Устройство для разделения дисперсных частиц Советский патент 1987 года по МПК B03B5/30 

Изобретение относится к препаративной биохимии, в частности к области разделения веществ, и может быть использовано при разделении дисперсных частиц (например, клеток) на градиентах плотности.

Цель изобретения - noBbiujeHne точности формирования градиента плотности за счет исключения перемешивания слоев.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит сообщаюидиеся градиентные сосуды 1 и 2, магнитную мешалку 3, враш,ающуюся в градиентном сосуде 2, кран 4, соединенный с выходной трубкой градиентного сосуда 2 и капилляром 5 ввода, который выходным отверстием приставлен к боковой поверхности заполняемого сосуда выше уровня жидкости и поплавка 6, который свободно плавает в растворе, заполняющем сосуд 8. Поплавок 6 представляет собой колбу с верхней поверхностью сферической формы, нижней поверхностью конической формы и боковой поверхностью цилиндрической формы с диаметром, близким к диаметру заполняемого сосуда, которая для придания ей устойчивости наполняется балластом 7 через отверстие 9.

Поплавок можно изготавливать из любого материала, удовлетворяющего плавучести и отсутствию токсического или иного повреждающего действия на биологические дисперсные частицы. Наиболее подходящим материалом является стекло. Стеклянный поплавок легко стерилизовать и он технологичнее в изготовлении, чем поплавок из пластмассы или плексиглаза. .Кроме того, стекло с временем не подвергается старению в отличие от плексиглаза.

В качестве балласта удобнее всего использовать мелкую свинцовую дробь, так как высокая плотность свинца позволяет достигнуть высокой устойчивости поплавка, а малые размеры дробинок позволяют легко выставить поплавок в вертикальное положение. Дробь насыпается до тех пор, пока поплавок, помещенный в дистиллированную воду {плотность 1,0 г/см ), не погрузится в нее настолько, чтобы уровень жидкости достиг верха его цилиндрической части. Высота цилиндрической поверхности поплавка и количество насыпаемой дроби подбираются экспериментально для каждого поплавка, исходя из того, чтобы в растворе с плотностью максимальной для градиентов плотности (1,10 г/см ) уровень жидкости не опустился бы ниже цилиндрической поверхности. Выполнение указанных условий обеспечивает постоянный кольцевой зазор между поплавком и поверхностью заполняемого сосуда и, как следствие, постоянную точность формирования градиента плотности. Наличие верхней сферической поверхности позволяет избежать накопления жидкости на поплавке.

Когда подобрано оптимальное количество дробинок и произведено выставление поплав0

5

0

5

ка в вертикальное положение (путем постукивания) дробинки заливаются через отверстие 9 краской или эмалью для фиксации их положения. После высыхания краски отверстие 9 заваривается на пламени горелки или закрывается резиновой пробкой.

Формирование градиента плотности с помощью предлагаемого устройства начинается с того, что сосуд 8 для разделения заполняется раствором более плотным, чем нижняя фаза градиента, в него вставляется поплавок. Затем сосуды 1 и 2 заполняются соответственно верхней, менее плотной, и нижней, более плотной, фазами градиента. После этого включается магнитная мещалка 3, открывается кран 4 и через капилляр 5 ввода раствор линейно уменьшающейся плотности подается в сосуд 8 разделения. По мере заполнения сосуда поплавок всплывает и его коническая поверхность обеспечивает плавное перераспределение слоев градиента без смешивания. После того как градиент сформирован, в сосуд вводится разделяемая суспензия в растворе мень- щей плотности, чем верхняя фаза градиента, а вслед за ней - раствор еще меньшей плотности. Когда сосуд заполнен и поплавок находится целиком в верхней фазе, он плавно извлекается из сосуда.

Точность градиента при формировании определяется величиной объема градиента, в котором происходит перемешивание слоев при вводе раствора нарастающей концентрации. Этот объем определяется площадью сечения столба жидкости в .месте ввода раствора и глубиной перемешивания, т. е. той глубиной градиента, на которую опускается струя жидкости, поступающая из капилляра ввода, перемешиваясь со слоями градиента 5 большей плотности. Эта глубина тем больше, чем меньше крутизна градиента, и больше скорость ввода жидкости. В предлагаемом устройстве столб жидкости, в котором происходит перемешивание слоев, имеет площадь сечения, равную площади сечения кольцевого зазора, образованного боковой поверхностью поплавка и внутренней поверхностью заполняемого сосуда.

Максимальная ширина кольцевого зазора между боковой поверхностью поплавка и внутренней поверхностью заполняемого сосуда определяется задаваемым повышением точности формирования градиента в результате использования поплавка. Так, если обозначить через R радиус цилиндрической поверхности поплавка, а через ДЯ ширину зазора, то коэффициент повышения точности можно приближенно оценивать по следующей формуле:

л- 2ARТаким образом, максимальная величина зазора определяется отношением удвоенного коэффициента повышения точности к ра0

0

5

0

диусу цилиндрической поверхности поплавка:

А.чакс

М

R

Минимальная ширина кольцевого зазора определяется условием свободного всплытия поплавка при заполнении сосуда.

Вместо сообщающихся сосудов в предлагаемом устройстве может быть использовано любое другое устройство, формирующее растворы переменной концентрации и обеспечивающее регулируемую подачу раствора.

Разделение клеток в сформированном градиенте плотности происходит под действием либо центробежных сил (центрифугирование сосуда),либо электрических (разделение клеток по заряду в электрическом поле). Под действием разделяющей силы суспензия клеток движется в сосуде вдоль его оси. Линейность градиента плотности обеспечивает прохождение и распределение клеток параллельными слоями. В случае разделения по плотности или размеру (центрифугированием) клетки расходятся в граРедактор Н. Бобкова Заказ 4641/10

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

диенте параллельными слоями в порядке возрастания их плотности или размера. При электрофорезе происходит разделение парал- лельных слоев клеток в порядке возрастания их электрофоретической подвижности. По окончании разделения градиент вместе с разошедщимися в нем слоями клеток медленно (без перемещивания) извлекается из сосуда и разливается по фракциям.

Формула изобретения

Устройство для разделения дисперсных частиц, содержащее цилиндрические сообщающиеся градиентные сосуды с магнитной мещалкой и капилляром ввода и цилиндрический сосуд разделения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности разделения, устройство снабжено стеклянным поплавком С балластом, размещенным в цилиндрическом сосуде разделения с возможностью сво- бодного продольного перемещения, при этом верхняя поверхность поплавка выполнена сферической, нижняя - конической, а боковая - цилиндрической.

Составитель А. Румянцева

Техред И. ВересКорректор Е. Рошко

Тираж 508Подписное

Изобретение относится к препаративной биохимии и М. б. использовано при разделении дисперсных частиц на градиентах плотности. Цель изобретения - повышение точности формирования градиента плотности за счет исключения перемешивания слоев. Сооб1цаюш,иеся цилиндрические градиентные сосуды (С) 1 и 2 с магнитной мешал-83, -М.: ИЯ тивразтах ние носоев. ные алкой 3 сообщаются капилляром 5 с цилиндрическим С 8 разделения с размешенным в нем с возможностью свободного продольного перемещения стеклянным поплавком (Ц) 6. Последний выполнен в виде колбы с верхней поверхностью сферической формы, нижней - конической формы, боковой - цилиндрической формы. В П 6 .размещен балласт 7 - мелкая свинцовая дробь. Высота цилиндрической поверхности П 6 и ко,ли- чество балласта подбираются экспериментально. По мере заполнения С 8 через капилляр 5 раствором линейно уменьшающейся плотности П 6 всплывает, обеспечивая плавное перераспределение слоев градиента без перемешивания. Затем в С 8 вводят разделяемую суспензию в растворе меньшей плотности, чем верхняя фаза градиента, а затем раствор еще меньщей плотности. После заполнения С 8, находящийся в верхней фазе П 6, извлекают и проводят разделение суспензии. 1 ил. « (Л со 4 Oi N3 N