專利名稱：多酶聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型技術(shù)涉及一種提取酶的生產(chǎn)系統(tǒng)，具體涉及在一條生產(chǎn)線進(jìn)行的多酶聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
由于各種酶在不同的溫度和酸堿度的變化的情況下活性也隨之變化，甚至失去活性，這就提出了一個(gè)問(wèn)題，在什么酸堿度什么溫度下能保證酶在層析過(guò)程，無(wú)論上樣、洗拄， 洗脫等環(huán)節(jié)不失活或損失最小才是最合理的生產(chǎn)工藝。目前國(guó)內(nèi)普遍采用的方法是單酶進(jìn)行生產(chǎn)操作，大多都是使用一種層析方法及交換設(shè)備，提取單酶。該系統(tǒng)存在的主要問(wèn)題在于1、由于胰酶為多種酶的混合物，每種酶的純度很低，許多酶具有相似的分子結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)，因此往往在提取一種酶的同時(shí)，其它酶被當(dāng)作雜質(zhì)處理掉了，造成了極大的浪費(fèi)。2、一種層析方法及設(shè)備的控制運(yùn)用，只能提取一種酶，設(shè)備利用率很低，浪費(fèi)了資源；操作容積極小，成本較高不可能用于工業(yè)化生產(chǎn)。3、層析使用的介質(zhì)均為進(jìn)口，價(jià)格昂貴，尤其親和層析使用介質(zhì)為進(jìn)口，價(jià)格貴， 操作容量小，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。4、操作波動(dòng)性大，在線監(jiān)測(cè)效果不能實(shí)現(xiàn)，生產(chǎn)效果不理想，降低了酶的提取收率。5、酶在提取后排出的廢液不利環(huán)保處理，對(duì)環(huán)境污染很大。這就導(dǎo)致了胰酶中三種以上酶聯(lián)產(chǎn)的工藝極為少見(jiàn)，而且已有工藝都有各自的不足。隨著酶分離純化技術(shù)的發(fā)展，人們迫切需要建立新的聯(lián)產(chǎn)工藝以適應(yīng)工業(yè)化的需求。將離子交換層析和親和層析兩種分離純化法相結(jié)合，建立多酶聯(lián)產(chǎn)工藝。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述問(wèn)題，通過(guò)多年的研究，特別是對(duì)酶活性特點(diǎn)研究，本實(shí)用新型提供一種以胰酶為原料實(shí)現(xiàn)多酶聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，解決了親和、除雜、洗脫的過(guò)程對(duì)生物活性的影響，大大提高酶生物活性的穩(wěn)定性和提取收率，建立了一種低成本可行的聯(lián)產(chǎn)工藝，從而使產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)水平達(dá)到國(guó)內(nèi)外最前沿的水平，具有工業(yè)化生產(chǎn)的潛力。本實(shí)用新型提供一種多酶聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，包括原料配備裝置、具有Pl層析柱的純化層析裝置，其特征在于，還包括連接于所述純化層析裝置上的第二純化層析裝置，所述二純化層析裝置包括貯液罐2，其入口連接到所述純化層析裝置的Pl層析柱的一個(gè)出口 ；料泵5，其入口連接到貯液罐2的出口 ；Cl層析柱，其入口連接料泵5的出口 ；酶液罐3，其入口連接到Cl 層析柱的一個(gè)出口 ；料泵7，其入口連接到酶液罐3的出口 ；P3層析柱，其入口連接到料泵7 的出口 ；酶液罐4，其入口連接到P3層析柱的出口 ；料泵8，其入口連接到酶液罐4的出口 ；膜濃縮器3，其入口連接到料泵8的出口 ；以及精酶罐2，其入口連接到膜濃縮器3的出口。本實(shí)用新型的多酶聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，在一條生產(chǎn)線上實(shí)現(xiàn)了把不同酶從復(fù)合酶粉中提出，提高了酶的提取收率及設(shè)備的利用率，降低了生產(chǎn)成本，減少了廢水排放數(shù)量，有利于環(huán)保，為大規(guī)模生產(chǎn)奠定了經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)。與現(xiàn)有單一酶的提取技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)1、在酶的活性不降低的情況下，在一條生產(chǎn)線上實(shí)現(xiàn)分步驟提純并獲得多種酶產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)多酶聯(lián)產(chǎn)，生產(chǎn)周期短、運(yùn)行穩(wěn)定、連續(xù)性好，避免了人為操作帶來(lái)的各種影響因素。2、運(yùn)用純化層析系統(tǒng)，離子層析和親和層析相結(jié)合技術(shù)，準(zhǔn)確的控制條件保證不同酶活性方式，保證了產(chǎn)品質(zhì)量又保證較高收率，降低了廢水中生物活性的數(shù)量，最大限度地節(jié)約了水量和電能，有利于環(huán)保。3、運(yùn)用在線檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)在線檢測(cè)，既保證了良好的提純效果，又最大限度地節(jié)約了時(shí)間以及洗脫液和洗柱液數(shù)量，節(jié)約了成本，提高效益且有利于環(huán)保；在線檢測(cè)同時(shí)能夠保證生產(chǎn)連續(xù)化，滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需求，系統(tǒng)控制更加科學(xué)化、人性化。4、在層析過(guò)程應(yīng)用國(guó)產(chǎn)離子交換樹(shù)脂，替換了高價(jià)進(jìn)口離子交換樹(shù)脂，降低了成本，為多酶聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。5、多酶聯(lián)產(chǎn)可隨時(shí)根據(jù)原料各生物酶含量調(diào)整生產(chǎn)方式，可實(shí)現(xiàn)兩酶、三酶的生產(chǎn)，將來(lái)可實(shí)現(xiàn)多酶生產(chǎn)的變化需要，使多酶聯(lián)產(chǎn)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。6、具有簡(jiǎn)單、快速、低成本、高活性回收率和比活力相對(duì)較高的優(yōu)勢(shì)。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的單酶生產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本實(shí)用新型的多酶聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)框圖；圖3是本實(shí)用新型的多酶聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的第二實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)框圖；圖4是本實(shí)用新型的多酶聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的層析過(guò)程的流程圖；圖5是本實(shí)用新型的多酶聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的在線檢測(cè)系統(tǒng)的功能模塊圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖1是現(xiàn)有技術(shù)的單酶生產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。從圖中可見(jiàn)，該系統(tǒng)包括原料配備裝置和純化層析裝置。在原料配備裝置中，把原料裝在溶解罐中，溶解液進(jìn)入溶解罐，溶解罐是用于溶解原料。溶解后的原料通過(guò)料泵1進(jìn)入板框過(guò)濾機(jī)，板框過(guò)濾機(jī)用于進(jìn)行過(guò)濾除渣。過(guò)濾后的濾液流入溶解液貯罐，再通過(guò)料泵2進(jìn)入膜濃縮器1，在膜濃縮器1中進(jìn)行濃縮脫鹽，通過(guò)料泵2的運(yùn)送，濾液從溶解液貯罐出來(lái)進(jìn)入膜濃縮器1中再回到溶解液貯罐循環(huán)完成濃縮脫鹽過(guò)程。濃縮液進(jìn)入貯液罐1中，再通過(guò)料泵3進(jìn)入純化層析裝置。Pl層析柱先進(jìn)行預(yù)處理，通過(guò)堿洗、水洗、酸洗、水洗、平衡后準(zhǔn)備上樣。Pl層析柱中裝有國(guó)產(chǎn)離子交換樹(shù)脂。取濃縮液調(diào)PH值、測(cè)電導(dǎo)，為上樣液，上Pl層析柱。在Pl層析柱中上樣液部分被柱體膠吸附，未被柱體膠吸附的穿柱液流入在下面詳述的第一實(shí)施例的第二純化層析裝置中，吸附在柱體膠上的上樣液再進(jìn)行洗柱、洗脫后為提純液，進(jìn)入酶液罐1。提純液在酶液罐1中進(jìn)行濃縮脫鹽除雜，通過(guò)料泵4運(yùn)送，提純液在酶液罐1中循環(huán)進(jìn)行濃縮脫鹽除雜過(guò)程。濃縮液再通過(guò)料泵4進(jìn)入P2層析柱。P2層析柱中裝有國(guó)產(chǎn)離子交換樹(shù)脂。P2層析柱先進(jìn)行預(yù)處理，通過(guò)堿洗、水洗、酸洗、水洗、平衡后準(zhǔn)備上樣。取濃縮液調(diào)PH值、測(cè)電導(dǎo)， 為上樣液，上P2層析柱。上樣液在P2層析柱中被柱體膠吸附，吸附在柱體膠上的上樣液再進(jìn)行洗柱、洗脫后為提純液，進(jìn)入酶液罐2。提純液再通過(guò)料泵6進(jìn)入膜濃縮器2，在膜濃縮器2中進(jìn)行濃縮脫鹽，通過(guò)料泵6的運(yùn)送，提純液從酶液罐2出來(lái)進(jìn)入膜濃縮器2中再回到酶液罐2循環(huán)完成濃縮脫鹽凈化過(guò)程。濃縮后的溶液存儲(chǔ)到精酶罐1，再進(jìn)行干燥，成為酶成品1。通過(guò)單酶生產(chǎn)系統(tǒng)能夠產(chǎn)生第一種酶成品1。下面結(jié)合如下具體實(shí)施方式
來(lái)描述本實(shí)用新型。第一實(shí)施方式圖2是本實(shí)用新型的多酶聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)框圖。其與圖1所示的系統(tǒng)的不同之處在于，還包括第二純化層析裝置。為了簡(jiǎn)化起見(jiàn)，圖1中的原料配備裝置在圖中省略。如圖所示貯液罐2，其入口連接到所述純化層析裝置的Pl層析柱的一個(gè)出口 ；料泵5，其入口連接到貯液罐2的出口 ；Cl層析柱，其入口連接料泵5的出口 ；酶液罐3，其入口連接到Cl層析柱的出口 ；料泵7，其入口連接到酶液罐3的出口 ；P3層析柱，其入口連接到料泵7的出口 ；酶液罐4，其入口連接到P3層析柱的出口 ；料泵8，其入口連接到酶液罐4 的出口 ；膜濃縮器3，其入口連接到料泵8的出口 ；以及精酶罐2，其入口連接到膜濃縮器3 的出口。在Pl層析柱中未被柱體吸附的穿柱液流入第二純化層析裝置的貯液罐2中，通過(guò)料泵5進(jìn)入Cl層析柱中。Cl層析柱中裝有國(guó)產(chǎn)離子交換樹(shù)脂。Cl層析柱先進(jìn)行預(yù)處理， 通過(guò)堿洗、水洗、酸洗、水洗、平衡后準(zhǔn)備上樣。取溶液調(diào)PH值、測(cè)電導(dǎo)，為上樣液，上Cl層析柱。在Cl層析柱中上樣液部分被柱體膠吸附，未被柱體膠吸附的穿柱液流入在下面詳述的第二實(shí)施例的第三純化層析裝置中，而吸附在柱體膠上的上樣液進(jìn)行洗柱、洗脫后為提純液，進(jìn)入酶液罐3。提純液在酶液罐3中進(jìn)行濃縮脫鹽除雜，濃縮后的溶液通過(guò)料泵7進(jìn)入P3層析柱。P3層析柱中裝有國(guó)產(chǎn)離子交換樹(shù)脂。P3層析柱先進(jìn)行預(yù)處理，通過(guò)堿洗、水洗、酸洗、水洗、平衡后準(zhǔn)備上樣。取濃縮液調(diào)PH值、測(cè)電導(dǎo)，為上樣液，上P3層析柱。上樣液在P3層析柱中被柱體膠吸附，吸附在柱體膠上的上樣液進(jìn)行洗柱、洗脫后為提純液，進(jìn)入酶液罐4。提純液再通過(guò)料泵8進(jìn)入膜濃縮器3，在膜濃縮器3中進(jìn)行濃縮脫鹽，通過(guò)料泵8的運(yùn)送，提純液從酶液罐4出來(lái)進(jìn)入膜濃縮器3中再回到酶液罐4循環(huán)完成濃縮脫鹽凈化過(guò)程。濃縮后的溶液存儲(chǔ)到精酶罐2，再進(jìn)行干燥，成為酶成品2。通過(guò)多酶聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)能夠產(chǎn)生第二種酶成品2。第二實(shí)施方式圖3是本實(shí)用新型的多酶聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的第二實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)框圖。如圖所示。其與圖2所示的系統(tǒng)的不同之處在于，還包括第三純化層析裝置。為了簡(jiǎn)化起見(jiàn)，圖1中的原料配備裝置在圖中省略。如圖所示，所述第三純化層析裝置包括貯液罐3，其入口連接到所述第二純化層析裝置的Cl層析柱的另一個(gè)出口 ；料泵9，其入口連接到貯液罐3的出口 ；C2層析柱，其入口連接到料泵9的出口 ；酶液罐5，其入口連接到C2層析柱的出口 ；料泵10，其入口連接到酶液罐5的出口 ；膜濃縮器4，其入口連接到料泵10的出口 ；以及精酶罐3，其入口連接到膜濃縮器4的出口。在Cl層析柱中未被柱體吸附的穿柱液流入第三純化層析裝置的貯液罐3中，通過(guò)料泵9進(jìn)入C2層析柱中。C2層析柱中裝有國(guó)產(chǎn)親和樹(shù)脂。C2層析柱先進(jìn)行預(yù)處理，通過(guò)堿洗、水洗、酸洗、水洗、平衡后準(zhǔn)備上樣。取溶液調(diào)PH值、測(cè)電導(dǎo)，為上樣液，上C2層析柱。 在C2層析柱中上樣液被柱體膠吸附，吸附在柱體膠上的上樣液再進(jìn)行洗柱、洗脫后為提純液，進(jìn)入酶液罐5，提純液再通過(guò)料泵10進(jìn)入膜濃縮器4，在膜濃縮器4中進(jìn)行濃縮脫鹽，通過(guò)料泵10的運(yùn)送，提純液從酶液罐5出來(lái)進(jìn)入膜濃縮器4中再回到酶液罐5循環(huán)完成濃縮脫鹽凈化過(guò)程。濃縮后的溶液存儲(chǔ)到精酶罐3，再進(jìn)行干燥，成為酶成品3。通過(guò)多酶聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)能夠產(chǎn)生第三種酶成品3。圖4是本實(shí)用新型的多酶聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的層析過(guò)程的流程圖。如圖所示溶液進(jìn)入層析柱，先進(jìn)行預(yù)處理，通過(guò)堿洗、水洗、酸洗、水洗、平衡后為上樣液進(jìn)行上樣，上樣液通過(guò)層析柱吸附在柱體膠上進(jìn)行層析親和，加入洗柱液洗層析柱上的雜質(zhì)， 再加入洗脫液洗酶，進(jìn)行收集酶溶液進(jìn)貯液罐，同時(shí)加入平衡液使原來(lái)的柱體膠再生以利于下次使用。在層析親和、洗柱、洗脫、酶溶液收集過(guò)程中對(duì)流出的液體進(jìn)行蛋白質(zhì)含量檢測(cè)。圖5是本實(shí)用新型的多酶聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的在線檢測(cè)系統(tǒng)的功能模塊圖，本實(shí)用新型的多酶聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)還包括在線檢測(cè)系統(tǒng)，所述在線檢測(cè)系統(tǒng)包括多個(gè)蛋白質(zhì)檢測(cè)模塊和數(shù)據(jù)采集模塊，該多個(gè)蛋白質(zhì)檢測(cè)模塊連接在各個(gè)層析柱的下端(出口)，檢測(cè)的數(shù)據(jù)通過(guò)信號(hào)光纜傳輸給數(shù)據(jù)采集模塊。如圖所示本實(shí)用新型的多酶聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)包括五個(gè)層析柱P1層析柱、P2層析柱、P3層析柱、Cl 層析柱、C2層析柱，每個(gè)層析柱下端(出口處)均連接蛋白質(zhì)檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)從層析柱流出液體的蛋白質(zhì)含量，檢測(cè)的數(shù)據(jù)通過(guò)信號(hào)光纜傳輸給數(shù)據(jù)采集模塊，由數(shù)據(jù)采集模塊對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。蛋白質(zhì)檢測(cè)模塊可選用蛋白質(zhì)檢測(cè)儀。采用在線檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)進(jìn)行蛋白質(zhì)含量檢測(cè)，起到在線監(jiān)測(cè)作用，有效地達(dá)到了一次性提純效果；又最大限度地節(jié)約了時(shí)間以及洗脫液和洗柱液數(shù)量，節(jié)約了成本，提高效益且有利于環(huán)保；在線檢測(cè)同時(shí)能夠保證生產(chǎn)連續(xù)化，滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需求，系統(tǒng)控制更加科學(xué)化、人性化。利用本系統(tǒng)可同時(shí)進(jìn)行多酶和一酶轉(zhuǎn)化，此系統(tǒng)也可隨時(shí)根據(jù)原料各生物酶含量調(diào)整生產(chǎn)控制過(guò)程，可實(shí)現(xiàn)多酶生產(chǎn)的變化需要，使多酶聯(lián)產(chǎn)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
權(quán)利要求1.一種多酶聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，包括原料配備裝置、具有Pl層析柱的純化層析裝置，其特征在于，還包括連接于所述純化層析裝置上的第二純化層析裝置，所述第二純化層析裝置包括貯液罐O)，其入口連接到所述純化層析裝置的Pi層析柱的一個(gè)出口 ；料泵(5)，其入口連接到貯液罐O)的出口；Cl層析柱，其入口連接料泵(5)的出口 ；酶液罐(3)，其入口連接到Cl層析柱的一個(gè)出口 ；料泵(7)，其入口連接到酶液罐(3)的出口；P3層析柱，其入口連接到料泵(7)的出口 ；酶液罐G)，其入口連接到P3層析柱的出口 ；料泵(8)，其入口連接到酶液罐的出口；膜濃縮器(3)，其入口連接到料泵(8)的出口 ；以及精酶罐O)，其入口連接到膜濃縮器(3)的出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多酶聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，還包括第三純化層析裝置，其連接到所述的第二純化層析裝置，所述第三純化層析裝置包括貯液罐(3)，其入口連接到所述第二純化層析裝置的Cl層析柱的另一個(gè)出口 ；料泵(9)，其入口連接到貯液罐(3)的出口 ；C2層析柱，其入口連接到料泵(9)的出口 ；酶液罐(5)，其入口連接到C2層析柱的出口 ；料泵(10)，其入口連接到酶液罐(5)的出口 ；膜濃縮器G)，其入口連接到料泵(10)的出口 ；以及精酶罐(3)，其入口連接到膜濃縮器的出口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2所述的多酶聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，還包括在線檢測(cè)系統(tǒng)，所述在線檢測(cè)系統(tǒng)包括多個(gè)蛋白質(zhì)檢測(cè)模塊和接收所述多個(gè)蛋白質(zhì)檢測(cè)模塊的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集模塊，其中所述多個(gè)蛋白質(zhì)檢測(cè)模塊分別擇一地連接至所述P3層析柱、Cl層析柱、C2層析柱的出口。
專利摘要一種多酶聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，包括原料配備裝置、具有P1層析柱的純化層析裝置，還包括第二純化層析裝置，所述第二純化層析裝置包括貯液罐(2)，入口連接到P1層析柱的一個(gè)出口；料泵(5)，入口連接到貯液罐(2)的出口C1層析柱，入口連接料泵(5)的出口；酶液罐(3)，入口連接到C1層析柱的一個(gè)出口；料泵(7)，入口連接到酶液罐(3)的出口；P3層析柱，入口連接到料泵(7)的出口；酶液罐(4)，入口連接到P3層析柱的出口；料泵(8)，入口連接到酶液罐(4)的出口；膜濃縮器(3)，入口連接到料泵(8)的出口；以及精酶罐(2)，入口連接到膜濃縮器(3)的出口。本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)在一條生產(chǎn)線上的多酶聯(lián)產(chǎn)。
文檔編號(hào)C12N9/00GK201962285SQ201020699580

公開(kāi)日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者梁志勇, 鄭健 申請(qǐng)人:梁志勇, 鄭健