蛋白层析系统李秀男Email:xnli@ipe.ac.cn中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室个人简介李秀男，博士，副研，硕导研究方向生物分离工程：重点开展生化分离设备研制与产业化，生物技术药物分离分析新技术、新方法的研究，蛋白质组合层析快速分离纯化平台，以及新型层析介质的应用评价工作。1996年－2000年，北京化工大学，化学工程系生物化工专业，本科2000年-2005年，北京化工大学，生命科学与技术学院，生物化工专业，博士，2006年-至今，中国科学院过程工程研究所，生化工程国家重点实验室教育背景和工作经历发表论文26篇，其中，SCI收录论文21篇，申请专利9项，授权2项。“多柱组合色谱高通量蛋白质分离设备及层析柱”获得2011中国仪器仪表协会科技创新奖（第三获奖人）；“以保护活性为目标的生物技术药物层析分离纯化技术”获得2013中国分析测试协会科学技术奖“CAIA奖”一等奖（第三获奖人）。成果主要内容1.概述2.蛋白层析系统的组成3.输液系统4.进样系统5.检测系统6.日常维护7.选型购买1概述液相色谱（层析）的发展古罗马时期人们用布或纸分析染料与色素；1903年，Tsweet发表首篇有关层析的论文；1960s,HPLC商用仪器出现高沸点、热不稳定有机及生化试样的高效分离分析方法层析分类特性层析分类介质粒度(μm)操作压力(MPa)低压40~200不明显高于1atm中压25~400.5~4高压3~104~202.蛋白层析系统的构造输液系统：(1)提供连续、稳定而精确的流量；(2)进行梯度洗脱；进样系统：引入样品层析柱检测系统：对分离后各组份进行检测给出响应信号，并进行处理产品收集系统：收集分离产物构造简图六通阀流动相输送系统进样系统流动相贮罐计量泵进样环层析柱检测器分部收集器工作站梯度混合检测系统AKTA组成示意图堆积型GradiFrac(GE)国产简单整合型AKTAPrime(GE)BioLogicLP(BioRad)复杂整合型AKTAExplorer(GE)BioLogicLP(BioRad)按规模分实验室规模AKTApure流速<150mL/min中试规模AKTApilot流速4-400mL/min生产规模AKTAprocess流速0.75-30L/min3输液系统流动相输送方式高位槽气体压力出口抽真空泵送系统蠕动泵柱塞往复泵其他类型的泵，如隔膜泵最常用梯度混合方式梯度混合器电磁阀（低压梯度）高压梯度最简单的方式压力真空高位槽蠕动泵蠕动泵（软管泵）工作原理优点：结构简单，无密封件，无阀门维护方便，易于清洗和清洁可输送含颗粒液体以及高粘流体很好的自吸功能，可干转剪切力小，适合输送对剪切力敏感的物料缺点：×精度差×脉动大×压力低蠕动泵类型单通道泵多通道泵柱塞往复泵特点耐高压脉冲小流量宽、无极可调重复性好、准确度高柱塞泵工作原理单向阀结构球座吸液冲程排液冲程出口单向阀进口单向阀泵头抛光面宝石球流动相工作原理柱塞泵分类按柱塞个数单柱塞双柱塞三柱塞按工作方式并联泵串联泵偏心轮双柱塞并联泵-50050100150200250300350400-2-1012VTIMEV0VB偏心轮通过每圈不同阶段电机转速控制控制要求较高AKTA做到了凸轮双柱塞并联泵理论速度曲线加工精度为0.01mm时的速度曲线加工精度要求较高柱塞泵的操作注意事项柱塞杆和密封圈缓冲液泄露会导致盐析出，损伤柱塞杆和密封圈使用20%乙醇作为泵后清洗液保持流动，并定期检查是否流空或者长菌使用完高盐溶液后用纯水冲洗至少半个小时单向阀最怕堵塞流动相用0.45um膜过滤超纯水和色谱纯试剂可以直接使用隔膜泵生产规模设备常用特点：低剪切、大流量德国QuattroFlow四元隔膜泵AKTAprocess三元隔膜泵梯度洗脱系统BA磁力搅拌器梯度混合器比例阀脱气机低压梯度BABA高压梯度梯度混合器BA磁力搅拌器两杯液位始终保持平衡；两杯溶液混合速度以及输出流量均可调节，可以作出各种不同斜率的线性梯度；按不同阶段的时间作适当的输出流量调节，还可以做出各种不同的台阶形梯度。低压梯度低压梯度比例阀脱气机通过电磁阀的分时切换来实现流动相梯度AB高压梯度如何考察梯度混合性能简单判断梯度比例阀是否泄漏——设定泵使用一个单独通路（如A），泵出口排空，开大流速，观察其他通路（B等）的流动相是否流动，...
