專利名稱：一種天然生物活性多肽和細胞因子復合液制備裝置的制作方法
技術領域：
—種天然生物活性多肽和細胞因子復合液制備裝置技術領域[0001]本實用新型專利屬于生物技術器械領域，具體涉及一種天然生物活性多肽和細胞因子復合液制備裝置。
背景技術：
[0002]科學研究已經發現和證實，在生物體內存在大量豐富和多種類具有生理功能和生物活性的天然多肽和細胞生長因子，而具有天然生物活性的細胞生長因子實際上也大多屬于多肽類。它們各自具有不同含量、分子結構和生理功能及其生物活性。通常，蛋白質主要以肽的形式被機體消化、吸收和利用、且機體內幾乎所有類型細胞及其功能都受多肽的調控，如細胞增殖與分化、細胞信號傳導、激素合成與分泌、神經遞質與內分泌調節、免疫細胞效應及功能調節等均與活性多肽密切相關。由于多肽具有較蛋白質結構更簡單、分子量更小、生物效應更高等特點，加上它們本身又由不同種類和數量的氨基酸通過肽鍵鏈接的生物活性物質，使它們真正具有調控機體功能和為機體提供營養的雙重功效。[0003]目前，國內外科研人員已經能夠從包括人、動物、植物、、微生物和海洋生物等在內的多種生物體中提取制備、分離純化出各種類型的活性多肽，并且已經對其理化性質、生物特性、制備方法、分離純化方法、鑒定技術、功能活性及應用等方面進行了大量的研究和實踐，取得了一定成效和積極進展。[0004]從現有學術技術和科研成果看，目前對于生物活性多肽的提取制備和分離純化方法主要包括物理法(微波提取法、超聲提取法、超濾膜分離法等)、化學合成法(固相合成法和液相合成法等)、生化提取法(酶解法和高溫高壓酸解結合法等)、發酵工程法(發酵法等)、基因工程法(重組技術等)；而其分離和純化方法也主要包括凝膠過濾色譜、反相液相色譜、親和層析法等。同樣屬于肽類物質、且具有高度生物活性和細胞調控作用的細胞生長因子的制備，目前也大多數采用分子生物學方法及基因工程技術進行重組和表達及分離純化。[0005]事實上，無論是采用哪類或哪種技術方法及其儀器設備去提取制備新鮮動物組織或器官中的多肽物質(包括細胞生長因子)，只要是涉及應用領域、特別是人體應用，最為重要和關鍵的是要保持多肽物質的天然結構、生物活性、生理學功能和生物學效應；特別是天然活性多肽實際應用到靶部位后所表現出的生物利用度、生理多功能及共濟協同作用等越來越受到重視。[0006]然而，目前多肽的化學合成法，如固相合成法進行多肽開發，雖然具有設計精密、合成程序化、操作方便、技術成熟、產品純度高，并可根據實際需要隨時合成中鏈至長鏈的多肽、且可將被合成的肽鏈固定在固體支持物上、還能全面保護官能團等優點，但固相合成法合成的多肽產品數量極其有限、只能達到毫克或克級，目前大多應用于實驗室科學研究和醫學實驗等；而雖然液相合成法合成的多肽數量雖較固態合成法合成的多肽數量大大提高、且也可應用于產品價值較高的保健型多肽制品生產，但同樣存在生產儀器設備特殊而昂貴、技術較為復雜、操作要求和難度較大，加上成本極高，實際上很難普及推廣和拓展應用、且也極大限制了蛋白質資源的有效利用。[0007]而目前采用的物理方法(微波提取法、超聲提取法等)進行多肽提取，雖然具有較為簡單、方便等優點、且在一定的優化條件或參數下，作為酶解法的前期預處理方法及輔助技術也可以顯著改善蛋白質的酶解效率、改善多肽產物收率、并得到較多的多肽物質，如微波是一種頻率為300MHz至300GHz之間的電磁波，可以穿透樣品，瞬間達到一定溫度，具有高效、節能、清潔等特殊的加熱特征，但單一采用這種方法提取多肽的效果有一定的局限性，且大多數只能作為輔助或前期處理，通過這些方法，對蛋白質的水解程度過大，產物多為小分子肽和氨基酸，特別是其天然分子構象和生物活性等均不同程度被改變或破壞、且大多數具有細胞生理活性及促進細胞增殖分化和細胞活力的細胞生長因子等被破壞或滅活，不同程度影響到其應用后的作用效果和生物學作用。目前使用的超濾膜分離法雖可保持提取產物的分子原形和生物活性，但目前超濾膜只能分離某一區段分子量的多肽、且目前該方法很難獨立完成天然多肽的提取分離、更難同步分離出細胞因子。[0008]目前應用的發酵工程法(發酵法等)和基因工程法(重組技術等)進行多肽制備，雖然具有很多優點、且具有較好的生物活性和生理功能，但其制備程序復雜、儀器設備特殊而昂貴、技術難度較大、非一般單位或人員可以完成。[0009]生化提取法(酶解法和高溫高壓酸解結合法等)進行多肽提取制備，常用一些酶解法、高溫高壓酸解結合法、有機化學溶劑萃取(醋酸、乙醇、丙酮、三氯甲烷等)分級沉淀法等。雖然，這些方法簡單可行、操作容易、儀器設備便宜、也可以充分利用自然界豐富的蛋白資源或廢棄蛋白資源等提取大量的多肽物質、特別是低分子量多肽物質、且多肽分子量較小、分子量分布也很均勻，范圍。而且酶法水解蛋白較酸、堿水解法具有許多優點，如反應條件溫和、產品純度較高、不產生消旋作用、不破壞氨基酸結構、具有高溶解性、高穩定性、高吸濕等，但其中的酶解法是一種不徹底的水解方法、制備多肽分子量較大、且效率不高、水解也不完全；高溫高壓酸解雖然水解完全、吸收速度快、生物利用度高，但大多是氨基酸、產物活性較低、生物學效率不高；有機溶劑提取雖然可提高收率和純度，但這類方法能源浪費較大、環境污染嚴重、對人體健康、特別是呼吸系統等危害較大。尤其是，經過這些方法所提取得到的多肽產品大多數難以保持活性多肽所特有的天然結構、理化特性、生物活性、生理功能及生物學效應等，其多肽的純度雖然經過了陰陽離子交換層析柱、Sephadex凝膠過濾層析柱和HPLC凝膠系統等凝膠過濾色譜、反相液相色譜、親和柱層析、高效毛細管電泳等方法的提取、分離、純化，但費時費事、且數量非常有限、無法產業化擴試、也難以批量生產和廣泛推廣應用。[0010]而且，實際制備和生產多肽產品時，一般是先將樣品切或剪成小塊，再加裂解液進行水解，勻漿，然后再離心，取上清，同時加入其它試劑等過程進行純化，分離。此操作過程多，繁瑣，產率低下，影響多肽原有活性；而且，對于沒有完全分解的水解產物不能再次利用，造成一定的浪費，影響多次產率。另外，由于多肽是蛋白水解后的產物，不同分子量的多肽具有的生物活性也不相同，因此要對多肽產物進行分離利用，才能達到更大的功效作用。比如鹿茸勻漿水解后，含有大分子肽，小分子肽以及不同功效作用的細胞因子，如能分離出各種成分，則可大大提高鹿茸水解產物的功效作用，因此提取分離不同分子量的多肽具有十分重要的意義。尤其是在醫藥工業領域，多肽的分離尤為重要。但是目前的制備分離手段比較落后，制備和分離還不能同步進行，效率低，收率低；且分解產物只能單級分離，且多次分離，影響多肽的原有的活性和功效作用、且又很難保留和保持其中重要的細胞生長因子的濃度、含量和種類。[0011]近年來，隨著蛋白資源越來越寶貴，對活性多肽的研發越來越受到世界各國關注和重視。但由于活性多肽的提取制備和分離純化技術仍具有很大的發展和創新空間，大量蛋白質資源仍有待于更加充分和有效的利用，那些寶貴而被當作粗飼料、燃燒物及廢棄的蛋白質資源得以綜合利用和開發，提高各種來源蛋白質深加工的轉化率，開發更多有效、實用的醫藥、保健產品，特別是面部美容保健和皮膚抗衰老是活性多肽和細胞因子作用效果的最佳適應范圍之一，皮膚組織和細胞又是生物活性多肽和細胞生長因子最直接作用的靶部位，因此，發明一種目前尚無成套或匹配的復合天然生物活性多肽和細胞生長因子同步制備裝置，可大規模、產業化提取和制備出具有面部美容、保健、護膚及皮膚抗衰老等高生物學效應的美容化妝品添加劑及其產品具有實際意義和實用價值。發明內容[0012]本實用新型專利是針對目前皮膚屏障功能重建、表皮組織損傷修復、皮膚抗衰老和醫學美容等制劑發展的實際需要、以及現有提取制備天然活性多肽和細胞因子技術或設備的某些缺陷或不足，提供一種天然生物活性多肽和細胞因子復合液制備裝置。本實用新型制備裝置，既同步解決了多肽和細胞因子提取制備過程中的天然生物活性問題，又解決了添加化學制劑或酶制劑造成的環境污染和能源浪費問題，還從串聯或并聯膜分離技術方面解決了目前不能一步到位制備和分離天然生物活性多肽及細胞因子的問題，另外還解決了目前尚不能同步分離不同分子量多肽和細胞因子的問題；更重要的是，經過本實用新型專利提取制備的天然復合多肽和細胞因子，保持了多肽和細胞因子的天然結構、生物活性、生理功能和共濟協同及聯合增效等應用生物學效應等問題。[0013]1、本實用新型的技術方案[0014]一種天然生物活性多肽和細胞因子復合液制備裝置由勻漿裝置(I)、離心裝置(2)、負壓吸液裝置(3)、儲液罐(4)、高壓泵(5)及壓力表(6)、粗濾器(7)、100000分子量超濾膜組件(8) ,50000分子量超濾膜組件(9) ,5000分子量超濾膜組件(10)、100分子量納濾膜組件(11)、100000分子量超濾膜超濾液收集器(12)、50000分子量超濾膜超濾液收集器(13),5000分子量超濾膜超濾液收集器(14) ,300分子量納濾膜超濾液收集器(15)、若干排放口(16)、若干控制閥(17)和若干輸液管道(18)相連組成。每個不同分子量的超濾膜和納濾膜組件進口和出口處都接有控制閥。[0015]一種天然生物活性多肽和細胞因子復合液制備裝置，是將勻漿器裝置通過管道與離心裝置相連；而離心裝置則通過負壓裝置及其連接管與儲液罐相連；儲液罐下設有排放口且與高壓泵、粗濾器、100000分子量超濾膜組件通過輸液管道相連；以此主連接管將通過100000分子量超濾膜組件的透過液分別連接三種不同規格分子量的超濾膜和納濾膜，即50000分子量超濾膜組件、5000分子量超濾膜組件、300分子量納濾膜組件、并通過相應的輸液管道相連。[0016]一種天然生物活性多肽和細胞因子復合液制備裝置，是將所需要提取制備的新鮮動物組織提取樣品，按照一定的比例，加入經過預冷的特定組織勻漿液進行一定時間的勻漿；通過勻漿裝置下的出口將已經勻漿好的勻漿組織液直接放入離心裝置中進行一定時間的離心；再將離心后的上清液用負壓吸引器全部吸入至儲液罐容器中。儲液罐容器上下均設有入口和出口。其中，入口可收集整個系統之中未有透過超濾膜的截留液體；而出口則可直接釋放上清液、并經過輸液管道與高壓泵相連將其輸入粗濾器進行第一級過濾，以濾除離心裝置尚未除去、且肉眼可見的大顆粒性物質；此粗濾液緊接著經過100000分子量超濾膜進行第二級超濾和初步分離，以進一步除去分子量大于100000道爾頓以上的大分子物質(包括微生物等)；將經過100000分子量超濾膜的透過液的連接管分別連接50000、5000,300分子量的超濾膜，該系統經過反復運轉之后，則可分別得到三種相應分子量膜組件的截留液和透過液。最后，將經過300分子量納濾膜濃縮后的濃縮液中按照一定比例添加凍干保護劑；然后，再按照冷凍干燥程序使用冷凍干燥機對幾種提取濃縮液分別進行冷凍干燥，即可提取制備并得到不同分子量區段和生物活性的天然復合多肽和細胞因子等。[0017]2、本實用新型的有益效果[0018]本實用新型專利可達成如下有益效果:[0019](I)可從新鮮動物組織或臟器中直接提取、同步得到實際應用所需要的天然復合多肽和細胞因子，制備與分離一體，具有使用方便、操作簡單、方法規范、條件一致等特點；[0020](2)本實用新型專利技術，可連續自動運行、減少復雜工藝程序、節省人力物力和時間、并可根據提取樣本多少、隨時更換不同規格和處理量的超濾膜和納濾膜，具有應用靈活、工作效率高、得率高穩、先進實用等特點；[0021 ] (3)本實用新型專利，一次性處理樣本多、但全程是在低溫或常溫下工作、未用高溫和高壓，實際能耗低、節約能源、易于工業化生產；[0022](4)本實用新型專利提取制備天然復合多肽和細胞因子，無需添加任何化學劑或藥劑、也未用任何有機溶劑(乙醇、丙酮、三氯甲烷等)，無刺激性氣味、無藥劑污染、具有制備安全、環保無污染等特點；[0023](5)本實用新型專利提取制備天然復合多肽和細胞因子，未用任何劇烈提取方式，而用較為溫和的膜超濾分離技術，既極大地保持了復合多肽和細胞因子原有天然分子結構、生物活性和生理功能，又自然地保留了多種具有生物學功效的其它協同和增效成分，使制備產物的實際應用范圍更廣、效果更好；同時，該裝置增加使用300分子量的納濾膜，SP可起到濃縮所提取和分離的復合多肽和細胞因子等功效成分的作用，又可濾除絕大部分美容化妝品、食品、藥品和保健品等產品中禁止添加或含有的成分(如睪酮素、皮質醇、黃體酮、雌酮、雌二醇、雌三醇等)。[0024](6)本實用新型一種天然生物活性多肽和細胞因子復合液制備裝置可一步到位制備和分離出天然生物活性多肽及細胞因子復合液，且能同步制備出不同分子量的天然活性多肽和細胞因子復合液，而且，還能對那些殘留或截留的一些大分子量物質也可重新回收利用并再次分離得到不同分子量的多肽和細胞因子復合液，因此，生物利用及重復利用價值更高、生態資源和蛋白資源節省更多。
[0025]圖1:附圖是本實用新型一種天然生物活性多肽和細胞因子復合液制備裝置。[0026]附圖中，I為勻衆裝置、2為離心裝置、3為負壓吸液裝置、4為儲液罐、5為高壓泵、6為壓力表、7為粗濾器、8為100000分子量超濾膜組件、9為50000分子量超濾膜組件、10為5000分子量超濾膜組件、11為100分子量納濾膜組件、12為100000分子量超濾膜超濾液收集器、13為50000分子量超濾膜超濾液收集器、14為5000分子量超濾膜超濾液收集器、15為300分子量納濾膜超濾液收集器、16為若干排放口、17為若干控制閥、18為若干輸液管道。
具體實施方式
[0027]下面結合說明書附圖詳細說明本實用新型的具體實施方式
，一種天然生物活性多肽和細胞因子復合液制備裝置，它是由勻漿裝置(I)、離心裝置(2)、負壓吸液裝置(3)、儲液罐(4)、高壓泵(5)及壓力表(6)、粗濾器(7)、100000分子量超濾膜組件(8) ,50000分子量超濾膜組件(9) ,5000分子量超濾膜組件(10)、100分子量納濾膜組件(11)、100000分子量超濾膜超濾液收集器(12)、50000分子量超濾膜超濾液收集器(13)、5000分子量超濾膜超濾液收集器(14)、300分子量納濾膜超濾液收集器(15)、若干排放口(16)、若干控制閥(17)和若干輸液管道(18)相連組成，每個不同分子量的超濾膜和納濾膜組件進口和出口處都接有控制閥，其特征在于勻漿器裝置通過管道與離心裝置相連；而離心裝置則通過負壓裝置及其連接管與儲液罐相連；儲液罐下設有排放口且與高壓泵、粗濾器、100000分子量超濾膜組件通過輸液管道相連；以此主連接管將通過100000分子量超濾膜組件的透過液分別連接三種不同規格分子量的超濾膜和納濾膜，即50000分子量超濾膜組件、5000分子量超濾膜組件、300分子量納濾膜組件、并通過相應的輸液管道相連。[0028]一種天然生物活性多肽和細胞因子復合液制備裝置使用方法:[0029]將所需要提取制備的新鮮動物組織提取樣品，按照一定的比例，加入經過預冷的特定組織勻漿液進行一定時間的勻漿；通過勻漿裝置下的出口將已經勻漿好的勻漿組織液直接放入離心裝置中進行一定時間的離心；再將離心后的上清液用負壓吸引器全部吸入至儲液罐容器中。儲液罐容器上下均設有入口和出口。其中，入口可收集整個系統之中未有透過超濾膜的截留液體；而出口則可直接釋放上清液、并經過輸液管道與高壓泵相連將其輸入粗濾器進行第一級過濾，以濾除離心裝置尚未除去、且肉眼可見的大顆粒性物質；此粗濾液緊接著經過100000分子量超濾膜進行第二級超濾和初步分離，以進一步除去分子量大于100000道爾頓以上的大分子物質(包括微生物等)；將經過100000分子量超濾膜的透過液的連接管分別連接50000、5000、300分子量的超濾膜，該系統經過反復運轉之后，則可分別得到三種相應分子量膜組件的截留液和透過液。最后，將經過300分子量納濾膜濃縮后的濃縮液中按照一定比例添加凍干保護劑；然后，再按照冷凍干燥程序使用冷凍干燥機對幾種提取濃縮液分別進行冷凍干燥，即可提取制備并得到不同分子量區段和生物活性的天然復合多肽和細胞因子等。[0030]具體地說，經過勻漿裝置勻漿后得到的是新鮮動物組織提取樣品的組織勻漿液；通過離心裝置中離心后得的是新鮮動物組織提取樣品勻漿液的上清液；通過粗濾器進行一級過濾后得到的是新鮮動物組織提取樣品勻漿離心上清液較為透明和澄清的液體；通過100000分子量超濾膜進行二級超濾和初步分離得到的是新鮮動物組織提取樣品勻漿離心上清液透過液中小于100000道爾頓的復合天然生物活性物質(含多肽和細胞因子等)；該透過液通過50000分子量超濾膜提取分離所得透過液是小于50000道爾頓、大于5000道爾頓的復合天然生物活性物質(主要含IGF、FGF、EGF、VEGF, PDGF, TGF等細胞因子)；通過5000分子量的超濾膜提取所得透過液是小于5000道爾頓的復合天然生物活性物質(主要含小分子活性多肽等)；通過300分子量納濾膜濃縮所得截留液主要是小于5000道爾頓、但大于300道爾頓的復合天然生物活性物質(主要含活性多肽和細胞因子等)；而那些被截留的含顆粒物的混濁液體和那些經過不同膜組件截留的液體可合并后再循環利用(如酶解制備水解多肽等)。
權利要求1.一種天然生物活性多肽和細胞因子復合液制備裝置，它是由勻漿裝置(I)、離心裝置(2)、負壓吸液裝置(3)、儲液罐(4)、高壓泵(5)及壓力表￠)、粗濾器(7)、100000分子量超濾膜組件(8) ,50000分子量超濾膜組件(9) ,5000分子量超濾膜組件(10)、100分子量納濾膜組件(11)、100000分子量超濾膜超濾液收集器(12)、50000分子量超濾膜超濾液收集器(13)、5000分子量超濾膜超濾液收集器(14)、300分子量納濾膜超濾液收集器(15)、若干排放口(16)、若干控制閥(17)和若干輸液管道(18)相連組成，其特征在于勻漿器裝置通過管道與離心裝置相連；而離心裝置則通過負壓裝置及其連接管與儲液罐相連；儲液罐下設有排放口且與高壓泵、粗濾器、100000分子量超濾膜組件通過輸液管道相連；以此主連接管將通過100000分子量超濾膜組件的透過液分別連接三種不同規格分子量的超濾膜和納濾膜，即50000分子量超濾膜組件、5000分子量超濾膜組件、300分子量納濾膜組件、并通過相應的輸液管 道相連。
專利摘要本實用新型由勻漿和離心裝置、儲液罐、壓力泵、粗濾器、超濾和納濾膜組件與產物收集器及若干控制閥和輸液管道等相連組成。其在非化學添加劑和常溫或低溫下提取天然復合多肽和細胞因子自然環保，保持分子天然結構，生物活性，生理功能，生物學效應及共濟協同與聯合增效生物活性物質；其結構合理實用，操作簡便，連續自動工作，安全性能好；殘留物進一步水解并經其離心、過濾、超濾、濃縮能得更多復合多肽和細胞因子，大大提高產率，提高蛋白資源綜合利用；其不同分子量區段提取液可用于臨床醫療、預防保健及美容抗老等方面；它可隨時靈活更換不同分子量超濾膜組件，使其功能更多，應用更廣，效率更高，能耗更低，污染更小，易大規模化生產。
文檔編號C07K1/34GK203021487SQ20122064085
公開日2013年6月26日 申請日期2012年11月28日 優先權日2012年11月28日
發明者莫壯宏, 丁克祥, 左夏林, 丁振華 申請人:海南巨鹿堂保健美容品有限公司, 丁克祥