了解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种包括步进电机、两通阀、蠕 动泵及其控制系统的全自动蛋白质纯化系统装置，其能够完全自动化地完成蛋白质层析纯 化操作，设备结构简单，成本低廉，对样品液品质要求低，不会出现管路堵塞等问题，适用性 3 CN 111574584 A 说 明 书 2/5 页 广，可大大提高生物领域蛋白质层析纯化的自动化和降低人工投入。 为实现上述目的，本发明提供了一种全自动蛋白质纯化系统装置，其包括层析装 置0、第一驱动装置、连接管路2、定位装置3、第二驱动装置、第一容器5、第二容器6、第一阀 门、第二阀门及其控制装置，连接管路2一端连接于层析装置0，另一端连接于定位装置3 上，第二驱动装置驱动定位装置3，第一容器5通过第一两通阀经由管路与层析装置0上部连 接，第二容器6通过第二两通阀经由管路与层析装置0上部连接，其特征在于，所述第一驱动 装置驱动第一容器5中的溶液流经层析装置0，流穿的液体通过连接管路2而被收集到定位 在该连接管路2下方的第二容器6中；连接管路2随着定位装置3一起转动，从而使连接管路2 的出口定位在第二容器6的上方； 在本发明的一个方案中，所述第一驱动装置是蠕动泵1； 在本发明的一个方案中，所述第二驱动装置是电机4； 在本发明的一个方案中，所述第一阀门是第一两通阀51； 在本发明的一个方案中，所述第二阀门是第二两通阀61。 在本发明的一个方案中，所述层析装置0包含液位探测器11。 在本发明的一个方案中，所述层析装置0是层析柱。 在本发明的一个方案中，所述连接管路2是软管，更优选地是硅胶软管。 在本发明的一个方案中，所述定位装置3是定位柱，更优选地，所述定位装置可以 360 度转动。 在本发明的一个方案中，所述电机4是步进电机。 在本发明的一个方案中，所述自动蛋白质纯化系统装置至少包含所述第一容器5 和所述第二容器6；优选地，所述全自动蛋白质纯化系统装置还包含其它4个容器，即所述自 动蛋白质纯化系统装置包含容器的数目为6个。 在本发明的一个方案中，所述全自动蛋白质纯化系统装置还包括：第三容器7、第 四容器8、第五容器9、第六容器10、第三阀门、第四阀门、第五阀门和第六阀门，所述第三容 器7、第四容器8、第五容器9、第六容器10分别通过第三阀门、第四阀门、第五阀门和第六阀 门经由管路与层析装置0上部连接； 优选地，所述第三阀门是第三两通阀71； 优选地，所述第四阀门是第四两通阀81； 优选地，所述第五阀门是第五两通阀91； 优选地，所述第六阀门是第六两通阀101； 优选地，所述两通阀是两通电磁阀。 在本发明的一个方案中，所有阀门都是常闭两通阀，只有上电后才变为开启状态； 优选地，任一时刻只有一个阀门是开通的，其他都处在关闭状态。 在本发明的一个方案中，所述全自动蛋白质纯化系统装置用于纯化蛋白质，可以 全自动化完成蛋白质的吸附、洗涤和洗脱。 在本发明的一个方案中，使用时根据用户的具体需求再增加对应的层析柱。 本发明的有益效果包括： (1)本发明设备能够对蛋白质样品实现完全自动化的层析纯化操作。 (2)本发明采用2个或2个以上的容器，装样品液和清洗液，不同样品液之间的选择 4 CN 111574584 A 说 明 书 3/5 页 通过阀门(例如电磁阀)等on/off之类流体控制阀即可简单实现。 (3)经过层析柱之后的液体去向的选择仅由1个驱动装置(例如步进电机)转动即 可简单实现。 (4)液位探测及其延迟时间的设计，方便指示在不同液体中切换操作，确保层析介 质不流干。 (5)液体驱动力由蠕动泵驱动，简单可靠，且对样品液品质要求低，增加设备的适 用范围。 附图说明 图1为本发明的全自动蛋白质纯化系统装置。 图2示出本发明全自动蛋白质纯化系统装置，硅胶软管2定位在第二容器6的正上方。 附图标记说明： 0、层析柱；1、蠕动泵；2、硅胶软管；3、定位柱；4、步进电机；5、第一容器；6、第二容 器；7、第三容器；8、第四容器；9、第五容器；10、第六容器；51、第一两通电磁阀； 61、第二两 通电磁阀；71、第三两通电磁阀；81、第四两通电磁阀；91、第五两通电磁阀； 101、第六两通 电磁阀；11、液位探测器
