Устройство для электрофоретического разделения частиц

Устройство для электрофоретического разделения частиц

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советсиик

Социалистических

Республик

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ (б13 дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 08.06.76(2l) 2372417/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (433 Опубликовано25,09,77,ртоллетень № 35 (ll) 573744 (Я) М. Кл

G 01й 27/26

Гасударственный квинтет

Саветв тенннстрав СССР аа делам наабретеннй и аткрытнй (531 УДК 543.q44 (088.8) (45) Дата опубликования описания 02.11.77 (72) Авт ори изобретения

В. М. Фомченков и А. Ю. Иванов (713 Заявитель

Институт биологической физики AH СССР

4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОФОРЕТИЧЕСКОГО

РАЗДЕЛЕНИЯ ЧАСТИБ

Изобретение относится к технике разделения частиц, отличающихся по электрофоретической подвижности, и может быть использовано для разделения биологических смесей. 5

Известно устройство для электрофоретического разделения частиц, выполненное в виде прямоугольной вертикальной камеры ра=оделения,по бокам которой расположены электродные отделения с металлическими электро-1О дами и полупроницаемыми мембранами, в начале камеры - инжектор дпя ввода разделяемой смеси, а в конце — коллектор для отбора разделенных фракций (1 ) .. Недостатком этого устройства является низкая эффектив !

S ность и малая производительность процесса разделения.

Известно также устройство для электрэфоретического разделения частиц, содержа- 20 щее горизонтальную прямоугольную камеру разделения с несколькими рядами входных отверстий для ввода несущей жидкости, элект родные отделения с мембранами, инжектор и коллектор (2 t

25 т днако в ламинарно текущей через камеру разделения жидкости возникает параболи ческий профиль скоробей, а под действием эле* .трнческого поля в жидкости возникает электроосмотическнй поток, направленный параллельно полю и также имеющий параболический профиль скоростей., Под действием этих двух профилей скоростей поперечное сечение переносимой потоком полосы частиц приобретает серповидную форму, что снижает эффективность разделения, так как уменьшается разрешение отбираемых коллектором фракций. 3а счет покрытия стенок камеры специально подобранными веществами (например, альбумином) удается устранить . серповидное искажение полосы только для одной из разделившихся фракций, Однако на практике, как правило, требуется осутцест лять одновременное разделение и отбор нескольких фракций,, 11ель изобретения - увеличение эффектив ности разделения..

Это достигается тем, что .электродные от деления расположены вдоль вертикальных боковых стенок камеры разделения, в которых

573744 нв уровне входных отверстий для ввода центрального слоя несущей жидкости выполнены горизонтально расположенные шелевые отверстия, имеющие поперечный размер, равный тол

1цине центрального слоя, а инжектор выполнен в виде вертикально расположенного шелевого отверстия.

На фиг, 3.. изображено предлагаемое устройств О, вид с о оку, EI@ фиг . 2 сверху,- 1(Устройство cDGTDEIT BG расположенной горизонтально прчмоугольной камеры 1 разделения,вдоль вертикальных боковых стенок которой расположены электродные отделения

2. Б начале камеры разделения распог1ожены входные отделения 3 - 5 с подводяшим1 штуцерами 6, через которые в камеру разд<.ления подводится несущая жидкость. Причем в нижнее Отделение 5 ПОдводится ?кидкость с максимальиоЦ плотностью, в верхнее 20

,отделение 3-с минимальной,всреднее отделение 4-с промежуточной, Между входными

Отделениями и камерой разделения располс жена перегэрэдка 7 с несколькими рядамк

Отверстий 8, служащими для фэрмиоэва1!ИЯ 25 лвминарнэгэ пэтэке несушек жидкости через

К8МррУ разделения. В цептрвльнэе вхэднэе

oTäelIåíE"à 4, не нарушая гермети гнэсг, введена лэдвэдящяя Тр (бка 9 июкеет эра, ч("раз кэтэру1О разделяемая смесь подводится K вы-з0 хэдиэму ыелевому Отверсти G 10 ин>кекгэрв.

Тонкие I"DpH DH IIllbEIble нлвсти11ы 1 j слу квт для лучшегэ фэрмирэвания горизонтальных слоев несущей жидкости. flu выходе из камеры разделения расположена перегородка 3.2 с несколькими рядами отверстий 13, 1!ричем пег(тральный ряд Отверстий 14 переходит в коллекторные труоки 3. 5 р с ПО1 Ощь1o ко горых разделенные фракции вводятся в пробирки . 6, Остальные отверстия Огводят несушую жидкость верхнего и нижнего слоя в выходные отделения 17, из которых она вывс дится .через штуцеры 3.8. Злектродны= отде ления состоят из герметично сосдицеппого с камерой разделения корпуса 19, в котором расположены металлические э1ектроды 20 и полупроницаемые мембовны 23.. Злектродные отделения заполняются буферным раствором, который при работе устройства непрооывло

Обновляется через штуцеры 22, Мембраны 50

21 закрывают шелевые отверстия 23, прспятствуя проникновешпо продуктов электролиза из электродных отделений B камору разделения. Отверстия 23 Обеспечивают элект.рический контакт электродных отделений с камерой разделения и в11полн1потся по всей длине рабочего участка камеры иа уровне входпых Отверстий лля ввода Ile»Tpallb«oE.D слоя Iecyll.ей жидкости, в их поперечный размер равен толщине центрального слоя„Зтим дости-á0 гаются наилучшие условия для создания электрического поля в центральном слое несущей жидкости, в котором осуществляется разделение меси.Электропроводность центрального лоя устанавливается такой, чтобы обеспечить нормальные рабочие условия для разделения данной смеси частиц. Злектропроводность верхнего и нижнего слоя устанавливается много меньшей, чем в центральном слое, Зто обеспечивает уменьшение протекающего через крайние слои электрического тока, что;снижает потери электрической мощности и увеличивает эффективность разделения.

Устройство работает следующим образом.

С помопц ю трех BxDgHblx отделений и перегородки 7 с отверстиями 8 в камере разделения формируется ламинарный поток несущей, жидкости, состоящий из трех слоев, плотность жидкости в которых увеличивается от минимальной .в верхнем слое до максимальной B нижнем, Такой градиент плотности обеопечивает стабильность работы устройства и устойчивость по отношению к термической конвекции. Злектропроводность верхнего и нижнего слоев меньше злектропроводностп центрального. Разделяемая смесь, подводимая ло трубке 9, инжектируется в центральный слой через шелевое отверстие 10, формиру1ошее струю смеси в виде тонкой вертикальной полоски, высота которой примерно равна толщине центрального слоя. -Двигаясь с потоком несущей жидкости, струя смеси лэд действием электрического поля разделяется нв. ряд полос, состоящих из частиц рав= ной злектрофоретической подвижности. Разделившиеся фракции через коллекторные ол верстия 14 и трубки 15 вводятся в пробирки 16, "Серповидное" искажение полос является следствием влияния гидр одинамического и злектроосмотического профилей скоростей в текущей через камеру разделения жидкости, В предлагаемом устройстве разделение частиц Осуществляется в центральном слое»есушей жидкости, в пределах которого гидродинамическая и электроосмотическая скорости жидкости практически не меняются. В ре зультате струя смеси, вводимая в виде тонкой вертикальной полосы, уже не испытывает серповидногD искажения, что увеличивает разрешение и производительность разделения„

Так, если ранее для осуществления разделения в Отсутствие "сериовидного искажения полосы одновременно для нескольких фракций смесь вводилась в центральную часть потока несу1лей жидкости в виде тонкой струйки диаметром 0,1-0,15 мм, то в предлагаемом устройстве онв инжектируется в виде струи с поперечными размерами порядка

0,15х1,5 мм, что увеличивает производитель573744

73 !7 Щ ность разделения одновременно всех фракций (при том же разрешении) в 10 раз.

Ф ормула изобретения

Устройство для: электрофоретического; разделения частиц, содержащее горизонтальную прямоугольную камеру разделения с несколь кими рядами входных отверстий для ввода слоев несущей жидкости, электродные отделе-О ния с мембранами, инжектор и коллектор-, о т л и ч а ю щ е е G я тем, что, с целью увеличения эффективности разделения, электр родные отделения расположены вдоль вертикальных боковых стенок камеры разделения, в которых на уровне входных отверстий для ввода центрального слоя несущей жидкости выполнены горизонтально расположенные шелевые отверстия, поперечный разг.жр которых равен толщине центрального слоя> а инжектор выполнен в виде вертикально расположенного шелевого отверстия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1, Пат.-США М 3412007, кл. 204-299, l

1968 г.

2.Chem. Eng ю MeChci e and Biology

R.D.Tuppets et а0 1967, рр. 505-510

573744

4 -А

t0

Составитепь Г. Винокурова

Ре то А. Морозова Техред М. Иупа Корректор А. Лакида

Заказ 3755/34 Тираж 1101 П одпис ное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д» 4/5.

Филиал ППП Патент", r, Уха ород, ул. Проектная, 4