全文摘要
本实用新型提供了一种用于研究酶在皮革中单向传质的实验装置，包括上储液池、下储液池、底座、水平泡、可调节F夹、底座调节螺栓和下夹调节螺丝，皮革试样放置在上、下储液池之间，并通过可调节F夹下夹和下夹调节螺丝固定，其中，下储液池用于盛装实验缓冲液，上储液池用于盛装含有经过荧光标记的酶的溶液。利用该装置，可以实现在实验室条件下，利用极少量实验材料即可模拟酶在皮革中的单向传质过程，操作简单，节省实验材料。
主设计要求
1.一种用于研究酶在皮革中单向传质的实验装置，其特征在于，由上储液池（1）、下储液池（3）、底座（4）、水平泡（5）、可调节F夹（6）、底座调节螺栓（7）和下夹调节螺丝（8）构成；所述上储液池（1）和下储液池（3）为一端开口的桶状结构，上储液池（1）和下储液池（3）口对口放置，皮革试样（2）放置在上储液池（1）和下储液池（3）之间；所述底座（4）的底面四角安装有底座调节螺栓（7），上面安装有水平泡（5）；所述可调节F夹（6）垂直固定在底座（4）上，可调节F夹（6）下夹上下滑动粗调上下夹之间的距离，可调节F夹（6）下夹安装有下夹调节螺丝（8），旋转下夹调节螺丝（8）将皮革试样（2）固定在上储液池（1）和下储液池（3）之间。
设计方案
1.一种用于研究酶在皮革中单向传质的实验装置，其特征在于，由上储液池（1）、下储液池（3）、底座（4）、水平泡（5）、可调节F夹（6）、底座调节螺栓（7）和下夹调节螺丝（8）构成；
所述上储液池（1）和下储液池（3）为一端开口的桶状结构，上储液池（1）和下储液池（3）口对口放置，皮革试样（2）放置在上储液池（1）和下储液池（3）之间；
所述底座（4）的底面四角安装有底座调节螺栓（7），上面安装有水平泡（5）；
所述可调节F夹（6）垂直固定在底座（4）上，可调节F夹（6）下夹上下滑动粗调上下夹之间的距离，可调节F夹（6）下夹安装有下夹调节螺丝（8），旋转下夹调节螺丝（8）将皮革试样（2）固定在上储液池（1）和下储液池（3）之间。
2.根据权利要求1所述的一种用于研究酶在皮革中单向传质的实验装置，其特征在于，上储液池（1）和下储液池（3）的材质、内径、外径及高度一致。
3.根据权利要求1所述的一种用于研究酶在皮革中单向传质的实验装置，其特征在于，上储液池（1）和下储液池（3）的制作材料为具有弹性的硅胶，硅胶厚度为3~8mm。
4.根据权利要求1所述的一种用于研究酶在皮革中单向传质的实验装置，其特征在于，下储液池（3）用于盛装实验缓冲液，上储液池（3）用于盛装含有荧光标记的酶的溶液。
设计说明书
技术领域
本实用新型属于制革酶制剂的应用研究领域，具体涉及一种用于研究酶在皮革中单向传质的实验装置。
背景技术
制革行业作为畜牧业的延伸，是循环经济的重要环节，在我国工业经济中占有重要位置。随着国家对环境保护越来越重视，以生物酶为基础的清洁化制革技术得到迅速的发展和广泛的应用。与常见的酶促反应不同，制革生产中酶的催化底物——动物皮是一种由胶原纤维构成的具有三维立体结构的结缔组织。酶与动物皮作用的本质是酶分子进入皮纤维间隙并对动物皮不同组分进行水解，其可以分为传质和反应两个过程。研究表明酶的传质占整个反应时间的70%以上，因此传质是酶对动物皮有效作用的先决条件和限速步骤。研究酶在皮革中传质过程，实现对皮革不同深度酶浓度的准确定量，是酶制剂在制革工业推广和应用的理论基础。
目前，最常见的研究方法是利用荧光标记技术将酶或者蛋白标记后，再通过荧光显微镜或者激光扫描共聚焦荧光显微镜观察和记录皮革纵切片的荧光强度，获得酶在皮革中分布数据。但由于荧光标记酶或者荧光标记蛋白制备非常困难，而常规实验方法荧光标记酶或者荧光标记蛋白的用量大，因此难以在目前实验室常见的制革实验设备上进行传质研究。
酶在皮革生产的应用，按传质方式不同可分为单向传质方式（如采用涂脱毛糊法脱毛）和湍流传质方式(如浸水过程、软化过程、转鼓中的酶脱毛过程等)。本专利所实现的实验装置可以模拟酶在皮革中的单向传质过程。
发明内容
针对现有酶在皮革中传质研究技术和实验设备对样品需求量大、实验过程不易控制等问题，本实用新型提供了一种用于研究酶在皮革中单向传质的实验装置，实现在实验室条件下，利用极少量实验材料即可模拟酶在皮革中的单向传质过程。
本实用新型所要解决的技术问题通过以下的技术方案实现：一种用于研究酶在皮革中单向传质的实验装置，由上储液池、下储液池、底座、水平泡、可调节F夹、底座调节螺栓和下夹调节螺丝构成；
所述上储液池和下储液池均为一端开口的桶状结构，上储液池和下储液池口对口放置，皮革试样放置在在上、下储液池之间；
所述底座底面四角安装有底座调节螺栓，上面安装有水平泡，通过调节水平泡的位置来确保储液池和皮革试样的水平；
所述可调节F夹垂直的固定在底座上，可调节F夹下夹安装有下夹调节螺丝，可调节F夹下夹上下滑动用来粗调上下夹之间的距离，便于不同规格储液池的更换和实验过程中储液池的安装和拆卸；旋转下夹调节螺丝将皮革试样固定在上储液池和下储液之间。
上储液池和下储液池材质、内径、外径及高度一致，可根据样品量的大小和实验的需求选择不同规格的储液池，实验过程中口对口将皮革试样固定在在上、下储液池之间，先将下储液池用医用注射器注满实验缓冲液，再将上储液池通过医用注射器注入一定量含有荧光标记的酶的溶液。
上储液池和下储液池的制作材料为具有弹性的硅胶，硅胶厚度为3~8mm。储液池的制作材料为具有弹性的硅胶，以便于通过注射器向储液池注射溶液或者从储液池抽取溶液样品，且在实验过程中可以将皮革试样牢固的固定在两储液池中间，而不产生漏液现象。储液池壁厚不低于3 mm以利于上下储液池与皮革样品的固定和医用注射器针眼的快速愈合；储液池壁厚不大于8 mm以利于医用注射器的刺入。
有益效果
（1）在实验室条件下，利用极少量实验材料即可模拟酶在皮革中的单向传质过程，且可通过不同规格储液池的选择调节实验材料的用量。
（2）储液池的制作材料为具有弹性的硅胶，以便于通过注射器向储液池注射溶液或者从储液池抽取溶液样品，且在实验过程中可以将皮革试样牢固的固定在两储液池中间，而不产生漏液现象。
（3）储液池壁厚不低于3 mm以利于上下储液池与皮革样品的固定和医用注射器针眼的快速愈合；储液池壁厚不大于8 mm以利于医用注射器的刺入。
（4）采用可调节F夹实现皮革试样的固定，F夹下夹在滑轨上的滑动可以粗调上下夹之间的距离，便于不同规格储液池的更换和实验过程中储液池的拆卸；通过旋紧下夹调节螺丝可以将皮革试样牢固的固定在两储液池之间。
附图说明
图1 研究酶在皮革中的单向传质的实验装置结构示意图；
其中，1. 上储液池；2.皮革试样 3.下储液池 4.底座 5.水平泡 6.可调节F夹7.底座调节螺栓 8. 下夹调节螺丝；
图2 FITC-Trypsin传质5min后皮革试样纵切片的荧光显微照片；
图3 FITC-Trypsin传质30min后皮革试样纵切片的荧光显微照片；
图4 FITC-Trypsin传质30min后皮革试样不同深度横切片的荧光强度分布图；
图5 FITC-Dispase传质30min后皮革试样纵切片的荧光显微照片；
图6 FITC-Dispase传质30min后皮革试样不同深度横切片的荧光强度分布图；
图7 RBITC-Trypsin传质30min后皮革试样不同深度横切片的荧光强度分布图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述：
实施例1~6中传质实验使用的实验装置如图1所示，其中，1. 上储液池 2.皮革试样 3.下储液池 4.底座 5.水平泡 6.可调节F夹 7.底座调节螺栓 8. 下夹调节螺丝；
上储液池1和下储液池3均为一端开口的桶状结构，上储液池1和下储液池3口对口放置，皮革试样2放置在上储液池1和下储液池3之间；
底座4的底面四角安装有底座调节螺栓7，上面安装有水平泡5；
可调节F夹6垂直的固定在底座4上，可调节F夹6下夹上下滑动粗调上下夹之间的距离，可调节F夹6下夹安装有下夹调节螺丝8，旋转下夹调节螺丝8将皮革试样2牢牢固定在上储液池1和下储液池3之间。
上储液池1和下储液池3的材质、内径、外径及高度完全一致，
上储液池1和下储液池3的制作材料为具有弹性的硅胶，硅胶厚度为3~8mm。
下储液池3用于盛装实验缓冲液，上储液池1用于盛装含有经过荧光标记的酶的溶液。
实施例1：
（1）荧光标记酶的制备：取胰蛋白酶（Trypsin）、硫氰酸荧光素（Fluoresceinisothiocyanate，FITC）按照100: 1的质量比溶解于碳酸缓冲液中（0.05mol\/L pH9.0），4℃下避光搅拌反应12~14h，反应完成后，冷冻干燥，将冻干粉重新溶解，利用凝胶层析（Sephadex G25填料）去除未反应的FITC，分离完后，测量FITC标记的胰蛋白酶溶液的荧光强度和浓度的关系。
（2）皮革试样裁取：山羊皮取脊背部，常规法脱毛，用圆形裁刀裁成直径50mm的皮革试样。
（3）传质实验：实验装置如图1所示，调节底座调节螺栓，使气泡位于水平泡的中心，取外径40mm的上储液池和下储液池各一个，下储液池装入80%容量的实验缓冲液（0.05mol\/L pH7.4的磷酸缓冲液），粒面向上将皮革试样遮盖于下储液池上，将上储液池口对口放在皮革试样上，保持与下储液池同心，调节可调节F夹的下夹位置固定上、下储液池和皮革试样，逆时针旋转下夹调节螺丝将上、下储液池及皮革试样夹紧。先将下储液池通过医用注射器注满实验缓冲液，再将上储液池通过医用注射器注满含有经过FITC标记的胰蛋白酶的溶液，传质5 min后，顺时针旋转下夹调节螺丝，取下皮革试样。
（4）数据采集在皮革试样的中心取样，荧光显微镜观察皮革试样纵切片荧光强度分布情况。图2为FITC标记胰蛋白酶（FITC-Trypsin）传质5 min后皮革试样纵切片的荧光显微照片。
实施例2：
（1）荧光标记酶的制备：取胰蛋白酶（Trypsin）、硫氰酸荧光素（Fluoresceinisothiocyanate，FITC）按照100: 1的质量比溶解于碳酸缓冲液中（0.05mol\/L pH9.0），4℃下避光搅拌反应12~14h，反应完成后，冷冻干燥，将冻干粉重新溶解，利用凝胶层析（Sephadex G25填料）去除未反应的FITC，分离完后，测量FITC标记的胰蛋白酶溶液的荧光强度和浓度的关系。
（2）皮革试样裁取：取山羊皮脊背部，常规法脱毛，用圆形裁刀裁成直径50mm的皮革试样。
（3）传质实验：调节底座调节螺栓，使气泡位于水平泡的中心，取外径40mm的上储液池和下储液池各一个，下储液池装入80%容量的实验缓冲液（0.05 mol\/L pH7.4的磷酸缓冲液），粒面向上将皮革试样遮盖于下储液池上，将上储液池口对口放在皮革试样上，保持与下储液池同心，调节可调节F夹的下夹位置固定上、下储液池和皮革试样，逆时针旋转下夹调节螺丝将上下储液池及皮革试样夹紧。先将下储液池通过医用注射器注满实验缓冲液，再将上储液池1通过医用注射器注满含有FITC标记胰蛋白酶的溶液，传质30 min后，顺时针旋转下夹调节螺丝，取下皮革试样。
（4）数据采集：在皮革试样的中心取样，荧光显微镜观察皮革试样纵切片荧光强度分布情况。图3为FITC标记胰蛋白酶（FITC-Trypsin）传质30 min后皮革试样纵切片的荧光显微照片。
实施例3：
（1）荧光标记酶的制备：取胰蛋白酶（Trypsin）、硫氰酸荧光素（Fluoresceinisothiocyanate，FITC）按照100: 1的质量比溶解于碳酸缓冲液中（0.05mol\/L pH9.0），4℃下避光搅拌反应12-14h，反应完成后，冷冻干燥，将冻干粉重新溶解后，利用凝胶层析（Sephadex G25填料）去除未反应的FITC，分离完后，测量FITC标记的胰蛋白酶溶液的荧光强度和浓度的关系。
（2）皮革试样裁取：取山羊皮脊背部，常规法脱毛，用圆形裁刀裁成直径50mm的皮革试样。
（3）传质实验：实验装置如图1所示，调节底座调节螺栓，使气泡位于水平泡的中心，取外径40mm的上储液池和下储液池各一个，下储液池装入80%容量的实验缓冲液（0.05mol\/L pH7.4的磷酸缓冲液），粒面向上将皮革试样遮盖于下储液池上，将上储液池口对口放在皮革试样上，保持与下储液池同心，调节可调节F夹的下夹位置固定上、下储液池和皮革试样，逆时针旋转下夹调节螺丝将上下储液池及皮革试样夹紧，先将下储液池通过医用注射器注满实验缓冲液，再将上储液池1通过医用注射器注满含有FITC标记胰蛋白酶的溶液，传质30 min后，顺时针旋转下夹调节螺丝，取下皮革试样。
（4）数据采集：在皮革试样的中心取样，用冷冻切片机从皮革试样的粒面至肉面顺序切片，切片厚度25μm，荧光分光光度计检测（激发长光波495，发射波长525）切片荧光强度。图4为FITC标记胰蛋白酶（FITC-Trypsin）传质30 min后皮革试样不同深度横切片的荧光强度分布图。
实施例4：
（1）荧光标记酶的制备：取中性蛋白酶（Dispase）、硫氰酸荧光素（Fluoresceinisothiocyanate，FITC）按照100: 1的质量比溶解于磷酸缓冲液中（0.05mol\/L pH7.4），4℃下避光搅拌反应12-14h，反应完成后，冷冻干燥，将冻干粉重新溶解后，利用凝胶层析（Sephadex G25填料）去除未反应的FITC，分离完后，测量FITC标记的中性蛋白酶的溶液的荧光强度和浓度的关系。
（2）皮革试样裁取：取山羊皮脊背部，常规法脱毛，用圆形裁刀裁成直径35mm的皮革试样。
（3）传质实验：实验装置如图1所示，调节底座调节螺栓，使气泡位于水平泡5的中心。取外径25mm的上储液池和下储液池各一个，下储液池装入80%容量的实验缓冲液（0.05mol\/L pH7.4的磷酸缓冲液），粒面向上将皮革试样遮盖于下储液池上，将上储液池口对口放在皮革试样上，保持与下储液池同心，调节可调节F夹的下夹位置固定上、下储液池和皮革试样，逆时针旋转下夹调节螺丝将上下储液池及皮革试样夹紧，先将下储液池通过医用注射器注满实验缓冲液，再将上储液池通过医用注射器注满含有FITC标记中性蛋白酶的溶液，传质30min后，顺时针旋转下夹调节螺丝，取下皮革试样。
（4）数据采集：在皮革试样的中心取样，荧光显微镜观察皮革试样纵切片荧光强度分布情况。图5为FITC标记的中性蛋白酶（FITC-Dispase）传质30 min后皮革试样纵切片的荧光显微照片。
实施例5：
（1）荧光标记酶的制备：取中性蛋白酶（Dispase）、硫氰酸荧光素（Fluoresceinisothiocyanate，FITC）按照100: 1的质量比溶解于磷酸缓冲液中（0.05mol\/L pH7.4），4℃下避光搅拌反应12-14h，反应完成后，冷冻干燥，将冻干粉重新溶解后，利用凝胶层析（Sephadex G25填料）去除未反应的FITC。分离完后，测量FITC标记的中性蛋白酶的溶液的荧光强度和浓度的关系。
（2）皮革试样裁取：取山羊皮脊背部，常规法脱毛，用圆形裁刀裁成直径50mm的皮革试样。
（3）传质实验：实验装置如图1所示，调节底座调节螺栓，使气泡位于水平泡的中心，取外径40mm的上储液池和下储液池各一个，下储液池装入80%容量的实验缓冲液（0.05mol\/L pH7.4的磷酸缓冲液），粒面向上将皮革试样遮盖于下储液池上，将上储液池口对口放在皮革试样上，保持与下储液池同心，调节可调节F夹的下夹位置固定上、下储液池和皮革试样，逆时针旋转下夹调节螺丝将上下储液池及皮革试样夹紧，先将下储液池通过医用注射器注满实验缓冲液，再将上储液池通过医用注射器注满含有FITC标记中性蛋白酶的溶液，传质30min后，顺时针旋转下夹调节螺丝，取下皮革试样。
（4）数据采集：在皮革试样的中心取样，用冷冻切片机从皮革试样粒面至肉面顺序切片，切片厚度25μm，荧光分光光度计检测（激发长光波495，发射波长525）切片荧光强度。图6为FITC标记的中性蛋白酶（FITC-Dispase）传质30 min后皮革试样不同深度横切片的荧光强度分布图。
实施例6：
（1）荧光标记酶的制备：取胰蛋白酶（Trypsin）、异硫氰酸罗丹明B（Rhodamine BisothioCyanate, RBITC）按照100: 1的质量比溶解于碳酸缓冲液中（0.05mol\/L pH9.0），4℃下避光搅拌反应12-14h。反应完成后，冷冻干燥。将冻干粉重新溶解后，利用凝胶层析（Sephadex G25填料）去除未反应的RBITC。分离完后，测量RBITC标记的胰蛋白酶的溶液的荧光强度和浓度的关系。
（2）皮革试样裁取：取脊背部山羊皮，常规脱毛，用圆形裁刀裁成直径35mm的皮革试样。
（3）传质实验：实验装置如图1所示，调节底座调节螺栓，使气泡位于水平泡的中心，取外径25mm的上储液池和下储液池各一个，下储液池装入80%容量的实验缓冲液（0.05mol\/L pH7.4的磷酸缓冲液），粒面向上将皮革试样遮盖于下储液池上，将上储液池口对口放在皮革试样上，保持与下储液池同心，调节可调节F夹的下夹位置固定上、下储液池和皮革试样，逆时针旋转下夹调节螺丝将上下储液池及皮革试样夹紧；先将下储液池通过医用注射器注满实验缓冲液，再将上储液池通过医用注射器注满含有RBITC标记胰蛋白酶的溶液，传质30 min后，顺时针旋转下夹调节螺丝，取下皮革试样。
（4）数据采集：在皮革试样的中心取样，用冷冻切片机从皮革试样的粒面至肉面顺序切片，切片厚度25μm，荧光分光光度计检测（激发长光波495，发射波长525）切片荧光强度。图7为RBITC标记的胰蛋白酶（RBITC-Trypsin）传质30 min后皮革试样不同深度横切片的荧光强度分布图。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920016224.X
申请日:2019-01-04
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:88(济南)
授权编号:CN209460142U
授权时间:20191001
主分类号:G01N 21/64
专利分类号:G01N21/64
范畴分类:31E;
申请人:齐鲁工业大学
第一申请人:齐鲁工业大学
申请人地址:250399 山东省济南市长清区大学路3501号
发明人:祝德义;李彦春;李雪松;曹珊;鹿文慧
第一发明人:祝德义
当前权利人:齐鲁工业大学
代理人:李桂存
代理机构:37218
代理机构编号:济南泉城专利商标事务所
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计