УСТАНОВКА ДЛЯ СИНТЕЗА ИЛИ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ БИОПОЛИМЕРОВ Российский патент 2006 года по МПК B01J19/18 C07K1/16 

Изобретение относится к биотехнологии и хроматографии и может быть использовано в области синтеза биополимеров на полимерных носителях или в процессе хроматографической очистки биополимеров в биологических, химических, медицинских исследованиях, а также при производстве биологически активных веществ.

Известна установка для осуществления физико-химических процессов с участием полимерных носителей (патент РФ №2063266, кл. В 01 J 19/18, опубл. 10.07.96, Бюл. №19), содержащая цилиндрическую камеру с крышкой, заполненную полимерным носителем, герметично установленную подвижную перегородку, постоянно прижатую к полимерному носителю и жестко соединенную с дополнительной перегородкой, делящей полость цилиндрической камеры на камеру постоянного объема, сообщенную с атмосферой, и пневмокамеру переменного объема, пористые фильтры, контактирующие с полимерным носителем и сообщенные с входным и выходным патрубкам.

В известном устройстве герметичность между цилиндрической стенкой камеры и подвижной перегородкой обеспечивается кольцевым уплотнением, установленным в боковом пазе подвижной перегородки. Аналогичным образом обеспечивается герметичность пневмокамеры переменного объема установки. Однако известная конструкция для обеспечения герметичности установки предъявляет повышенные требования к внутренней поверхности цилиндрической камеры. Достаточная степень герметичности обеспечивается только при применении камеры, выполненной из калиброванного стекла, но даже применение калиброванного стекла для изготовления камеры требует их отбора по внутреннему диаметру и эллиптичности, что значительно увеличивает стоимость установки. Нарушение герметичности в процессе синтеза или хроматографии приводит к потере дорогостоящих реагентов, к искажению их результатов, а зачастую и к полной их потере.

При создании изобретения ставилась задача повышения эффективности уплотнения подвижных элементов конструкции в процессе разделения или синтеза и сокращения потерь дорогостоящих реагентов.

Поставленная задача достигается тем, что установка для синтеза или хроматографической очистки биополимеров, содержащая цилиндрическую камеру с крышкой, заполненную полимерным носителем, подвижную перегородку, постоянно прижатую к полимерному носителю и жестко соединенную с дополнительной перегородкой, делящей полость цилиндрической камеры на камеру постоянного объема, сообщенную с атмосферой, и камеру переменного объема, пористые фильтры, контактирующие с полимерным носителем и сообщенные с входным и выходным патрубками, снабжена держателем фильтра, установленным внутри подвижной перегородки и сообщенным с входным патрубком, и уплотняющей манжетой, размещенной на боковой поверхности держателя, при этом уплотняющая манжета, держатель и подвижная перегородка выполнены в виде тел вращения, имеющих соприкасаемые поверхности параболической формы, а также бочкообразным уплотнением, установленным в крышке камеры и контактирующим с подвижной перегородкой, причем на концах подвижной перегородки и входного патрубка, выходящих за пределы цилиндрической камеры, установлены ограничители с возможностью вертикального перемещения, между которыми размещена пружина; а также тем, что уплотняющая манжета и бочкообразное уплотнение выполнены из фторопласта.

Выполнение уплотняющей манжеты, держателя и подвижной перегородки в виде тел вращения, имеющих соприкасаемые поверхности параболической формы, и установка пружины позволяют обеспечивать постоянный прижим кромки уплотняющей манжеты к стенкам цилиндрической камеры даже при непостоянстве внутреннего диаметра последней, что обеспечивает постоянное и эффективное уплотнение в ходе всего процесса. Это позволяет качественно вести физико-химические процессы, экономить реагенты и использовать камеры из некалиброванных труб, что значительно удешевляет стоимость установки.

Бочкообразная форма уплотнения, установленного в крышке камеры, контактирующего с подвижной перегородкой, позволяет надежно уплотнить пневмокамеру переменного объема установки и тем самым обеспечить надежное поджатие фильтров к полимерному носителю.

На чертеже показан общий вид установки для осуществления физико-химических процессов с участием полимерных носителей.

Установка содержит цилиндрическую камеру 1 с крышкой 2 и дном 3, подвижную перегородку 4, подвижный входной патрубок 5, размещенный внутри подвижной перегородки и соединенный с держателем 6, пористые фильтры 7, уплотняющую манжету 8, ограничители 9, пружину 10, полимерный носитель 11, выходной патрубок 12, дополнительную перегородку 13, жестко соединенную с подвижной перегородкой 4, предохранительное уплотнение 14, трубку 15 сообщения камеры постоянного объема 16 с атмосферой, пневмокамеру переменного объема 17, бочкообразное уплотнение 18 подвижной перегородки 4, регулятор давления газа 19, монометр 20, вход сжатого воздуха 21.

Между крышкой 2 и дном 3 камеры 1 герметично установлены, с возможностью вертикального перемещения вдоль оси камеры, подвижная перегородка 4 и дополнительная перегородка 13. Внутри подвижной перегородки 4 размещен подвижный входной патрубок 5, соединенный с держателем 6 пористого фильтра 7, контактирующего с поверхностью полимерного носителя 11. На внешней боковой поверхности держателя 6, имеющей форму параболоида, установлена уплотняющая манжета 8, имеющая аналогичную форму. На внешних концах подвижной перегородки 4 и входного патрубка 5, выходящих за пределы камеры 1, установлены ограничители 9 хода пружины 10, прижимающей держатель 6 с уплотняющей манжетой 8 к внутренней поверхности параболоидной формы подвижной перегородки 4. Концы пружины 10 закреплены в ограничителях 9. Второй пористый фильтр 7 контактирует с дном 3 камеры 1 и поверхностью полимерного носителя 11. Каналы входного патрубка 5 и выходного патрубка 12 сообщены с пористыми фильтрами 7. Бочкообразное уплотнение 18 установлено в соответствующем гнезде крышки 2 и контактирует с подвижной перегородкой 4, обеспечивая герметичность пневмокамеры переменного объема 17 при перемещении подвижной перегородки 4. Камера 1 выполнена, например, из прозрачного химически стойкого стекла или аналогичного ему материала. Уплотняющая манжета 8 и бочкообразное уплотнение 18 выполнены, например, из фторопласта или аналогичного химически стойкого материала. Перед установкой бочкообразного уплотнения 18 его внутренняя полость может быть заполнена вакуумной смазкой для еще более эффективного предотвращения утечек сжатого газа из пневмокамеры 17 в процессе работы. Ограничители 9 установлены на подвижной перегородке 4 и входном патрубке 5 с возможностью вертикального перемещения, например, с помощью резьбового соединения.

Установка работает следующим образом.

Перед началом работы в цилиндрическую камеру 1 помещают суспензию полимерного носителя 11. Подвижную перегородку 4 с прижатой к ней держателем 6 уплотняющей манжетой 8 располагают над полимерным носителем 11 таким образом, чтобы она не касалась его. Перемещая ограничители 9 и тем самым изменяя степень растяжения пружины 10, создают постоянный прижим кромки уплотняющей манжеты 8 к стенкам цилиндрической камеры 1, обеспечивая постоянное и эффективное уплотнение в ходе всего процесса.

В процессе работы раствор реагента под действием побудителя расхода жидкости (не показан) поступает через входной патрубок 5 и пористый фильтр 7 в полость цилиндрической камеры 1, заполненной полимерным носителем 11, затем через другой фильтр 7, прилегающий к дну 3 камеры 1, поступает в выходной патрубок 12. Под действием избыточного давления, образуемого за счет поступления сжатого воздуха или инертного газа 21 в камеру переменного объема 17, подвижная перегородка 4 сжимает полимерный носитель и обеспечивает плотное прилегание пористых фильтров 7 к полимерному носителю с обеих сторон. Избыточное давление контролируется манометром 20 и регулятором давления газа 19. Бочкообразное уплотнение 18 обеспечивает уплотнение подвижной перегородки 4 и пневмокамеры 17 в течение всего процесса. В процессе физико-химических реакций полимерный носитель 11 может изменять свой объем. При этом подвижная перегородка 4 под действием изменяющегося объема носителя 11 меняет свое положение, всегда оставаясь плотно прижатой через пористый фильтр 7 к верхнему слою полимерного носителя 11. При изменении внутреннего диаметра камеры, в процессе вертикального перемещения вдоль оси, изменяется степень растяжения пружины 10, обеспечивая тем самым перемещение уплотняющей манжеты 8 по параболической поверхности и надежное прижатие ее кромки к стенкам камеры.

Изобретение относится к биотехнологии и хроматографии и может быть использовано в области синтеза биополимеров на полимерных носителях или в процессе хроматографической очистки биополимеров в биологических, химических, медицинских исследованиях, а также при производстве биологически активных веществ. Установка содержит цилиндрическую камеру с крышкой, заполненную полимерным носителем, подвижную перегородку, постоянно прижатую к полимерному носителю и жестко соединенную с дополнительной перегородкой, делящей полость цилиндрической камеры на камеру постоянного объема, сообщенную с атмосферой, и камеру переменного объема. Пористые фильтры установки контактируют с полимерным носителем и сообщены с входным и выходным патрубками. Держатель фильтра установлен внутри подвижной перегородки и сообщен с входным патрубком и уплотняющей манжетой, размещенной на боковой поверхности держателя. Уплотняющая манжета, держатель и подвижная перегородка выполнены в виде тел вращения, имеющих соприкасаемые поверхности параболической формы. Бочкообразное уплотнение установлено в крышке камеры и контактирует с подвижной перегородкой. На концах подвижной перегородки и входного патрубка, выходящих за пределы цилиндрической камеры, установлены ограничители с возможностью вертикального перемещения, между которыми размещена пружина. Такая конструкция повышает эффективность уплотнения подвижных элементов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Установка для синтеза или хроматографической очистки биополимеров, содержащая цилиндрическую камеру с крышкой, заполненную полимерным носителем, подвижную перегородку, постоянно прижатую к полимерному носителю и жестко соединенную с дополнительной перегородкой, делящей полость цилиндрической камеры на камеру постоянного объема, сообщенную с атмосферой, и камеру переменного объема, пористые фильтры, контактирующие с полимерным носителем и сообщенные с входным и выходным патрубками, отличающаяся тем, что она снабжена держателем фильтра, установленным внутри подвижной перегородки и сообщенным с входным патрубком, и уплотняющей манжетой, размещенной на боковой поверхности держателя, при этом уплотняющая манжета, держатель и подвижная перегородка выполнены в виде тел вращения, имеющих соприкасаемые поверхности параболической формы, а также бочкообразным уплотнением, установленным в крышке камеры и контактирующим с подвижной перегородкой, причем на концах подвижной перегородки и входного патрубка, выходящих за пределы цилиндрической камеры, установлены ограничители с возможностью вертикального перемещения, между которыми размещена пружина.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что уплотняющая манжета и бочкообразное уплотнение выполнены из фторопласта.