[0001] 本申请涉及生物反应器技术领域，特别涉及一种分离收集装置、收集系统及收集方法。

[0002] 相关技术中，生物反应器是以活细胞或酶为生物催化剂进行细胞增殖或生化反应提供适宜环境的设备，利用酶或生物体(如微生物)所具有的生物功能，在体外进行生化反应获得代谢产物的装置系统。它是一种生物功能模拟机，如发酵罐、固定化酶或固定化细胞反应器等，其在化工、农业、食品、医药等领域广泛应用。

[0003] 生物反应器的产物是混合物，产物还需要进行分离纯化、浓缩得到制剂原液，纯化浓缩过程主要包括亲和层析、低PH孵育病毒灭活、多级精纯层析、除病毒纳滤、浓缩超滤和无菌过滤等环节。但是，目前的产物分离及收集步骤较为繁琐，且收集效果不佳。

[0044] 下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

[0045] 在本申请的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

[0046] 在本申请的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

[0047] 本申请的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。

[0048] 本申请的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

[0049] 本申请一方面实施例公开了一种分离收集装置，参见图1至图3，分离收集装置包括本体、过滤组件及循环驱动组件。

[0050] 具体的，本体包括依次设置的底座110、至少一个管体120及盖体130，底座110具有朝向管体120的一端为开口的第一腔室113，管体120具有两端均为开口的第二腔室123，盖体130具有朝向管体120的一端为开口的第三腔室132。

[0051] 其中，底座110设置有与第一腔室113连通的第一接口111，管体120设置有与第二腔室123连通的第二接口124，盖体130设置有与第三腔室132连通的第三接口133。第一接口111、第二接口124及第三接口133用于滤液的导入或导出，或者，用于使对应腔室内的滤液与循环驱动组件进行外循环。

[0052] 应当指出，相邻两个部件之间为密封连接，以防止滤液不经滤膜直接实现跨腔室连通转移；管体120可以为一个或多个。对于管体120的数量为多个的情况，每个管体120的两侧均设置不同孔径的滤膜，其中，滤膜的设置遵循靠近底座110一侧的滤膜的孔径大于管体120远离底座110一侧的滤膜的孔径，如此，有助于实现多级分离、收集或过滤。

[0053] 本实施例中，底座110的外周间隔设置有第一接口111，其中一者用于输入需要过滤的混合物。进一步地，第一接口111的数量为两个，其中一个用于输入需要过滤的浓缩液混合物，还可以用于与循环驱动组件的一端连接，另一个第一接口111用于与循环驱动组件的另一端连接。其中，循环驱动组件位于第一腔室113外，两个第一接口111通过与循环驱动组件连通，能够使第一腔室113内的滤液在第一腔室113与循环驱动组件之间实现循环。同理，管体120的外周间隔设置有两个第二接口124，用于与循环驱动组件连通，以使第二腔室123内的滤液能够在第二腔室123和循环驱动组件之间循环。

[0054] 值得理解，盖体130上可以只设置一个第三接口133，用于将第三腔室132内的滤液输出到外部。也可以设置两个或两个以上的第三接口133，其中的两个用于与循环驱动组件连接，以使第三腔室132内的滤液在第三腔室132与循环驱动组件之间循环。

[0055] 过滤组件包括第一滤膜210和第二滤膜220，第一滤膜210设置于管体120靠近于底座110的开口处，第二滤膜220设置于管体120远离底座110的开口处，第二滤膜220的孔径小于第一滤膜210的孔径。值得理解，粒径小于滤膜孔径的滤液成分，可以穿过滤膜进入到另一腔室中。

[0056] 循环驱动组件用于驱动第一腔室113、第二腔室123及第三腔室132内的液体在各自腔室进行外循环。

[0057] 具体的，循环驱动组件设置于底座110、管体120或盖体130之外，循环驱动组件能够分别与第一腔室113、第二腔室123及第三腔室132连通，以使各个腔室内的滤液从对应的腔室内流道循环驱动组件，然后再回流至对应的腔室内。如此，可以使各个腔室内的滤液在腔室及循环驱动组件之间循环，以提高腔室内的滤液的流动性，从而方便粒径更小的滤液进入到另一腔室内，有助于提高分离、过滤及收集的效率。

[0058] 具体到本实施例中，循环驱动组件包括多级蠕动泵410，多级蠕动泵410的其中一级驱动回路通过管道与底座110中的两个第一接口111连接，形成循环回路。进一步地，多级蠕动泵410的另一级驱动回路与管体120的两个第二接口124连通，以形成循环回路。应当指出，第一腔室113与多级蠕动泵410形成的循环回路与第二腔室123与多级蠕动泵410形成的循环回路不连通，以防止滤液通过循环回路流动至另一腔室内。

[0059] 对生物反应器的产物进行分离及收集时，将产物溶液输送至底座110的第一腔室113内，第一腔室113内的部分液体可以穿过第一滤膜210并进入到第二腔室123；进一步地，第二腔室123内的部分液体穿过第二滤膜220进入到第三腔室132。

[0060] 由于第二滤膜220中的孔径小于第一滤膜210中的孔径，如此，粒径大于第一滤膜210的滤液成分被分隔在第一腔室113内，粒径介于第一滤膜210中的孔径与第二滤膜220中的孔径的滤液被分隔在第二腔室123内，粒径小于第二滤膜220中的孔径的滤液可以穿过第二滤膜220进入到第三腔室132。如此，可以实现产物的多级分离、纯化及产物收集。同时，循环驱动组件可以驱动各个腔室内的滤液在各自的腔室实现外循环，带动滤液流动，能够方便粒径更小的滤液穿过滤膜进入到其它腔室内，有助于提高多级分离、纯化及产物收集的效果及效率。

[0061] 本申请的一些实施例中，参见图3至图6，底座110设置有第一内托沿112，管体120靠近底座110的一端设置有与第一内托沿112配合连接的第一连接部121，第一滤膜210设置于第一内托沿112和第一连接部121之间。

[0062] 本实施例中，请继续参见图3至图6，第一内托沿112可以对第一滤膜210起到支撑作用，管体120的第一连接部121可以嵌入到底座110内，然后，第一连接部121的顶端面可以与第一滤膜210抵接，并将第一滤膜210压在第一内托沿112上。在实现管体120和底座110之间的连接的同时，还可以起到固定第一滤膜210的作用。

[0063] 进一步的，请继续参见图3至图6、图8，底座110与第一连接部121对应的内周设置有第一卡槽114，第一卡槽114呈L型，第一连接部121的外周设置有第二卡接部125，将第二卡接部125插入至第一卡槽114内，并使第二卡接部125与第一卡槽114相对转动，可以实现管体120和底座110的固定连接。

[0064] 对于具有多个管体120的情况，第二卡接部125可以插入到另一管体120的第二卡槽126内，以实现管体120与管体120之间的连接。

[0065] 本申请的一些实施例中，参见图7至图10，管体120远离底座110的一端设置有第二内托沿122，第二滤膜220安装于第二内托沿122。其中，盖体130靠近管体120的一端设置有与第二内托沿122配合连接的第二连接部131，第二内托沿122用于与第二连接部131配合连接。

[0066] 应当指出，对于管体120具有多个的情况，第二内托沿122用于与另一管体120的第一连接部121配合连接。

[0067] 具体到本实施例中，参见图7至图9，管体120与盖体130的第二连接部131连接的一端设置有第二卡槽126，第二卡槽126呈L型设置，第二连接部131对应第二卡槽126的位置设置有第三卡接部134。装配时，可以将第三卡接部134置入第二卡槽126内，然后使第三卡接部134与第二卡槽126相对转动，可以使盖体130与管体120固定连接。

[0068] 本申请的一些实施例中，分离收集装置还包括密封组件，密封组件包括第一密封圈310，第一密封圈310安装于第一滤膜210与第一内托沿112之间，以提高密封性。

[0069] 本申请的一些实施例中，第二滤膜220与第二连接部131之间也设置有第一密封圈310，以提高密封性。

[0070] 本申请的一些实施例中，密封组件还包括第二密封圈320，第二密封圈320设置于底座110和管体120之间。

[0071] 作为其中的一种实施方式，参见图3和图4，管体120具有第一连接部121，第一连接部121与管体120的外周呈阶梯状。装配时，第二密封圈320套设于第一连接部121的外周，第一连接部121嵌入底座110时，第二密封圈320与底座110靠近管体120的端面抵接。

[0072] 本申请的一些实施例中，第二密封圈320设置于管体120和盖体130之间。

[0073] 作为其中的一种实施方式，参见图3和图4，盖体130具有第二连接部131，第二连接部131与盖体130的外周呈阶梯状。装配时，第二密封圈320套设于第二连接部131的外周，第二连接部131嵌入管体120时，第二密封圈320与管体120靠近盖体130的端面抵接。

[0074] 本申请的一些实施例中，第二密封圈320还可以设置于管体120与管体120之间，以提高管体120与另一管体120的连接密封性。

[0075] 应当指出，前述实施例中，底座110、管体120及盖体130任意两者之间可拆卸连接。具体的，底座110与管体120之间可拆卸连接；盖体130与管体120之间也为可拆卸连接。对于具有多个管体120的情况，相邻两个管体120之间也为可拆卸连接。

[0076] 值得理解，各部件之间的可拆卸连接可以通过前述的卡槽与卡接部配合连接的方式实现，也可以通过螺纹连接、螺栓连接等方式实现，在此不作限定。

[0077] 本申请的一些实施例中，第一滤膜210为二氧化钛膜或氧化铝膜，尤其是CN202111582986.4制备的二氧化钛膜或CN202210868209.4制备的氧化铝膜。进一步地，第二滤膜220为二氧化钛膜、氧化铝膜、硅孔膜或高分子膜，高分子膜包括但不限于聚四氟乙烯膜或聚砜膜、聚醚砜膜等。其中，第一滤膜210与第二滤膜220的孔径可以根据实际分离、纯化及产物收集的需求进行选定。示例性的，第一滤膜210的孔径可以选择为大于或等于200nm，第二滤膜220的孔径可以选择为小于或等于30nm，如此，最终得到的3种产物，分别为含粒径>200nm生物样品的滤液(初精滤液)，含粒径30～200nm的生物样品滤液(第一级滤液)；含粒径<30nm生物样品的滤液(第二级滤液)。

[0078] 值得理解，各个腔室内所得产物可以分别通过第一接口111、第二接口124和第三接口133导出。

[0079] 本申请的一些实施例中，分离收集装置还包括震动器420，震动器420与底座110连接。具体的，震动器420通过带动底座110振动，底座110带动管体120和盖体130振动。如此，可以把吸附在第一滤膜210、第二滤膜220等滤膜表面的污染物剥离，能够起到清洁膜表面的目的，有助于保证滤膜的过滤效果，也有助于延长使用寿命。

[0080] 本实施例中，震动器420为超声波换能装置，超声波换能装置可以将功率超声频源的声能转换成机械振动，然后通过底座110、管体120及盖体130的壁面将声波辐射到各个腔室内的滤液。在超声波作用下，滤液内部被压缩并产生微气泡，微气泡被压缩、破碎，发生“超声波空化效应”。滤液中产生的微气泡在声波的作用下保持振动，可以破坏污染物在滤膜表面的吸附、并最终使污染物从滤膜表面的剥离，从而达到清洁滤膜表面的目的。

[0081] 本申请另一方面实施例的收集系统，参见图11，该收集系统包括第一蠕动泵510、粗过滤装置520及如前的分离收集装置，第一蠕动泵510的输出端与粗过滤装置520的输入端连接，底座110设置有与第一腔室113连通的第一接口111，粗过滤装置520的输出端与第一接口111连通。

[0082] 一种实施例中，粗过滤装置520包括浓缩过滤器，浓缩过滤器利用压力差驱动原液通过滤膜，滤膜上的溶质逐步富集并最终形成浓缩液。

[0083] 一种实施例中，分离收集装置包括一个管体120。其使用原理如下：

[0084] 生物样品(如蛋白质、多肽、核酸、糖类和外泌体等物质)的混合原液从细胞或细胞上清液等样品中分离出来，该混合原液在第一蠕动泵510的挤压推动作用下，经过粗过滤装置520进行初步的浓缩，除去水分和盐；得到的浓缩液进入分离收集装置。

[0085] 具体的，浓缩液在分离收集装置的具体流向为：浓缩液从底座110的第一接口111进入到第一腔室113内，然后穿过第一滤膜210(例如，第一滤膜210的滤膜孔径≥200nm)进行第一级过滤，产生的第一级滤液，残留在底座110的浓缩液为初精滤液。第一级滤液再穿过第二滤膜220(例如，第二滤膜220的滤膜孔径≤30nm)进行第二级过滤，产生的第二级滤液排出体系统。

[0086] 上述实施例中，最终得到的3种产物，分别为：含粒径>200nm生物样品的滤液(初精滤液)，含粒径30～200nm的生物样品滤液(第一级滤液)；含粒径<30nm生物样品的滤液(第二级滤液)。

[0087] 其中，初精滤液位于第一腔室113内，第一级滤液位于第二腔室123内，第二级滤液位于第三腔室132内。各个腔室内的所得产物可以分别通过第一接口111、第二接口124及第三接口133导出，或随流体持续循环直到收集到理想的浓度后停止导出。

[0088] 本申请实施例中，收集分离装置是可以拆卸的，因此，可以根据需要更换不同孔径的滤膜和叠加一个或多个管体120，以实现不同粒径产物的分离、过滤及产物收集。

[0089] 例如，需要进一步精分截取60～120nm范围内的物质时，可连接2个管体120。第一个管体120两端的滤膜的孔径依次为0.45μm、0.2μm，得到的滤液进入第二个管体120内，第二个管体120两端的滤膜的孔径尺寸依次为120nm、60nm。如此，第二个管体120内到的滤液即为目标样品。

[0090] 本申请又一方面实施例公开了一种收集方法，应用于前述的收集系统，分离收集装置包括震动器420，包括如下步骤：将混合原液依次通过第一蠕动泵510、粗过滤装置520、第一腔室113、第二腔室123及第三腔室132；利用循环驱动组件驱动第一腔室113内的液体进行外循环；利用循环驱动组件驱动第二腔室123内的液体进行外循环；利用循环驱动组件驱动第二腔室123内的液体进行外循环；在第一腔室113、第二腔室123及第三腔室132分别得到目标滤液。

[0091] 其中，过滤过程中，利用震动器420带动底座110振动，以使第一腔室113、第二腔室123及第三腔室132内的液体振动。

[0092] 上面结合附图对本申请实施例作了详细说明，但是本申请不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。