Устройство для концентрирования биологических частиц Советский патент 1990 года по МПК G01N27/26 

Изобретение относится к биохимии и молекулярной биологии, в частности к технике разделения и концентрирования биологических частиц - макромолекул, и может быть использовано в исследовательских работах по генной инженерии.

Цель изобретения - повышение производительности, степени концентрирования и надежности.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства.

Устройство содержит объем 1 концентрирования камеры-накопителя, диализную мембрану 2, пористую перегородку 3, электроосмотическую мембрану 4, анодное отделение с электродом 5, катодное отделение с электродом . 6, емкость 7 с концентрируемым образцом, соединительную трубку.8, зажим 9.

Устройство работает следующим образом.

При наложении электрического поля в электроосмотической мембране 4 возникает перенос жидкости. При этом возможны два случая: если мембрана имеет отрицательный заряд на поверхности своих каналов, то буфер переносится от анода к катоду; если внутренняя поверхность мембраны заряжена

00

ю

30

положительно, то буфер переносится от катода к аноду.

Рассмотрим случай. Перенос буфера от анода , к катоду создает . в объеме 1 некоторое разряжение, которое приводит к переносу жидкости ; из емкости 7 в емкость -1 через трубку 8, При этом отрицательно заряженные частицы (макромолекулы ДНК) дви- ю жутся к аноду 5 и осаждаются на полупроницаемой (диализной) мембране 2, а жидкость проходит через пористую перегородку 3, электроосмотическую мембрану k и попадает в катодную 15 емкость 6. После .того, концентрируемый раствор проходит через емкость 1, осуществляют кратковременную (1 0-30 с) переполяризаиию источника напряжения для переноса сконцент- 20 рированного материала в раствор буфера, открывают зажим 9 и с помощью пипетки извлекают сконцентрированный образец. Затем, объем 1 промывают чисэлектрофоретическому разделению в 1%-ном агарозном геле.

Первый фрагмент в количестве 3 г оказывается в объеме 3 мл. Концентрирование этого фрагмента осуществляют в ячейке прямоугольной формы (ЭОхбОх х9 мм), с концентрирующим объемом порядка 300 мкл.

В качестве электроосмотической мембраны используют гель ага- розы. При 30 В на электродах электроосмотическая скорость 1 мл/ч, что позволяет за 3 ч пропустить через камеру исходный образец.После переполяризации источника питания в течение 15 с сконцентрированный фрагмент отбирают с помощью пипетки. Концентрация фрагмента в отобранном объеме (300 мкл) превышает исходную в 10 раз

Предлагаемое устройство имеет следующие преимущества по сравнению с прототипом: сокращается, не менее чем в 10 раз время, необходимое для кон с; . D 1U нао , исиилидимое ДЛЯ конть1м буфером и концентрируют следующий 25 центрирования образца, снимается вопобразец

Очевидно, что для концентрирования положительно заряженных частиц необходимо поменять местами анод и катод (см. чертеж), а также использовать положительную заряженную электроосмотическую мембрану. ,

Для того, чтобы исключить влияние гидростатического давления жидкости, электроосмотическая мембрана и элект- . ф о р М: у родные емкости распола,гаются горизон- тально и граница электродного буфера со стороны катода и анода в процессе концентрирования находится на одинаковом уровне. Пористая перегородка 3 предотвращает сдвиг электроосмотичес- кой мембраны А в сторону концентрирующей емкости 1. В качестве электроосмотической мембраны можно использовать различные гранулированные гели, агар или агаро зу с высоким эн- доосмосом, а также различные иоиооб- .менники, например ДЕАЕ-целлюлозу.

Пример. Концентрирование гена устойчивости к канамицину. Плаз- миду гидролизуют рестриктазой ВАт HI. При этом образуют два фрагмента с молекулярным весом 1500 даль- тон (ген устойчивости к канамицину) и 3000. дальтон, которые подвергают

рос об ограничении объема концентрируемой пробы, не менее чем в 5 раз возрастает степень концентрирования пробы, процесс поддается автоматиза- 30 ции и масштабированию (можно использовать несколько отдельных ячеек, соединенных с общей эпектроосмотичес- кой мембраной).

40

45

50

ла изобретен и я Устройство для концентрирования биологических частиц, содержащее го-, ризонтально расположенную и заполненную буфером емкость, в которой раз- м ещены электродные камеры с электро- дами и камера-накопитель, отделенная от анодной электродной камеры вертикально расположенной диализной мембраной, о тли ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности, степени концентрирования и надежности, оно дополнительно содержит электроосмотическую мембрану, отделенную от камеры-накопителя пористой перегородкой, расположенной параллельно Диализной мембране со стороны катодной камеры, причем уровень электродного буфера в анодной и катодной электродных камерах расположен на одном уровне.

электрофоретическому разделению в 1%-ном агарозном геле.

Первый фрагмент в количестве 3 г оказывается в объеме 3 мл. Концентрирование этого фрагмента осуществляют в ячейке прямоугольной формы (ЭОхбОх х9 мм), с концентрирующим объемом порядка 300 мкл.

В качестве электроосмотической мембраны используют гель ага- розы. При 30 В на электродах электроосмотическая скорость 1 мл/ч, что позволяет за 3 ч пропустить через камеру исходный образец.После переполяризации источника питания в течение 15 с сконцентрированный фрагмент отбирают с помощью пипетки. Концентрация фрагмента в отобранном объеме (300 мкл) превышает исходную в 10 раз

Предлагаемое устройство имеет следующие преимущества по сравнению с прототипом: сокращается, не менее чем в 10 раз время, необходимое для конD 1U нао , исиилидимое ДЛЯ концентрирования образца, снимается вопцентрирования образца, снимается вопф о р М: у

рос об ограничении объема концентрируемой пробы, не менее чем в 5 раз возрастает степень концентрирования пробы, процесс поддается автоматиза- ции и масштабированию (можно использовать несколько отдельных ячеек, соединенных с общей эпектроосмотичес- кой мембраной).

ф о р М: у

0

5

0

ла изобретен и я Устройство для концентрирования биологических частиц, содержащее го-, ризонтально расположенную и заполненную буфером емкость, в которой раз- м ещены электродные камеры с электро- дами и камера-накопитель, отделенная от анодной электродной камеры вертикально расположенной диализной мембраной, о тли ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности, степени концентрирования и надежности, оно дополнительно содержит электроосмотическую мембрану, отделенную от камеры-накопителя пористой перегородкой, расположенной параллельно Диализной мембране со стороны катодной камеры, причем уровень электродного буфера в анодной и катодной электродных камерах расположен на одном уровне.

Редактор И.Касарда

Составитель И.Рогаль

Техред м.:$ ;оданич Корректор С.Шевкун

Изобретение относится к биохимии и молекулярной биологии, к устройству для концентрирования биологических частиц. Цель изобретения - повышение производительности, степени концентрирования и надежности устройства концентрирования. Устройство содержит горизонтально расположенную и заполненную буфером емкость, которой размещены электродные камеры с электродами и камера-накопитель, отделенная от анодной электродной камеры, вертикально расположенной диализной мембраной. Для достижения цели устройство дополнительно содержит электроосмотическую мембрану, отделенную от камеры-накопителя пористой перегородкой, расположенной параллельно диализной мембране со стороны анодной камеры, причем электродный буфер в анодной и катодной электродных камерах расположен на одном уровне. 1 ил.

Заказ 3381

Тираж 511

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Подписное