Устройство для электрофоретического разделения биологических и небиологических объектов Советский патент 1992 года по МПК G01N27/26 B03C3/09 

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

Известно устройство для разде1ления частиц в электрическом поле, содержащее корпус/в котором помещена винтообразная камера, отделенная от электродных отделений с размещенными в них электродами и полупроницаемыми мембранами, причем электродные отделения размещены вдоль вертикальных боковых стенок корпуса.

Однакоустройство не обеспечивает высокой эффективности разделения, так как линии электрического тока, протекающего через камеру разделения, направлены Ьод углом к образующей цилиндра. В этом направлении поперечное сечение канала имеет криволинейную конфигурацию, и, следовательно, распределение электрических силовых линий по поперечному сечению камеры является неоднородным. Это приводит к искажению профиля скоростей электроосмотического потока и дополнительному расширению полосы, частиц, что снижает разрешающую способность устройства. Кроме того, закрепление и замена мембраны в нем является трудоемкой операцией из-за того, что электродные отделения выполнены в виде винтообразных каналов.

Известно также устройство для электрофоретического разделения частмц, содержащее инжектор, коллектор, камеру разделения с отверстиями, закрытыми полупроницаемыми мембранами, отделяющими камеру от отделений, в которых располоякёны электроды.

Однако это устройство также не обеспечивает высокой эффективности разделения из-за того, что не удается в достаточной мере устранить тепловую конвекцию несущей жидкости и седиментацию частиц. В данном устройстве осуществляется лишь частичная инверсия потока относительно направления силы тяжести (например, в горизонта 1ьном змеевике только на вертикальных участках). Это снижает величину допустимых значений напряженности электрического поля и разрешающую способность устройства.

Наиболее близким к изобретению является устройство для электрофоретического разделения частиц, содержащее инжектор, коллектор, камеру разделения с отверстиями, закрытыми полупроницаемыми мембранами, отделяющими камеру от отделений, в которых расположены электроды, причем камера разделения выполнена в виде полой

спиральной ленты, з электроды имеют кольцеобразную форму.

Выполнение камеры разделения в виде полой спиральной ленты не обеспечивает эффективного разделения по следующим причинам.

При изготовлении камеры разделения в виде отдельных полуколец, соединенных друг с другом, например, с помощью склейки, внутренняя поверхность камеры имеет уступы в местах соединений и, кроме того, толщина камеры остается непостоянной по всей длине спирали. Невозможность выполнить камерус постоянной тол идиной по всей длине приводит к тому, что но удается получить ламинарный поток буфера и, как следствие, высокой разрешающей способности.

При выполнении камеры в виде зазора между листами диэлектрического материала (например, оргстекла), свернутыми в с.пираль, также не удается выдержать постоянным зазор (толщина камеры) с точностью ХОТЯбы 0,1 мм при зазоре 0,7 мм (реально получается ±0,4 мм).Кроме того, в этом случае наблюдается значительная деформация спирали от давления охлаждающей жидкости, так как спираль имеет большую поверхность и малую жесткость. Следствием этого являются низкая надежность в работе, сложность изготовления и низкая разрушаюа ая способность.

Конструкция камеры в виде спирали принципиально не позволяет визуально наблюдать процесс разделения, что резко затрудняет процесс настройки и снижает его качество.

Спиральная форма камеры делает крайне сложным процесс заполнения разделительной камеры буферным раствором и системы охлаждения охлаждающей жидкостью (сложно избавиться от пузырьков воздуха и убедиться в их отсутствии).

Целью изобретения является повышение надежности разделений приупрощении технологии изготовления устройства.

На фиг, 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1; на фиг. 3 -вид Б на фиг. 2,- на фиг. 4-вид В на фиг, 2

Устройство состоит из внутреннего 1 и наружного 2 цилиндрических корпусов, образованной ими камеры 3 разделения, каналов 4 для охлаждающей жидкости, которая вводится через штуцера 5 и отводится через штуцера 6. Ввод буферного раствора в камеру разделения осуществляется через штуцера 7 и выравнивающий объем 8. Ввод разделяемой смеси осуществляется через инжектор 9. На выходе камеры 3 расположен коллектор 10, через который несущая

жидкость м разделившиеся фракции выводятся по трубкам II. Электродные отделения 12 расположены по обеим боковым сторонам камеры 3 и представляют собой кольцеобразные полости, в которых помещены металлические электроды 13 м полупроницаемые мембраны 14. Промывка электродных отделений осуществляется электродным буфером через штуцера (не показаны).

Устройство работает следующим образом.

В протекающий через камеру 3 разделения ламинарный поток несущей жидкости (буферный раствор) через инжектор 9 вводят тонкую струю разделяемой смеем, которая переносится .потоком к выходу из камеры 3 paздeлe ия. При подключении электродов 13 к источнику постоянного напряжения в камере 3 разделения устанавливается однородное электростатическое .поле. Под действием поля переносимая потоком струя смеси разделяется на ряд по

13

лес, состоящих из частиц равной электрофоретической подвижности. Разделившиеся фракции через коллектор 10 выводятся по трубкам 11. 5Форм у л а изобретения

1.Устройство для электрофоретического разделения биологических и небиологических объектов, содержащее инжектор, коллектор, камеру разделения, электроды

0 кольцеобразной формы и систему охлаждения, отличающееся тем. что, с целью повышения надежности разделений при упрощении технологии изготовления устройства, о нём камера разделения выполнена в

5 виде двух коаксиально расположенных цилиндров, в теле которых выполнены сквозные аксиальные отверстия для подачи охлаждающей жидкости.

2.Устройство по П.1, о т л и ч а ю щ е е0 с я тем, что, с цельна пов1:5(шения ламинарностй потока буферного раствора, на входе камеры разделения сторцов навстречу друг другу установлены штуцера.

0

ф1/г1

Видб подернуто

Вид В no8epHyfrjo

ФигЛ

Изобретение относится к технике разделения биологических частиц (микроорганиз- мов и токсинов) и предназначено для использования в полевых подвижных лабораториях. Устройство выполнено в Биде двух коаксиально расположенных цилиндрических корпусов 1 и 2, зазор между которыми образует камеру 3 разделения. Система охлаждения выполнена в виде набора отверстий с коллектором 10 охлаждения, расположенного по периметру с двух сторон образованной камеры. Предлагаемое устройство позволяет проводить разделение широкого класса микроорганизмов и токсинов. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.(Лс-2А-А^4Ь. 00о>&