專利名稱：智能集成自動液相色譜系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動液相色譜系統(tǒng)，適用于制備克級規(guī)模生物制品，特別適用于制備克級規(guī)模的雞蛋特異性抗體。
雞蛋抗體在生命科學(xué)領(lǐng)域和生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)中具有廣闊的應(yīng)用前景，目前國際上已經(jīng)開發(fā)的抗體分離法，即便是技術(shù)上處于領(lǐng)先的日本太陽公司的分離法，基本上就是經(jīng)典的蛋白質(zhì)分離法，如高分子電解質(zhì)沉淀脂蛋白、乙醇沉淀法、凝膠過濾法和離子層析等方法，而由這些方法設(shè)計的設(shè)備通常又將蛋白質(zhì)分離中的樣品預(yù)處理過程和色譜分離過程兩大工序分開進(jìn)行，使得整個制備過程中普遍存在著步驟多、過程復(fù)雜、批量小而試劑耗量大、設(shè)備投資高等問題，難以實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，而且雞蛋特異性抗體IgY總的回收率最高的僅65％，脫脂率只有93％，總之，現(xiàn)有技術(shù)均無法同時具備低成本、高純度、規(guī)?；刂苽潆u蛋特異性抗體IgY。
本發(fā)明的目的是提供一種智能集成自動液相色譜系統(tǒng)，它能將蛋白質(zhì)分離中的樣品預(yù)處理過程和色譜分離過程兩大工序一體化，從而可實現(xiàn)低成本、高純度、規(guī)?；刂苽潆u蛋特異性抗體IgY。
本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)的。
本發(fā)明是利用沉降-過濾-嗜硫色譜法設(shè)計而成的，即它對蛋黃液的預(yù)處理是通過檸檬酸-磷酸緩沖液一步沉降蛋黃液得到上清液來實現(xiàn)的，從而大大簡化了蛋黃樣品的預(yù)處理；采用硅藻土作為助率劑，進(jìn)行一次膜微濾，除脂率極高；采用嗜硫吸附色譜材料(T-gel)單步分離純化雞蛋抗體，可得到高純度的雞蛋抗體IgY。本發(fā)明是由沉降裝置、過濾裝置、嗜硫色譜裝置及自動控制裝置組成，沉降裝置是由沉降罐組成，過濾裝置是由過濾器、壓力罐、空氣鋼瓶及高壓閥組成，嗜硫色譜裝置是由混合罐、色譜柱、蠕動泵、紫外檢測器、溶液貯罐及產(chǎn)品收集器組成，自動控制裝置是由工業(yè)控制計算機、A/D轉(zhuǎn)換器、攪拌器、計量泵、電磁閥、組合閥、兩個液位計、兩個溫度計、電導(dǎo)儀及壓力計組成，組合閥是由氣控用電磁閥及自動液相色譜氣控閥組成，它置于嗜硫色譜裝置中流入色譜柱的溶液的輸送管道中，電磁閥置于沉降裝置及過濾裝置的每一液體及氣體輸送通道中，它還置于嗜硫色譜裝置中從溶液貯罐輸送給混合罐的通道、排氣口處及檢測器出口處；沉降罐中的液體可流入壓力罐，空氣鋼瓶中的壓縮空氣可作用于壓力罐，使得壓力罐中的液體能經(jīng)過過濾器過濾后流入混合罐，壓力計安裝在壓力罐上；兩個液位計分別安裝在沉降罐及混合罐上；攪拌器和電導(dǎo)儀均置于混合罐內(nèi)；溶液貯罐中的液體分別經(jīng)計量泵或蠕動泵流入混合罐或色譜柱；混合罐中的液體經(jīng)蠕動泵可流入色譜柱；色譜柱的輸入通道處有一排氣口，輸出通道與紫外檢測器連接，紫外檢測器輸出通道分別與產(chǎn)品收集器及廢液罐連接，液位計、電導(dǎo)儀、紫外檢測器、溫度計及壓力計將采集到的信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器輸入給工業(yè)控制計算機，并經(jīng)其處理后輸出給電磁閥、組合閥、計量泵、蠕動泵、攪拌器，沉降罐，壓力罐及過濾器置于4℃的冷柜內(nèi)，嗜硫色譜裝置、計量泵、組合閥及溶液貯罐均置于20℃冷柜內(nèi)，空氣鋼瓶，高壓閥及工業(yè)控制計算機置于冷柜外，兩個溫度計分別安裝在上述兩個冷柜內(nèi)。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(1)自動化整個工藝流程可以全部由計算機自動控制；(2)簡單化本發(fā)明能將蛋白質(zhì)分離中的樣品預(yù)處理過程和色譜分離過程兩大工序一體化，從而大大簡化了生產(chǎn)步驟，可實現(xiàn)低成本、高純度、規(guī)?；刂苽銲gY；(3)高度集成化沉降、過濾、吸附等全部過程高度集成到兩個冷柜內(nèi)，具有占地面積小、便于自動控制等優(yōu)點；(4)機動靈活本發(fā)明可任意選擇全自動、分步自動或手動控制；(5)自動數(shù)據(jù)采集整個自動液相色譜分離過程的實驗數(shù)據(jù)，全部被計算機自動采集，并記錄到數(shù)據(jù)文件中，便于進(jìn)一步用其他軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理；(6)多用途ⅰ)沉降、過濾預(yù)處理過程，可用于其它懸浮液的沉降與過濾預(yù)處理；ⅱ)吸附、洗脫、再生自動色譜分離過程，既可直接用于不同體系(如蛋黃、血液及牛奶中的免疫球蛋白)的自動層析分離，也可通過改變色譜材料，將本系統(tǒng)擴展用于其它物系的自動層析分離(如轉(zhuǎn)基因效用蛋白的親和層析分離等)。
以下將通過具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述

圖1為本發(fā)明的帶檢測點、控制點的工藝流程圖。
圖2為本發(fā)明中自動控制裝置電路方框圖。
圖3為本發(fā)明工藝流程程序框圖。
圖4為組合閥的結(jié)構(gòu)框圖。
圖5為組合閥中自動液相色譜氣控閥的結(jié)構(gòu)圖。
圖6為整個工藝過程的檢測曲線圖。
如圖1至圖5所示，本發(fā)明是由沉降裝置、過濾裝置、嗜硫色譜裝置及自動控制裝置組成，沉降裝置是由沉降罐A組成，過濾裝置是由過濾器C、壓力罐B、空氣鋼瓶及高壓閥組成，嗜硫色譜裝置是由混合罐D(zhuǎn)、色譜柱J、蠕動泵E1、紫外檢測器、五種溶液(即濃鹽液E、平衡液F、洗脫液G、再生液H、蒸餾水I)貯罐及產(chǎn)品收集器組成，自動控制裝置是由工業(yè)控制計算機(其型號為IPC-610 P233)、A/D轉(zhuǎn)換器(型號為A-823)、攪拌器、計量泵E2、電磁閥a、b、c、d、e、j、k、L，組合閥f、g、h、i、m，液位計Y1、Y2，電導(dǎo)儀Q、溫度傳感器及壓力計P組成，如圖4和圖5所示，組合閥是由氣控用電磁閥及自動液相色譜氣控閥組成，氣控用電磁閥的壓縮空氣出口與自動液相氣控閥的壓縮空氣進(jìn)口連接，在嗜硫色譜裝置中使用組合閥可避免氣液兩相流問題，組合閥g、h、i、m、f分別置于嗜硫色譜裝置中的平衡液F貯罐、洗脫液G貯罐、再生液H貯罐、蒸餾水I貯罐及混合罐D(zhuǎn)的輸送通道中，電磁閥a、b、c、d分別置于沉降裝置及過濾裝置的每一液體及氣體的輸送管道中，濃鹽液貯罐與混合罐D(zhuǎn)是通過管道連接的，且在它們之間置有計量泵E2及電磁閥e，沉降罐中的液體可經(jīng)電磁閥a流入壓力罐B，壓力罐B中的液體在空氣鋼瓶中壓縮空氣的作用下流經(jīng)過濾器C過濾后流入混合罐D(zhuǎn)，混合罐D(zhuǎn)中的液體可經(jīng)組合閥f及蠕動泵E1流入色譜柱J，平衡液F、洗脫液G、再生液H及蒸餾水I均可經(jīng)組合閥及蠕動泵E1流入色譜柱J，在色譜柱J入口附近的排氣口處及紫外檢測器的輸出通道上均有一電磁閥L、J、K，由色譜柱J流經(jīng)紫外檢測器的IgY被產(chǎn)品收集器收集，其廢液流入廢液罐；壓力計P安裝在壓力罐B上；兩個液位計Y1和Y2分別置于沉降罐A及混合罐D(zhuǎn)上，攪拌器R及電導(dǎo)儀Q均置于混合罐D(zhuǎn)內(nèi)，液位計Y1和Y2、電導(dǎo)儀Q、紫外檢測器、溫度計及壓力計P將采集到的信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器輸入給工業(yè)控制計算機，并經(jīng)其處理后輸出給電磁閥a、b、c、d、e、j、k、L，組合閥f、g、h、i、m，計量泵E2、蠕動泵E1及攪拌器R，并控制他們動作，其中AD_x表示A/D板第x模擬量輸入通道，DO_x表示A/D板第x數(shù)字量輸出通道，DA_x表示A/D板第x模擬量輸出通道，空氣鋼瓶、高壓閥及工業(yè)控制計算機置于冷柜外，其余的均置于冷柜內(nèi)，其中沉降裝置及過濾裝置置于4℃的冷柜內(nèi)，嗜硫色譜裝置置于20℃的冷柜內(nèi)，兩個溫度計分別置于上述兩個冷柜內(nèi)。如圖1、圖3及圖6所示，以全自動工作方式方例，詳細(xì)描述本發(fā)明的工作過程如下(1)對工作方式和工作參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，即工作方式設(shè)置為“全自動”方式，工作參數(shù)包括液位值、電導(dǎo)值、檢測值、時間等等；(2)點擊“啟動”，開始全自動工作；(3)沉降過程當(dāng)沉降罐A中的懸浮液沉降到一定程度后(通常為3～5小時)，打開電磁閥A和D使上清液流入壓力罐B；(4)過濾過程當(dāng)液位計Y1顯示值等于設(shè)定值時，而沉降罐中的上清液全部流入壓力罐B后，在電腦的控制下自動關(guān)閉電磁閥A和D，打開高壓閥及電磁閥b和c，靠氣壓使壓力罐B中的液體流入過濾器C進(jìn)行過濾，其濾液流入混合罐D(zhuǎn)；(5)嗜硫色譜上樣液預(yù)處理過程當(dāng)液位計Y2顯示值達(dá)到設(shè)定值，即壓力罐B的液位為零時，關(guān)閉高壓閥及電磁閥b和c，啟動攪拌器R，添加約90％固體Na2SO4，待溶解后，等待并點擊提示窗中的“確定”按鈕，打開電磁閥e，啟動計量泵E2，使緩沖液與過濾液在混合罐D(zhuǎn)中定量混合，當(dāng)電導(dǎo)值等于設(shè)定值時，關(guān)閉計量泵E2及攪拌器R；(6)嗜硫色譜過程在此過程中，流出色譜柱的液體經(jīng)過紫外檢測器檢測蛋白質(zhì)的濃度，檢測波長為280nm，整個過程的檢測曲線如圖6所示，即1)、1→2為預(yù)平衡過程打開組合閥g及電磁閥L，啟動蠕動泵E1，排除管道空氣，延時1～2分鐘，關(guān)閉電磁閥L，打開電磁閥j，用平衡液F對色譜柱J進(jìn)行預(yù)平衡，使色譜柱中的離子強度達(dá)到上樣吸附時所需的離子強度，其廢液流入廢液罐，延時一定時間后，關(guān)閉蠕動泵E1，組合閥g及組合閥j；2)、2→3為上樣吸附過程打開組合閥f和組合閥L，啟動蠕動泵E1，排除管道空氣，延時1～2分鐘，關(guān)閉電磁閥L，打開電磁閥j，讓混合罐D(zhuǎn)中的混合液流入色譜柱進(jìn)行再生，使產(chǎn)品(如IgY)吸附在色譜材料(如T膠)上，而其它組分則流過色譜柱，不被吸附在色譜材料上。圖6中的“3”點表示吸附飽和點，當(dāng)檢測值上升至某值(上樣穩(wěn)定值)并穩(wěn)定時，即達(dá)到吸附飽和點時，關(guān)閉組合閥f、電磁閥j及蠕動泵E1；3)、3→4為平衡沖洗過程打開組合閥g及電磁閥L，啟動蠕動泵E1，排除管道空氣，延時1～2分鐘，關(guān)閉電磁閥L，打開電磁閥j，用平衡液F對色譜柱J進(jìn)行沖洗，將殘留在色譜柱J中床層空隙內(nèi)的未吸附組分全部趕出去，以免這些未吸附組分混入后面的洗脫產(chǎn)品中，當(dāng)檢測值下降至某值(平衡穩(wěn)定值)并穩(wěn)定時，關(guān)閉蠕動泵E1、組合閥g及組合閥j；4)、4→5為洗脫過程打開組合閥h及電磁閥L，啟動蠕動泵E1，排除管道空氣，延時1～2分鐘，關(guān)閉電磁閥L，打開電磁閥j，使洗脫液G流入色譜柱，以洗脫吸附在色譜材料(如T膠)上的產(chǎn)品(如IgY)，延時一定時間后，若檢測值開始迅速上升(收集起始值)，則打開電磁閥k，關(guān)閉電磁閥j，收集產(chǎn)品，延時一定時間后，若檢測值下降至某值(洗脫終止值)并穩(wěn)定時，關(guān)閉蠕動泵E1、組合閥h及組合閥k，若色譜柱需要再生，則執(zhí)行下一步，否則結(jié)束生產(chǎn)或返回步驟1)；5)、5→6為水洗過程打開組合閥m及電磁閥L，啟動蠕動泵E1，排除管道空氣，延時1～2分鐘，關(guān)閉電磁閥L，打開電磁閥j，使蒸餾水I流入色譜柱J，以沖洗色譜柱上的雜質(zhì)，以便節(jié)省再生液用量，延時一段時間，關(guān)閉蠕動泵E1、組合閥m及組合閥j；6)、6→7為再生過程打開組合閥I和L，排除管道空氣，延時1～2分鐘，關(guān)閉電磁閥L，打開電磁閥j，使再生液H流入色譜柱J，將殘留在色譜柱上的雜質(zhì)全部洗出，色譜柱得到再生，以便可以循環(huán)使用，延時一定時間后，當(dāng)檢測值下降至某值(再生終止值)時，關(guān)閉蠕動泵E1、組合閥i及電磁閥j，結(jié)束生產(chǎn)或者將再生液換成蒸餾水，打開組合閥m和電磁閥L，啟動蠕動泵E1，排除管道空氣，延時1～2分鐘，關(guān)閉電磁閥L，打開電磁閥j，使蒸餾水流入色譜柱J，延時一定時間后，關(guān)閉蠕動泵E1、組合閥m及電磁閥j，返回步驟1)，如此循環(huán)直至生產(chǎn)結(jié)束。
權(quán)利要求
1．一種智能集成自動液相色譜系統(tǒng)，其特征是它是由沉降裝置、過濾裝置、嗜硫色譜裝置及自動控制裝置組成，沉降裝置是由沉降罐組成，過濾裝置是由過濾器、壓力罐、空氣鋼瓶及高壓閥組成，嗜硫色譜裝置是由混合罐、色譜柱、蠕動泵、紫外檢測器、溶液貯罐及產(chǎn)品收集器組成，自動控制裝置是由工業(yè)控制計算機、A/D轉(zhuǎn)換器、攪拌器、計量泵、電磁閥、組合閥、兩個液位計、兩個溫度計、電導(dǎo)儀及壓力計組成，組合閥是由氣控用電磁閥及自動液相色譜氣控閥組成，它置于嗜硫色譜裝置中流入色譜柱的溶液的輸送管道中，電磁閥置于沉降裝置及過濾裝置的每一液體及氣體輸送通道中，它還置于嗜硫色譜裝置中從溶液貯罐輸送給混合罐的通道、排氣口處及檢測器出口處；沉降罐中的液體可流入壓力罐，空氣鋼瓶中的壓縮空氣可作用于壓力罐，使得壓力罐中的液體能經(jīng)過過濾器過濾后流入混合罐，壓力計安裝在壓力罐上；兩個液位計分別安裝在沉降罐及混合罐上；攪拌器和電導(dǎo)儀均置于混合罐內(nèi)；溶液貯罐中的液體分別經(jīng)計量泵或蠕動泵流入混合罐或色譜柱；混合罐中的液體經(jīng)蠕動泵可流入色譜柱；色譜柱的輸入通道處有一排氣口，輸出通道與紫外檢測器連接；紫外檢測器輸出通道分別與產(chǎn)品收集器及廢液罐連接，液位計、電導(dǎo)儀、紫外檢測器、溫度計及壓力計將采集到的信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器輸入給工業(yè)控制計算機，并經(jīng)其處理后輸出給電磁閥、組合閥、計量泵、蠕動泵、攪拌器，沉降罐，壓力罐及過濾器置于4℃的冷柜內(nèi)，嗜硫色譜裝置、計量泵、組合閥及溶液貯罐均置于20℃冷柜內(nèi)，空氣鋼瓶，高壓閥及工業(yè)控制計算機置于冷柜外，兩個溫度計分別安裝在上述兩個冷柜內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種智能集成自動液相色譜系統(tǒng),它是利用沉降—過濾—嗜硫色譜法設(shè)計而成,它是由沉降裝置、過濾裝置、嗜硫色譜裝置及自動控制裝置組成,它能將蛋白質(zhì)分離中的樣品預(yù)處理過程和色譜分離過程兩大工序一體化,從而大大簡化生產(chǎn)步驟;整個工藝流程可以全部由計算機自動控制,從而可實現(xiàn)低成本、高純度、規(guī)?；刂苽潆u蛋特異性抗體IgY。本系統(tǒng)的應(yīng)用不僅僅限于雞蛋抗體的分離,而且稍做調(diào)整后亦可用于血液、乳汁中抗體的分離。
文檔編號B01D15/08GK1301964SQ9912759
公開日2001年7月4日 申請日期1999年12月28日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月28日
發(fā)明者饒平凡, 李瓏, 陳天豹, 王中來, 周建武, 許巧玲, 程萬里 申請人:福州大學(xué)