Импульсная проточная аппаратура Советский патент 1984 года по МПК G01N24/02 

ю

СХ) QD 1 Изобретение относится к техничес кой физике, а именно к импульсной смешивающей и проточной аппаратуре ,с использованием спектрометров элек тронного парамагнитного резонанса /(эПР), и может быть использовано пр исследовании кинетики короткодвижущих радикалов и кинетики биополимеров со спиновыми метками, при иссле довании оптических свойств биополимеров с псмощью оптических спектро;метров, а также .при исследовании проводимости биопрепаратов. Известна смешивающая аппаратура для оптических измерений с использованием спектрометров, в которой применена механическая жесткая связ между проталкивающей системой и измерительной ячейкой (Rapid Mixing Sampling Techniques in Biochemistry Ed.by B.Chance.New Jork.Academic Press, 1964, p. 105-111). Однако при прекращенииподачи жидкости в аппаратуре возникают сил ные микрофонические помехи, которйе снижают точность измерений в случае использования указанной аппаратуры для ЭПР-спектроскопии. Наиболее близкой к изобретению является импульсная проточная аппа ратура, преимущественно для исследо вания короткодвижущих радикалов и кинетики меченных спиновыми метками биополимеров с помощью спектрометров ЭПР, содержащая два проталки вающих шприца с поршнями для подачи .исследуемых веществ, соединенных через проводящие системы со смешивающей и измерительной ячейками спектрометра ЭПР (Kertesz J.C., Wol.l W. The Operational Characteristics of a Stopped - flow System for ESR Studies.- Jorrial of Physics E.Scientific Instruments, 1973,V. 6, № 10, p. 1009-1014). Такая аппаратура прерванного пот ка (Stopped-flow) для ЭПР-спектроск пии имеет пневматическую проталкивающую систему и избранные дорогие магнитные вентили. Кроме того, необходимы большие количества (1001000 мл) исследуемых веществ, что практически исключает, работу с дорогими биологическими веществами, которые- имеются только в малом коли честве. . Цель изобретения - упрощение исследований биологических объектов в жидкой среде и устранение микрофо нических помех. 42 Поставленная цель достигается тем, что в импульсную проточную аппаратуру, преимущественно для исследования короткоживущих радикалов и кинетики меченных спиновыми метками биополимеров с помощью спектрометров ЭПР, содержащую два проталкивающих шприца с поршнями для подачи исследуемых веществ, соединенных через проводящие системы со смешивающей и измерительной ячейками спектрометра ЭПР, введены электромагниты с подвижными якорями, зубчатые стержни, пружины сжатия, конденсаторы, схема управления разрядкой конденсаторов с тиристорами, причем поршни проталкивающих шприцев соединены с якорями электромагнитов через зубчатые стержни и пружины сжатия, а схема управления разрядкой конденсаторов с тиристорами подключена к конденсаторам через катушки, электромагнитов. Подвижные якори электромагнитов могут быть снабжены возвратными пружинами. На фиг.I изображена схема импульсной проточной аппаратуры; на фиг.2 - проталкивающее устройство в деталях. Импульсная проточная аппаратура содержит поршень I, проталкивающие шприцы 2, зубчатый стержень 3 с тяговым зубчатьм зацеплением, электромагнит 4, пружину 5 сжатия, поднимающий якорь 6, захват 7, смешиваю-г щую ячейку 8, измерительную ячейку 9, приемный сосуд 10. Показанная схематично проточная аппаратура состоит из двух проталкивающих шприцов (полиэтиленовые инъекционные шприцы 2), поршни 1 которых связаны через зубчатые стержни 3 с тяговым зубчатым зацеплением « пружиной 5 сжатия с электромагнитами 4. Проталкивающие пшрицы 2 соединяются через гибкие шланги из .тефлона со смешивающей 8 и измерительной 9 ячейками. Над измерительной ячейкой 9 находится приемный сосуд 10 для выходящей жидкости. При импульсной проточной аппаратуре два электромагнита путем подк.пючения заряженных конденсаторов импульсно продвигают оба проталкивающих шприца. Магнитные ходы величиной л/ 1 мм через пружины сжатия передаются на зубчатые стержни, которые связаны с поршнями проталкивающих шприцев. Управление электромагнитами осуществляется через тиристоры с помощью разрядки конденсатора , 600 V) через магнитные катушки. Толчком жидкость из проталкивающих шприцев .через гиб кие шланги вдавливается в смешивающую ячeйкy и оттуда попадает визмерительную ячейку, которая жестко присоединена к смешивающей ячейке. Смешивающая ячейка состоит из плексигласа и имеет отверстия для притока и оттока. Место смешивания (два сопла, расположенные по касател ной) находятся в йриточном отверстии измерительной ячейки. Измерительная ячейка является толстостенной 13 мм) кварцевой плоской ячейкой, чтобы предотвратить разрушение при сильном толчке в жидкости в момент проталкивания. Гибкие шланги и жесткая юстировка смещивающей и измерительной ячее в резонаторе исключает помехи за счет передачи толчка на измерительную систему ЭПР. Количество толчков на одно заполнение шприца зависит от действующего объема проталкивающ шприцев. При действующем объеме 1 м возможны например 10 толчков по 0,1 Поскольку при одном толчке через измерительную ячейку 148 мл) проходит четырехкратное количество жидкости (zoo мл), обеспечивается полное удаление старого содержания ячейки и стационарные условия перед стопорением.. Согласно изобретению магнитное проталкивание при соединении со . спектрометром ЭПР позволяет достичь разрешение по времени 2 мс. Вследствие типичного хода разряд ки конденсатора максимальная сила электромагнита действует в начальный момент, когда для преодоления инерции столба жидкости требуется максимальное усиление, для начала движения Поршня проталкивающего шприца... , Кроме нормальной одновременной работы обоих шприцев возможно вызвать отдельные толчки либо компонента А, либо компонента Б исследуемого вещества. Благодаря импульсному проталкиванию электромагнитами нет необходимости в применении магнитных вентилей и стоп-шприцев. Проблемы со временем открывания и закрывания : вентилей в известной проточной аппаратуре при применении данного изобретения также не возникает. .Электрическое включение электромагнитов через тиристоры дает возможность точного одновременного проталкивания поршней шприцев и запуска запомин&ющего осциллографа. .Расход вещества невелик (100 мл на толчок для : казкдого компонента). Благодаря применению гибких шлангов из тефлона между проталкивающей системой и измерительной ячейкой не вызываются микрофонические помехи. Технико-экономическая эффективность изобретения определяется тем, : что импульсная проточная аппаратура с использованием спектрометров электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) позволяет измерить кинетику короткодвижущих радикалов или конформационную кинетику меченных спиновыми метками биополимеров. Аппаратура проста в техническом исполнении, исключает контакт металла с раствором : в системе и проста в обслуживании. С.помощью электромагнитов исследуе-: мое вещество из проталкивающих шпри-г цев через проводящую систему импульсами транспортируется в смешивающую . и измерительную ячейки спектрометра ЭПР. Расход веществ на один толчок не велик, что дает возможность иссЛедовать малые количества биологических веществ И чувствительные ерменты.

//////////////////////////

Фиг.г

1. ИМПУЛЬСНАЯ ПРОТОЧНАЯ АППАРАТУРА, преи1 у1цественно для исследования короткоживущих радикалов и кинетики меченных спиновыми метками биополимеров с помощью спектрометров электронного парамагнитного резонанса ( ЭЙР), содержащая два проталкивающих шприца с поршнями для .подачи исследуемых веществ, соединенных через проводящие системы со смешивающей и измерительной ячейками спектрометра ЭПР, отличающаяся тем, что в нее введены электромагннты с подвижными якорями, зубчатые стержни, пружины сжатия, конденсаторы, схема управления разрядкой конденсаторов с тиристорами, причем поршни проталкивающих шприцев соединены с якорями электромагнитов через зубчатые стержни и пружины сжатия, а схема управления разрядкой конденсаторов с тиристорами под- ключена к конденсаторам через катушg ки электромагнитов. 2. Аппаратура по п.1,.о т л и чающаяся тем, что подвижные якори электромагнитов снабжены возiвратными пружинами.