Устройство для разделения дисперсных частиц

(57) Изобрет ной биохимии делении дисп плотности. Ц точности фор ти за счет иск Сообщающие сосуды (С) паративпри разадиентах вышение плотносия слоев. диентныемешалГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) УСТРОЙ СДИСПЕРСНЫХ ение относится к пре и м. б, использовано ерсных частиц на гр ель изобретения - по мирования градиента лючения перемешиван ся цилиндрические гра 1 и 2 с магнитной кой 3 сообщаются капилляром 5 с цилиндрическим С 8 разделения с размещенным в нем с возможностью свободного продольного перемещения стеклянным поплавком (П) 6. Последний выполнен в виде колбы с верхней поверхностью сферической формы, нижней - конической формы, боковой цилиндрической формы. В П 6 размещен балласт 7 мелкая свинцовая дробь. Высота цилиндрической поверхности П 6 и количество балласта подбираются экспериментально. По мере заполнения С 8 через капилляр 5 раствором линейно уменьшающейся плотности П 6 всплывает, обеспечивая плавное перераспределение слоев градиента без перемешивания. Затем в С 8 вводят разделяемую суспензию в растворе меньшей плотности, чем верхняя фаза градиента, а затем раствор еще меньшей плотности. После заполнения С 8, находящийся в верхней фазе П 6, извлекают и проводят разделение суспензии.ил.1Изобретение относится к препаративной биохимии, в частности к области разделения веществ, и может быть использовано при разделении дисперсных частиц (например, клеток) на градиентах плотности.Цель изобретения - повышение точности формирования градиента плотности за счет исключения перемешивания слоев.На чертеже показана схема предлагаемого устройства.Устройство содержит сообщающиеся градиентные сосуды 1 и 2, магнитную мешалку 3, вращающуюся в градиентном сосуде 2, кран 4, соединенный с выходной трубкой градиентного сосуда 2 и капилляром 5 ввода, который выходным отверстием приставлен к боковой поверхности заполняемого сосуда выше уровня жидкости и поплавка 6, который свободно плавает в растворе, заполняющем сосуд 8. Поплавок 6 представляет собой колбу с верхней поверхностью сферической формы, нижней поверхностью конической формы и боковой поверхностью цилиндрической формы с диаметром, близким к диаметру заполняемого сосуда, которая для придания ей устойчивости наполняется балластом 7 через отверстие 9.Поплавок можно изготавливать из любого материала, удовлетворяющего плавучести и отсутствию токсического или иного повреждающего действия на биологические дисперсные частицы, Наиболее подходящим материалом является стекло. Стеклянный поплавок легко стерилизовать и он технологичнее в изготовлении, чем поплавок из пластмассы или плексиглаза. Кроме того, стекло с временем не подвергается старению в отличие от плексиглаза.В качестве балласта удобнее всего использовать мелкую свинцовую дробь, так как высокая плотность свинца позволяет достигнуть высокой устойчивости поплавка, а малые размеры дробинок позволяют легко выставить поплавок в вертикальное положение, Дробь насыпается до тех пор, пока поплавок, помещенный в дистиллированную воду (плотность 1,0 г/см), не погрузится в нее настолько, чтобы уровень жидкости достиг верха его цилиндрической части. Высота цилиндрической поверхности поплавка и количество насыпаемой дроби подбираются экспериментально для каждого поплавка, исходя из того, чтобы в растворе с плотностью максимальной для градиентов плотности (1,10 г/см) уровень жидкости не опустился бы ниже цилиндрической поверхности. Выполнение указанных условий обеспечивает постоянный кольцевой зазор между поплавком и поверхностью заполняемого сосуда и, как следствие, постоянную точность формирования градиента плотности. Наличие верхней сферической поверхности позволяет избежать накопления жидкости на поплавке.Когда подобрано оптимальное количество дробинок и произведено выставление поплав 55Таким образом, максимальная величиназазора определяется отношением удвоенного коэффициента повышения точности к ра 10 15 20 25 30 35 40 45 50 2ка в вертикальное положение (путем постукивания) дробинки заливаются через отверстие 9 краской или эмалью для фиксации их положения. После высыхания краски отверстие 9 заваривается на пламени горелки или закрывается резиновой пробкой.Формирование градиента плотности с помощью предлагаемого устройства начинается с того, что сосуд 8 для разделения заполняется раствором более плотным, чем нижняя фаза градиента, в него вставляется поплавок. Затем сосуды 1 и 2 заполняются соответственно верхней, менее плотной, и нижней, более плотной, фазами градиента. После этого включается магнитная мешалка 3, открывается кран 4 и через капилляр 5 ввода раствор линейно уменьшающейся плотности подается в сосуд 8 разделения. По мере заполнения сосуда поплавок всплывает и его коническая поверхность обеспечивает плавное перераспределение слоев градиента без смешивания. После того как градиент сформирован, в сосуд вводится разделяемая суспензия в растворе меньшей плотности, чем верхняя фаза градиента, а вслед за ней - раствор еще меньшей плотности. Когда сосуд заполнен и поплавок находится целиком в верхней фазе, он плавно извлекается из сосуда.Точность градиента при формировании определяется величиной объема градиента, в котором происходит перемешивание слоев при вводе раствора нарастающей концентрации. Этот объем определяется площадью сечения столба жидкости в месте ввода раствора и глубиной перемешивания, т. е. той глубиной градиента, на которую опускается струя жидкости, поступающая из капилляра ввода, перемешиваясь со слоями градиента большей плотности. Эта глубина тем больше, чем меньше крутизна градиента и больше скорость ввода жидкости. В предлагаемом устройстве столб жидкости, в котором происходит перемешивание слоев, имеет площадь сечения, равную площади сечения кольцевого зазора, образованного боковой порерхностью поплавка и внутренней поверхностью заполняемого сосуда.Максимальная ширина кольцевого зазора между боковой поверхностью поплавка и внутренней поверхностью заполняемого сосуда определяется задаваемым повышением точности формирования градиента в результате использования поплавка, Так, если обозначить через Я радиус цилиндрической поверхности поплавка, а через ЛЯ ширину зазора, то коэффициент повышения точности можно приближенно оценивать по следующей формуле:й 2 ЛЯ1346247 10 формула изобретения Составитель А. Румянцева Редактор Н. Бобкова Техред И. Верес Корректор Е. Рошко Заказ 4641/1 О Тираж 508 Подпис ное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 43ди усу цилиндрической поверхности поплавка: 2 КЛЯчакс = - -,РМинимальная ширина кольцевого зазора определяется условием свободного всплытия поплавка при заполнении сосуда.Вместо сообщающихся сосудов в предлагаемом устройстве может быть использовано любое другое устройство, формирующее растворы переменной концентрации и обеспечивающее регулируемую подачу раствора.Разделение клеток в сформированном градиенте плотности происходит под действием либо центробежных сил (центрифугирование сосуда), либо электрических (разделение клеток по заряду в электрическом поле). Под действием разделяющей силы суспензия клеток движется в сосуде вдоль его оси. Линейность градиента плотности обеспечивает прохождение и распределение клеток параллельными слоями, В случае разделения по плотности или размеру (центрифугированием) клетки расходятся в градиенте параллельными слоями в порядке возрастания их плотности или размера, При электрофорезе происходит разделение параллельных слоев клеток в порядке возрастания их электрофоретической подвижности. По окончании разделения градиент вместе с разошедшимися в нем слоями клеток медленно (без перемешивания) извлекается из сосуда и разливается по фракциям. Устройство для разделения дисперсных частиц, содержащее цилиндрические сообщающиеся градиентные сосуды с магнитной мешалкой и капилляром ввода и цилиндрический сосуд разделения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности разделения, устройство снабжено стеклянным поплавком с балластом, разме 1 ценным в цилиндрическом сосуде разделения с возможностью свободного продольного перемещения, при этом верхняя поверхность поплавка выполнена сферической, нижняя - конической, а боковая - цилиндрической.