CN113332869B - 混合装置和方法以及重组大肠杆菌质粒提取方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合装置、混合方法以及质粒的提取方法。混合装置包括用于容纳混合料的混合腔、以及设于该混合腔内并且使混合料在混合时产生自驱动湍流的紊流器。本发明通过紊流器在两种或者两种以上流体自混合时产生湍流，从而实现上述流体的混匀混合，避免了大尺寸的混合容器难以实现上下颠倒方式混匀的问题，同时也避免了采用搅拌方式混合时剪切力破坏流体成分的问题。本发明特别适用于重组大肠杆菌中质粒DNA的提取，其能够避免重组大肠杆菌基因组DNA污染质粒DNA的现象，从而保证质粒DNA在提取后的纯度。

Description

混合装置和方法以及重组大肠杆菌质粒提取方法

技术领域

本发明涉及生物工程领域，特别涉及一种混合装置、混合方法以及质粒的提取方法。

背景技术

大肠杆菌(Escherichia coli，E.coli)是一种主要存在于人和动物肠道内的革兰氏阴性短杆菌。因其遗传背景较为清楚，在分子生物学中常用作为模式菌株，同时也是工业上的重要工程菌株。因此，大肠杆菌能够作为表达外源基因最常用的宿主，具有操作方便、产量高等优点，但是其作为蛋白表达宿主而使用时也存在缺点。

其中一个缺点是大肠杆菌在表达外源蛋白时，目的产物一般存在于细胞内或周质中，而很少分泌到细胞外，所以需要通过对大肠杆菌细胞进行破壁，以使胞内物质释放到胞外，从而解决回收胞内产物的问题。

另外，对于筛选重组蛋白的突变体或鉴定这些突变体序列和性质的关系时，在使用大肠杆菌作为宿主细胞诱导表达重组蛋白后，需要通过快速裂解克隆的大肠杆菌来测定胞内诱导表达的外源蛋白的活性。在筛选抗体类蛋白或酶类蛋白的突变体库时，更需要快速、高效地裂解大量的大肠杆菌克隆细胞。

当前大肠杆菌裂解方法主要包括碱裂解法、有机溶剂萃取法、溶菌酶裂解法、超声波破碎法、酶处理法等。

其中，碱裂解法应用比较广泛，具有简便、快速、有效等特点，但其所用的裂解条件会造成几乎所有的蛋白质变性失活，并且存在能耗高、有机溶剂污染等问题。

溶菌酶裂解法采用的溶菌酶在中性条件下裂解反应较温和，但其用量对裂解效力有很大影响。如果加大用量，虽然可以提高裂解的效力但却成本很高。如果降低用量，则裂解的效力难以满足要求。

超声波破碎法可以很好避免细胞与外界环境的接触，但存在效率低、能耗高等问题。

上述裂解方法均需要将重组大肠杆菌菌液与裂解液混合。如果混合过程比较剧烈，这将导致菌体的基因组断裂而污染质粒，从而降低最终产物质粒DNA的纯度。如果混合过程太过温和，菌体会产生团聚而难以快速分散，这会导致已分散的菌体裂解较为快速，而团聚的菌体裂解较慢。这种不同步裂解会导致菌体裂解后释放出的质粒DNA由于长期暴露在碱性环境里而降解，从而降低最终产物质粒DNA的得率。因此，在将菌液与裂解液混合时必须采用相对温和的混合手段，同时又能确保大肠杆菌菌体快速分散均匀。

在小规模的质粒抽提中，当将重组大肠杆菌菌液与裂解液混合后，可以通过颠倒混合容器(往往是离心管或者试剂瓶)的方式来实现菌体的快速分散和裂解。然而，当混合容器的规模较大时，则很难通过颠倒混合容器来实现菌体的混合和快速分散。如果使用搅拌方式来混合，若搅拌的速度太慢，则混合较慢，仍然会出现上述的菌体裂解不同步的问题。若搅拌的速度太快，则会产生较大的剪切力，从而导致菌体基因组的断裂而污染质粒DNA的现象，进而降低最终产物质粒DNA的纯度。

发明内容

本发明的目的是提供一种混合装置、混合方法以及质粒的提取方法。其通过紊流器在两种或者两种以上流体自混合时产生湍流，从而实现上述流体的混匀混合，避免了大尺寸的混合容器难以实现上下颠倒方式混匀的问题，同时也避免了采用搅拌方式混合时剪切力破坏流体成分的问题。本发明特别适用于重组大肠杆菌中质粒DNA的提取，其能够避免重组大肠杆菌基因组DNA污染质粒DNA的现象，从而保证质粒DNA在提取后的纯度。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

[混合装置]

本发明提供了一种混合装置，其包括：第一进料管、第二进料管、混合腔和紊流器。

其中，第一进料管用于输送第一进料。第二进料管用于输送第二进料。混合腔用于容纳第一进料和第二进料混合后产生的混合料。紊流器设于混合腔内，使混合料在混合时产生湍流。

在本发明的一些实施例中，紊流器可以包括多块挡流板，多块挡流板在混合腔的轴线上以一定间距排列，相邻两块挡流板在混合腔的横截面上的投影面积之和大于横截面的面积。

在本发明的一些实施例中，挡流板可以平行于混合腔的横截面，也可以相对于混合腔的横截面呈现一定倾角。

在本发明的一些实施例中，挡流板包括基板和多个扰流部，扰流部设于基板的接收混合料的表面上。

在本发明的一些实施例中，扰流部可以凸出基板的接收混合料的表面。此时，多个扰流部凸出表面的高度相同或者自混合腔的内壁向混合腔的中心递减。

在本发明的一些实施例中，扰流部可以凹入基板的接收混合料的表面。此时，多个扰流部凹入表面的深度相同或者自混合腔的内壁向混合腔的中心递增。

在本发明的一些实施例中，扰流部可以贯通基板的接收混合料的表面。此时，相邻两个扰流部的中心连线与轴线平行或具有第一夹角(α)。

在本发明的一些实施例中，挡流板与混合腔的横截面可以具有第二夹角(β)。

在本发明的一些实施例中，紊流器可以包括多块阻流板，每块阻流板的一端与混合腔的内部活动连接，该阻流板的另一端受混合料的推动而相对于挡流板的接收混合料的表面转动。

在本发明的一些实施例中，紊流器可以包括：中间柱、多块导流板和多块引流板。其中，中间柱可以沿混合腔的轴线方向设置并固定于混合腔的内侧壁上。多块导流板可以沿轴线方向以一定间隔排列于中间柱的外周，并且朝向混合腔的底部倾斜。多块引流板也可以沿轴线方向以一定间距排列于混合腔的内侧壁，并且朝向混合腔的底部倾斜。引流板与导流板均为倾斜状态，故每块引流板与导流板一一对应设置并且具有夹角。该夹角能够对经过的混合料起到约束作用，从而使混合料在经过时产生湍流。

在本发明的一些实施例中，紊流器可以包括：中间柱和进料转盘。其中，中间柱可以沿混合腔的轴线方向设置并固定于混合腔的内侧壁上。进料转盘可以沿轴线方向呈螺旋状围绕中间柱设置。进料转盘内含有螺旋状流道，该流道的底面为粗糙表面。螺旋状流道的转弯处和粗糙表面使得经过的混合料产生不同规模和尺寸的湍流，有利于混合料在流动过程中的自驱动混合。

上述的流体混合装置均可以在重组大肠杆菌的质粒提取中得以应用。因为上述的流体混合装置均不引入如搅拌装置那样的外部剪切力，所以重组大肠杆菌在混合时质粒的完整结构不会受到破坏，从而避免被重组大肠杆菌的基因组DNA污染的现象，有利于提高质粒提取的纯度。

[混合方法]

本发明提供了一种流体混合方法，其包括如下步骤：

(1)、采用第一进料管接收第一进料，采用第二进料管接收第二进料；

(2)、将第一进料和第二进料从混合腔的入口引入混合腔中，采用设于混合腔的紊流器使第一进料和第二进料混合后产生的混合料在混合腔内流动时产生湍流；

(3)、采用混合腔的出口排放混合料；

其中，第一进料或第二进料为重组大肠杆菌菌液。上述的数字编号并不代表每个步骤按照数字大小具有时序，以下同理。

[重组大肠杆菌中质粒的提取方法]

本发明还提供了一种重组大肠杆菌中质粒的提取方法，其包括如下步骤：

(1)、采用缓冲液(P1缓冲液)分散重组大肠杆菌，得到悬浮液；

(2)、将悬浮液与裂解液(P2缓冲液)引入混合腔中，在混合腔内的紊流器的作用下使悬浮液和裂解液在混合时产生湍流，得到裂解产物(又称第一混合料)；

(3)、将中和液(P3缓冲液)与裂解产物引入混合腔中，在混合腔内的紊流器的作用下使中和液和裂解产物在中和时产生湍流，得到中和产物(又称第二混合料)；

(4)、提取中和产物中的质粒DNA。

在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，悬浮液与裂解液的体积相同。

在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，悬浮液与裂解液引入混合腔的速度相同。

在本发明的一些实施例中，在步骤(3)中，裂解产物与中和液的流量比为2∶1。

在本发明的一些实施例中，不同步骤之间所使用的的混合腔可以是一个混合腔中，也可以是不同的混合腔。

由于采用上述技术方案，本发明取得了如下的有益效果：

本发明的流体混合装置采用紊流器在混合料的流动过程中产生湍流。紊流器并非主动型紊流器，而是被动型紊流器。该紊流器通过对混合料的流动产生约束而使混合料在流动过程中自动产生湍流。本发明并未引入如搅拌装置那样的外部剪切力，故混合料自身的特性或者结构上的完整性并不因为湍流的存在而发生改变或破坏。具体而言，当本发明的流体混合装置用于提取重组大肠杆菌的质粒时，能够使得重组大肠杆菌在混合时质粒的完整结构不会受到破坏，从而避免被重组大肠杆菌的基因组DNA污染的现象，有利于提高质粒提取的纯度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显然，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。

图1是本发明实施例一中的混合装置的结构示意图。

图2是本发明实施例一中的紊流器的设置示意图。箭头表示混合料的流动方向，以下同理。

图3是本发明实施例二中的紊流器的设置剖面图。

图4是本发明实施例二中的紊流器的设置立体图。

图5是本发明实施例二中的另一种紊流器的设置示意图。

图6是本发明实施例三中的紊流器的设置示意图。

图7是本发明实施例三中的另一种紊流器的设置示意图。

图8是本发明实施例四中的紊流器的设置示意图。

图9是本发明实施例五中的紊流器的设置示意图。

图10是本发明实施例六中的紊流器的静止状态示意图。

图11是本发明实施例六中的阻流板的示意图。

图12是本发明实施例六中的紊流器的动作状态示意图。

图13是本发明实施例七中的紊流器的示意图。

图14是本发明实施例八中的紊流器的示意图。

图中部件标识如下：

混合装置1、第一进料管2、第二进料管3、混合腔4、紊流器5、进口6、腔体7、出口8、第一进料9、第二进料10、混合料11、基板21、扰流部22、基板23、扰流部24、基板25、扰流部26、基板27、扰流部28、基板29、扰流部30、挡流板31、挡流板32、阻流板33、一端34、另一端35、缝隙36、中间柱40、导流板41、引流板42、间隙43、中间柱44、进料转盘45。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本实施例提供了一种混合装置，其能够适用于对流体进行混合，故可被称为流体混合装置。流体包括气体或液体。如图1所示，本实施例的混合装置1包括第一进料管2、第二进料管3、混合腔4和紊流器5。

其中，第一进料管2用于接收和输送第一进料9。第一进料9可以为气体料或液体料。示例性地，第一进料9可以为重组大肠杆菌菌液、或者可以为用于分散悬浮重组大肠杆菌菌液的分散液或悬浮液等。

第二进料管3用于接收和输送第二进料10。第二进料10可以为气体料或液体料。示例性地，第二进料10可以为用于裂解重组大肠杆菌的裂解液等。

混合腔4包括进口6、腔体7和出口8。进口6与第一进料管2和第二进料管3分别相连通，用于接收第一进料9和第二进料10。第一进料9和第二进料10以相同的体积流量进入进口6，并且在进口6中实现预混合，之后进入腔体7内。腔体7用于容纳第一进料9和第二进料10混合后产生的混合料11，并且通过出口8排出混合料11。

紊流器5设于混合腔4内，用于使混合料11在混合腔4的腔体7混合时产生湍流。

如图2所示，紊流器5包括多块挡流板12。多块挡流板12在混合腔4的腔体7的轴线(ρ)上以一定间距排列，并且平行于腔体7的横截面。相邻两块挡流板12之间的间距可以相等，也可以不等。如果相邻两块挡流板12之间的间距不等，则相邻两块挡流板12之间的间距自进口6至出口8的方向递增，这是因为刚从进口6进入腔体7内的混合料11的流动速度较快，随后在流动过程中受挡流板12阻挡而速度降低。如果逐渐增加后继的相邻两块挡流板12之间的间距，混合料11在重力加速度的作用下会加速，从而整体上保持大致上均一的流动速度，这对实现均匀混合是更有利的。

混合料11在自上而下(图2中箭头示出了混合料11的流动方向)流动的过程中，不断受到挡流板12的阻挡。每被阻挡一次就会在挡流板12的上表面(即面向混合料11的表面)上出现湍流。由于挡流板12设置了多块，因此，混合料11在流动过程中会多次出现湍流。多个湍流的存在能够使得混合料11中的各组合混合地更加均匀。湍流的存在能够使得混合料11在流动时实现自我混合，而不会如搅拌那样受到外加剪切力的影响，从而混合料11各组分的性质上的稳定性或结构上的完整性不会受到破坏。示例性地，若混合料11为大肠杆菌裂解液，则在进行上述混合时大肠杆菌的完整性不会受到破坏，其基因组DNA不会泄露入溶液中，避免了基因组DNA污染质粒的现象。

如图2的虚线所示，上下两层相邻两块挡流板12在混合腔4的腔体7的横截面上的投影面积之和大于该横截面的面积。因此，相邻两块挡流板12在设置时存在交错面积。该交错面积的存在延长了混合料11的流动距离，并且使得混合料11在从上一层挡流板12向下一层挡流板12流动时必然被下一层挡流板12拦截，从而必然在下一层挡流板12的上表面产生湍流，而不会直接从上一层挡流板12上落入出口8中，这避免了混合料11无法在足够数量的湍流中充分混匀的现象。

在本实施例中，每层仅有一块挡流板12，然而，在其它的一些实施例中，每层也可以设有多块挡流板，多块挡流板沿同一平面(横截面)分布于腔体7的内侧壁上，但是需要保证上下两层对应设置的挡流板之间也存在交错面积，以保证能够达成上述效果。

在本实施例中，各层的挡流板12的面积均相同，然而，在其它的一些实施例中，各层的挡流板12的面积也可以不相同，但是仍需保证上下两层相邻两块挡流板在混合腔的腔体的横截面上的投影面积之和大于该横截面的面积。示例性地，如果上层的挡流板为扇形，其圆心角为锐角θ。则与该挡流板对应设置的下层挡流板也为扇形，其圆心角为钝角η，则θ与η之和需要大于360度。示例性地，如果上层挡流板和下层挡流板的圆心角均为90度，则上层挡流板和下层挡流板的长度之和应大于腔体7的横截面的直径。

本实施例的腔体7为圆柱型，然而，在其它的实施例中，腔体7的形状也不限于圆柱型，还可以为圆台形、棱柱形、长方体等。

本实施例的腔体7的内体积为2L，然而，在其它的实施例中，腔体7的内体积在2-100L范围内均可以，也可以在5-80L的范围内，还可以在10-60L的范围内，也可以在20-50L的范围内，进一步可以在30-40L的范围内。只要在数升至数十升的范围内均可以。

总之，本实施例公开的混合装置包括用于容纳混合料的混合腔、以及设于该混合腔内并且使混合料在混合时产生自驱动湍流的紊流器。本实施例通过紊流器在两种或者两种以上流体自混合时产生湍流，从而实现上述流体的混匀混合，避免了大尺寸的混合容器难以实现上下颠倒方式混匀的问题，同时也避免了采用搅拌方式混合时剪切力破坏流体成分的问题。本实施例特别适用于重组大肠杆菌中质粒DNA的提取，其能够避免重组大肠杆菌基因组DNA污染质粒DNA的现象，从而保证质粒DNA在提取后的纯度。

实施例二

如图3和图4所示，本实施例提供了一种混合装置，其挡流板包括多块基板21和对应设于每块基板21上的多个扰流部22。

其中，扰流部22设于基板21的接收混合料的表面上(图3所示的上表面)。本实施例的扰流部21凸出上述表面。当混合料流经上述扰流部21时，在扰流部21的四周产生旋涡状微湍流，因此，本实施例中的湍流同时包括：混合料落入挡流板的上表面产生的大湍流以及扰流部21四周产生的微湍流。这不仅进一步增加了湍流的数目，还使得不同规格的湍流共同起到对混合料进行全方位混合的作用，更有利于实现更加均匀地混合。另外，本实施例的混合方式也为自流动式混合，没有外加剪切力的影响，混合料自身的性质和内容物的结构不会受到损坏。

本实施例的多个扰流部22的尺寸或者凸出基板表面的高度相同，然而，在其它的一些实施例中，多个扰流部的尺寸还可以不同。如图5所示，多个扰流部24凸出基板23表面的高度自混合腔的内壁向混合腔的中心递减。由于同一层挡流板上的各个扰流部24的尺寸各不相同，因此，不同扰流部24产生的微湍流的尺寸也不相同，这会进一步增加参与混合的湍流的规模，更有利于实现对混合料的更加均匀地混合。

本实施例的其余部分同实施例一的结构。

实施例三

实施例二中的扰流部凸出基板的上表面。然而，在其它的实施例中，扰流部也可以不凸出基板的上表面。

如图6所示，本实施例提供的混合装置中，扰流部26凹入基板25的上表面。每个扰流部26凹入基板25表面的深度相同。当混合料流经上述扰流部26时，在扰流部26的腔内产生旋涡状微湍流，该微湍流能够起到混合作用。

本实施例的多个扰流部26的尺寸或者凹入基板表面的高度相同，然而，在其它的一些实施例中，多个扰流部的尺寸还可以不同。如图7所示，多个扰流部28凹入基板27的上表面的深度自混合腔的内壁向混合腔的中心递增。由于同一层挡流板上的各个扰流部28的尺寸各不相同，因此，不同扰流部28产生的微湍流的尺寸也不相同，这会进一步增加参与混合的湍流的规模，更有利于实现对混合料的更加均匀地混合。

本实施例的其余部分同实施例一的结构。

实施例四

如图8所示，本实施例提供的混合装置中，扰流部30贯通基板29的上表面(即接收混合料的表面)。扰流部30为圆环形贯通孔。位于扰流部30中央的圆片通过加强筋与扰流部30的外周相连。自上而下流动的混合料通过贯通孔流向下层挡流板并在其上表面形成湍流。

本实施例的扰流部30并非圆形贯通孔，一方面是因为圆环形贯通孔产生的湍流规模大于圆形贯通孔，另一方面是因为圆形贯通孔容易堵塞，而圆环形贯通孔不容易堵塞。如果混合料中含有粒径大于圆环形贯通孔尺寸的团聚成分，则该团聚成分并不会通过圆环形贯通孔，而从上下两层挡流板的间隙流向下层挡流板，并在落入下层挡流板的上表面时被进一步分散，以减小粒径，这有利于实现粒径在流动过程中的自动缩小，而并非在外力作用下缩小粒径，故也有利于保护团聚成分的细微结构不受破坏。

上下两层相邻的两个扰流部30的中心连线与内腔的轴线可以具有第一夹角(α)。因此，混合料不会直接从上层扰流部30流入下层扰流部30中。由于混合料在落入下层扰流部30的上表面时会形成湍流，因此，与不具有夹角的设置方式相比，该设置方式增加了湍流的数量，产生了不同尺寸的湍流，有利于实现更均匀地混合。

本实施例的其余部分同实施例一的结构。

实施例五

在实施例一中，挡流板平行于混合腔的腔体的横截面，然而，在其它的一些实施例中，挡流板也可以不平行于混合腔的腔体的横截面。

如图9所示，本实施例提供的混合装置中，挡流板31与混合腔的横截面具有第二夹角(β)，即挡流板31呈倾斜状态。与实施例一相比，倾斜状态的挡流板31使得混合料在重力作用下自动自上而下流动，并且不会在挡流板31上表面产生积液，同时也能取得实施例一的实现均匀混合的技术效果。

本实施例的其余部分同实施例一的结构。

实施例六

如图10、图11和图12所示，本实施例的紊流器除了包括挡流板32之外，包括多块阻流板33。每块阻流板33的一端与混合腔的内侧壁活动连接。示例性地，阻流板33的一端34与混合腔的内侧壁可转动式相连，由此，该端能够相对于混合腔的内侧壁产生转动。该阻流板33的另一端35可活动地置于挡流板的接收混合料的表面，与对应的挡流板活动连接并且在常态下具有第三夹角γ。阻流板33受混合料的推动而相对于挡流板的接收混合料的表面转动，从而产生缝隙36，供混合料经由该缝隙36自上层挡流板向下层挡流板自驱动流动。在流动中，混合料在阻流板33的阻挡作用下产生湍流，从而加强了湍流混合的效果。

实施例七

如图13所示，本实施例的紊流器包括：中间柱40、多块导流板41和多块引流板42。其中，中间柱40沿混合腔的轴线方向设置并固定于混合腔的内侧壁(图13未显示固定方式)。多块导流板41沿轴线方向以一定间隔排列于中间柱40的外周壁并且与中间柱40呈现一定夹角δ。该夹角的存在使得导流板41整体上向腔体的底部倾斜，以便于混合料自上而下流动。多块引流板42沿轴线方向以一定间距排列于混合腔的内侧壁，引流板42与混合腔的内侧壁也存在夹角。每块引流板42与导流板41一一对应设置并且具有第四夹角ε。该夹角ε的存在使得引流板42整体上向腔体的底部倾斜。由此，引流板42与导流板41之间形成间隙43。混合料经由间隙43自上而下流动。间隙43对混合料流动情况的约束作用使得混合料在间隙43处形成湍流，以便起到均匀混合的作用。

引流板与导流板上表面也可以设置如实施例六那样的阻流板33。

实施例八

如图14所示，本实施例的紊流器包括：中间柱44和进料转盘45。

其中，中间柱44沿混合腔的轴线方向设置并固定于混合腔的内侧壁(图14未显示固定方式)。进料转盘45沿轴线方向呈螺旋状围绕中间柱44设置。进料转盘45表面为粗糙表面。进料转盘45对混合料的流动方向起到约束作用。在进料转盘45的每一个改变流体方向处均会产生湍流，另外，粗糙表面也会使得混合料产生无数个微湍流。不同尺寸湍流的存在能够取得混合料均匀自我混合的技术效果。

实施例九

本实施例提供了一种流体混合方法，其包括如下步骤：

(1)、采用第一进料管接收第一进料；

(2)、采用第二进料管接收第二进料；

(3)、将第一进料和第二进料从混合腔的入口引入混合腔中，采用设于混合腔的紊流器使第一进料和第二进料混合后产生的混合料在混合腔内流动时产生湍流；该紊流器可以选自上述实施例中的紊流器；

(4)、采用混合腔的出口排放混合料。

实施例十

上述各个实施例的流体混合装置均能够用于提取重组大肠杆菌中的质粒。在提取过程中，由于湍流均是在混合料自驱动流动时产生的，而不借助于外部剪切力的帮助，因此重组大肠杆菌的基因组DNA不会污染质粒DNA。

本实施例提供一种重组大肠杆菌中质粒的提取方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)、采用第一缓冲液(P1缓冲液)分散重组大肠杆菌菌液，得到悬浮液；该重组大肠杆菌中带有质粒。

(2)、将悬浮液与裂解液(P2缓冲液)引入混合腔中，在混合腔内的紊流器的作用下使悬浮液和裂解液(二者形成混合料)在混合时产生湍流，湍流的存在使得大肠杆菌菌液边裂解边混合，最终得到裂解产物；

(3)、将中和液(P3缓冲液)与裂解产物引入混合腔中，在混合腔内的紊流器的作用下使中和液和裂解产物在中和时产生湍流，二者边中和边混合，最终得到中和产物；

(4)、按照提取质粒DNA的方法提取中和产物中的质粒DNA。

其中，在步骤(1)中，第一缓冲液(P1缓冲液)与重组大肠杆菌菌液的质量体积比为1∶10。

在步骤(2)中，悬浮液与裂解液的体积相同。

在步骤(2)中，悬浮液与裂解液引入混合腔的速度相同，从而在混合腔内实现菌体的快速分散和裂解，混合后的菌体从混合腔(又称裂解管道反应器)中流出进入维持罐，静置3分钟后，进入下一步的中和操作。

在步骤(3)中，中和液(P3缓冲液)与裂解液(P2缓冲液)的体积相同。

在步骤(3)中，裂解产物与中和液的流速比或者流量比为2∶1。

在步骤(3)中，中和后流出裂解管道反应器，进入维持罐，室温静置10分钟。

在步骤(4)中，提取质粒DNA具体包括如下方法：利用陶瓷膜深层过滤系统过滤获得澄清溶液；按照澄清溶液体积的60％加入异丙醇沉淀DNA；70％的乙醇洗涤，风干，再用TE缓冲液溶液获得质粒DNA。

在上述步骤中，P1缓冲液的组成和性质为:pH8.0,50mM Buffer；25mM Tris；10mMEDTA，5mg/L牛胰蛋白RNA酶。P2缓冲液的组成和性质为:1％SDS；0.2M NaOH。P3缓冲液的组成和性质为:3M乙酸钾(Potassium Acetate)；11.5％醋酸(Acetic Acid)。TE缓冲液的组成和性质为:pH8.0,10mM Tris,1mM EDTA。

本实施例中，混合过程由混合料在流动中自发产生，而不会受到外力的剧烈剪切力作用，因此本实施例的混合过程比较温和，质粒的结构不会受到损坏，大肠杆菌的基因组DNA也不会污染质粒DNA，从而有助于保证所提取的质粒DNA的纯度。

上述实施例中，可以通过控制流体速度，从而控制管道反应器中的剪切力，以避免菌体基因组的断裂，这有利于后续中和沉淀时，去除菌体基因组DNA，提高目的产物的纯度。

上述的实施例中操作简便，放大容易，适合大规模,比如数升至数十升的菌体裂解。

虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改和结合，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的范围即可。

Claims (4)

1.一种混合装置，其特征在于，包括：

第一进料管，输送第一进料，所述第一进料为重组大肠杆菌的菌液；

第二进料管，输送第二进料，所述第二进料为用于裂解所述重组大肠杆菌的裂解液；

混合腔，包括：进口、腔体和出口；所述进口与所述第一进料管和所述第二进料管分别相连，所述腔体容纳所述第一进料和所述第二进料混合后产生的混合料，所述腔体的内体积为2L至100L，所述出口排出所述混合料；以及

紊流器，设于所述混合腔内，使所述混合料在混合时产生湍流；

其中，所述紊流器包括多块挡流板和多块阻流板；

所述多块挡流板在所述混合腔的轴线上以一定间距排列，所述挡流板与所述混合腔的横截面具有第二夹角，上下两层相邻两块挡流板在所述混合腔的横截面上的投影面积之和大于所述横截面的面积；

每块所述阻流板的一端与所述混合腔的内侧壁可转动连接，该阻流板的另一端受所述混合料的推动而相对于所述挡流板的接收所述混合料的表面转动，以产生供所述混合料自上层挡流板向下层挡流板自驱动流动的缝隙。

2.一种采用如权利要求1所述的混合装置进行流体混合的方法，其特征在于，包括如下步骤：

采用所述混合装置的第一进料管接收第一进料；

采用所述混合装置的第二进料管接收第二进料；

将所述第一进料和所述第二进料从所述混合装置的混合腔的入口引入所述混合腔中，采用所述混合装置的设于所述混合腔的紊流器使所述第一进料和所述第二进料混合后产生的混合料在所述混合腔内流动时产生湍流；

采用所述混合腔的出口排放所述混合料；

其中，所述第一进料或所述第二进料为重组大肠杆菌菌液。

3.一种采用如权利要求1所述的混合装置对重组大肠杆菌中的质粒进行提取的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)、采用缓冲液分散重组大肠杆菌，得到悬浮液；

(2)、将所述悬浮液与裂解液引入所述混合装置的混合腔中，在所述混合腔内的紊流器的作用下使所述悬浮液和所述裂解液在混合时产生湍流，得到裂解产物；

(3)、将中和液与所述裂解产物引入所述混合腔中，在所述混合腔内的紊流器的作用下使所述中和液和所述裂解产物在中和时产生湍流，得到中和产物；

(4)、提取所述中和产物中的质粒DNA。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：在步骤(2)中，所述悬浮液与所述裂解液的体积相同；和/或，所述悬浮液与所述裂解液引入所述混合腔的速度相同；和/或，

在步骤(3)中，所述裂解产物与所述中和液的流量比为2∶1。

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