一种用于蛋白质样品预处理装置中的高温变性和还原器的制作方法

本发明涉及一种用于蛋白质样品预处理设备中的高温变性和还原器，分别有中空纤维膜，加热膜，封头，温度控制等器件组装成蛋白质样品预处理装置，用于蛋白质组学中样品预处理。

背景技术：

基于多维液相色谱-质谱(“鸟枪法”)的蛋白质分析方法具有较好的重现性，已经成为目前常用的蛋白质组学分析技术。然而，无论是进行蛋白质的定性还是进行定量分析、或者是翻译后修饰分析，都需要对蛋白质进行离线变性、还原、烷基化、除盐以及酶解。这些步骤都采用离线处理的方法，不仅花费时间长，而且存在着样品污染、丢失的可能性，严重影响了规模化蛋白质分析的结果。因此发展在线的样品预处理方法和装置具有非常重要的意义。

在众多蛋白质变性方法中，热变性由于速度快，不可逆具有较为广阔的应用前景。然而，传统的热变性是水浴中进行的，无法与其它步骤在线集成。因此，针对这些问题，我们发展了一种用于蛋白质样品预处理设备中的加热膜，可用于蛋白质的快速变性和还原。

技术实现要素：

本发明目的是提供一种蛋白质样品预处理中高温变性、还原器、以及酶反应器中的关键功能器件：加热膜。为实现加热膜的功能，并配合相应的其他附属配件：需要加热膜加温速度快、控温稳定、并且为了便于安装中空纤维膜和监控反应过程，还要求反应器件透光可视，因此本发明采用如下技术方案：

1、一种用于蛋白质样品预处理设备中的高温变性和还原器，主要用于蛋白质样品预处理装置，包括:中空纤维膜，加热膜，封头，温度控制。

2，基底材料为耐高温石英玻璃管，两端敞开，1000℃不变型，急速升50度/分钟不爆裂；石英玻璃管上分别镀有发热层锑和导电层锡的加热膜，加热温度和功率能分别控制镀膜的厚度；导电套环采用多股软镍丝编绕，多股软镍丝两头分别固定金属圆环，用螺丝穿过拧紧，使多股镍丝与加热膜表面套紧，且与加热膜紧密接触，同时将外接电源引线在螺丝上压紧；最外层石英玻璃保护套，该保护套即能为内加热层保温，又能对内加热层的用电起安全防护作用。

3，所述封头，采用peek材料，即能满足密封强度的要求，又能使在交换液体的碱性环境下，不被腐蚀；封头中间有一孔，中空纤维膜先穿过一端封头孔进入腔体再从另一端封头的孔穿出，两端分别用压紧螺丝压紧；石英加热器和外保护套插进加热器与保护套沟槽中，并用耐水密封胶粘合；交换液的进口在中心位置下侧、出口在中心位置上侧。

4，所述温度指示及控制，将温度传感器直接放在需要检测的交换液中，将传感器信号从腔体中引到温度指示控制器，通过调整温度控制器的控制温度参数，控制加热器供电或断电，控制温度。

本发明具有如下优点：

1、升温速度快，加热管透光可视，安装中空纤维膜及观测方便，操作安全。

2、交换液密封效果好。

3、温度控制准确。

4、体积小，用电省，可批量生产，重复性好。

使用该加热方式，升温速度快，温控稳定，因透光可视而观测方便，重复性好，适合批量产业化生产。

附图说明

图1为蛋白质样品预处理设备的高温变性和还原器装置，温度传感器(1)，石英基底及加热膜(2)，石英玻璃保护套(3)，导电套环(4)，中空纤维膜(5)，电源(6)，交换液的进、出液接口管(7)，温度指示及控制器(8)；

图2为蛋白质样品预处理设备的高温变性和还原器装置封头图，石英玻璃保护套沟槽(11)，加热加热管沟槽(12)，交换液的进、出接口管的穿过孔(13)，温度传感器穿过孔(14)，中空纤维膜穿过孔(15)。

图3、转铁蛋白质在加热膜高温变性和还原条件下酶解产物质谱分析图。

具体实施方式

实施例1

如图1和2所示，本发明结构为：一种用于蛋白质样品预处理装置中的高温变性和还原器，包括温度传感器1，石英基底及加热膜2石英玻璃保护套3，导电套环4，中空纤维膜5，电源6，交换液的进、出液接口管7；

所述石英基底及加热膜2为外表面镀有导电加热膜的左右两端开口的中空石英管，作为高温变性和还原器的加热器；管状的中空纤维膜5穿置于中空石英管内，于石英基底及加热膜2内部的内壁面与中空纤维膜5之间放置有温度传感器1；于石英管的左右两端的加热膜外表面固定有导电套环4，加热膜与导电套环4导电连接，从导电套环上接出加电电源导线，加电电源导线与电源6连接；

石英管置于一左右两端开口的中空有石英玻璃保护套3内，于石英玻璃保护套3的左面两端分别设有封头，二封头分别与石英玻璃保护套3的左右两开口端密闭连接，二封头分别与石英管的左右两开口端密闭连接；

中空纤维膜5的二开口端分别穿过二封头与高温变性和还原器外部相连通；于二封头上分别设有交换液的进、出接口管7，交换液的进、出接口管7一端与石英管内部相连通、另一端与高温变性和还原器外部相连通。

所述封头的一侧表面设有环状石英玻璃保护套沟槽11、环状加热石英管沟槽12，并于其中部设有交换液的进、出接口管的穿过孔13、温度传感器穿过孔14、中空纤维膜穿过孔15；

加热石英管沟槽12位于石英玻璃保护套沟槽11内部，交换液的进、出接口管的穿过孔13、温度传感器穿过孔14、中空纤维膜穿过孔15位于加热管沟槽12内部；

交换液的进、出接口管的穿过孔13、温度传感器穿过孔14、中空纤维膜穿过孔15均为通孔；中空纤维膜从中空纤维膜穿过孔15中穿过并与封头密闭连接，温度传感器1穿过温度传感器穿过孔14置于石英管内，交换液的进、出接口管7从交换液的进、出接口管的穿过孔13中穿过并与封头密闭连接。

还包括温度指示及控制器8，温度指示及控制器8通过导线与由温度传感器连接；

导电套环4通过加电电源导线经温度指示及控制器8与电源6连接。

高温变性和还原器的温度指示及控制，高温变性和还原器将温度传感器直接放在需要检测的交换液中，将温度传感器信号从石英管腔体中引到温度指示及控制器上，通过调整温度指示及控制器的控制温度参数，控制对加热膜供电或断电，控制石英管腔体内的温度。

石英管基底材料为耐高温石英玻璃管，两端敞开，1000℃不变型，急速升50度/分钟不爆裂；石英玻璃管上分别镀有发热层锑和导电层锡构成的加热膜，加热温度和功率能分别控制镀膜的厚度；导电套环采用多股软镍丝编绕，多股软镍丝两头分别固定金属圆环，用螺丝穿过拧紧，使多股镍丝与加热膜表面套紧，且与加热膜紧密接触，同时将外接电源引线在螺丝上压紧；

最外层为石英玻璃保护套，该保护套即能为内加热层保温，又能对内加热层的用电起安全防护作用。

所述封头，采用peek材料，即能满足密封强度的要求，又能使在交换液体的碱性环境下，不被腐蚀；封头中间有一孔，中空纤维膜先穿过一端封头孔进入腔体再从另一端封头的孔穿出，两端分别用压紧螺丝压紧；石英管和石英玻璃保护套插进加热石英管沟槽与石英玻璃保护套沟槽中，并用耐水密封胶粘合；位于石英管内的交换液的进口管一端在石英管中心轴线位置的下侧、位于石英管内的交换液的出口管一端在中心轴线位置的上侧。

采用镀有加热膜的蛋白质变性和还原器，转铁蛋白质在90℃下与高浓度盐酸胍和二流苏糖醇反应实现高温变性和还原，变性后的蛋白质经除盐酶解成多肽进行质谱分析，如图3所示，结果表明，转铁蛋白质得到较好的酶解，蛋白质序列覆盖率为60％±3％(n＝3)，说明蛋白质在加热膜高温加热条件下得到了充分变性和还原。