Способ электрофоретического разделения частиц

Союз СоветскихСоциалистическихРеспубпин ОП ИСАНИ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М. Кл.т С 01 И 27/28 с присоединением заявкиоаударстоенный комнтетСоввтв Мнкнатров СССРаа делам изобретвннйи аткрытнй 53) УДК 54 ЭЛ 4477;Бюллетень39 описании 02.1177 1 с 2) ЛвтОры изобретения В. М енков и В, А. Чека Институт биологической физики АН ССС 71) Заявитель 4) СПОСОБ ЭЛЕКТРОФОРЕТИЧЕСКО РАЗДЕЛЕНИЯ ЧАСТИЦ2нако в ламинарно текущей через камеру разделения жидкости возникает, параболичвс . кий прсфиль скоростей, а под дейстъием электрического поля в жидкости возникает электр оосмотическнй поток, направленный параллельно полю и также имекхпий параболический профиль скоростей. Под действием этих двух профилей скоростей поперечное сечение переносимой потоком полосы частиц приобретает;фсерповидную форму, что снижает эффективность разделений, так как уменьшается разрешение отбираемых коллектором фракций. Уменьшая диаметр ижектируемой струнполучают лучшее разрешение фракций, однако, при этом уменьшается производительность разделения. За счет изменения дзета-потенциала стенок камеры разделения удается устранить фсерповидноеф искажение полосы только для одной из разделившихся фракций, Однако на практике, как правило, требуется осуществлять одновременное разделение и отбор нескольких фракций.Целью иэоб(46) Дата опубликовани Изобретение относится к технике пре паративн ого разделения частиц, отличающихся по алек трофоретнческой подвижностиВ частности оно может быть использованодля разделения биологических смесей.." Известен способ электрсфоретичвскогоразделения частиц, по которому разделяемая смесь тонкой струйкой инжектируетсяв йлоский вертикальный поток несущейжидкости, поперек которого приложено постоянное электрическое поде11 . Поддействием поля исходная смесь разделяется на ряд фракций, которые отбираются изпотока коллектором.Недостатком способаявляется малаяпроизводительность разделения,Известен также способ электрофоретичеокого разделения частиц, путем наложенияпостоянного электрического поля поперекпотока несущей жидкости, состоящего изряда горизонтальных слоев разной плотности,в один из которых вводят разделяемую смесь2.Разделяющиеся под действием поля фракции отбираются нз потока коллектором. Од 25 рвтения являвгся увеличениеэлектр офорв йическ Ог о разделе577447 3ния частиц за счет устранения серповидного искажения полосы частиц одновременно для всех фракций.Достигается это тем, что алектрическоелоле прикладывают параллельно плоскостислоев, а центральный слой несущей жидкости формируют имеющим относительно сосед.них слоев большую электропроводность именьшую толщину и в этот слой вводят разделяемую смесь, оСущность изобретения поясняется чертежом, где изображены центральный слой 1несущей жидКости, в ограниченную частьобъема которого вводится разделяемая смесь23 крайние слои 3 и 4 несущей жидкости,имеющие меньшую, чем центральный, электропроводность, ио большую толшину; разделенные фракции 5; профиль 6 скоростей гидродинамического потока жидкости; профиль 7скоростей электроосмотического потока жидкости; стрелками Е показано направлениеэлектрического поля.Процесс разделения осуществляется следующим образом. Разделяемая смесь 2 в видетонкой полосы инжектируется в централь-уиый слой 1 ламинарного потока несущей жидкости, заключенный между двумя соседнимислоями - верхним 3 и нижним 4. Электропроводность центрального слоя устанавливают(путем добавления соответствующих количе- ЗОств буферных солей) такой, чтобы обеспечитьтребуемые рабочие условия для разделения-2даной смеси частиц. (обычно 8,10 омм ). Электропроводность верхнего и нижнего слоя устанавливают много меньшей %(обычно 10 ом м), чем и центральном слое, что уменьшает величину протекающего через них электрического тока, а значит, уменьшает разогревание жидкости, снижает расход электрической энергии и, следо- Овательно повышает аффективность разделения.Плотность несущей жидкости увеличиваютот минимальной в верхнем слое до максимальной в.нижнем путем добавления электрически нейтральных вашеств изменяюшихплотность жидкости (например, сахарозы).При атом плотность центрального слояменьше плотности нижнего слоя и больше;плотности верхнего (с учетом плотностижидкости при ее разогревании под действиемэлектрического тока)Такой градиент плотности жидкости в слоях обеспечивает стабильность ламинарнсн;о потока жидкостии ее устойчивость по отношению к терми- Мческой конвекции,Электрическое поле прикладывают кцентральному слою несущей жидкости попе.рек потока и паралжльно плоскости слоев,Тонкая вертикальная полоса разделяемой 66 смеси, высота которой равна толщинецентрального слоя жидкости по мере движения в электрическом поле разделяется на ряд фракций 5 в соответствии с электрофоретической подвижностью составляющих их частиц. Разделившиеся фракции отбирают из потока любым из известных способов, например, коллектором в виде ряда трубок разводящих фракций в ряд проборок."Серповидное искажение почос является следствием влияния гидродинамнческого и алектроосмотического профилей скоростей жидкости. В предложенном способе разделение частиц осуществляют в центральном слое несушей жидкости, в пределах которого гидродинамическая и алектроосмотическая скорости жидкости практически не меняются (см. чертеж). Это достигают тем, что толщину центрального слоя выбирают в несколько раз меньшей толшины соседних слоев. В результате "серповидное" искажение полосы частиц сводится к минимуму одновременно для всех фракций, и, следовательно, увеличиваются разрешение и проиэво дительность разделения. Так, если ранее для качественного разделения одновременно нескольких фракций смесь ижектировалась и виде тонкой струйки диаметром 01-015 мм, то в предложенном способе она ижектируется в виде струи с поперечными размерами 0,15 х 1,5 мм, что увеличивает производительность разделения одновременно всех фракций (при том же разрешении) в 10 раэ. Формула изобретения Способ алектрофоретического разделения частиц путем наложения постоянного электрического поля поперек потока несущей жидкости, состоящего из ряда, горизонтальных слоев разной плотности в один нз которых вводят разделяемую смесь, о т л и - ч а ю ш и й с я тем, что с целью увели-чения эффективности разделения, алектрическое лоле прикладывают параллельно плоскости слоев, а центральный слой несущей жидкости формируют имеюшим относительно соседних слоев большую электропроводность и меньшую толщину и в атот слой вводят разделяемую смесь. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1, Патент США % 3412007,Составитель Г Винокур оваРедактор Е. Гончар Техред 3. фанта КорректЧС; ПатрушееаЗакаэ 3674/32 Тираз 1101 Подписное БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам иэобретений и открытий 113035, Москва,Ж, Рщдская наб., д. 4/5 филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4