[发明专利]一种用于抗冻蛋白合成的生产方法及其设备

说明书

一种用于抗冻蛋白合成的生产方法及其设备，其包括悬液分离器单元、细胞反应器系统、中空纤维柱纯化单元，以及用于控制本设备反应流程和条件的控制组件；悬液分离器单元设置有第一进液口，第一进液口与细胞反应器系统的内部连通，悬液分离器单元底端设置有流出口，流出口与细胞反应器系统的下端连接；细胞反应器系统下部设置有出液口，出液口与设置在中空纤维柱单元上部的第二进液口连通；控制组件包括中央控制器和操作键，操作键和中央控制器连接，另设置为控制组件提供能源的电源结构。

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及为一种用于抗冻蛋白合成的生产方法及其设备。

背景技术

依据物种的来源，抗冻蛋白可分为下列几类：昆虫抗冻蛋白、鱼类抗冻蛋白、植物抗冻蛋白、真菌抗冻蛋白和细菌抗冻蛋白。抗冻蛋白又称热滞蛋白、冰结合蛋白，是一种具有特殊生物功能的蛋白质。在溶液中它能够吸附到冰晶表面，非依数性的降低溶液的冰晶生长点温度，抑制冰晶的生长，而不影响冰晶的熔点温度，产生热滞现象。

有研究表明：报春花海洋单胞菌体内产生一种大分子量(1MDa)的高活性钙依赖抗冻蛋白MpAFP(M.primoryensis AFP)，在0.5mg/mL的浓度下，它能降低2℃以上溶液冰点，属于高活性抗冻蛋白。已有研究对该抗冻蛋白的活性区域进行了测序与模型构建，该模型已经确定了一个新的β-螺旋折叠和一个冰晶结合位点。β-螺旋在下方一侧包含一排结合位点的钙离子，在另一侧包含一个疏水核心。它解释了该区域对Ca²⁺的依赖性，以及其高度活跃的抗冻活性，这是第一个确定了结构特征的细菌抗冻蛋白。然而该抗冻蛋白具有特殊的性质且分子量极大，难以用传统的纯化技术。

因抗冻蛋白具有卓越的抗冻活性，因此其在低温医学、食品冷冻等领域都具有很大的发展潜力。但是因其工业生产成本高、工艺复杂，且生产产量低，所以目前大多数抗冻蛋白仍然停留在实验室研究阶段，缺乏用于抗冻蛋白生产的一体化流程设备和生产方法。

本发明针对上述问题，提供一种用于抗冻蛋白实验室生物合成的生产设备及其方法，以加速抗冻蛋白诱导表达，简化合成工艺。

发明内容

为了克服背景技术中提出的问题，本发明提供一种用于抗冻蛋白合成的生产方法及其设备。

一种用于抗冻蛋白合成的生产方法及其设备，其包括悬液分离器单元、细胞反应器系统、中空纤维柱纯化单元，以及用于控制本设备反应流程和条件的控制组件；所述悬液分离器单元设置有第一进液口，第一进液口与细胞反应器系统的内部连通，悬液分离器单元底端设置有流出口，流出口与细胞反应器系统的下端连接；所述细胞反应器系统下部设置有出液口，出液口与设置在中空纤维柱单元上部的第二进液口连通；所述控制组件包括中央控制器和操作键，操作键和中央控制器连接，另设置为控制组件提供能源的电源结构；通过此种方式将含有定量目标蛋白的相关材料投入细胞反应器系统内部，培养至目标要求后再将上述培养后的材料经进液口输送至悬液分离器单元，沉降后再经流出口输送回细胞反应器系统，经加料、重悬、调温、搅拌的步骤后进入中空纤维柱纯化单元进行分离纯化并进行后续收集。

进一步，所述细胞反应器系统包括反应器外壳，设置在反应器外壳内部的制冷机和搅拌器；在反应器外壳的上端设置有进料口，在反应器外壳的一侧或上端设置有取样口和排气口，进料口和取样口处分别设置封堵结构；制冷机的设置能够保证纯化过程所需的低温条件，搅拌器的设置可以显著提高菌株的繁殖速度，进料口、排气口和取样口的设置满足生物合成过程中的基本实验条件。

进一步，在所述反应器外壳内部还设置液位计和温度计，液位计和温度计的设置可以直观显示液体容积和反应温度，随时掌握菌株的生长速度，控制反应过程，反应时间短，反应效果好。

进一步，所述搅拌器包括搅拌杆，搅拌叶，和设置在搅拌杆上端的电机，电机与中央控制器连接；通过此种方式控制电机的旋转带动搅拌杆和搅拌叶的旋转，实现对反应器外壳内液体的搅拌功能。