Устройство для электрофореза в потоке жидкости Советский патент 1982 года по МПК G01N27/26 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОФОРЕЗА В ПОТОКЕ

I

Изобретение относится к устройствам для электрофореза и может быть использовано для разделения смесей частиц в микробиологической и химической промышленности , в медицине, а также в научных исследованиях.

Известно устройство для электрофоретического разделения частиц, содержащее спиральную камеру разделения, по бокам которой размещены электродные отделения с электродами, отделенные от камеры полупроницаемыми мембранами, на входе камеры разделения расположен инжектор, а на выходе - коллектор СОНаиболее близким техническим решением является устройство для электрофореза в потоке жидкости, содержащее камеру разделения, обра1 ованную внешним цилиндром и установленным вдоль его продольной оси цилиндрическим сердечником из намагничиваемого металла с постоянными магнитами на его концах, соединенную по ЖИДКОСТИ

торцам с электродными отделениями с электродами, инжектор на входе, камеры разделения и коллектор на ее выходе 2.

Однако устройства не обеспечивают высокой эффективности разделения из-за серповидного искажения поперечного сечения полос разделенных фракций, вызванного гидродинамическим и электроосмотическим профиtoлями , скоростей потока жидкости.

Цель изобретения - повышение разрешающей способности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для

15 электрофореза в потоке жидкости,содержащем камеру разделения, образованную внешним цилиндром и установленным вдоль его продольной оси цилиндрическим сердечником из намагни20чиваемого металла с постоянными магнитами на его концах, соединенную по торцам с электродными отделениями с электродами, инжектор на входе камеры разделения и коллектор на ее выходе, внешний цилиндр камеры разделения выполнен из двух неподвижных, соединенных с электродными отделениями частей и расположенной между ними подвижной части, при этом коллектор размещен по окружности неподвижной части внешнего цилиндра, а подвижная часть внешнего цилиндра и цилиндрический сердеч ник связаны с дополнительно введенным внешним приводом с возможностью их вращения вокруг продольно оси цилиндра. . Вращение подвижной части внешнего цилиндра и цилиндрического сердечника в направлении вращения пото ка жидкости в камере разделения позволяет выравнять профиль скоростей потока несущей жидкости по толщине камеры и тем самым устранить серповидное искажение полос разделенных фракций. Установка коллектора по окружности внешнего цилиндра, т.е. под более острым чем в известном устрой стве углом к полосе разделенных фра ций, позволяетотбирать их с больше дробностью. На фиг. 1 изображено устройство, общий вид, в разрезе; на фиг. 2 сечение А-А на.фиг.1. Устройство состоит из внешнего цилиндра, содержащего подвижную часть 1 и две неподвижные части 2 и 3, выполненные из фторопласта и скрепленные с электродными отделениями k, а именно с их корпусом 5, цилиндрического сердечника 6, выполненного из намагничиваемого металла и покрытого тонкой (около 0,2 мм) оболочкой из диэлектрического материала (фторопласта), уста новленного с зазором относительно внешнего цилиндра, зазор служит камерой 7 разделения. На неподвижной части 3 внешнего цилиндра крепится инжектор 8 в виде трубки, введенной в камеру 7 разделения, а на неподви НОЙ части 2 выполнен коллектор 9 в виде ряда отверстий по ее окружности и переходящих в гибкие трубки 10, разводящие разделяемые фракции 11 и несущую жидкость по пробиркам 12. Электродное отделение 4, примыкающее к неподвижной части 3 внешнего цилиндра состоит из корпуса 5, электродов 13, перегородок I и 15, полупроницаемых мембран 16 4 (ионообменных) и 17 (диализных), закрывающих отверстия в перегородках I и 15. В стенке корпуса 5 примыкающей к неподвижной части 3 внешнего цилиндра, выполнен ряд отверстий 18, соединяющих камеру 7 разделения с электродным отделением . Электродное отделение 4, примыкающее к неподвижной части 2 внешнего цилиндра, имеет несколько отличную конструкцию, а именно в нем содержится только перегородка It, в которой выполнены отверстия,закрытые ионообменными мембранами 16. Диализные мембраны 17 в этом случае закрывают отверстия 18, соединяющие электродное отделение k с камерой 7 разделения. С торцов к сердечнику 6жестко прикреплены постоянные магниты 19 направленные одноименными полюсами друг к другу. Устройство работает следующим образом. Полости электронных отделений 4, в которых расположены электроды 13, заполняются электродным буферным раствором и непрерывно промываются по замкнутому контуру с помощью внешнего насоса не показан) для удаления и нейтрализации продуктов электролиза. Отделение от указанных полостей перегородками k полости заполняются и непрерывно промываются буферным раствором, идентичным раствору,используемому в камере 7 разделения в качестве несущей Чкидкости. Этот раствор .циркулирует по автономному замкнутому контуру. В результате градиенты электропроводности и рН, возникающие под действием электрического тока в близлежащем к ионообменным мембранам 16 объеме жидКости, не распространяются в камеру 7разделения и не нарушают заданных физико-химических параметров несущей жидкости. Несущая жидкость поступает в полость электродного отделения , примыкающую к неподвижной части 3 внешнего цилиндра. Через отверстия 17 несущая жидкость поступает в камеру 7 раздеения и, пройдя через нее, выходит через отверстия 9 и разводится колле.кторными трубками 10 по проиркам 12. Разделяемая смесь вводится в слой несущей жидкости через инжекторную трубку 8. Примыкающие к сердечнику 6 с его торцов постоянные магниты 19 создают в об-ьеме камеры 7 разделения радиальное магнитное поле. При подключении электродов 13 к внешнему источнику постоянного тока (не показан) через .содержащуюся в камере 7 разделения жидкость протекает осевой электрический ток, который взаимодействует с радиальным магнитным полем. В результате на несущую жидкость действует сила, приводящая к движению ее в цилиндрическом зазоре камеры 7 разделения по замкнутому контуру вокруг продольной оси камеры 7. Внешний привод через зубчатую перед чу (не показано) приводит во вращение подвижную часть 1 внешнего цилиндра и сердечник 6 с магнитами 19- Направление вращения совпадает с направлением вращения несущей жид кости под действием электрического и магнитного полей. Величины скорос тей вращения несущей жидкости и стенок камеры 7 разделения близки друг к другу и являются регулируе:мыми параметрами. В результате их совместного вращения в камере разде ления устанавливается замкнутый По ток несущей жидкости с равномерным распределением скоростей течения по толщине камеры и наложенный на него осевой поток несущей жидкости, направленный от инжектора 8 к коллектору 9 и имеющий параболический профиль емкостей. Под действием эти двух потоков струя разделяемой смес частиц описывает в камере 7 разделения спиральную траекторию, расходящуюся на ряд траекторий в случа если смесь делится на ряд фракций 11, каждая из которых содержит частицы с равной электрофоретической подвижностью. Эти фракции попадают в разные коллекторные отверстия 9 и по коллекторным трубкам 10 в разные пробирки 12. Как пЬказал расчет, в предлагаемом устройстве может быть достигнуто полное исключение серповидного искажения полос разделенных фракций. При этом при диаметре камеры разделения 3 см, необходимая скоррсть вращения ее стенок не превышает 1 об./мин. Разрешающая способность устройства при этом может быть повышена на 30%. Формула изобретения Устройство для электрофореза в потоке жидкости, содержащее камеру разделения, образованную внешним цилиндром и установленным вдоль его продольной оси цилиндрическим сердечником из намагничиваемого металла с постоянными магнитами на его концах, соединенную по торцам с электродными отделениями, содержащими электроды, инжектор на входе камеры разделения и коллектор на ее , отличающееся тем, что, с целью повышения разрешающей способности устройства, внешний цилиндр камеры разделения выполнен из двух неподвижных, соединенных с электродными отделениями частей и расположенной между ними подвижной части, при этом коллектор размещен по окружности неподвижной части внешнего цилиндра, а подвижная часть внешнего цилиндра и цилиндрический сердечник связаны с дополнительно введенным внешним приводом с возможностью их вращения вокруг продольной оси цилиндра. Источники-информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторские свидетельство СССР РР , кл. G 01 N 27/26, 1977. г. Патент США № 3 51918, кл. С 01 N 27/26, 1969.

//77////////////// //7/,

47 V777//7///////f /////j ryi f.

фиг.