Устройство для электрофореза в свободном потоке жидкости Советский патент 1986 года по МПК G01N27/26 

1 Изобретение относится к устройст вам для разделения смеси веществ или дисперсных частиц, а именно к устройствам для электрофореза в свободном потоке жидкости, и может быть использовано в биологии и медшщне. Известно устройство для электрофореза, в свободном потоке жидкости, содержащее камеру разделения, выполненную в виде двух горизонтальных коаксиально расположенных цилиндров, электродные отделения с электро дами, установленные на краях камеры и изолированные от камеры разделения полупроницаемыми мембранами, инжектор, прижимной коллектор и привод. Привод обеспечивает независимое или синхронное вращение внешнего и внутреннего цилиндров с целью подавления конвекции, обусловленной выделением в камере джоулева тепла, и для уменьшения оседания частиц смеси в процессе электрофореза. Катодное отделение камеры вращается вместе с внешним цилиндром, а анодное является стационарным. Через трубку инжектора вводят смесь в зазор камеры разделения вбли зи катода перпендикулярно оси цилиндров. При вращении буфера струя смеси приобретает форму кольца. Вдоль зазора камеры параллельно оси цилиндров прикладывают постоянное электрическое поле. Частицы смеси разделяются на зоны, двигающиеся с разной скоростью к аноду. У анодного конца после остановки камеры разделенные фракции последовательно элюируют струей вводимого в камеру буфера через прижимной коллектор в ряд пробирок. Недостатком устройства является низкая скорость инверсии потока вследствие низкой скорости вращения камеры из-за ее уплотнения. Кроме того, разделившиеся зоны отбираются последовательно, что приводит к частичному размыванию фракций и снижает достигнутое разрешение. Наиболее близким техническим реше нием является устройство для электро фореза в свободном потоке жидкости, содержащее камеру разделения, выполненную в виде двух коаксиальньк цилиндров, горизонтально расположенны относительно своей продольной оси и закрепленных с возможностью поворота на 360° вокруг этой оси, элек0тродные отделения с электродами, изолированными от камеры разделения полупроницаемыми мембранами, инжектор и коллектор. При этом электродные отделения расположены на диаметрально противоположных сторонах камеры разделения параллельно общей оси цилиндров, а инжектор и коллектор размещены по торцам камеры разделения и выполнены в виде ряда отверстий. Во время работы устройства буферную жидкость непрерывно подают в камеру разделения. Камеру разделения попеременно поворачивают на 360° и возвращают в исходное положение. Смесь подают тонкой струей в середину зазора между стенками камеры разделения у ее входа. Под действием приложенного к электродам постоянного электрического напряжения увлекаемая потоком буферной жидкости струя смеси разделяется на фракции, которые вьгоодят вместе с потоком буферной жидкости через трубки коллектора. В результате попеременного поворота камеры разделения на 360 и возврата ее в исходное положение происходит подавление конвекции и седиментации частиц за счет периодической инверсии потока жидкости относительно направления силы тяжести. Недостатком устройства является невысокая разрешающая способность, обусловленная неоднородностью напряженности электрического поля по толщине зазора камеры разделения. Цель изобретения - повьшение разрешающей способности устройства. Цель достигается тем, что в устройстве для электрофореза в свободном потоке жидкости, содержащем камеру разделения, выполненную в виде двух коаксиальных цилиндров, горизонтально расположенных относительно своей продольной оси и закрепленных с возможностью поворота на вокруг этой оси, электродные отделения с электродами, изолированными от камеры разделения полупроницаемыми мембранами, инжектор и коллектор, согласно изобретению электродные отделения с электродами установлены по торцам камеры разделения, а инжектор и коллектор выполнены в виде ряда отверстий и размещены на диаметрально противоположных сторонах вдоль образующей камеры разделения. По оси внутреннего цилиндра может быть введен сердечник из магнитомягкого материала, по торцам которого установлены катушки намагничивания. Размещение электродных отделений по торцам камеры разделения позволяет достигнуть равномерности электрического поля по толщине зазора камеры разделения,улучшающей разрешение Выполнение инжектора и коллектора описанным образом позволяет проводить отбор одновременно всех разделенных фракций. Размещение фракхщй зависит также от равномерности наслоения порции разделяемой смеси на кольцевой слой буфера. Более равномерное наслаивание образца можно получить по время вращения буферной жидкости в кольцевом зазоре камеры разделения, происходящем при взаимодействии радиального магнитного поля и осевого элек трического. Последнее осуществляется с помощью сердечника из магнитомягкого материала и катушек намагничивания . На фиг.1 изображен общий вид устройства, часть устройства - в разрезе, на фиг.2 - разрез А-А фиг. Устройство состоит из камеры 1 разделения, выполненной в виде двух соосных цилиндров 2 и 3, проточных электродных отделений 4 с электродами 5, изолированными от камеры разделения полупроницаемыми мембранами 6, трубок 7 для подачи буфера в камеру 1, трубок коллектора 8, инжектора 9, пробиров 10 (фиг.2), реверсивного двигателя 11j закреплен ного на кронштейне 12. Ось 13 устройства одним концом соединена посредством муфты 14 с осью реверсивного двигателя 11, а другим - с кронштейном 15. Трубки 7 и 8 (фиг.2) закреплены на кронштейнах 16 и 17. Кронштейны 12, 15 (фиг.1), 16, 17 (фиг.2) установлены на основании 18. К реверсивному двигателю 11 подключен блок 19 попеременного поворота устройства на угол 360° вокруг оси 13 и возврата его в исходное положение. Трубки 7 и 8 выполнены из эластичного материала, например резины. По оси внутреннего цилиндра установлен сердечник 20 из магнитомягкого материала с катушками 21 намагничивания . Устройство работает следующим образом. Буферную жидкость подают в камеру 1 разделения через ряд трубок 7 при открытых трубках 8. Струю разделяемой смеси из инжектора 9 вводят в камеру 1 разделения через одну из трубок 7. Разделяемая смесь приобретает форму кольца. Поток буфера и струи смеси останавливают. Устройство попеременно поворачивают на 360 вокруг оси 13 и возвращают в исходное положение реверсивным двигателем 11 с помощью устройства 19. Под действием приложенного к электродам 5 постоянного электрического напряжения смесь разделяется на кольцевые зоны, с разной скоростью двигающиеся к аноду или катоду в зависимости от величины и знака заряда частиц. С поМощью горизонтального потока буфера через камеру разделения, создаваемого насосом (на фиг. не показан) компенсируется электроосмотический поток в зазоре камеры разделения. Постоянное электрическое напряжение выключают и потоком буфера из трубок 7 элюируют зону фракции через коллекторные трубки 8 и пробирки 10. Затем весь цикл повторяют. Наслаивание образца улучшается, если струю разделяемой смеси вводят через одну из трубок 7 при включенном магнитном и электрическом полях. При этом проток буфера через камеру разделения остановлен. Вращающаяся жидкость в зазоре камеры образует кольцевую зону образца. Последующее разделение образца проводят описанным образом при выключенном магнитном поле. Предложенное устройство позволяет повысить разделяющую способность электрофореза не менее, чем в два раза, по сравнению С прототипом.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОФОРЕЗА В СВОБОДНОМ ПОТОКЕ ЖИДКОСТИ, содержащее камеру разделения, выполненную в виде двух коаксиальных цилиндров, горизонтально расположенных относительно своей продольной оси и закрепленных с возможностью поворота на 360 вокруг этой оси, электродные отделения с электродами, изолированными от камеры разделения полупроницаемыми мембранами, инжектор и коллектор, отличающееся тем, что, с целью- повышения разрешающей способности устройства, электродные.отделения с электродами установлены по торцам камеры разделения, а инжектор и коллектор выполнены в виде ряда отверстий и размещены на диаметрально противоположных сторонах вдоль образующей камеры разделения. 2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что по оси СО внутреннего цилиндра введен сердечник из магнитомягкого материала, по торцам которого установлены катушки намагничивания. со ел

A-A

Ю

Фиг. 2