一种样品处理装置的制作方法

本实用新型涉及纯化、浓缩、脱盐等领域，尤其涉及一种样品处理装置，主要用于临床诊断、血液制品、单抗、疫苗等的分离。

背景技术：

离心过滤装置主要用于尿液，诊断试剂，单克隆抗体，血浆，脊髓液，病毒等生物制品样品的分离，清洗，浓缩，脱盐和纯化，处理量小，浓度高。对珍贵量少的样品进行分离，浓缩和脱盐，在科学研究中具有极其重要的科学价值。然而，目前可用的过滤离心管在纯化和浓缩后浓度纯度低，并且样品损失大，这难以满足临床和实验室的高要求，尤其是对于小体积和多批次样品处理，通常是困难的实现。

当蛋白质，质粒，病毒，dna等的样品体积变得很小时，由设备中的保留体积引起的不希望有的样品的潜在损失就变得非常重要。

然而，当前市场上的常规超滤离心管具有各种缺陷。滤膜和液体之间有一定的倾斜度。离心过滤是无端过滤，很容易形成浓差极化。膜表面堆积，难以浓缩，容易引起长过滤时间，蛋白质回收率低，并且产品经常容易损坏。同时，市场上的产品是通过多个过程制成的。膜首先固定在支撑板上。再将其连接到外壳上，在生产过程中容易造成膜损坏，产品合格率低，价格高；因此，提高了过滤速度，避免了浓差极化，简化了生产步骤，优化了结构设计，迫切需要产品合格率降低。

专利公开号cn206924902u公开了一种纯化浓缩装置，将装置的滤膜固定在滤板内部后，将其垂直或倾斜固定在滤板支架的侧壁上，或水平固定在滤板支架的底部上。将滤膜固定在滤膜支架上，再焊接到槽管上，滤膜易破裂，收率低；当前可用的纯化和浓缩设备，膜与物料液体有一定的倾斜角度。将膜焊接在滤板支架上，然后将其固定在槽管上，这种方法通常会导致薄膜破裂，产量低以及在焊接过程中四面焊接，结果，膜的死区很大，穿过膜孔的料液进入流道后，通过背面的小孔流出，进入离心管，在滤膜和滤膜支架上残留大量的残渣。在外部驱动力的作用下，大于膜孔径的分子无法穿透膜孔，并且膜孔容易富集，阻塞了膜孔，导致浓度降低，直到膜孔被完全阻塞。分离和浓缩失败，并且不能抵抗高速离心或在高压下使用，这严重限制了其应用。

专利公开号cn110553894a公开了一种样品纯化浓缩装置，该装置中所述滤膜先固定在料槽管的外侧开口，而后滤膜支座贴紧滤膜后竖直或倾斜固定在料槽管上，随后同料槽管一起套入离心管中，滤膜固定在料槽管上是将滤膜直接焊接在料槽管上，滤膜支撑件是一块独立面板，且必须将其焊接固定在槽管的两侧，这样也会导致滤膜易破裂，收率低。

以上两个公开专利中的滤膜支撑件是一块独立面板，固定在槽管的两侧，缺点是必须将其焊接和固定两次，通常容易在高速或大驱动力下离心，造成破裂，导致过滤失败和样品损失。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种样品处理装置，以解决现有滤膜易破裂及收率低的问题，其可以高倍浓缩样品储备溶液而没有样品损失，并且可以经受高压下的高速离心以及浓缩和过滤。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型提供一种样品处理装置，包括端盖、料槽管、滤膜支撑件、滤膜和离心管，所述端盖旋接在所述离心管上形成一个封闭的容器，所述料槽管套装在所述离心管内，所述料槽管开有样品容纳腔且靠下部设有与所述样品容纳腔相连通的开口，所述滤膜支撑件为套筒状结构，所述滤膜固定在料槽管的开口处，且滤膜覆盖所述开口，滤膜支撑件套装固定在所述料槽管下部且内部紧贴滤膜，所述滤膜支撑件的内部设置有透过液流路，所述样品接收腔、开口、滤膜、透过液流路和离心管依次相连通构成纯化浓缩分离通道。

进一步地，所述套筒状结构的内壁与所述料槽管下部的外壁相紧贴。

进一步地，所述套筒状结构的内壁与所述料槽管下部的外壁之间具有卡合部。

进一步地，所述滤膜垂直或倾斜地固定在料槽管上。

进一步地，所述端盖为圆弧状的直压端盖或螺纹端盖。

进一步地，所述透过液流路由排液线槽和与所述排液线槽连通的流道出口组成，这里的排水线槽和流道出口可以为具有规则的几何形状，规则几何形状选自由圆形、半圆形、椭圆形、弧形、扇形和直线形组成的组。也可为不规则的几何形状。

进一步地，所述滤膜选自平板纳滤膜、超滤膜和微滤膜，所述滤膜的材料选自聚醚砜、聚砜、聚偏二氟乙烯、纤维素二乙酸酯、聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯腈、再生纤维素和聚酰胺中的一种或多种的混合物。

进一步地，所述料槽管为从上至下逐渐减小的梯形结构。

进一步地，所述滤膜所在的平面的倾斜角度为0～12度。

根据以上技术方案，本申请的滤膜支撑件与背景技术中提及的两个先前申请的专利之间的最大区别在于，它是一体式设计，而不是两个带有流动通道的独立面板。本申请在料槽管上，不需要焊接工艺或粘合剂，并且在实际使用中可以承受高驱动力。装配时，先将滤膜固定在料槽管的开口上，然后将滤膜支撑件从下向上套，紧紧地固定在料槽管上，然后将滤膜支撑件与料槽管一起装入离心管进行离心分离。端盖旋接在离心管上形成一个封闭的容器，并且样品接收腔、开口、滤膜、透过液流路和离心管依次相连通构成纯化浓缩分离通道。在外部驱动力的作用下，将要浓缩的样品添加到料槽管的样品容纳腔中，小于滤膜孔径的样品穿过滤膜进入透过液流路，从滤膜支撑件的底部再进入离心管，从而分离出被浓缩的样品。

在本实用新型中，由于滤膜和滤膜支撑件不是直接固定和焊接的，因此它仅在物理上靠近滤膜，并且其主要功能是支撑滤膜以防止滤膜在下方破裂。驱动力，滤膜靠近料槽管。本实用新型的滤膜支撑件的两个独立的流道板变成整体并直接固定在槽管上。凹槽设计直接固定，不使用焊接工艺也不使用粘合剂。生产过程从前两个步骤简化为一个步骤，不仅增加了产品的耐压性，而且提高了产品合格率。因此，本实用新型的设计采用了不同于市售产品的设计原理，并且采用了较早申请的专利，这进一步优化了结构设计，大大降低了产品的加工难度，提高了产品合格率，并防止了零件的损坏。接触样品不会被损坏。粘附处理不会污染样品，同时可实现很高的样品回收率，从而确保后续分析结果的准确性。

滤膜支撑件采用一体式设计简化了产品生产和加工的难度，并且可以承受更高的离心速度或更高的驱动压力减少了处理时间；该装置用于分离，清洁，纯化，过滤，交换和浓缩过程。在该操作过程中，不需要焊接过程或粘合剂。而且在操作过程中不需要其他移液装置，不会造成任何样品损失，它可以分离，纯化和浓缩极少量的样品。

本实用新型可以在离心机的高速，高离心力的作用下，快速，快速地进行浓缩液的多级分离，使用方便，在分离过程中不易堵塞膜孔。分离出的产物的纯度极高。

根据实际使用中的不同需求，该装置还可以使用其他常用的安装结构，特别是对于本实用新型，本实用新型的重点是每个组件的个性化设计，然后进行组装，大大简化了产品的技术难度，无论是圆形还是半圆形。任何规则和不规则的几何形状，例如弧形，扇形弧形，线形等，都属于本实用新型的范围。简而言之，通过基本相同的手段实现的本实用新型的技术效果均应属于本实用新型的保护范围。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实施例提供得我一种样品处理装置装配后的结构图；

图2和图3分别是本实施例提供的一种样品处理装置装配后的两个角度的全剖视图；

图4是本实施例中滤膜支撑件中排液线槽和流道出口结构布局图；

图5是本实施例提供的一种样品处理装置的爆炸图；

图中，端盖1、料槽管2、滤膜支撑件3、滤膜4、离心管5、排液线槽6、流道出口7。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1-5所示，本实用新型提供了一种样品处理装置，包括端盖1、料槽管2、滤膜支撑件3、滤膜4和离心管5，所述端盖1旋接在所述离心管5上形成一个封闭的容器，所述料槽管2套装在所述离心管5内，所述料槽管2开有样品容纳腔且靠下部设有与所述样品容纳腔相连通的开口，所述滤膜支撑件3为套筒状结构，所述滤膜4先固定在料槽管2的开口处，且滤膜4覆盖所述开口，滤膜支撑件3再套装固定在所述料槽管2下部且内部紧贴滤膜4，所述滤膜支撑件3的内部设置有透过液流路，所述样品接收腔、开口、滤膜4、透过液流路和离心管5依次相连通构成纯化浓缩分离通道。

在本申请的实施例中，优选地，所述料槽管2开有样品容纳腔且靠下部的两侧对称设有与所述样品容纳腔相连通的开口，需要说明的是，开口可以是一个，对称布置的两个，或沿圆周方向均匀分布的多个，本实施例以附图中给出的是对称的两个，本领域技术人员根据两个开口的实例也可以实现其余数量。

在本申请的实施例中，端盖1是连接的弧形直接压端盖或螺纹端盖。槽管是从入口开始沿径向逐渐减小的梯形结构。

所述滤膜支撑件为套筒状结构，内壁紧贴滤膜，所述滤膜支撑件的内部设置有透过液流路，滤膜支撑件内壁面、滤膜4以及料槽管的中心线的倾斜角度为0至12度。滤膜和滤液的倾角小，不易污染滤膜，降低了生产难度，大大降低了过滤过程中的浓度。极化差的可能性会增加过滤速度，并且在分离过程中不容易堵塞膜孔。分离出的产物的纯度和回收效率极高。同时，精矿可以分多个阶段进行分离，使用方便。

滤膜直接焊接到料槽管上，操作简单，滤膜支架仅用作支撑。根据实际使用中的不同需求，本实用新型的重点在于改进滤膜支撑件的结构设计，将两个分离的滤膜支撑件设计为一体结构，具体采用套筒状结构；为了使固定更加稳定，可以采用卡合部，即采用凹凸配合的形式，将滤膜支撑件直接卡合固定在料槽管上。无需使用任何焊接工艺和粘合剂，滤膜支撑件就靠近膜表面，并且将两次固定滤膜支撑件的先前步骤更改为一个步骤，从而大大简化了产品的技术难度并实现了高速生产离心或承受更大的驱动力，缩短过滤时间，提高产品合格率；使用这个装置执行分离，洗涤，纯化，过滤，交换和浓缩过程。在该操作过程中，不需要其他介质，并且在操作过程中不使用其他移液装置，没有样品损失。

在本申请的实施例中，滤膜支撑件3由排液线槽6和与所述排液线槽6连通的流道出口7组成，这里的排水线槽和流道出口可以为具有规则的几何形状，规则几何形状选自由圆形、半圆形、椭圆形、弧形、扇形和直线形组成的组。也可为不规则的几何形状。

在本申请的实施方式中，滤膜4选自平坦的纳滤膜，超滤膜和微滤膜。滤膜4的材料选自聚醚砜，聚砜，聚偏二氟乙烯，纤维素二乙酸酯，聚丙烯，聚乙烯，聚四氟乙烯，聚丙烯腈，再生纤维素和聚酰胺中的一种或两种以上的混合物。滤膜4的孔径选自1k，3k，5k，10k，30k，50k，100k，300kd，500kd，0.1um，0.22um，0.45um，0.65um，1.2um，3um，5um，10um，20um。

将待浓缩的15ml样品加到料槽管2中，然后将其放入离心管5中，拧紧端盖1以连接整个离心管。在离心机的离心力的作用下，原料液流出。液口被滤膜4分离后，从后侧的滤膜支撑件3的排液线槽6流出，然后流动。通过流道出口7流出，并进入离心管5进行收集。浓缩物被储存在料槽管2中并被离心。机器的离心速度为4000g，转子摆轮式，固定角度为250。

该装置在驱动力或离心力的作用下分离，清洗，纯化，过滤，脱盐和浓缩样品；在该操作期间，不需要其他介质，并且在操作期间不需要其他移液装置。没有任何样品损失，它可以分离，纯化和浓缩非常小的样品。

表1示出了成品的实际测试结果。结果证实该设备成功过滤了目标样品并将样品浓缩至位于样品固定设备底部的死体积。浓缩的样品可以用移液管取出或倒转。穿过膜的滤液保留在离心管的底部。不同的膜孔径具有不同的流速。例如，100kd的流速比30kd的装置快；将样品溶液浓缩至已知浓度或死体积的能力会传递给用户。使用该设备可提供重要价值，客户可以可靠的方式浓缩样品，而无需持续监控浓缩过程。基本上，他们可以根据需要设置离心机的速度和时间。浓缩和分离。使用不具有此功能的设备时，用户无法按预期控制浓度系数。这可能会导致样品完全渗透滤膜并导致测试失败。样品的有用性和随后的分析导致测试失败很不方便。

表1是本实用新型实施例的样品处理装置的试验数据。使用大小为15ml的超滤离心管。该设备使用具有典型分子量(10kd)的膜。测试数据证实了本实用新型的设备满足并超过了当前市场。在同类产品的性能水平上，大多数情况下蛋白质的回收率均大于95％。这些数据显示使用测试性能对样品进行性能测试的结果。测试集中在优化本实用新型的分离和浓缩装置的结构设计上。疏水处理后在设备上执行的测试包括：1)离心漏液测试；2)死体积；3)回收总量。

表1

测试样品：槽管体积为15ml

*本实用新型实施例提供的装置的在较高速度的离心机下进行测试，测试离心管中是否有蛋白漏出，离心套管中装入体积15ml的牛血清蛋白溶液，蛋白浓度为1mg/ml，通过随机抽样检查确定n＝100器件的结果来确定的；测试条件：离心速度6000r/min，离心时间10min。

表1显示了相同规格和型号的在完全相同的测试条件下，测试该装置的截留性能和产品稳定性；结果显示，本发明的测试结果跟国外的同类产品性能相当，但结构设计更为简单，大规模生产成本更低，合格率也高。

死体积和总回收体积是测得的平均死体积和总回收体积的结果。其中，离心速度为6000r/min，离心时间为15min，结果表明，五个浓缩装置中只有两个可以在15min内获得死体积，而三组没有得到死体积，表明膜结构受到破坏。在更高的离心速度下与压力测试和总体积回收率的结果一致。

本实用新型的装置在离心力的作用下具有较高的回收效率，可以多次分离浓缩液，使用方便，分离过程中膜孔不易堵塞，产物纯度高。分离后极高。根据实际使用中的不同需求，本实用新型的装置还可以采用其他常用的安装结构，特别是本实用新型的重点是将流道的出口由点变成线，这大大简化了技术上。产品的难点，无论是圆形的，任何规则和不规则的几何形状，例如半圆形，弧形，扇形，线形等，都属于本实用新型的范围。简而言之，基本上以相同的方式达到本实用新型的技术效果均应属于本实用新型的保护范围。