Измеритель электрофоретической подвижности всплывающих частиц

Й:оег;орс рдйтент,о т,.О П й С"А-Н И Е щ 458756 Союз Советских Социалистических РеспубликИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М. 1 п 27 с присоединением заявки-23) Приоритет -Опубликовано 30,01.75, Бюллетень4Дата опубликования описания 12.06.75 ударственныи комитет вета Министров СССРо делам изобретений 53) УДК 543,275, В. Шишловки Академии наук С(71) Заявител нститут биологической ЕРИТЕЛЬ ЭЛЕКТРОфОРЕТИЧЕСКОЙ ПОДВИЖНОСТ ВСПЛЪВАЮЩИХ ЧАСТИЦ(54) Изобретение относится к области коллоидной химии, изучающей заряд и адсорбцию веществ на границе раздела двух сред, электро- кинетические явления. Изобретение можег быть использовано для анализа сорбционных свойств масляных и воздушных пузырьков, применяемых во флотационных и очистных установках, и подбора оптимальных условий работы таких установок,Известна установка для мпкроэлектрофореза, представляющая собой либо стеклянный капилляр (до 1 - 1,5 мм в диаметре), либо плоскую тонкую прозрачную прямоугольную камеру (толщиной до 1 - 2 мм), заполненные раствором, в котором взвешены исследуемые клетки или частицы размером до 100 мк. По возможности, исключается всякое движение раствора, в том числе конвекционное, что достигается за счет хорошей герметизации и термостатирования камеры (капилляра). Затем вдоль камеры подается электрическое напряжение и частицы приходят в движение. 1 аблюдая за движением частиц в микроскоп, измеряют их скорость, а затем, зная величину электрического поля, вычисляют электрофоретическую подвижность частиц.С целью измерения электрофоретнческой подвижности любых всплывающих частиц и пузырьков размером до нескольких десятых миллиметра в потоке раствора и возможность такого измерения в условиях непрерывно меняющегося состава раствора и температуры на одной и той же частице подача постоянного потока раствора производится через вертикально расположенную электрофоретическую камеру с круглым сечением, соединенную с воронкой для подачи раствора и стаканом для отвода раствора и окруженную водной рубашкой, обеспечивающей разность температур ка меры раствора последовательным расположением электродов по ходу движения раствора,Для постоянства потока раствора системаподачи раствора содержит регулирующие краны и устройство автоматического поддержа ния разности уровней жидкости в воронке и встакане.Постоянный поток раствора через камеруобеспечивает фиксацию всплывающей частицы по осп камеры и возможность непрерывного 20 изменения состава и температуры раствора впроцессе измерения. Постоянная разность температур камеры и рубашки обеспечивается за счет конвекционных потоков фиксации частицы по радиусу камеры. Больший, по сравне пию с аналогами, диаметр камеры позволяетиспользовать в установке частицы диаметром до 0,5 мм. Таким образом, можно производить измерения электрофоретической подвижности в потоке раствора на одной и той же всплы вающей частице с изменениями температуры исостава раствора в процессе измерения.На чертеже пригедеца принципиальная схема установки.Осово частью устройства является электрофоретческа 5 камера 1, предсталяОща 5 собой верткально расположенную стеклянцуп трубку с открытым отверстием внизу. Камера заключеа в прямоугольную стеклянную водную рубашку 2, соединенную с термостатом через симметрично расположенные отводные трубки 3, 4 вверху и внизу камеры. Трубки 4 служат для ввода раствора в рубашку, а трубки 3 - для его вывода. Нижний коец камеры 1 погрукен в водный раствор стеклянного стакана 5. На камере 1 и стакане 5 сделаны ответвления 6, в которых расположены электроды, соедицецые с источником напряжения 7, и ответвления 8 для измерителыьх электродов, соединенных с вольтметром 9. Электроды изготовлены в виде серебряных проволочек, погрукеццых в раствор хлористого калия и соединеных с камерой с помощью агаровых мостиков, приготовленных ца соответствующем солевом растворе. В верхне части камера соединена с кранами 10, регулируошими скорость потока водного растворакамере. Исследуемый водный раствор подается в камеру сверху с помощью сосудов 11 и 12 и стеклянной воронки 13. Сосуд 12 содержит исследуемый раствор, а система 14, состоящая из пробки и двух стеклянных трубок, служит для поддержания раствора в воронке 13 пз одном и том же уровне. Система, состоящая из сосуда 11, крана 15 и трубки, соединяошей воздудцые объемы цад растворами в сосудах 11 и 12, слукат для введения добавок из сосуда 11 в исследуемый раствор сосуда 12 без изменения уровня в воронке 13. Стрелками 16 и 17 обозначены термометры и рН электроды, фиксруоцие температуру и рН раствора в течение опыта. В рабочем состоянии вся система заполнена раствором. Ввод исследуемых частиц в электрофоретическую камеру 1 производится из стакана 5 через нижний конец камеры. Наблюдение за движением частиц и измерение их параметров и положения в камере производится с помощью микроскопа в средней части камеры (по ее длине).Частица (или несколько частиц) вводится через нижнее отверстие камеры 1 и всплывает. При попадании частицы в поле зрения микроскопа ее движение останавливается встречным потоком водного раствора с помощью кранов 10. Подбором потока раствора в камере 1 и температуры в рубашке частица фиксируется в определенной точке камерь. Затем с помощью электродов и источника пи тания подается напряжение, измеряемое электродами 8 и вольтметром 9. Измеряется скорость движения частицы, индуцированцая подачей напряжения. Затем ток отключается изменением потоков в камере и рубашке и темпе.ратуры в рубашке, частица перемещается по радиусу камеры и занимает новое положение.В этом положении вновь включается напряжение и измеряется скорость движения час тиц. В обоих положениях измеряются два параметра: скорость движения частицы под влиянием электрического поля и ее расстояние по радиусу от центра камеры. Измерение этих параметров в двух различных точках по радиусу 15 камеры, а также напрякенности электрпче.ского поля позволяет с помощью обычных формул вычислить электрофоретическую подвижность и потенциал частицы. Далее из сосуда 11 производится добавка какого-либо 20 раствора в сосуд 12 с исследуемым раствором,Производя затем описанные выше измерения и вычисления, получаем новые значения элек.трофоретической подвижности и потенциала, обусловленные такой добавкой.5 Устройство позволяет оценить заряд н адсорбционнуо способность пузырьков флотациопцой эмульсии, имитировать процесс флотации непосредственно на установке и одновременно по изменению электрофоретческ(. з 0 цодвикности пузырька судить об эффективности и физико-химическом механизме флота.ции. Это позволяет целенаправленно выбирать условия флотации, оптимальные для каждого конкретного случая, Возможно применене установки и для исследования адсорбции ионов раствора на частицах. Такими частица.мц могут быть воздушные и масляные пузырьки, окруженные тонкой пленкой твердые частицы.40Предмет изобретения Измеритель электрофоретической подвижности всплывающих частиц, содержащий элек трофоретическую камеру с электродами иоптический регистратор, отличающийся тем, что, с целью измерения электрофоретической подвижности микрочастиц, камера выполнена в виде вертикальной колонки, снабженной во ронкой, расположенной перед колонкой, системой подачи растворов со средствами регулировки скорости подачи и разности уровней жидкости и кюветой, расположенной ца выхо.де колонки для оттока раствора, а электроды 55 расположены последовательно по ходу движения раствора в верхней и нижней частях колонки.458756 Составитель В. Закатов ехред А. Камышннкова оррентор Л. Кото едантоо Ч. Цветков каз 55 Подппспо Тираж 902комитета Совета Министрбретеииц и открытийРаушская наб., д. 4/5 Изд.035Государственно НИИП по делам из Ыосква Ж Зо Обл. тнп. Косгромског равления издательств, полиграфии и книжной торговли