Устройство для электрофоретического разделения частиц

О Л И С А Н И Е рц 580490ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сова Соаетскиа Социалистических Реслтблик(51) М. Кл. б 01 Х 27/26 Государственный комитетСовета Министров СССРло делам иэобретенийи открытий(43) Опубликовано 15,11.77. Бюллетень42 (53) УДК 543.544(088.8) (45) Дата опубликования описания 03,11.77 В. М. Фомченков и Б, К, Гаврилюк Институт биологической физики АН СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОФОРЕТИЧЕСКОГО РАЗДЕЛЕНИЯ ЧАСТИЦИзобретение относится к технике разделения частиц, отличающихся по электрофоретической подвижности и может быть использовано для разделения биологических смесей.Известно устройство для разделения частиц в электрическом поле, содержащее корпус, в котором помещена винтообразная камера, разделенная перегородками на электродные отделения с размещенными в них электродами и полупроницаемыми мембранами, причем электродные отделения размещены вдоль вертикальных боковых стенок корпуса 1,Однако, это устройство не обеспечивает высокой эффективности разделения, так как линии электрического тока, протекающего через камеру разделения, направлены под углом к образующей цилиндра. В этом направлении поперечное сечение канала имеет криволинейную конфигурацию и, следовательно, распределение электрических силовых линий по поперечному сечению камеры является неоднородным. Последнее приводит к искажению профиля скоростей электроосмотического потока и дополнительному расширению полосы частиц, что снижает разрешающую способность устройства. Кроме того, закрепление и замена мембран в нем является трудоемкой операций из-за того, что электродные отделения выполнены в виде винтообразных каналов. 2Известно также устройство для электрофоретического разделения частиц, содержащееинжектор, коллектор, камеру разделения сотверстиями, закрытыми полупроницаемыми5 мембранами, отделяющими камеру от отделений, в которых расположены электроды2.Однако, это устройство также не обеспечивает высокой эффективности разделения из-за10 того, что не удается в достаточной мере устранить тепловую конвекцию несущей жидкости и седиментацию частиц. В данном случае осуществляется лишь частичная инверсияпотока относительно направления силы тяже 15 сти: в горизонтальном змеевике полная инверсия потока осуществляется только на вертикальных участках, а в вертикальном - нагоризонтальных участках. Это снижает величину допустимых значений напряженности20 электрического поля и разрешающую способность устройства,С целью увеличения эффективности разделения за счет более полного подавления тепловой конвекции несущей жидкости и седимен 25 тации частиц, камера разделения предлагаемого устройства выполнена в виде полой спиральной ленты, а электроды имеют кольцеобразную форму.На фиг. 1 изображено описываемое устрой 30 ство, вид спереди; на фиг. 2 - то же, разрез, 580490Устройство состоит из спиральной камеры разделения 1, которая омывается охлаждающей жидкостью, подаваемой через штуцеры 2, В начале спиральной камеры расположено входное отделение 3, в которое через штуцер 4 вводится несущая жидкость, По всей ширине камеры выполнены отверстия 5, через которые несущая жидкость из входного отделения поступает в камеру разделения. Инжектор представляет собой тонкую трубку 6, герметично соединенную с камерой разделения. На выходе из камеры расположен коллектор 7 в виде ряда трубок, через которые разделившиеся фракции и несущая жидкость вводятся в пробирки 8. Электродные отделения 9 расположены по обеим боковым сторонам камеры и представляют собой кольцеобразные полости 10, в которых размещены металлические электроды 11 и полупроцицаемые мембраны 12, закрывающие отверстия 13, через которые осуществляется электрический контакт между электродными отделениями и камерой разделения. Электроды 11 выполнены в виде колец, расположенных против отверстий 13. Штуцеры 14 служат для промывания электродных отделений буферным раствором.Описанное устройство работает следующим образом.В протекающий через спиральную камеру разделения 1 ламинарный поток несущей жидкости через инжектор 6 вводят тонкую струйку разделяемой смеси, которая переносится потоком к выходу из камеры разделения, При подключении электродов 11 к источнику постоянного напряжения в камере разделения устанавливается однородное электрическое поле. Под действием поля переносимая потоком струя смеси разделяется на ряд полос, состоящих из частиц равной электрофоретической подвижности. Разделившиеся фракции через коллекторцые трубки 7 вводятся в пробирки 8.Увеличение эффективности разделения в предложенном устройстве достигается за счет более полного подавления тепловой конвекции и седиментации разделяемых частиц, вследствие того, что в спиральной камере разделения, инверсии потока относительно направления силы тяжести осуц 1 ествляются как в вертикальных, так и в горизонтальных участках камеры, Конвекционные потоки, возникающие на каком-либо участке камеры, эффективно устраняются после инверсии потока в последующем участке камеры, так как направление силы тяжести меняется на противоположное. Это дает возможность увеличить 1 О плотность протекающего через камеру разделения электрического тока, а значит и напряженность электрического поля и разрешающую спообность устройства.В предложенном у"стройстве эффективно 15 устраняется и седимецтация частиц, так каксмещение частиц под действием силы тяжести в нижнем или одном из боковых участков камеры компенсируется противоположным смещением в верхнем или в другом боковом 2 О участке камеры. Выполнение металлическихэлектродов в виде колец, расположенных против отверстий, через которые осуществляется электрический контакт между электродными отделениями и камерой разделения, обес печивает равномерное приложение электрического поля по всем виткам спиральной камеры разделения.Формула изобретения ЗОУстройство для электрофоретического разделения частиц, содержащее инжектор, коллектор, камеру разделения с отверстиями, закрытыми полупроницаемыми мембранами, 35 отделяющими камеру от отделений, в которых расположены электроды, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью увеличения эффективности разделения, камера разделения выполнена в виде полой спиральной ленты, а элек троды имеют кольцеооразную форму.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 45 1. Авторское свидетельство СССРМО 484009,кл. В ОЗС 3/09, 1974.2, Патент США Мо 3479277, кл, 204 - 299,1969,едакт Тираж 110итета Совета Минисретений и открытий5, Раушская наб., д. Типография, пр. Сапунова,Заказ 2417/14 Изд.877 НПО Государственного ко по делам изо 113035, Москва, Ж