分子梯度正反向超滤分离纯化装置及其超滤方法与流程

本发明涉及生物技术领域，特别涉及分子超滤分离纯化领域。

背景技术：

随着生物技术的发展，小分子蛋白质、多糖或核酸等生物大分子物质起重要的生物效应作用，大多数学者致力于相关领域的研究。为了准确研究某一类生物分子的作用机理，必须先将其分离纯化，从而实现定向精准研究的目的。为此，需要发明一种装置可以将不同分子量大小的生物分子分离开来，目前，已有一种商品化的产品Amicon ultra-0.5 centrifugal filter devices(made in iceland)可以将大于或小于某个分子量的生物分子分离开来，即采用可以通过一定分子量的生物分子的滤膜(如10000)，将混合液加入滤膜上方装置中，进行离心，分子量小于10000的生物分子通过滤膜，大于10000的分子被吸附至滤膜上，从而达到分离的目的，研究者可以洗脱滤膜上的蛋白分子(大于10000)进行分析，或吸取滤膜下方的滤液进一步分析(小于10000)。但通常研究者需要介于某一区域的生物分子进行分析，如5000～10000之间的分子，研究者需要将滤膜下方溶液收集，再行通过5000分子量的滤膜，洗脱收集滤膜上的生物分子即为5000至10000的生物分子。

现有技术不足：

(1)需要某一区间分子量的生物分子需要两次操作，操作复杂，而且生物分子损失量大，得率低；

(2)不能同时得到多个区间分子量的生物分子；

(3)为了尽量减少其他分子量生物大分子的掺入，需要多次反复操作，费时费力，溶液多次转移必将导致目的生物分子的大量损失，研究目的生物大分子的浪费可能造成实验终止或时间耽搁。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种分子梯度正反向超滤分离纯化装置，能够实现按分子梯度密闭式自动分离纯化不同区间分子量的生物分子，方便实现正反向多次纯化，便于分级收集相关区间的生物分子。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明公开的分子梯度正反向超滤分离纯化装置，包括封端器、至少两个超滤单元，所述超滤单元包括管体、超滤膜，所述管体内沿径向设置超滤膜，相邻超滤单元之间沿轴向可拆卸连接，相邻超滤单元超滤膜的孔径不同，两端的超滤单元分别与封端器可拆卸连接。

优选的，所述管体的一端设有内螺纹a，管体的另一端设有外螺纹a，所述封端器包括第一封端器、第二封端器，所述第一封端器设有外螺纹b，所述第二封端器设有内螺纹b。

优选的，所述第一封端器为圆桶装，所述外螺纹b设在第一封端器的开口处，所述第二封端器为圆桶装，所述内螺纹b设在第二封端器的开口处。

进一步的，所述内螺纹a底部、内螺纹b底部分别设有密封环。

优选的，所述超滤单元、第一封端器、第二封端器的内径相同，所述超滤单元、第一封端器、第二封端器的外径相同。

所述超滤膜也称为半透膜。

使用分子梯度正反向超滤分离纯化装置的超滤方法，包括以下步骤：

a.分子梯度正向超滤分离：超滤单元之间串联连接，两端分别连接第一封端器、第二封端器，拆开第一封端器或第二封端器，加入溶液，再连接第一封端器或第二封端器，进行离心分离。

优选的，所述步骤a中，所述多个超滤单元从上至下超滤膜的孔径依次减小，溶液从上端加入。具体的，先将溶液倒入第一封端器中，再将上述连接好的超滤单元第二封端器整体倒置与第一封端器连接，然后即可倒过来进行正向离心分离。不同的溶液量可选择不同深度(容积)的封端器，以改变其容量。

进一步的，所述步骤a之后还包括以下步骤：

b.分子梯度反向超滤纯化：拆去上端的第一封端器或第二封端器，继续连接超滤单元，后添加的多个超滤单元从下至上超滤膜的孔径依次减小，最上端连接拆下的第一封端器或第二封端器，拆下最下端的第一封端器或第二封端器，倒掉溶液，加入洗脱液，再与最下端的超滤单元连接，然后上下倒置进行离心纯化。

优选的，所述步骤b中，拆下最下端的第一封端器或第二封端器，倒掉溶液，加入洗脱液，再与最下端的超滤单元连接，然后上下倒置进行离心分离重复多次，可实现提高不同分子量区间的生物分子纯度。

本发明具有以下有益效果：

1.本发明能够实现按分子梯度分离纯化不同区间分子量的生物分子；

2.本发明能够反向多次纯化，去除残留掺入的较小分子量的生物分子；

3.本发明为密闭式，多次操作不用更换容器，无生物分子损失；

4.本发明为密闭式，溶液对操作者造成的危害风险小；

5.本发明可根据需要进行多种组合的组装(包括不同分子量组合，不同溶液容量的组合等)，适用性广。

附图说明

图1为发明的结构示意图；

图2为图1中本发明的轴向剖视图；

图3为本发明组装装置的示意图；

图4为本发明再组装的示意图；

图中：1-超滤单元、2-第一封端器、3-第二封端器、11-内螺纹a、12-超滤膜、13-外螺纹a、21-外螺纹b、31-内螺纹b、101-超滤单元h、102-超滤单元g、103-超滤单元f、104-超滤单元e、105-超滤单元a、106-超滤单元b、107-超滤单元c、108-超滤单元d。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。

如图1-2所示，本发明公开的分子梯度正反向超滤分离纯化装置，包括封端器、至少两个超滤单元1，超滤单元1包括管体、超滤膜12，管体内沿径向设置超滤膜12，相邻超滤单元1之间沿轴向可拆卸连接，相邻超滤单元1的超滤膜12的孔径(最大可通过分子量)不同，两端的超滤单元1分别与封端器连接，管体的一端设有内螺纹a11，管体的另一端设有外螺纹a13，封端器包括第一封端器2、第二封端器3，第一封端器2设有外螺纹b21，第二封端器3设有内螺纹b31，第一封端器2为圆桶装，外螺纹b21设在第一封端器2的开口处，第二封端器3为圆桶装，内螺纹b31设在第二封端器3的开口处，超滤膜12为最大可通过分子质量为1000、3000、5000、10000道尔顿的超滤膜，内螺纹a11底部、内螺纹b31底部分别设有密封环，超滤单元1、第一封端器2、第二封端器3的内径相同，超滤单元1、第一封端器2、第二封端器3的外径相同。

如图3-4所示，分子梯度正反向超滤分离纯化装置的使用方法，包括以下步骤：

a.分子梯度正向超滤分离：将超滤单元a105、超滤单元b106、超滤单元c107、超滤单元d108从上至下依次连接，上端连接第一封端器2，下端连接第二封端器3，其中超滤单元a105、超滤单元b106、超滤单元c107、超滤单元d108最大可通过分子质量分别为10000、5000、3000、1000道尔顿，如图3所示；拆开第一封端器2，加入溶液，再连接第一封端器2，进行离心分离；或依据溶液量的多少倒入第一封端器2，倒过来连接，然后正过来离心分离；

b.分子梯度反向超滤纯化：拆去第一封端器2，在超滤单元a105上端从下向上依次连接超滤单元e104、超滤单元f103、超滤单元g102、超滤单元h101，最上端连接拆下的第一封端器2，其中超滤单元e104、超滤单元f103、超滤单元g102、超滤单元h101最大可通过分子质量分别为10000、5000、3000、1000道尔顿，如图4所示；拆下第二封端器3，倒掉溶液，加入洗脱液，再与超滤单元d108连接，然后上下倒置进行离心分离纯化。

当然为提升纯化效果，步骤b中，当步骤b结束后，可拆下第一封端器2，倒掉溶液，加入洗脱液，再与超滤单元目h101连接，然后上下倒置进行离心分离,步骤b可重复多次,提升纯化效果。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。