無細胞蛋白合成反應器的製作方法

2023-09-18 11:07:05 1

本實用新型屬於生物工程中蛋白質的生物體系外合成技術領域，具體說是一種無細胞蛋白合成反應器。

背景技術：

蛋白質作為生命的物質基礎，一直都是研究的重點。隨著近年來對蛋白質結構、功能的研究逐漸深入，發現蛋白質的產量很大的制約了蛋白質性質與功能的研究。無細胞蛋白質合成體系與傳統的細胞表達相比較，由於其操作較簡單、反應時間短、條件可操控、蛋白表達量高，近期更受到許多學者們的青眯。

無細胞蛋白合成是一種以外源m RNA或DNA為模板，在細胞抽提物的酶系中補充核糖體、tRNA、轉錄因子、胺基酸和能量等物質，在生物體外進行蛋白質的合成。運用無細胞蛋白合成反應來進行蛋白質的合成，可以在短時間內完成蛋白質從模板DNA到最後蛋白質合成的全部過程，並且得到的蛋白質也比較單一，使下一步對目的蛋白的分離與純化過程更加簡便。

然而，無細胞蛋白質合成體系也有一定的弊端。首先，由於其是在生物體外進行蛋白質的合成，會受到外源的mRNA的幹擾，這就表明在進行反應的同時，必須要製造一個不存在或存在微量外源DNA，mRNA的環境，從而給目的蛋白更多的合成空間。並且由於在短時間內進行蛋白質合成，反應體系內會由於蛋白質以及磷酸的積累而導致反應底物的消耗減緩，從而降低了反應效率。因此，急需一種新型的反應器來解決以上問題。

技術實現要素：

為解決現有技術存在的上述問題，本實用新型提供了一種無細胞蛋白合成反應器，可以在生物體外完成蛋白質的合成過程。

為實現上述目的，本申請的技術方案是：一種無細胞蛋白合成反應器，包括：反應室、物料交換窗、反應室蓋子、物料貯存室；所述反應室蓋子內設有螺紋，所述物料貯存室頂部外周設有逆向螺紋，所述物料交換窗置於反應室下部的內壁上，所述反應室置於物料貯存室中，反應室蓋子蓋在物料貯存室上。

進一步的，所述物料貯存室為U型管，反應室下部呈錐臺結構。

進一步的，所述反應室、物料貯存室、反應室蓋子的材質均為醫用級樹脂。

進一步的，所述物料交換窗的材質為半透膜。

進一步的，所述物料貯存室的容積為10mL。

更進一步的，所述反應室的容積為8mL。

更進一步的，所述反應室蓋子與物料貯存室通過螺旋而緊閉，形成一個密閉的空間。

作為更進一步的，上述反應器，包括：兩個物料交換窗，分別置於反應室內壁的兩側。

本實用新型由於採用以上技術方案，能夠取得如下的技術效果：該反應器，可以更好的進行蛋白質的體外合成，反應體積可達2ml，用於連續合成反應，並且由於蛋白質都在反應室中，便於進行後續的分離與純化操作，從而更好的為科學研究提供了方便。利用該無細胞蛋白合成反應器，可以合成一些在傳統細胞表達中表達量比較低，或者具有細胞毒性的蛋白質等，為研究提供了便利。

附圖說明

為了更清楚的說明本實用新型的實施例或現有技術的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖做一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為反應室蓋子內結構示意圖；

圖2為物料貯存室結構示意圖；

圖3為反應室結構示意圖；

圖4為本實用新型整體結構示意圖；

圖5為本實用新型外觀圖。

圖中序號說明：1、反應室蓋子，2、物料貯存室，3、反應室，4、物料交換窗，5、螺紋，6、逆向螺紋。

具體實施方式

為使本實用新型的實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚完整的描述：

實施例1

一種無細胞蛋白合成反應器，包括：

反應室蓋子1，其內部設有螺紋5；

物料貯存室2，其頂部外周設有逆向螺紋6；反應室蓋子1蓋在物料貯存室2上；所述物料貯存室2為U型管；

反應室3，置於物料貯存室2中；所述反應室3下部呈錐臺結構；

物料交換窗4，安裝在反應室3下部的內壁上。

作為優選的，所述反應室3、物料貯存室2、反應室蓋子1的材質均為醫用級樹脂；所述物料交換窗4的材質為半透膜。

作為優選的，所述物料貯存室2的容積為10mL，所述反應室3的容積為8mL。

作為優選的，所述反應室蓋子1與物料貯存室2通過螺旋而緊閉，形成一個密閉的空間。

作為優選的，上述反應器，包括：兩個物料交換窗4，分別置於反應室3內壁的兩側。

反應室3內可以加入無細胞蛋白質合成的反應液，包括細胞抽提物，DNA，酶，能量等物質。所述物料貯存室2可以加入補充液，補充液為酶，鹽溶液等，並且濃度大於反應液的濃度，在反應的期間，由於反應室3與物料貯存室2存在濃度差，小分子物質可以通過物料交換窗4的半透膜，從物料貯存室2向反應室3移動，從而補充反應液中所需要的反應底物。同時，反應室3中加入的DNA或者質粒在RNA聚合酶等酶的作用下，ATP等提供能量，轉錄為mRNA。轉錄的mRNA在抽提物中的酶系的作用下，翻譯為蛋白質。蛋白質屬於生物大分子，不會透過半透膜，所以反應合成的蛋白質會一直在反應室3中積累。反應底物用光後，則反應結束，可以進行下一步的分離，純化等操作。所述物料貯存室2的主要作用是儲存反應補充液，可使得蛋白質合成所需要的底物不間斷的供給，從而延長了反應的時間，並且提高了反應效率。

上述反應器的使用方法為：上述反應器需要進行除菌以及除RNA酶，除菌後，在超淨工作檯中向反應室3中加入反應液，並混勻。然後向物料貯存室2中加入一定體積的反應補充液並混勻。然後將反應室3放入物料貯存室2中，再將反應室蓋子1通過螺旋與物料貯存室2相結合。最後將反應器放入搖床中，進行反應，約16-20小時反應結束後，將反應器取出，置於4℃保存待用。

以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式，但本實用新型的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型披露的技術範圍內，根據本實用新型的技術方案及其實用新型構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。