Устройство для электрофоретического разделения дисперсных частиц Советский патент 1986 года по МПК G01N27/26 

Изобретение отйосится к технике разделения дисперсных частиц, отли.чакшщхср по электрофоретической подвижности, в частности биологических объектов, и может быть использовано в .медицине, микробиологической и химической промышленности, а также в. научных исследованиях, . . Известно устройство дня электрофоретического разделения дисперсных частиц, содержащее камеру разделения образованную двумя коаксиальными цилиндрами (или двумя цилиндрами с вытянутым профилем), электродные отделения с электродами, промежуточные емкости, перегородки с полупроницаемыми мембранами. Электрический контакт электродов с камер.ой разделения осуществляется через промежуточные заполненные буфером, и мемб емкости, раныо Недостатком данного устройства является то, что для получения винто образного движения разделяемой суспе зии в камере разделения используется (кроме электрического) магнитное поле. Это поле оказывает неконтролируе мое воздействие на разделяемые части цы, а это затрудняет эффективность анализа разделенных фракций. Кроме того, устройство сложно по конструкции и в эксплуатации. Наиболее близким техническим решением к предложенному является устройство для электрофоретического разделения дисперсных частиц, содержащее камеру разделения, образованну винтообразной перегородкой, электрод ные отделения с электродами,мембраны Винтообразная перегородка выполне -на из непроводящего материала. Элект отделения размещены вдоль установленных вертикально боковых стенок по всей длине камеры разделения и отделены от нее полупроницаемыми мембранами. В этом устройстве разделяемая смесь вводится тонкой струей в ламинарный поток буфера, текущий по винтовой камере разделения. Под действием постоянного электрического поля, направленного ортогонально потоку, смесь частиц разделяется в элбктрофорётическнй спектр, который потоком буфера выводится через коллектор в ряд пробирок, ; - Недостатком данного устройства яв ляется невысокая эффективность разде ления. 5го обусловлено ограниченной 49 . .2 напряженностью электрического поля, создаваемого в камере разделений, а также попаданием продуктов электролиза из электродных, отделений в камеРУ так как электродные отделения расположены вдоль боковых непроводящих стенок по всей длине камеры разделения и отделены от нее только полупроницаемыми мембранами, что приводит в процессе работы устройства к изменению ионного состава буфера в камере. Следствием этого является изменение рН в приэлектродных областях камеры разделения, ухудшение разрешающей способности и неблагоприятное влияние среды, в которой производятся разделение на биологические объекты. Использование ионообменных мембран на некоторое, время сохраняет ионный состав буфера в камере nqcтоянным. Но из-за большой плотности тока ионные емкости ионообменных мембран быстро истощаются, что вызывает необходимость их замены. Кроме того, известное устройство имеет сложную конструкцию, что затрудняет изготовление и эксплуатацию устройства (разборку и .сборку, смену мембран, стерилизацию). Целью, изобретения является увели чение эффективности разделения и упрощение конструкции устройства. Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство введены емкости, заполненные буфером, перегородки, в которых размещены мембраны, электродные отделения с электродами расположены по внешним боковым . сторонам камеры, разделения, а электроды электрически соединены с винтообразной перегородкой через емкости, заполненные буфером, и мембраны, при этом винтообразная перегородка выполнена из электропроводящего матери-, ала. . Винтообразная перегородка: вып.олнена из материала, электропроводность которого не меньше электропроводности буферного раствора. На фиг. 1 изображен общий вид устройства; на фиг. 2 - разрез по А-А фиг. 1J на фиг. 3 - винтообразная камера разделения со снятой крьшпсой. Устройство содержит камеру 1.разделения, образованную винтообразной перегородкой 2, навитой на сердечник 3, и крьшками 4, 5. Перегородка 2 закреплена на сердечнике 3 с помощью штырьков b, высота которых относительно сердечника одновременно зада ет толщину камеры разделения, Крьшки 4 и 5 скреплены винтами 7. -Электрод ные отделения 8 расположены по внеш ним боковым сторонам камеры разделения и представляют собой сосуды, заполненные электролитом, в которых расположены металлические электроды 9. Электроды 9 служат для создания электрического поля в камере 1 раз. деления. Емкости 10, заполненные буферным раствором, расположёны также по внешним брковь1м сторонам камеры 1 разделения перед электродными oтдefIeниями и отделены от них пере-, городками 11, в которых расположены мембраны 12о Винтообразная перегород ка 2 вьшолнена из электропроводящего материала и не препятствует сквозному прохождению тока от одного электрода 9 до другого, а в то же время обеспечивает винтообразное движение - буфера в камере разделения. Электропроводность винтообразной перегородки должна быть одного порядка с элек ропроводностью буферного раствора или больше. Полупроницаемые мембраны 12 (например целлофановые, ионообменные и др;) обеспечивают электрический контакт электродов9 через промежуточные емкости 10 с винтообразной перегородкой камеры 1 разделения. Устройство содержит также пластину 13 с рядом отверстий дпя ввода буфера в камеру разделения, сосуд 14, инжектор 15, коллектор 16, пробирки 17, Коллектор 16 представляет собой пластину с рядом наклонны каналов, переходящих в трубки, которые. выводятся в пробирки 17. Коллектор с пробирками служит для сбора разделившихся фракций. Внутри сердеч ника 3 выполнен змеевиковый канал 18, по которому прокачивается охлаждающая жидкость для создания нужной температуры в камере ра.зделения. Описанное устройство работает следующим образом, В камеру 1 разделения (шириной до 5 см, тол1Щ1ной не более 2 мм) вводят через отверстия пластины 13 буферный раствор, который протекает винтообразно по ка мере разделения ламинарным потоком и через наклонные каналы коллектора 16 и трубки выводится в пробирки 17. В ламинарный поток буфера из сосуда. 494 14 через инжектор 15 тонкой струйкой вводят разделяемую смесь, которая движется по камере разделения вместе с потоком буфера. Затем подключают постоянное электрическое напряжение к электродам 9 и в камере разделения останавливается электрическое поле, направленное поперек потока буфера. Поскольку электропроводность винтообразной перегородки 2 одного порядка с электропроводностью буферного раствора (1-2)х 1(10 ), то напряженность электрического поля в камере разделения определяется величиной приложенного к электродам напряжения и расстоянием между электродами. Электрическое сопротивление камеры разделения в последовательной электрической цепи от электрода.до электрода является наибольшим. Поэтому длина камеры разделения (по прямой от электрода до электрода) определяет напряженность электрического поля в кювете. Под действием поля компоненты разделяемой смеси, имеющие разные электрофоретические подвижности, двигаясь вместе с ламинарным потоком буфера, одновременно проходят разные пути поперек потока, и к моменту выхода из камеры разделения образуют спектр фракций. Разделенные фракции отбирают коллектором 16 и через тонкие трубки разводят по пробиркам 17. . Температуру в камере разделения регулируют в .пределах 4-20 С с помощью охлаждающей жидкости в сердечнике. Предлагаемое устройство в сравнении с известным позволяет повысить разрешающую способность устройства в 1,5-2 раза за счет увеличение напряженности электрического поля и при . этом не увеличивать, мощность термо- стабилизирующего устройства. Объясняется это тем, что количество тепла, выделяемого в кювете, пропорционально электрическому сопротивлению, .а, объему электролита в кювете. бъем электролита в предлагаемом стройстве в 2-3 раза меньше, чем в рототипе. Но длина пути разделения охраняется,такой же, как в прототй- . е,за счетьтого, что в обоих случаях уть разделения является винтовым. В предлагаемом устройстве электодные отделения вынесены з.а преде- , . ы камеры разделения, а электрический онтакт осуществляется через промежуточные емкости, заполненные буфером, и полупроницаемые мембраны. Это полностью исключает попадание продуктов электролиза в камеру и в течение длительного времени позволяет сохранить ионный состав в камере разделения постоянным.

Предлагаемая конструкция канеры разделения является более простой, что облегчает, удешевляет изготовление устройства. Упрощается также процесс. сборки, разборки и стерилизации камеры разделения .

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОФО- РЕТИЧЁСКОГО, РАЗДЕЛЕНИЯ ДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ, содержащее камеру разделения, образованную виитообразной перегородкой, электродные отделения с электродами, мембраны, отличающееся тем, что, с цепью повьшения эффективности разделения и упрощения конструкции, в устройство введены емкости, заполненные буфером, перегородки, в которых размещены мембраны, электродные отделения с электродами расположены по внешним боковым сторонам камеры разделения,а электроды электрически соединены с винтообразной перегородкой через емкости, заполненные буфером, и мембраны, при этом винтообразная перегородка вьтол- нена из электропроводящего материала.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что винтообразная перегородка выполнена из материала, электропроводность которого не меньше электропроводности буферного раствора^I(Л

gju5.3