一種外加電極的膜色譜組件的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及生物分子的分離領域，尤其涉及一種用來分離生物分子的外加電 極的膜色譜組件。
【背景技術】
[0002] 隨著生物技術產業的發展，如何實現包括蛋白質、多肽、酶、核酸、抗體等在 內的生物產品的有效分離和純化成為該領域研宄開發的熱點。膜色譜（Membrane Chromatography)技術是在高效液相色譜和膜分離技術的基礎上，對分離單元的材料和結 構進行改進的色譜分離方法。它結合了高效液相色譜選擇性高、分離速度快和膜分離技術 樣品容量大、操作壓力低的優點，已經發展成為色譜分離的一個重要分支，在生物產品分離 純化中得到了廣泛應用。
[0003] 常規的膜色譜技術主要是利用生物分子與基質膜表面固載的特異性基團之間的 強烈的生物特異性作用而實現分離的。膜色譜組件中的基質膜僅作為一種分離基團的多孔 載體用于提高分離過程的分離效率，分離膜本身的孔徑篩分作用，靜電吸附作用等獨特的 分離性能并沒有體現出來。同時，膜色譜技術由于特異性基團的昂貴價格和單一選擇性，使 膜色譜過程的投資費用增加，分離普遍適用性降低，而且沒有擺脫傳統色譜過程的反洗過 程，需要相對繁瑣的洗脫過程，進而大大限制了膜色譜技術的應用。另外，由于配基的特異 選擇吸附性，膜色譜技術往往適用于兩種組分的分離或者單一組分從復雜體系的提純，對 于多組分體系的分離和純化，所需要的操作步驟或者體系將會更加復雜。因此，現有技術中 的膜色譜組件分離物料的性能較差。 【實用新型內容】
[0004] 有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種外加電極的膜色譜組件，本實用新型 提供的膜色譜組件能夠實現待分離物料的快速高效分離。
[0005] 本實用新型提供了一種外加電極的膜色譜組件，包括設置有進口和出口的膜殼；
[0006] 設置在所述膜殼內部的正電極和負電極；
[0007] 所述正電極和負電極之間設置有多孔支撐層；
[0008] 及設置在所述多孔支撐層表面的多孔分離膜。
[0009] 優選地，所述正電極和負電極的形狀分別選自板狀、網狀或絲狀。
[0010] 優選地，所述正電極和負電極的材質分別選自不銹鋼、鈦或鉑。
[0011] 優選地，所述多孔分離膜的層數為3層~50層。
[0012] 優選地，所述多孔分離膜的材質選自纖維素、聚碳酸酯、聚醚砜、聚砜、聚酰胺、聚 氯乙稀、聚丙稀腈、聚丙稀、聚偏氟乙稀、聚四氟乙稀或聚哌嘆。
[0013] 優選地，所述多孔分離膜的形狀為圓形、矩形、三角形或菱形。
[0014] 優選地，所述正電極和負電極平行設置，且與電源相連。
[0015] 優選地，所述多孔支撐層為多孔有機玻璃板或聚乙烯格網。
[0016] 優選地，所述膜殼的材質為不導電材料。
[0017] 優選地，所述膜殼的形狀為圓形、矩形、三角形或菱形。
[0018] 本實用新型提供了一種外加電極的膜色譜組件，包括設置有進口和出口的膜殼； 設置在所述膜殼內部的正電極和負電極；所述正電極和負電極之間設置多孔支撐層；及設 置在所述多孔支撐層表面的多孔分離膜。本實用新型提供的膜色譜組件包括正電極和負電 極，它們作為外加電極，在膜色譜過程中，引入電場，根據待分離物料溶液中組分的帶電性 質的不同，在多孔分離膜分離及靜電吸附等篩分的基礎上，進行電荷篩分，待分離物料中的 組分按電荷和分子量大小的區別，先后流出，得到分離。與現有技術中的膜色譜組件相比， 本申請提供的膜色譜組件提高了色譜過程的分離精度，還大幅度降低分離時間，快速高效 地分離出待分離物料中的組分。實驗結果表明：該膜組件中設置有10層多孔分離膜，電場 強度調節為30V/cm時，溶菌酶的流出時間為3. 7分鐘，牛血清蛋白的流出時間為8. 6分鐘； 純度均達到98%以上。
【附圖說明】
[0019] 圖1為本實用新型實施例提供的一種外加電極的膜色譜組件。
【具體實施方式】
[0020] 本實用新型提供了一種外加電極的膜色譜組件，包括膜殼；
[0021] 設置在所述膜殼內部的正電極和負電極；
[0022] 所述正電極和負電極之間設置有多孔支撐層；
[0023] 及設置在所述多孔支撐層表面的多孔分離膜。
[0024] 本實用新型提供了一種外加電極的膜色譜組件，包括設置有進口和出口的膜殼； 設置在所述膜殼內部的正電極和負電極；所述正電極和負電極之間設置多孔支撐層；及設 置在所述多孔支撐層上表面的多孔分離膜。本實用新型提供的膜色譜組件包括正電極和負 電極，它們作為外加電極，在膜色譜過程中，引入電場，根據待分離物料中組分的帶電性質 的不同，在多孔分離膜分離及靜電吸附等篩分的基礎上，進行電荷篩分，待分離物料中的組 分按電荷和分子量大小的區別，先后流出，得到分離。與現有技術中的膜色譜組件相比，本 申請提供的膜色譜組件提高了色譜過程的分離精度，還大幅度降低分離時間，快速高效地 分離出待分離物料溶液中的組分。
[0025] 另外，本實用新型提供的膜色譜組件還能夠實現分子量或者水力學半徑接近的分 子的分離，同時可以提高分離效率，減小操作所需驅動壓力；能夠實現多組分的分離，降低 分離過程的成本。
[0026] 參見圖1，圖1為本實用新型實施例提供的外加電極的膜色譜組件示意圖；其中，1 為正電極，2為負電極，3為多孔分離膜，4為多孔支撐層，5為膜殼，6為料液出口，7為料液 進口。
[0027] 本實用新型提供的外加電極的膜色譜組件包括設置有進口和出口的膜殼5,所述 膜殼5的材質優選為不導電材料；所述不導電材料優選為玻璃鋼、聚碳酸酯、聚丙烯和聚甲 醛中的一種或多種。在本申請的某個實施例中，所述膜殼5的材質為聚甲醛；在本申請的某 個實施例中，所述膜殼的材質為聚碳酸酯。在本申請中，以料液進口方向垂直的截面為所述 膜殼的截面，所述膜殼5的截面的形狀優選為圓形、矩形、三角形或菱形，更優選為圓形。在 本申請的具體實施例中，所述膜殼的截面的形狀為圓形時，膜殼的直徑為l〇cm。本實用新型 提供的膜色譜組件包括料液進口 7和料液出口 6 ;所述料液進口 7設置在所述膜殼5的底 部；所述料液出口 6設置在所述膜殼5的頂部。
[0028] 本實用新型提供的外加電極的膜色譜組件包括設置在所述膜殼5內部的正電極1 和負電極2。在本申請中，所述正電極1和負電極2的形狀分別選自板狀、網狀或絲狀。本 申請優選采用形狀和大小相同的正電極和負電極。在本申請中，所述正電極1和負電極2 的材質分別優選不銹鋼、鈦或鉑；更優選為鈦或鉑；在本申請的某些實施例中，所述正電極 的材質為鍍釕的鈦鋼板；在本申請的某些實施例中，所述負電極的材質為鈦鋼板。本申請 對正電極和負電極設置在所述膜殼的內部的方式沒有特殊的限制，可以可拆卸的連接在所 述膜殼內部；也可以不可拆卸的連接在所述膜殼內部。在本申請的具體實施例中，所述正電 極和負電極可以卡接在所述膜殼內部；所述正電極和負電極也可以螺紋連接在所述膜殼內 部。在本申請的具體實施例中，所述鍍釕的鈦鋼板作為正電極，圓柱形的鍍釕的鈦鋼板的直 徑為9cm，厚度為2mm ;圓柱形的鈦鋼板作為負電極，鈦鋼板的直徑為9cm，厚度為2mm。
[0029] 在本申請中，所述正電極1和負電極2接通外部電源，正電極1連接電源正極，負 電極2連接電源負極，在膜色譜過程中，接通電源后，正電極1和負電極2之間形成電場。由 于待分離物料，如生物分子，在極性溶液中（通常為水溶液）中帶有電荷，因此，在膜色譜過 程中，引入電場，可以根據生物分子帶電性質的不同，在孔徑及靜電吸附等篩分的基礎上， 進行電荷篩分；帶不同電荷的分子可以分別在電場中起到加速和減速的作用，從而拉開從 膜色譜流出的時間，帶同種電荷的分子，也可以依據分子大小，電荷電量的差異先后流出。 本實用新型提供的膜色譜組件中的正電極1可以設置于料液出口方向，也可以設置于料液 進口方向；所述負電極2可以設置于料液出口方向，也可以設置于所述料液進口方向。本申 請根據待分離物料的帶電情況，料液從正電極方向流出或從負電極方向流出。
[0030] 本實用新型提供的外加電極的膜色譜組件包括所述正電極和負電極之間設置的 多孔支撐層4。在本申請中，所述多孔支撐層4為多孔有機玻璃板或聚乙烯格網。在本申 請中，所述多孔支撐層可以設置多層，優選以平行方式設置。在本申請中，所述多孔支撐層 4可以用來支撐多孔分離膜；也對待分離的流體進行重新分布。本申請對支撐層設置在所 述膜殼的內部的方式沒有特殊的限制，可以可拆卸的連接在所述膜殼內部；也可以不可拆 卸的連接在所述膜殼內部。在本申請的具體實施例中，所述支撐層可以法蘭式連接在所述 膜殼的內部；所述支撐層也可以卡接在所述膜殼的內部。
[0031] 本實用新型提供的外加電極的膜色譜組件包括設置在所述多孔支撐層表面的多 孔分離膜3。在本申請中，所述多孔分離膜3的材質優選為纖維素、聚碳酸酯、聚醚砜、聚 砜、聚酰胺、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯或聚哌嘆，更優選為聚醚 砜、聚砜、聚丙烯腈、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯或聚哌嗪，最優選為聚醚砜、聚砜或聚 偏氟乙烯。在本申請中，所述多孔分離膜3的形狀優選為圓形、矩形、三角形或菱形，更優 選為圓形。在本申請的實施例中，所述多孔分離膜的層數可以為3層~50層，也可以為10 層~30層。在本申請的實施例中，所述多孔分離膜的孔徑可以為0.1 nm~500nm，也可以為 IOnm~450nm。在本申請中，所述多孔分離膜以多層平行疊加的方式構成膜堆，在多孔分離 膜之間以多孔支撐層分隔，將膜堆放置在對應形狀的膜殼中。本申請對所述多孔分離膜設 置在膜殼內部的方式沒有特殊的限制，如可以粘結在所述膜殼的內部。以料液進口方向為