一种蛋白纯化制冷系统

技术领域

本发明涉及蛋白质提纯技术领域，特别涉及一种蛋白纯化制冷系统。

背景技术

蛋白质纯化在生物化学研究应用中使用广泛，是一项重要的操作技术，蛋白纯化要利用各种蛋白间的相似性来除去非蛋白物质的污染，利用各蛋白质的差异将目的蛋白从其他蛋白中纯化出来，大致分为粗分离阶段和精细纯化阶段二个阶段。

中国发明专利CN 108164582A公开了一种蛋白质纯化装置，包括依次连接的层析柱、pH调节装置，所述pH调节装置依次连接透析柱、提纯装置、收集罐，所述提纯装置包括纯化槽，在所述纯化槽的两侧分别设置于外异绝缘的金属正、负极板，所述金属正、负极板通过导线、开关与控制系统中的高压电源相接以产生电场：本发明所述一种蛋白质纯化装置对目标蛋白质粗提纯后进行精提纯，所提纯的目标蛋白质纯度高。

但是该设备针对蛋白纯化过程中不具备低温控制功能，很多时候需要放到冷藏柜里，但是若是一个整机放入冷藏柜里，会对检测系统造成干扰，降低控制系统使用寿命，并且在对原液输入过滤的过程中对于相关的过滤组件不便于清洁，从而影响过滤组件的使用寿命。

因此，有必要提供一种蛋白纯化制冷系统解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种蛋白纯化制冷系统，以解决上述背景技术中提出的现有设备针对蛋白纯化过程中不具备低温控制功能，很多时候需要放到冷藏柜里，但是若是一个整机放入冷藏柜里，会对检测系统造成干扰，降低控制系统使用寿命，并且在对原液输入过滤的过程中对于相关的过滤组件不便于清洁，从而影响过滤组件的使用寿命的问题。

基于上述思路，本发明提供如下技术方案：包括机箱，所述机箱外侧设置有流动相入口阀A和流动相入口阀B，所述机箱的外侧设置有用于输液的输液泵，所述机箱的内部设置有制冷腔，所述输液泵和制冷腔之间设置有过滤器，所述过滤器与输液泵的输出端相连接并与制冷腔的输入端相连接，所述过滤器包括固定连接于机箱上的外壳，所述外壳的内部设置有第一滤膜，所述外壳内部开设有导向槽，所述导向槽内部通纳有第二滤膜，所述第一滤膜的顶端开口延伸至导向槽内部并与第二滤膜的底端相固定；

所述第一滤膜的外侧底端设置有清理管，所述第一滤膜的内侧中心位置设置有喷管，所述喷管的底端对第一滤膜进行挤压将其压至清理管的内部。

作为本发明进一步的方案：所述外壳的外侧固定连接有水箱，所述水箱的内部设置有水泵，所述水泵的输出端连通设置有导流管，所述导流管远离水泵的一端穿过外壳并与喷管的顶端相连通，所述清理管的外侧底端连通设置有回流管，所述回流管远离清理管的一端穿过外壳并与水箱相连通。

作为本发明进一步的方案：所述喷管的外侧滑动设置有密封管，所述密封管底端设置于清理管的顶部，所述第一滤膜则从密封管的底端和清理管的顶面之间穿过。

作为本发明进一步的方案：所述喷管的内部顶端固定连接有第一拉绳，所述第一拉绳的顶端与喷管内部顶面相固定，所述第一拉绳的底端固定连接有竖杆，所述竖杆贯穿喷管并延伸至喷管的底部一侧，所述竖杆的底端固定连接有第二磁铁，所述第二磁铁置于第一滤膜靠近喷管的一侧，所述清理管的内部底端固定连接有与第二磁铁相配合的第一磁铁。

作为本发明进一步的方案：所述导向槽内部滑动连接有固定环，所述固定环的顶部和导向槽内部顶壁之间固定连接有第二拉绳，所述第二滤膜的顶端与固定环固定连接。

作为本发明进一步的方案：所述外壳的内壁上的固定连接有支架，所述喷管穿过支架，所述密封管贯穿支架并与支架滑动连接，所述支架的顶部固定连接有导向管，所述密封管的外侧顶端固定连接有固定板，所述固定板设置为环状并滑动连接于导向管内部，所述固定板的底部设置有弹簧，所述弹簧固定设置于支架和固定板之间。

作为本发明进一步的方案：所述外壳的内部底端固定连接有基座，所述基座上固定连接有电动推杆，所述电动推杆的伸缩端与清理管的底端相固定。

作为本发明进一步的方案：所述喷管的外侧壁上均匀开设有多个贯穿的喷孔。

作为本发明进一步的方案：所述密封管滑动设置于喷管的外侧，所述密封管的内侧面与喷管的外侧面相接触来对喷管上的喷孔进行密封。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：在蛋白纯化过程中提供低温控制功能，不需要将整机放到冷藏柜里，因此检测系统在实际使用过程中检测更加准确，可以显著提高控制系统的使用寿命，并且通过清理管与喷管的配合，将需要清理的第一滤膜挤压至清理管内部，之后在通过从喷孔喷出的清洗液对第一滤膜进行清理，可以避免清洗液泄露至外壳内部影响后期溶液的过滤，而流动至清理管内部的倾斜液会通过回流管回流至水箱内部，以便于后期重复利用，有利于提高过滤组件的使用寿命。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的后视图；

图3是本发明图1的A处放大结构示意图；

图4是本发明的外壳剖视图；

图5是本发明图4的B处放大结构示意图；

图6是本发明图4的C处放大结构示意图；

图7是本发明的第一滤膜和第二滤膜结构示意图；

图8是本发明的清理管剖视图；

图9是本发明的第二拉绳结构示意图；

图10是本发明的外壳和水箱结构示意图。

图中：1、输液泵；2、混合器；3、过滤器；4、进样阀；5、柱前压力传感器；6、柱位阀；7、层析柱；8、柱后压力传感器；9、PH检测器；10、电导检测器；11、温度传感器；12、UV检测器；13、制冷模块；14、显示屏；15、机箱；16、系统控制板；17、按键开关；18、电源滤波器；19、供电电源；20、以太网接口；21、流动相入口阀A；22、气泡传感器；23、流动相入口阀B；24、制冷腔；25、第一拉绳；26、导向管；27、第二拉绳；28、固定板；29、第二滤膜；30、弹簧；31、支架；32、第一滤膜；33、竖杆；34、清理管；35、第一磁铁；36、电动推杆；37、基座；38、水箱；39、导流管；40、固定环；41、外壳；42、导向槽；43、喷管；44、第二磁铁；45、密封管。

具体实施方式

如图1-4所示，一种蛋白纯化制冷系统，包括机箱15、流动相入口阀A21、流动相入口阀B23,输液泵1,混合器2、过滤器3,进样阀4,柱前压力传感器5,柱位阀6、层析柱7,柱后压力传感器8,PH检测器9、电导检测器10,温度传感器11、UV检测器12制冷腔24、制冷模块13、显示屏14、系统控制板16、按键开关17、电源滤波器18、供电电源19和以太网接口20组成。

其中机箱15是用镀锌板焊接而成，机箱15用于安装上述所有的相关部件，流动相入口阀A21,与流动相入口阀B23可分别选择多个，用于切换不同流动相避免交叉污染，气泡传感器22用于在线监控流路中是否有气泡，输液泵1用以输送各种流动相，包括样品，混合器2用于梯度混合，过滤器3用于对输液泵1输出的样本进行过滤，柱前压力传感器5与柱后压力传感器8用以检测层析柱7前后的压力，而层析柱7则用以加载填料和样品，PH检测器9用以检测流路中的PH值，电导检测器10用以检测流路中电导值，PH检测器9用以检测流路中PH值，温度传感器11用以监控温度，UV检测器12用以监控UV值，制冷腔24用以装载需制冷部分的流动相，制冷模块13用以降温，显示屏14用以实时监控温度，系统控制板16用以控制整机运行包括制冷模块13，按键开关17用以控制整机启动关机。

其中流动相入口阀A21与流动相入口阀B23通过管路接通接着输液泵1前端，气泡传感器22接通在输液泵1前端上样管路上，从输液泵1出来接混合器2、再接过滤器3、进样阀4、柱前压力传感器5、柱位阀6、层析柱7、柱后压力传感器8、PH检测器9、电导检测器10、温度传感器11和UV检测器12；

其中电控部分控制方式如下：电源滤波器18接通220V电源，给电源供电，供电电源19将220V电压转换为24V或48V直流电。

一切就绪后，按下按键开关17，制冷模块13和显示屏14得电工作，开始向制冷腔24提供冷气，制冷腔24稳定。

其中上样过程为：流动相入口阀A21中A1接通样品，输液泵1抽取样品通过混合器2、过滤器3、进样阀4切换到柱前压力传感器5、柱位阀6切换、到层析柱7、再通过柱后压力传感器8检测、及PH检测器9、电导检测器10、温度传感器11、UV检测器12检测，再到下一个环节；

其中洗脱过程为：流动相入口阀A21或B接通，输液泵1抽取样品通过混合器2，过滤器3，进样阀4切换到柱前压力传感器5，柱位阀6切换，到层析柱7，再通过柱后压力传感器8检测，及PH检测器9，电导检测器10，温度传感器11，UV检测器12检测，再到下一个环节；

其中系统平衡过程为：输液泵1抽取样品通过混合器2、过滤器3、进样阀4切换到柱前压力传感器5、柱位阀6切换、到层析柱7、再通过柱后压力传感器8检测、及PH检测器9、电导检测器10、温度传感器11、UV检测器12检测，再到下一个环节。

如图4所示，其中过滤器3包括固定连接于机箱15上的外壳41，外壳41的内部设置有第一滤膜32，具体地第一滤膜32设置为圆锥状，其顶部开口延伸至外壳41内部，实际使用过程中在外壳41自身的内部开设有导向槽42，导向槽42内部通纳有第二滤膜29，而第一滤膜32的顶端开口则延伸至此导向槽42内部并与第二滤膜29的底端相固定。

进一步地，在第一滤膜32的外侧底端设置有清理管34，同时在第一滤膜32的内侧中心位置与清理管34同轴地设置有一喷管43，喷管43的底端对第一滤膜32进行挤压并将其压至清理管34的内部，而喷管43的外侧壁上均匀开设有多个贯穿的喷孔。

实际使用过程中，当需要对第一滤膜32进行清理时，可以带动清理管34向上移动，此时清理管34相对于喷管43向上移动，通过喷管43可以逐渐将第一滤膜32挤压至清理管34内部，从而在清理管34的内部完成对第一滤膜32的清理，此结构，有利于对使用过程的滤膜进行清理，并且可以避免在清理过程中清理液喷洒到外壳41的内部，从而不利于后期对溶液进行过滤。

如图4-9所示，在外壳41的外侧固定连接有水箱38，水箱38的内部设置有水泵，水泵的输出端连通设置有导流管39，导流管39远离水泵的一端穿过外壳41并与喷管43的顶端相连通，导流管39由不锈钢材料制成，通过导流管39可以对喷管43进行固定，使其稳定置于外壳41内部，而在清理管34的外侧底端连通设置有回流管，回流管远离清理管34的一端穿过外壳41并与水箱38相连通。

为了避免清洗液从喷管43上喷出至外壳41内部，在喷管43的外侧设置有密封管45，密封管45底端设置于清理管34的顶部，实际使用时，清理管34的顶部设置为锥面，而第一滤膜32则从密封管45的底端和清理管34的顶面之间穿过，通过密封管45可以将第一滤膜32压紧在清理管34的顶部圆锥面上，从而避免过滤的溶液通过第一滤膜32与密封管45或者清理管34之间的缝隙进入到清理管34内部。

进一步地，密封管45滑动设置于喷管43的外侧，并且密封管45的内侧面与喷管43的外侧面相接触以此来对喷管43上的喷孔进行密封。

此外，在外壳41的内壁上的固定连接有支架31，喷管43穿过支架31，同时，密封管45贯穿支架31并与支架31滑动连接，在支架31的顶部固定连接有导向管26，而密封管45的外侧顶端固定连接有固定板28，固定板28设置为环状并滑动连接于导向管26内部，同时，在固定板28的底部设置有弹簧30，弹簧30固定设置于支架31和固定板28之间。

更进一步地，在外壳41的内部底端固定连接有基座37，基座37与支架31采用相同的结构，都在其上开设有供溶液流过的通槽，而基座37上固定连接有电动推杆36，电动推杆36的伸缩端与清理管34的底端相固定，以此来带动清理管34上下移动，而为了提高清理管34上下移动的稳定性，可以在清理管34外侧壁上固定连接有限位杆，而在外壳41内壁上开设有滑槽，使得限位杆远离清理管34的一端滑动连接于滑槽内部，以此来提高清理管34上下移动的稳定性。

具体使用时，当需要对第一滤膜32进行清理时，可以通过水泵将水箱38内部的清洗液利用导流管39输送至喷管43内部，与此同时，通过电动推杆36带动清理管34相对于喷管43向上移动，从而将第一滤膜32挤压至清理管34内部，通过密封管45对喷管43外侧壁上的喷孔进行密封，使得进入到喷管43内部的清洗液只能通过其底端置于清理管34内部的喷孔喷出，喷出的清洗液会打在第一滤膜32上，从而对第一滤膜32进行清理，清除其上的杂质，当清理管34逐步向上移动时，可以带动密封管45同步向上移动，进而带动固定板28向上移动将弹簧30拉绳，通过拉伸的弹簧30有利于后期带动密封管45复位。

综上所述，此装置通过清理管34与喷管43的配合，将需要清理的第一滤膜32挤压至清理管34内部，之后在通过从喷孔喷出的清洗液对第一滤膜32进行清理，可以避免清洗液泄露至外壳41内部影响后期溶液的过滤，而流动至清理管34内部的倾斜液会通过回流管回流至水箱38内部，以便于后期重复利用，此处的回流管设置为软管，在实际使用时可以避免与清理管34的移动形成干涉。

如图4、6、10所示，在喷管43的内部顶端固定连接有第一拉绳25，第一拉绳25的顶端与喷管43内部顶面相固定，而第一拉绳25的底端固定连接有竖杆33，竖杆33贯穿喷管43并延伸至喷管43的底部一侧，在竖杆33的底端固定连接有第二磁铁44，第二磁铁44置于第一滤膜32靠近喷管43的一侧，而在清理管34的内部底端固定连接有与第二磁铁44相配合的第一磁铁35。

进一步地，在导向槽42内部滑动连接有固定环40，固定环40的顶部和导向槽42内部顶壁之间固定连接有第二拉绳27，而第二滤膜29的顶端则与固定环40固定连接。

实际使用时，当电动推杆36带动清理管34向上移动时，清理管34底部的第一磁铁35与喷管43底端的第二磁铁44相互吸引，从而带动第二磁铁44向下移动，而当第二磁铁44向下移动时可以拉动第一滤膜32，从而通过第一滤膜32将导向槽42内部的待使用的第二滤膜29拉出导向槽42，通过第二滤膜29可以对流动的溶液进行过滤，因此，利用此结构，当清理管34向上移动逐渐将第一滤膜32挤压至清理管34内部的过程中，通过第一磁铁35和第二磁铁44的配合可以进一步拉动第一滤膜32，从而带动第二滤膜29移出导向槽42对溶液进行过滤，因此此结构在使用过程中可以在对溶液过滤的同时对第一滤膜32进行清理，而清理完成之后，通过电动推杆36带动清理管34向下移动，此时可以逐步将挤压至清理管34内部的第一滤膜32释放出，而由于第一磁铁35与第二磁铁44之间的距离逐渐增大，使得第一磁铁35和第二磁铁44之间的吸引力减小，从而在弹簧30的作用力下带动密封管45向下移动，同时在第二拉绳27的作用力下可以带动第二滤膜29移动至导向槽42内部从而对第二滤膜29进行收纳，此时通过清理过后的第一滤膜32重新对溶液进行过滤。

综上所述，此装置通过设置的第一磁铁35与第二磁铁44相互配合，当清理管34将第一滤膜32收纳时，可以拉出导向槽42内部的第二滤膜29，从而对流动的溶液进行过滤，而之后将清理过后的第一滤膜32放出，并将第二滤膜29收纳至导向槽42内部便于下一次使用，通过此结构可以在过滤溶液的过程中对第一滤膜32进行清理，效率高，实用性强。