解聚蛋白重组装设备的制作方法

1.本技术涉及生物制药技术领域，尤其是涉及一种解聚蛋白重组装设备。


背景技术：

2.在生物制药领域，一些具有自组装(self-assembly)特性的蛋白多聚结构会作为药效组份应用于治疗和预防类药物产品当中。自组装是指基本结构单元(分子，纳米材料，微米或更大尺度的物质)自发形成有序结构的一种现象。在自组装的过程中，基本结构单元在基于非共价键的相互作用下自发地组织或聚集为一个稳定、具有一定规则几何外观的结构。
3.因为医药产品开发的需要，自组装蛋白在下游纯化过程中有时需要经过解聚重组装的工艺以提高其组装正确率和目的产物产率，达到提升稳定性和产品活性的目的。但目前传统的工艺流程复杂，参于设备较多，可控性低，且存在产能小、放大困难等诸多问题，不仅费时费力且产品批间质量稳定性也较差。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种解聚蛋白重组装设备，以能够对解聚后的蛋白溶液进行还原剂的置换，实现解聚蛋白的重组装。
5.本实用新型发明提供了一种解聚蛋白重组装设备，包括置换装置、第一半透膜和第二半透膜；
6.所述置换装置形成有具有预定长度的内腔，所述第一半透膜和所述第二半透膜相互平行地设置于所述内腔中，且所述第一半透膜和所述第二半透膜均沿与所述内腔的横截面相垂直的方向设置，以使所述内腔被分隔为并列的第二流道、第一流道和第三流道；
7.所述第一流道内用于通入解聚后的蛋白溶液，所述第二流道和所述第三流道位于所述第一流道的两侧，且所述第二流道和所述第三流道分别用于通入缓冲液a和缓冲液b。
8.进一步地，所述的解聚蛋白重组装设备还包括第一进样装置、第二进样装置和第三进样装置；
9.所述置换装置的长度方向的第一端形成有第一进样口、第二进样口和第三进样口；
10.所述第一流道通过所述第一进样口与所述第一进样装置相连通，所述第一进样装置用于向所述第一流道内以第一预定流量输送所述蛋白溶液；
11.所述第二流道通过所述第二进样口与所述第二进样装置相连通，所述第二进样装置用于向所述第二流道内以第二预定流量输送所述缓冲液a；
12.所述第三流道通过所述第三进样口与所述第三进样装置相连通，所述第三进样装置用于向所述第三流道内以第三预定流量输送所述缓冲液b。
13.进一步地，所述的解聚蛋白重组装设备还包括第一回收装置、第二回收装置和第三回收装置；
14.所述置换装置的长度方向的第二端形成有第一出样口、第二出样口和第三出样口；
15.所述第一流道通过所述第一出样口与所述第一回收装置相连通，所述第二流道通过所述第二出样口与所述第二回收装置相连通，所述第三流道通过所述第三出样口与所述第三回收装置相连通。
16.进一步地，所述第一流道、所述第二流道和所述第三流道的横截面积相同。
17.进一步地，所述置换装置为圆形管道或矩形管道。
18.进一步地，当所述置换装置的横截面呈圆形时，所述置换装置的直径为8mm-52mm；
19.当所述置换装置的横截面呈矩形时，所述置换装置的横截面的长度为10cm-20cm，所述置换装置的横截面的宽度为10cm-20cm。
20.进一步地，所述置换装置的长度为50cm-200cm。
21.进一步地，所述第一半透膜和所述第二半透膜的材质分别为醋酸纤维素、再生纤维素、聚砜或聚碳酸酯的一种或多种。
22.进一步地，所述第一半透膜和所述第二半透膜的微孔的孔径为0.5nm-2nm，临界孔径为1.3nm-3nm。
23.进一步地，所述的解聚蛋白重组装设备还包括固定装置，所述置换装置安装于所述固定装置上。
24.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
25.本实用新型提供的解聚蛋白重组装设备包括置换装置，置换装置的内腔中设置有可允许小分子介质通过的第一半透膜和第二半透膜，第一半透膜和第二半透膜均沿与置换装置的横截面相垂直的方向设置，且第一半透膜和第二半透膜相互平行并间隔预定的距离；以通过第一半透膜和第二半透膜作为隔板将置换装置的内腔分隔为三个并列且相互独立的流道，三个流道分别为第一流道、第二流道和第三流道。
26.在实际使用过程中，位于中间的第一流道能够被通入已添加了还原剂的解聚后的蛋白溶液，使蛋白溶液在第一流道内以第一预定线速度流动；位于第一流道的两侧的第二流道和第三流道分别用于通入缓冲液a和缓冲液b，使缓冲液a在第二流道内以第二预定线速度流动；使缓冲液b在第三流道内以第三预定线速度流动。
27.第一流道内的蛋白溶液与两侧的第二流道和第三流道内的缓冲液存在流速差和还原剂的浓度差；根据伯努利原理，流体间的流速差和浓度差会使流体间产生表面压差和浓度压差，同时根据半透膜可允许小分子介质通过的特性，第一流道内的蛋白溶液中的还原剂会通过两侧的半透膜渗透至地第二流道和第三流道内，从而达到置换第一流道内蛋白溶液中还原剂的目的，并实现梯度降低蛋白溶液中还原剂浓度的效果，进而实现解聚蛋白的重组。
附图说明
28.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1为本实用新型实施例提供的解聚蛋白重组装设备的结构示意图；
30.图2为本实用新型实施例提供的置换装置为圆形管道的横截面示意图；
31.图3为本实用新型实施例提供的置换装置为矩形管道的横截面示意图。
32.附图标记：
33.1-置换装置，11-第一进样口，12-第二进样口，13-第三进样口，14-第一出样口，15-第二出样口，16-第三出样口，17-第一流道，18-第二流道，19-第三流道；
34.2-第一半透膜，3-第二半透膜，4-固定装置。
具体实施方式
35.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
36.通常在此处附图中描述和显示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。
37.基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
38.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
39.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
40.下面参照图1至图3描述根据本技术一些实施例所述的解聚蛋白重组装设备。
41.本技术提供了一种解聚蛋白重组装设备，用于进行解聚后的蛋白溶液中的还原剂的置换作业，以降低蛋白溶液中的还原剂的浓度；如图1所示，解聚蛋白重组装设备包括置换装置1。
42.置换装置1具有预定的长度，且置换装置1的内部沿其长度方向形成有供液体流通的内腔；如图2或3所示，置换装置1的内腔中设置有可允许小分子介质通过的第一半透膜2和第二半透膜3，第一半透膜2和第二半透膜3均沿与置换装置1的横截面相垂直的方向设置，且第一半透膜2和第二半透膜3相互平行并间隔预定的距离；从而通过第一半透膜2和第二半透膜3作为隔板将置换装置1的内腔分隔为三个并列且相互独立的流道，三个流道分别为第一流道17、第二流道18和第三流道19，其中第一流道17位于第一半透膜2和第二半透膜3之间，第二流道18位于第一流道17的一侧，且第二流道18与第一流道17之间被第一半透膜2分隔开来，第三流道19位于第一流道17的另一侧，且第三流道19与第一流道17之间被第二半透膜3分隔开来。
43.在实际使用过程中，位于中间的第一流道17能够被通入已添加了还原剂的解聚后的蛋白溶液，使蛋白溶液在第一流道17内以第一预定线速度流动；位于第一流道17的两侧的第二流道18和第三流道19用于通入缓冲液，具体地，位于第一流道17的一侧的第二流道18能够被通入缓冲液a，以使缓冲液a在第二流道18内以第二预定线速度流动；位于第一流道17的另一侧的第三流道19内能够被通入缓冲液b，以使缓冲液b在第三流道19内以第三预定线速度流动。
44.蛋白溶液的流速与两侧的缓冲液的流速不同，如第一流道17内蛋白溶液的流速为8cm/s-9.5cm/s，第二流道18内的缓冲液a的流速为0.6cm/s-0.9cm/s，第三流道19内的缓冲液b的流速为0.05cm/s-0.25cm/s。
45.因此，第一流道17内的蛋白溶液与两侧的第二流道18和第三流道19内的缓冲液存在流速差和还原剂的浓度差；根据伯努利原理，流体间的流速差和浓度差会使流体间产生表面压差和浓度压差，同时根据半透膜可允许小分子介质通过的特性，第一流道17内的蛋白溶液中的还原剂会通过两侧的半透膜渗透至地第二流道18和第三流道19内，从而达到置换第一流道17内蛋白溶液中还原剂的目的，并实现梯度降低蛋白溶液中还原剂浓度的效果，进而实现解聚蛋白的重组。
46.置换装置1的结构也充分考虑了半透膜间浓度差极化效应对换液率的影响，可通过调节缓冲液组份间形成的正渗透压和流速比例以避免在膜间形成高浓度的大分子滞留，从而避免膜孔道的阻塞，同时置换装置1结构简单、操作方便，易于实现放大产能，并且批间稳定性好。
47.需要说明的是，缓冲液a和缓冲液b的种类可以相同，也可以不同；缓冲液a和/或缓冲液b也可以为多组分的缓冲体系；缓冲液a和缓冲液b的具体选择可以由本领域技术人员确定，比如使用常见的缓冲液：磷酸盐缓冲液(pbs)。
48.在本技术的一个实施例中，优选地，解聚蛋白重组装设备还包括三个独立的进样装置(图中未示出)，以用于对三个流道进行单独进样，并对三个流道内流体的流量和流体线速度进行控制。
49.在该实施例中，优选地，解聚蛋白重组装设备包括第一进样装置、第二进样装置和第三进样装置；第一进样装置用于向第一流道17内以第一预定流量输送蛋白溶液，第二进样装置用于向第二流道18内以第二预定流量输送缓冲液a，第三进样装置用于相第三流道19内以第三预定流量输送缓冲液b。
50.由于置换装置1的三个流道分别具有预定的横截面积，通过三个进样装置分别对通入三个流道内的流体的流量进行控制，即可实现对每个流道内流体的线速度的控制，使三个流道内的流体分以预定的流体线速度流动，进而通过流体间的流速差制造表面压差，以促进缓冲液对蛋白溶液中还原剂的置换。
51.优选地，如图1所示，置换装置1的长度方向的一端设置有第一进样口11、第二进样口12和第三进样口13；第一进样口11的一端与第一流道17相连通，第一进样口11的另一端通过管道与第一进样装置相连通，从而实现第一流道17与第一进样装置的连通，以能够通过第一进样装置向第一流道17内输送蛋白溶液。
52.同样地，第二流道18通过第二进样口12与第二进样装置相连通，第三流通通过第三进样口13与第三进样装置相连通，从而通过三个独立的进样装置实现对三个流道的独立
进样。
53.优选地，三个进样装置均包括进料泵，以通过进料泵控制蛋白溶液、缓冲液a和缓冲液b的进样流量，进而实现对流体在三个流道内的线速度的控制。
54.优选地，进料泵为蠕动泵。
55.在本技术的一个实施例中，优选地，解聚蛋白重组装设备还包括三个独立的回收装置(图中未示出)，分别为第一回收装置、第二回收装置和第三回收装置，以通过三个独立的回收装置分别对从三个流道流出的流体进行回收。
56.优选地，如图1所示，置换装置1远离进样口的一端设置有第一出样口14、第二出样口15和第三出样口16；第一出样口14的一端与第一流道17相连通，第一出样口14的另一端通过管道与第一回收装置相连通，从而实现第一流道17与第一回收装置的连通。第一进样装置能够将预定流量的蛋白溶液由第一流道17的一端输送至第一流道17，使蛋白溶液在第一流道17内沿着第一流道17的长度方向流动并与两侧的缓冲液进行还原剂的置换，直至蛋白溶液由第一出样口14从第一流道17流出至第一回收装置内，以通过第一回收装置对完成置换的蛋白溶液进行收集。
57.同样地，第二流道18通过第二出样口15与第二回收装置相连通，以通过第二回收装置对第二流道18流出的缓冲液a进行收集；第三流道19通过第三出样口16与第三回收装置相连通，以通过第三回收装置对第三流道19流出的缓冲液b进行收集。
58.优选地，三个回收装置均为具有预定容积的回收容器，以分别对置换装置1流出的缓冲液a、缓冲液b和蛋白溶液进行收集存放。
59.在本技术的一个实施例中，优选地，置换装置1的内部的第一流道17、第二流道18和第三流道19的体积相同，即第一流道17、第二流道18和第三流道19的横截面积形同，以使蛋白重组的效果更佳。
60.在该实施例中，优选地，如图2和图3所示，置换装置1为圆形管道或矩形管道，即置换装置1的横截面呈圆形或者矩形(包括方形)。
61.优选地，如图2所示，当置换装置1为圆形管道时，置换装置1的直径为8mm-52mm；如图3所示，当置换装置1为矩形管道时，置换装置1的横截面的长度为10cm-20cm，宽度为10cm-20cm。
62.在该实施例中，优选地，置换装置1的长度为50cm-200cm，使得三个流道的长度也为50cm-200cm，从而使三种流体分别在对应的流道内具有足够的停留时间以进行还原剂的置换，以保证还原剂的置换效果。
63.置换装置1的长度以及横截面的面积可以由本领域技术人员根据实际需要进行确定。
64.比如，对于呈圆形管道的置换装置1，使置换装置1的横截面的面积为50.24mm2，置换装置1的长度为88.5cm；同时控制三个流道的进料流量，使蛋白溶液在第一流道17内的线速度为8.3cm/s，使缓冲液a在第二流道18内的线速度为0.7cm/s，使缓冲液b在第三流道19内的线速度为0.1cm/s。
65.又比如，对于呈矩形管道的置换装置1，使置换装置1的矩形横截面的长度为15cm，宽度为12cm，使置换装置1的长度为90cm；同时控制三个流道的进料流量，使蛋白溶液在第一流道17内的线速度为9cm/s，使缓冲液a在第二流道18内的线速度为0.8cm/s，使缓冲液b
在第三流道19内的线速度为0.2cm/s。
66.同时，在通过置换装置1对蛋白溶液中的还原剂进行置换的过程中，可以使蛋白溶液、缓冲液a和缓冲液b分别在对应的流道内循环流动多次，以进一步提供重组效果。
67.在本技术的一个实施例中，优选地，第一半透膜2和第二半透膜3的材质均为醋酸纤维素、再生纤维素、聚砜或聚碳酸酯的一种或多种，半透膜具有生物惰性，使其不与蛋白产生任何反应。
68.优选地，两个半透膜的微孔的孔径为0.5nm-2nm，临界孔径为1.3nm-3nm，使得蛋白溶液中的还原剂能够通过半透膜进入都缓冲液中。
69.在本技术的一个实施例中，优选地，如图1所示，解聚蛋白重组装设备还包括固定装置4，置换装置1安装于固定装置4上，以通过固定装置4对置换装置1进行固定支撑。
70.如图1所示，固定装置4为树脂材质的外壳，置换装置1固定设置于外壳内，以通过外壳对置换装置1进行支撑和防护；置换装置1两侧的三个进样口和三个出样口伸出外壳，以能够与对应的进样装置和回收装置相连通。
71.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。