一种固定化酶应用测试装置的制作方法

本实用新型涉及一种固定化酶应用测试装置，具体涉及到一种可在设定条件下能高效、精准的进行固定化酶应用效果测试的反应装置，尤其是能对葡萄糖异构酶固定化酶的应用进行测试。

背景技术：

固定化酶（immobilized enzyme)是指在一定的空间范围内起催化作用，并能反复和连续使用的酶。通常酶催化反应都是在水溶液中进行的，而固定化酶是指将水溶性酶用物理或化学方法处理，使之成为不溶于水的，但仍具有酶活性的状态的酶。目前对于固定化酶的应用测试分析，因固定化酶形态和反应状态不同，对测试分析反应装置也有不同的要求。对于固定化后需要以填充床的方式进行应用测试分析，尤其是对小、微量固定化酶样品进行测试、对比分析的装置，目前国内还没有相应的测试分析装置，都是适应于工业化生产的大型反应器。而在固定化酶研究的过程中，对固定化酶进行应用测试分析，是对完成固定化后的固定化酶进行应用效果分析的必要步骤。

国内目前已有的关于固定化酶反应器、反应柱装置或者异构柱，基本上都是应用于工业化生产的单个反应装置，无法保证在对两个或者多个固定化酶样品在完全相同的条件下进行对比分析，更无法对小、微量样品完成分析。如：专利201010614173.4（球形固定化酶搅拌流化床反应器）和专利201410313414.X（一种用于固定化酶制备/反应的装置及其应用）均是搅拌型固定化酶反应器，适合工业化生产，但却无法满足小微量固定化酶的测试，也无法满足采用静止固定化酶床层进行反应的固定化酶的测试和规模化生产；专利201120017106.4（酶反应器）是适用于特定小品种油脂和结构酯生产，不满足其它类型固定化酶（如葡萄糖异构酶）的应用测试需要；专利201410420192.1（一种将搅拌式发酵罐系统组装为填充床式酶反应器的方法）是将一组发酵罐水浴系统与带夹层的层析柱组合，改装为能够为层析柱保温的可完成固定化酶反应系统，无法保证对固定化酶的应测试分析、对比分析时的一致条件，也无法完成固定化酶的在位清洗和排气；专利201420619095.0（一种新型葡萄糖异构柱）、专利201520758711.5（一种新型葡萄糖异构柱）、专利201621492140.6（一种制备果糖的异构柱）主要是针对现有工业化应用固定化酶反应柱（也称异构柱）在反洗时可同时工作、组装时的简便性和易操作性、设置挡流板缓解反应料液对固定化酶床层的冲击等问题进行了优化，但在仍然不可实现固定化酶相同条件完成测试，也不能完成在小、微量固定化酶进行测试时如何实现在位反洗；专利201510053679.5（一种固定化酶筛网反应器及其应用）只在可放置固定化酶的筛网方面进行了设计，无其它配套装置设计，如保温、在位反洗、排气等等，实现固定化酶应用测试、分析；专利201610887923.2（一种固定化酶碳酸化固定CO2的装置及其方法）、专利201621272965.7（一种固定化酶反应装置）、专利201710348018.4（一种基于类弹性蛋白多肽的固定化酶反应器及其应用），虽然都是涉及固定化酶反应装置的，但是专利201610887923.2和专利201710348018.4都是针对特定产品设计，不适用与其它多种类别的固定化酶的应用测试、分析；而专利201621272965.7是需要将已经固定在多空片上的酶直接放入滚筒式反应器中，因此不适合已经固定好的固定化酶装柱反应，也没有保温装置。

因此，对已经采用固定载体和配方完成固定化的固定化酶，在其需要的条件下进行应用测试，进行应用效果对比分析，尤其对小、微量样品进行对比分析，则需要一种与之相适合的反应装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种可以对小、微量样品进行对比分析的固定化酶应用测试装置，能高效、精准的进行固定化酶应用效果测试。

本实用新型采用如下技术方案：一种固定化酶应用测试装置，包括储料罐和至少两个相同的反应柱，各反应柱均位于储料罐下方且高度位置相同，所述储料罐顶部设有储料罐密封塞，储料罐底部对应于每个反应柱的位置处设有储料罐出料口，各储料罐出料口位于储料罐底部的同一高度上，反应柱的顶部设有反应柱密封塞、底部设有反应柱出料口，反应柱的上部设有反应柱进料口，反应柱进料口与对应的储料罐出料口连接在一起，所述反应柱内设有滤网固定夹，滤网固定夹包括竖直设置在反应柱内的固定杆和固定在固定杆底部的连接环，连接环的底部设有固定扣环，固定扣环固定在反应柱底部，所述连接环和固定扣环之间固定安装有滤网，滤网的直径与反应柱内径相同。

优选的，所述储料罐和各反应柱外均设有保温夹套，保温夹套上设有保温水进口和保温水出口。

优选的，所述保温水进口位于保温夹套的下部，保温水出口位于保温夹套的上部。

优选的，所述反应柱进料口与对应的储料罐出料口之间设有进料调节阀。

优选的，所述反应柱出料口处设有出料调节阀。

优选的，所述反应柱上部还设有排气口。

优选的，所述储料罐顶部还设有压力维持孔。

优选的，所述固定杆顶部还连接有顶环，顶环顶紧在反应柱密封塞上。

优选的，所述滤网为50-300目的不锈钢网。

优选的，所述反应柱为两个，两个反应柱分别对称设置在储料罐的两侧。

本实用新型的有益效果是：本实用新型以连通器原理进行设计，实现了多个反应柱流速完全一致的目标，消除了人为调节流速或者通过蠕动本调节流速时，因流速差别而对测试结果带来的偏差影响。滤网固定夹解决了装柱固定化酶反洗时，不锈钢滤网被冲击漂浮导致酶颗粒落入滤网下部，进入反应柱底部的多孔板堵塞空隙，影响反应物料流出，导致反应柱不能正常使用的问题。本实用新型保证了多个反应柱进入的是完全相同的反应底物，消除了因反应底物条件的差异对对比分析结果造成的影响，大大提升分析结果的准确性。尤其是在固定化酶进行应用测试小试、中试测试和对比分析中，具有明显优势。

附图说明

图1是本实用新型一种实施例的结构示意图；

图2是图1中滤网固定夹的结构示意图。

图中：1-储料罐，11-储料罐密封塞，12-储料罐出料口，13-压力维持孔，2-反应柱，21-反应柱密封塞，22-反应柱出料口，23-反应柱进料口，24-进料调节阀，25-出料调节阀，26-排气口，3-滤网固定夹，31-固定杆，32-连接环，33-固定扣环，34-滤网，35-顶环，4-保温夹套，41-保温水进口，42-保温水出口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明，以下实施例仅用于更加清楚的说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

本实用新型固定化酶应用测试装置一种实施例的结构如图1至图2所示，其包括储料罐1和两个相同的反应柱2，各反应柱2均位于储料罐1下方且高度位置相同，两个反应柱2分别对称设置在储料罐1的两侧，所述储料罐1和各反应柱2外均设有保温夹套4，保温夹套4上设有保温水进口41和保温水出口42，所述保温水进口41位于保温夹套4的下部，保温水出口42位于保温夹套4的上部。所述储料罐1顶部还设有压力维持孔13。

所述储料罐1顶部设有储料罐密封塞11，储料罐1底部对应于每个反应柱的位置处设有储料罐出料口12，各储料罐出料口12位于储料罐底部的同一高度上，反应柱2的顶部设有反应柱密封塞21、底部设有反应柱出料口22，反应柱2的上部设有反应柱进料口23，反应柱进料口23与对应的储料罐出料口12连接在一起，所述反应柱进料口23与对应的储料罐出料口12之间设有进料调节阀24。所述反应柱出料口22处设有出料调节阀25。所述反应柱2上部还设有排气口26。

所述反应柱2内设有滤网固定夹3，滤网固定夹3包括竖直设置在反应柱内的固定杆31和固定在固定杆31底部的连接环32，连接环32的底部设有固定扣环33，固定扣环33固定在反应柱2底部，固定扣环22刚好卡在反应柱底端的带孔底板上，所述连接环32和固定扣环33之间固定安装有滤网34，滤网34的直径与反应柱2内径相同，所述滤网34为50-300目的不锈钢网。所述固定杆31顶部还连接有顶环35，顶环35顶紧在反应柱密封塞21上。

以一种颗粒型固定化葡萄糖异构酶的对比测试分析为例。按照装柱总酶活相同的要求，分别称取适量的固定化酶，活化后将对照酶（市售可用于工业化生产的固定化葡萄糖异构酶）装入第一个反应柱内，盖紧密封塞；将样品酶（试验制备固定化葡萄糖异构酶）装入第二个反应柱内，盖紧密封塞；将两个反应柱进料口处的进料调节阀关闭；启动保温水循环系统，保温水分别从保温水进口进入、从保温水出口流出，对反应柱进行保温；打开两个反应柱出料口处的出料调节阀，通过蠕动泵将适合反洗条件的料液分别从两个反应柱出料口中以一定的流速泵入反应柱中，对已经装柱的固定化葡萄糖异构酶进行反洗、排气，并通过两个反应柱上排气口分别排出；排气结束后，停止料液泵入或者将料液流速调慢，待固定化葡萄糖异构酶慢慢沉降，直至其床层稳定。

在固定化酶沉降的同时，将适合固定化酶反应条件料液加入至储料罐中，液面与罐顶部留下适当大小空隙，盖紧储料罐密封塞，并使保温水从保温水进口进入、从保温水出口排出，打开压力维持孔，对反应料液进行升温和保温。

待储料罐料液温度符合要求，同时两个反应柱中的固定化葡萄糖异构酶床层稳定后，移走两个反应柱出料口处的蠕动泵，关闭两个反应柱排气口，关闭两个反应柱出料口处的出料调节阀；打开两个反应柱进料口处的进料调节阀，同时根据流速需要，通过蠕动泵调节反应料液以一定的流速持续加入到储料罐中，分阶段逐步打开两个反应柱出料口处的出料调节阀，直至完全打开，并使其反应装置中料液流速稳定一段时间；这样在这个相对密闭的反应装置中，反应料液就以相同的流速分别通过两个反应柱，并经酶促反应后从两个反应柱出料口处的出料调节阀排出，收集经酶催化反应后的产物，进行下一步分析即可。

本实用新型以连通器原理进行设计，实现了多个反应柱流速完全一致的目标，消除了人为调节流速或者通过蠕动本调节流速时，因流速差别而对测试结果带来的偏差影响。滤网固定夹解决了装柱固定化酶反洗时，不锈钢滤网被冲击漂浮导致酶颗粒落入滤网下部，进入反应柱底部的多孔板堵塞空隙，影响反应物料流出，导致反应柱不能正常使用的问题。本实用新型保证了多个反应柱进入的是完全相同的反应底物，消除了因反应底物条件的差异对对比分析结果造成的影响，大大提升分析结果的准确性。尤其是在固定化酶进行应用测试小试、中试测试和对比分析中，具有明显优势。